Burj Khalifa

A partir del piso 156 las plantas están conformadas de acero, lo que aligera la estructura
considerablemen.te; 31,500 toneladas de acero conforman esta armazón. El 75% de la
fachada del edificio, de 11,500 m2, está recubierta de vidrio; el 25% restante es de metal.
En febrero de 2004 se inició la construcción de la cimentación del edificio Burj Khalifa, en
la que se utilizaron casi 200 pilotes que fueron hincados hasta una profundidad de casi 50
metros, siendo calificada como la cimentación más grande jamás construida, concebida
para soportar esta colosal estructura, y que además de los pilotes, consta de una inmensa
placa de concreto armado de 3.7 m de espesor; conformada de 12,500 m. de concreto.
Su diseño parte de una innovadora tesis, que se soporta en sofisticados estudios geotécnicos
y sismo.rresistentes. Es esta placa la que a su vez se encuentra soportada por el sistema de
pilotes, cada uno de los cuales tiene 1.5 metros de diámetro en su base y 43 metros de
longitud. En la cimentación, se utilizaron 45,000 m3 de concreto, haciendo que ésta tuviera
un
peso
aproximado
de
110,000
toneladas.
Asimismo, en la elaboración de los pilotes de fric.ción se utilizaron mezclas de concreto, en
donde se consideraron adiciones minerales sustituyendo parte del contenido de cemento:
25%
de
cenizas
volantes
y
7%
de
humo
de
sílice.
El diseño estructural de concreto armado del edificio, se realizó siguiendo los estándares
del ACI 318-02, así como las especificaciones para el acero estructural que se establecen en
el American Institute of Steel Construction (AISC, por sus siglas en inglés) de 1999. El
proceso de análisis estructural además de las acciones gravitacionales, evalúo los estados de
carga de viento y sismo, elaborándose para ello un modelo tridimensional de elementos
finitos a estudiarse en el sistema automatizado de cálculo estructural ETABS, en su versión
8.4..
Según las referencias consultadas, la evaluación dinámica del modelo arrojó que los
periodos de la edificación, en las dos direcciones ortogonales y en torsión, fueron de 11.3
(período fundamental de vibra.ción), 10.2 y 4.3 segundos, respectivamente. Para el análisis
se consideró el Universal Building Code (UBC), de donde se consideró la zona sísmica 2a
(bajo riesgo sísmico), con un coeficiente sísmico de 0.15. El análisis incluyó la realización
de un estudio de peligrosidad sísmica, en donde se evaluaron espectros de respuesta
obtenidos en sitios específicos, y su respuesta ante el sismo de diseño.
En general, las acciones sísmicas no gobernaron el proceso de diseño de la estructura
principal (en la antena existente en la cima de la edificación, sí pre.valecieron las acciones
sísmicas en el diseño), pues las acciones que prevalecieron fueron las de viento. En este
caso, los estudios obtenidos experimentalmente a nivel de laboratorio en un túnel de viento,
reportaron desplazamientos horizontales en la parte superior de la estructura principal de
aproximadamente 1.5 m, magni.tud que resulta tolerable, de acuerdo a lo recomendado.
En este caso, los múltiples y sofisticados estudios desarrollados en el túnel de viento
permitieron concebir una estructura eólico-resistente eficiente, en donde los aspectos
asociados a la gran altura y esbeltez de la edifi.cación, fueron atenuados por medio del
diseño de una es.tructuración eficiente, tanto en planta, como en elevación.
El Burj Khalifa cuenta con siete niveles mecánicos lo.calizados cada 30 pisos, en donde se
sitúa la maquinaria que rige los sistemas del edificio, tales como: estaciones eléctricas,
tanques y bombas de agua, y demás siste.mas esenciales para su funcionamiento. Estos
niveles pueden distinguirse en la fachada, pues poseen un tipo de revestimiento diferente;
así como una mayor altura, respecto a los demás niveles de la edificación.
Un elemento fundamental en la construcción fue la seguridad ante cualquier imprevisto. El
Burj Khalifa cuenta con elevadores de seguridad en caso de incendio, con capacidad de 5
toneladas. Para estos casos también existen habitaciones de seguridad, localizadas cada 25
pisos
y
dotadas
de
aire
presurizado.
Dentro del Burj Khalifa se encuentra el primer hotel de la cadena ARMANI, el cual está
localizado en los primeros 39 niveles. Los pisos habitables son 160, de los cuales 49 están
destinados a oficinas y 61 a depar.tamentos. También incluye una terraza-mirador que
ofrece una visión de 360 grados de la ciudad a 442 metros de altura (planta 124), y oficinas
en el resto de los niveles hasta el 156. Los elevadores panorámicos se trasladan a
velocidades de 10 m/s, y los interio-res a 18 (m/s). Se afirma que éstos recorren la mayor
distancia
en
el
mundo
(504
metros).
Colofón
de
interiorismo
El diseño de los interiores del rascacielos corrió a cargo de la diseñadora Nada Andric, al
frente de la firma de arquitectos SOM. En este caso se combinaron perfec.tamente el uso
del vidrio, acero inoxidable, piedras pulidas, paredes estucadas, texturas artesanales y pisos
de roca, todo inspirado en la cultural local. Cabe decir que más de de mil obras de arte
seleccionadas con elegancia y sobriedad, adornan el edificio y sus
alrededores.
modelo dimensional de análisis estructural de
elementos finitos
La superestructura de la torre de Burj Khalifa está
diseñada como un edificio de hormigón armado con
hormigón de alto rendimiento de
desde el nivel de los cimientos hasta el nivel 156, y
está rematado con un marco reforzado de acero
estructural desde el nivel 156 hasta el punto más
alto de la torre.
La estructura del Burj Khalifa fue diseñada para
comportarse como un gigante
columna con forma de sección transversal que es un
reflejo de la masa y el perfil del edificio.
El sistema estructural del Burj Dubai se puede
describir como un "núcleo reforzado" y consiste en
una construcción de muros de hormigón de alto
rendimiento.
Cada una de las alas refuerza a las otras mediante
un núcleo central de seis lados o un eje hexagonal.
Este núcleo central proporciona la resistencia a la
torsión de la estructura, similar a un tubo o eje
cerrado.
Columnas perimetrales y piso de placa plana
completan el sistema.
Las paredes del pasillo se extienden desde el
núcleo central hasta cerca del final de cada ala,
terminando en paredes engrosadas con cabeza de
martillo.
Estos muros de pasillo y muros de cabeza de
martillo se comportan de manera similar a las almas
y alas de una viga para resistir las cizalladuras del
viento.
y momentos.
En los pisos mecánicos, se proporcionan paredes
de estabilizadores para unir las columnas
perimetrales al sistema de pared interior,
permitiendo que el perímetro
columnas para participar en la resistencia de carga
lateral de la estructura; por tanto, todo el hormigón
vertical se utiliza para soportar cargas tanto de
gravedad como laterales.
<
Esta es la metodología de niveles para todos los
niveles de la estructura.
 Se cubrirá con más detalle a medida que el hilo
avanza con
la construcción.
El sistema de resistencia de carga lateral de la
torre consta de muros de núcleo dúctil de
hormigón armado de alto rendimiento unidos a
la columnas exteriores de hormigón armado a
través de una serie de paneles de muro
cortante de hormigón armado en los niveles
mecánicos.  Las paredes del núcleo varían
en grosor de 1300 mm a 500 mm. Las paredes
del núcleo son normalmente unidos a través de
una serie de vigas de enlace de hormigón
armado de 800 mm a 1100 mm de profundidad
en todos los niveles. Estas vigas de enlace
dúctil compuestas generalmente consisten en
placas de acero de corte, o vigas de acero
estructural en forma de I, con montantes de
corte incrustados en la sección de hormigón.
<
El ancho de la viga de enlace generalmente
coincide con el espesor de la pared del núcleo
adyacente.
En la parte superior de la pared central de
hormigón armado, una aguja muy alta corona el
edificio, lo que la convierte en la torre más alta del
mundo en todas las categorías. El sistema de
resistencia de carga lateral de la aguja consiste en
un sistema de refuerzo de acero estructural diagonal
desde el nivel 156 hasta la parte superior de la aguja
a aproximadamente 750 metros sobre el suelo.
El pináculo consiste en una sección de tubería de
acero estructural que varía desde 2100 mm
de diámetro x 60 mm de espesor en la base hasta
1200 mm de diámetro x 30 mm de espesor en la
parte superior (828 m).
La gestión de la carga por gravedad también es
fundamental, ya que tiene un impacto directo en la
eficiencia general y el rendimiento de la torre y
debe abordarse en el
etapa inicial de diseño, durante el desarrollo e
integración del concepto de diseño arquitectónico y
estructural.
Las limitaciones en los espesores de pared (500600 mm) del núcleo central y el
Se permite el grosor de las paredes de ala (600 mm),
el arte de trabajar con hormigón, la carga de
gravedad para fluir libremente hacia el pasillo
central.
Se emplearon varias técnicas de ingeniería eólica en
el diseño de la torre para controlar la respuesta
dinámica de la torre bajo carga de viento mediante
desorganización de la formación de
desprendimiento de vórtices (frecuencia y
dirección) a lo largo de la altura del edificio y
sintonización
 Esquinas suavizadas
La gestión de la ingeniería eólica del Burj Khalifa
se logró mediante:
 Variando la forma del edificio a lo largo de la
altura mientras continúa, sin interrupción, la
gravedad del edificio y la carga lateral resistiendo
sistema.
reducir la planta a lo largo de la altura, reduciendo
así efectivamente el perfil del edificio.
Utilizar las formas del edificio para introducir
efectos tipo spoiler a lo largo de toda la altura de la
torre, incluido el pináculo, para reducir las
excitaciones dinámicas del viento.
Cambiar la orientación de la torre en respuesta a la
direccionalidad del viento, endureciendo así la
estructura normal a la peor
dirección del viento.
Se realizaron más de 40 pruebas en túnel de viento
en Burj Dubai para examinar los efectos que el
viento tendría en la torre y sus ocupantes.
Estos variaron desde pruebas iniciales para
verificar el clima eólico de Dubai, hasta grandes
modelos de análisis y pruebas de presión de
fachadas, hasta análisis microclimático de los
efectos en terrazas y alrededor de la base de la torre
Dubai fuera del ámbito de la actividad sísmica.
 El análisis de licuefacción del suelo de Burj
Khalifa mostró que no es un problema
Burj Khalifa está ubicado en Dubai, que es una
región sísmica UBC97 Zona 2a (con un factor de
zona sísmica Z = 0.15
y perfil de suelo Sc).
 Por lo tanto, las cargas sísmicas no gobernaron el
diseño de la torre de hormigón (las cargas de viento
gobiernan) pero sí gobiernan
de la aguja de acero sobre la torre de hormigón.
Sin embargo, Burj Khalifa resistió el terremoto de
magnitud M5.8 que ocurrió en el sur de Irán el 20
de julio de 2010.
 Si bien la magnitud de este terremoto disminuyó
cuando llegó a Dubai
y era relativamente pequeño (menos de 1 miligramo
en el sitio BK),
El revestimiento exterior está compuesto por
vidriado reflectante con paneles enjutas de aluminio
y acero inoxidable texturizado y aletas tubulares
verticales de acero inoxidable.
 Cerca de 26.000 paneles de vidrio, cada uno
cortado a mano individualmente, se utilizaron en el
revestimiento exterior del Burj Khalifa.
 Se contrataron más de 300 especialistas en
revestimiento de China para el trabajo de
revestimiento de la torre.
 El sistema de revestimiento está diseñado para
soportar el calor extremo del verano de Dubai,
y para asegurar aún más su integridad, se utilizó un
motor de avión de la Segunda Guerra Mundial para
pruebas dinámicas de viento y agua.
 El muro cortina del Burj Khalifa equivale a 17
campos de fútbol (soccer) o
25 campos de fútbol americano.
1. parteluz vertical de aluminio.
2. vidrio de visión aislante reflectante claro.
3. aleta vertical de acero inoxidable.
4. panel enjuta horizontal.
5. losa de hormigón.
Grifos de presión para revestimiento a escala 1: 500.
 La ubicación de cada grifo se determinó y acordó
en consulta entre SOM y el
Ingenieros de RWDI.
 El modelo se colocó en un plato giratorio en el
túnel de viento.
 El túnel se configuró con los edificios
circundantes existentes, luego el túnel se configuró
con los edificios circundantes del desarrollo futuro
en su lugar.
 Se tomaron medidas para 36 direcciones del
viento separadas por 10 grados.
 Los datos medidos se convierten en coeficientes
de presión basados en la presión dinámica media
medida del viento por encima de la capa límite.
 Los datos estadísticos del clima eólico local dan
cuenta de las velocidades extremas variables del
viento con la dirección del viento.
Los resultados de los cálculos basados en la prueba
incluyen tanto la presión máxima positiva como la
negativa
en un período de retorno de 50 años.
 La mayor presión de viento negativa calculada
para el revestimiento fue de 15,5 kpa, y la mayor
presión positiva fue
+ 3,5 kpa.
 Se establecen los criterios y el contratista ha
completado su diseño de detalle inicial, el
desempeño del
El sistema de muro cortina debe estar probado.
 El sistema de revestimiento en Burj Khalifa se
probó en la posición de infiltración de aire,
penetración de agua
l diseño interior de las áreas públicas de Burj Dubai
también fue realizado por la Oficina de Chicago
Skidmore, Owings & Merrill LLP y fue dirigida por
el galardonado diseñador Nada Andric.
 El interior se inspiró en la cultura local durante su
estancia.
consciente del estado del edificio como icono y
residencia global
 Cuenta con vidrio, acero inoxidable y piedras
oscuras pulidas,
junto con pisos de travertino plateado, paredes de
estuco veneciano, alfombras hechas a mano y pisos
de piedra.
Pilotes de hormigón armado (1,5 m de
diámetro y 43 m de largo).  La mezcla de
hormigón para las pilas tenía un 25% de
cenizas volantes y un 7% de humo de sílice.
La alfombra está soportada por 192
perforados, la capacidad de cada pila es de
3000 toneladas. Los pilotes se hicieron con
concreto de alta densidad y baja
permeabilidad, colocado mediante el método
tremie utilizando lechada de polímero. La
alfombra tiene 3,7 metros de espesor y se
construyó en cuatro vertidos separados por un
total de 12.500 metros cúbicos de hormigón. 
En las cimentaciones se utilizó un hormigón de
alta densidad y baja permeabilidad. También
se instaló un sistema de protección catódica
debajo de la alfombra, para minimizar los
efectos perjudiciales de los productos químicos
corrosivos. que puede estar presente en el
agua subterránea local.
Los muros del pasillo se extienden desde el núcleo
central hasta el final del ala, donde se han
engrosado con muros de cabeza de martillo.
 Estos muros se comportan como la red y las alas
de un puente para resistir las cizalladuras y
momentos del viento.
Las paredes hexagonales centrales están
reforzadas por las paredes de ala y las paredes de
cabeza de martillo que se comportan como las
almas y alas de una viga para
Resiste las cizalladuras y los momentos del viento.
Las alas se retraen para proporcionar muchas placas
de suelo diferentes.
Los contratiempos se organizan con la cuadrícula
de la torre, de modo que el escalón del edificio se
logra alineando las columnas de arriba con
paredes debajo para proporcionar un camino de
carga suave. Como tal, la torre no contiene
transferencias estructurales.
Estos contratiempos también tienen la ventaja de
proporcionar un ancho diferente a la torre para cada
placa de piso diferente.
 El toque culminante del Burj Khalifa es su aguja
telescópica compuesta por más de 4.000 toneladas
de acero estructural.
La aguja se construyó desde el interior del edificio
y se elevó con un gato a su altura máxima de más de
200 metros (700 pies) mediante una bomba
hidráulica.
 Además de asegurar el lugar de Burj Khalifa
como la estructura más alta del mundo, la aguja es
parte integral del diseño general, creando un sentido
de terminación para el hito.
La aguja también alberga equipos de
comunicaciones.
La torre consta de más de 160 pisos y se espera que
se complete dentro de un calendario muy ajustado y
un ciclo de 3 días. Por lo tanto, se incorporaron las
siguientes tecnologías constructivas clave para
lograr el ciclo de 3 días establecido para las obras
de hormigón:
 Sistema de encofrado auto trepante (ACS)
 Prefabricación de barras de refuerzo
 Hormigón de alto rendimiento adecuado para
proporcionar alta resistencia y durabilidad.
requisito, módulo alto y bombeo
 Tecnología avanzada de bombeo de hormigón
 Sistema de encofrado que se puede desmontar y
montar rápidamente con un mínimo de mano de
obra
requisitos
 Método de procedimiento de columna / muro,
parte del sistema de encofrado ACS
Las Figuras 1 y 2 representan la secuencia de
construcción de la torre y muestran el sistema de
encofrado auto trepante (ACS), diseñado por Doka.
El encofrado de ACS se divide en cuatro secciones
que consisten en la pared central del núcleo que es
seguida por la construcción de la pared del ala a lo
largo de cada una de las tres alas de la torre. La
Figura 2 también muestra la siguiente secuencia de
construcción:
 La construcción del muro central es seguida por
la losa central
construcción.
 La construcción del muro del ala es seguida por
la construcción de losa de plataforma plana del ala,
y… ..
Las columnas de la nariz son seguidas por una
placa plana y una losa plana en el área de la nariz.
 Además, las paredes del núcleo están unidas a las
columnas de la nariz a través de una serie de
paredes estabilizadoras de la historia en cada uno de
los niveles mecánicos.
La mayoría de las barras de refuerzo para las
paredes del núcleo, las paredes de las alas y las
columnas de la nariz fueron prefabricadas a nivel
del suelo.
 Este método de fabricación y premontaje de
barras de refuerzo resultó:
 Control de calidad
 Reducción del número de trabajadores que suben
y bajan de la torre.
 La barra de refuerzo se ensambló en módulos de
dos pisos para acelerar el tiempo de construcción
del elemento vertical.
demás de conectar los elementos verticales de la
pared central de manera rígida para obtener la
máxima resistencia y rigidez del sistema de
resistencia de carga lateral, las vigas de enlace
también se utilizan como medio para transferir e
igualar las cargas de gravedad entre los elementos
verticales (elementos de la pared central y columnas
de punta ).
 Esto iguala las tensiones y tensiones entre los
miembros.
 Debido a que las vigas de enlace están sujetas a
grandes cortes y momentos de flexión, muchas de
las vigas de enlace tenían que ser compuestas
(miembros de acero revestidos de alta resistencia
hormigón).
Grúas
Plan logístico del sitio
 El área del sitio del Burj Dubai es de
aproximadamente 105,600m2 y abarca la torre, el
anexo de la oficina, el anexo de la piscina y las
áreas de estacionamiento, divididas en tres zonas
(Zona A, Zona B y Zona C). La logística del sitio
Las obras y las obras de planificación están en
constante evolución para reflejar las actividades de
construcción actuales, las áreas de descanso, la
circulación del tráfico del sitio, etc.
Se seleccionaron de manera óptima tres grúas torre
de tipo abatible auto trepantes de alta capacidad y se
ubicaron en el núcleo central de la torre como se
muestra en las Figuras 10 y 15.
describe la ubicación de los polipastos principales y
las especificaciones del polipasto.
Los polipastos se instalaron en tres fases
diferentes siguiendo la secuencia de construcción de
la torre.
Los cuatro polipastos principales PEGA de doble
jaula tendrán un recorrido único hasta una altura o
alrededor de 400 m, viajando a una velocidad
máxima de 100 m / min. Los polipastos
eventualmente alcanzarán
niveles que se acercan a los 700 m
Equipo de bombeo de hormigón
 Se colocaron tres bombas principales a nivel del
suelo como se muestra en la Figura 1 y 2. Línea de
bombeo 1 situada en el núcleo central, con líneas de
bombeo 2, 3 y 4 en las alas sur, oeste y este del
núcleo.
Se ubicó una línea de bombeo adicional 5 en el
área del núcleo central para
uso de emergencia. , la mayor parte del hormigón se
ha bombeado directamente a la elevación de
hormigón más alta, que supera los 585 m.
Se instaló una bomba secundaria en el nivel 124
en caso de una situación de emergencia.
Programa y red de vigilancia de la salud estructural
El programa de monitoreo de encuestas (SHM) se
utiliza en Burj Khalifa para medir la sostenibilidad
de la torre, durante el proceso de construcción y
también después de la ocupación de la torre.
 El programa de monitoreo consta de sensores,
que se fijan en varias posiciones de la torre.
Para medir el comportamiento del sistema de carga
de resistencia, los sensores se conectan con
computadoras de red para obtener los detalles de los
datos de salida.
 Desde que se completó la instalación del
programa SHM en Burj Khalifa, la mayoría de las
características del sistema estructural se han
identificado e incluido midiendo lo siguiente:
Construir aceleración en todos los niveles
Construcción de desplazamientos a nivel 160M3
Perfil de viento a lo largo de la altura del edificio
en la mayoría de las áreas de balcón, incluida la
velocidad y dirección del viento, que aún necesita
calibración para relacionarse con la velocidad
básica del viento.
Construir frecuencias dinámicas, incluidos modos
más altos
 Amortiguación esperada del edificio a baja
amplitud debido a eventos sísmicos y de viento
Registros históricos de tiempo en la base de la
torre.
Sistema de planes de seguridad contra incendios y
vida
 El diseño del Burj Khalifa se realizó con especial
atención a la seguridad contra incendios y la
velocidad de evacuación.
La capacidad de los cercos de hormigón de las
escaleras totales, además del servicio del edificio y
el elevador de bomberos, ha sido tan eficaz que
puede soportar fácilmente 5.500 kg.
 Por eso es conocido por ser el ascensor de
servicio más alto del mundo.
 Las áreas de refugio presurizadas y con aire
acondicionado están diseñadas en casi cada 25 pisos
de esta torre para garantizar una mayor seguridad,
ya que los ocupantes no pueden caminar
literalmente hasta 160 pisos de una vez.
Sistemas normales de suministro y distribución de
energía
La cantidad máxima de electricidad
energía requerida por la torre 50 millones de
voltios-amperios.
11KV Múltiples alimentaciones arriba del
edificio Transformadores múltiples de 11KV /
400y / 230V ubicados en pisos mecánicos Bus
vertical de zona local 400Y / 230V Cuadros de
distribución 400Y / 230V Servicio DEWA
entrante 11KV
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