Estudio estructural del pabellón de Sant Manel del Hospital de Sant Pau de Barcelona

Abstract

[ANGLÈS] A professional who is involved in rehabilitation works or projects has to face in his work major difficulties to develop an intervention in an existing building. There is a worldwide lack of standard reference for this type of construction works. Very scarce standards have been made about this issue, and very poorly diffused also. In the structural engineering field is strongly needed to have reference standards, due to the engineer ability and knowledge based in them. This master thesis is about Sant Manel pavilion, which is a typical one in the Santa Creu i Sant Pau Hospital in Barcelona, since there are a total of 8 using this type of constructive forms. The current project intends the building to be used as a United Nations University Center. Sant Pau Hospital in Barcelona is a modernist architecture complex built up in the beginning of the twentieth century by a well-known architect called Lluis Domènech i Montaner. This work is intended to use modern methods, not actually created for this purpose, as a mean to evaluate the structural safety of this building. The aim of this work is not to make an abstract judge out of exacts methods, neglecting the actual reality of the structure but it’s intended to be a base for a whole study of it. The information included in the architectural project by Argenti Architects was the base of this work. From this knowledge it was possible to study the architecture and structural behavior. It was also possible to know about the inspections that have been made to check the preservation of the structure. A tridimensional model of the whole structure was made as to analyze in a more realistic way the structural behavior. The computer software Sap2000 was applied to perform an analysis based in a finite elements model, formed out of an objet based model of frames and shells. The main reason to create this model was to simulate the seismic action in this structure. This was possible by performing a static analysis based in the reference method of the Eurocode EC-8, which is a method implemented as a function in the software used. The final study of the results obtained from these analyses allowed to establish a structural safety evaluation for all the members involved. Moreover an intervention or further studies were proposed based on these results.

[CASTELLÀ] Durante el ejercicio profesional los técnicos que trabajan en proyectos y obras de rehabilitación se encuentran con las dificultades que plantea proyectar o dirigir la intervención sobre un edificio existente. A nivel mundial existe una carencia casi completa de normativa de referencia para este tipo de obras. De forma muy aislada se han desarrollado algunas normas y recomendaciones que son poco difundidas. En el ámbito concreto de la ingeniería estructural esta necesidad de normativas de referencia es si cabe mayor, ya que el técnico habitualmente tiene una formación y experiencia muy centrada en los códigos normativos. El presente trabajo se centra en el pabellón de Sant Manel, cuya configuración arquitectónica puede considerarse típica de la mayoría de edificios del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona, ya que es uno de los ocho que comparten una composición, soluciones y programa funcional muy similares. El uso previsto para este edificio es albergar una Escuela que formará parte de la Universidad de las Naciones Unidas. El recinto del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona es un conjunto modernista construido a principios del siglo XX bajo la dirección del arquitecto Lluis Domènech i Montaner. El presente trabajo se basa en la aplicación de unos métodos, no creados específicamente para afrontar este tipo de proyectos, con la intención de valerse de ellos como medio para valorar la aptitud de la estructura objeto del trabajo. No se pretende por lo tanto hacer un juicio sobre la estructura del edificio, abstrayéndose de la realidad de este, sino que se ha planteado como el eje central de un estudio completo que debe incluir las verificaciones pertinentes sobre los resultados obtenidos. Partiendo de la información contenida en el proyecto ejecutivo, publicado por la Fundación Hospital de Sant Pau y redactado por el equipo de Argentí Arquitectes, se estudia en primer lugar la arquitectura del edifcio. Se analizan los mecanismos resistentes implicados y la forma de trabajar de los diferentes elementos estructurales. Asimismo se analizan las conclusiones de las inspecciones del edificio llevadas a cabo por el equipo redactor del proyecto. Para poder analizar los elementos estructurales de forma más realista se realiza un modelo completo de la estructura, utilizando el software Sap2000, que permite la utilización de objetos para formar un modelo de elementos finitos. Se trata de una herramienta de análisis avanzado, con la que pueden reproducirse elementos estructurales complejos mediante su discretización en elementos de barras y placas. El motivo principal de la creación de este modelo es el estudio de la acción sísmica sobre el edificio. Para ello se recurre a un análisis estático basado en el método de referencia del Eurocódigo EC-8, que puede realizarse de una forma ágil gracias a las funciones implementadas en el programa utilizado. Una vez analizados los resultados obtenidos, se hace una valoración de seguridad estructural, en base a la cual se validan los elementos estudiados o se propone una intervención para mejorarla o un estudio más profundo que permita una valoración más precisa.