Estructura de edificios altos
Sistema estructural Outrigger
El sistema estructural de un edificio de gran altura está diseñado para soportar las cargas verticales de gravedad, así como las cargas laterales causadas por el viento o la actividad sísmica. El sistema estructural se compone únicamente de los miembros diseñados para soportar las cargas, y todos los demás miembros se denominan no estructurales. La determinación del sistema estructural de un edificio de gran altura implica la selección y disposición de los principales elementos estructurales para resistir de la manera más eficiente las distintas combinaciones de cargas gravitatorias y laterales. Un edificio de gran altura debe estabilizarse frente a las cargas horizontales y, para conseguirlo, pueden elegirse varios sistemas estructurales diferentes. Todos estos sistemas han evolucionado a partir del armazón estructural tradicional rígidamente articulado. El diseño fundamental de todos estos sistemas estructurales ha consistido en colocar la mayor cantidad posible de material portante alrededor de la franja exterior del edificio para maximizar su rigidez a la flexión.
Un armazón arriostrado se utiliza en estructuras sometidas a cargas laterales, como el viento y la presión sísmica. Los elementos de un armazón arriostrado suelen ser de acero estructural, que puede trabajar eficazmente tanto a tracción como a compresión. Las vigas y los pilares que forman el armazón soportan las cargas verticales, y el sistema de arriostramiento soporta las cargas laterales. La colocación de los tirantes, sin embargo, puede ser problemática, ya que pueden interferir con el diseño de la fachada y la posición de las aberturas. Los edificios que adoptan estilos de alta tecnología o posmodernistas han respondido a esto expresando el arriostramiento como una característica de diseño interna o externa. En los pórticos arriostrados, las vigas y los pilares suelen estar dispuestos de forma ortogonal tanto en alzado como en planta. Los miembros estructurales se unen mediante una conexión con pasadores que no transfiere momentos. Este sistema estructurado está diseñado para resistir las fuerzas del viento y los terremotos. Los miembros de una estructura arriostrada no pueden oscilar lateralmente. Gracias al arriostramiento, el desplazamiento lateral del piso, la deriva del piso, la fuerza axial y el momento de flexión de las columnas se reducen considerablemente.
Sistemas estructurales para edificios altos pdf
Para que un edificio alto tenga éxito, como mínimo, la estructura debe emplear sistemas y materiales adecuados a la altura y configuración del edificio. El sistema estructural de un edificio alto debe tener un buen rendimiento y prestarse a una construcción eficiente [1]. Según [1], un edificio alto de éxito debe tener las siguientes características;
En 1969, Fazlur Khan clasificó los sistemas estructurales de los edificios altos en función de su altura y teniendo en cuenta la eficiencia en forma de diagramas de "alturas para sistemas estructurales" [2]. Esto marcó el comienzo de una nueva era en la revolución de los rascacielos en términos de sistemas estructurales múltiples [3].
Más tarde, Khan mejoró estos diagramas mediante modificaciones [4, 5]. Desarrolló estos esquemas tanto para el acero como para el hormigón, como puede verse en las figuras 1 y 2 respectivamente [6]. Khan argumentó que el armazón rígido que había dominado el diseño y la construcción de edificios altos durante tanto tiempo no era el único sistema adecuado para los edificios altos.
Fig. 1: Clasificación de los sistemas estructurales de los edificios altos de acero [1]Fig. 2: Clasificación de los sistemas estructurales de los edificios altos de hormigón [1]Bungale [1] también presentó una tabla para mostrar el sistema estructural adecuado para los edificios altos de hormigón armado. Esta tabla se muestra en la Tabla 1.
Formas estructurales en arquitectura
La estabilidad global de los edificios altos de hormigón armado formados por losas planas está garantizada, entre otros factores, por la existencia de elementos considerablemente rígidos, como núcleos de ascensores y escaleras. Dichos núcleos rígidos tienen recurrentemente el formato "L" o "U" porque se ajustan mejor al diseño arquitectónico. Sin embargo, cabe destacar la considerable relevancia e influencia de la rigidez transversal a flexión de las losas en la estabilidad del edificio. Los forjados actúan conjuntamente con los pilares en la estabilidad del edificio, en el denominado efecto de diafragma rígido. Es decir, combinan los desplazamientos horizontales en cada planta y promueven una restricción parcial al alabeo de los núcleos rígidos y a la rotación de los extremos de los pilares, reduciendo así los desplazamientos horizontales y los efectos de 2º orden. En contraste con las rigideces transversales a flexión de las losas, cabe destacar la importancia de considerar la interacción suelo-estructura (ISE) en la estabilidad de los edificios. En edificios formados por losas planas la ISE adquiere una relevancia considerable debido a sus características, es decir, dichos edificios son particularmente sensibles a las influencias de la interacción suelo-estructura. En este trabajo se hace hincapié en la influencia de la rigidez a flexión transversal en los forjados y en la Interacción Suelo-Estructura en el análisis y verificación de la estabilidad global de edificios de varias plantas formados por forjados planos y núcleos rígidos.
Tipos de edificios altos
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La estructura artificial más alta del mundo es el Burj Khalifa de Dubái (Emiratos Árabes Unidos), de 828 metros de altura. El edificio obtuvo el título oficial de "edificio más alto del mundo" y la estructura autoportante más alta en su inauguración el 9 de enero de 2010. Burj Khalifa fue desarrollado por Emaar properties, diseñado por Skidmore, Owings and Merrill y construido por BESIX, Samsung Construction y Arabtec[1] La segunda estructura autoportante más alta y la torre más alta del mundo es la Tokyo Skytree. La estructura atirantada más alta es el mástil de la KVLY-TV, de 1987 pies.
El Council on Tall Buildings and Urban Habitat (Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano), organización que certifica los edificios "más altos del mundo", sólo reconoce un edificio si al menos el 49% de su altura está formado por placas de suelo habitable[2] Las estructuras que no cumplen este criterio, como la CN Tower, se definen como "torres".
