rascacielos

II Estructura de los rascacielos



2. Introducción

Nativo de Massachusetts, William Le Baron Jenney (1832-1907) es llamado "el padre del rascacielos". Estudió en la Escuela Científica de Harvard y la École des Beaux-artes. El Edificio Home Insurance Building, de 10 pisos de altura, qué él diseñó y construyó en Chicago en 1885, fue el primero en que los pisos y las paredes exterioresfueron soportadas por un armazón de acero, actualmente considerado como el primer rascacielos.
Criado y educado en Chicago, Daniel Hudson Burnham (1846-1912) ganó su experiencia arquitectónica temprana con William Le Baron Jenney. Con su proyecto Monadnock Building de Chicago (1891), de 17 pisos (64 m) constituye el mayor edificio con estructura de mampostería.


2.1. Concepto

Esel sistema material encargado de transmitir todas las acciones de peso propio, utilización y accidentales desde las distintas partes de la construcción hasta la cimentación, asegurando adecuadamente, los tres aspectos básicos de la misma, que son:
a.- Resistencia
b.- Rigidez
c.- Estabilidad
Entendemos por Resistencia, la mayor o menor capacidad de una estructura para oponerse a la rotura. La Rigidezrepresenta la mayor o menor capacidad de dicha estructura para oponerse a la deformación; en tanto que la Estabilidad define la capacidad de esta, para mantener su condición original de equilibrio.
Estos tres aspectos constituyen los pilares del Diseño Estructural ya que la pérdida de cualquiera de ellos (aunque fuera de forma aislada) conducirá a la misma al estado de colapso.

En las edificacionescomunes y de porte bajo, los elementos estructurales con los que habitualmente se diseña una estructura (pórticos, pantallas, etc.) no acusan deformaciones que puedan poner en riesgo ningún elemento secundario de la construcción razón por la cual es frecuente ocuparse casi exclusivamente del problema resistente, ya que son las acciones gravitatorias las que generan las solicitaciones dominantes quedefinirán la forma y cuantía estructural, sin que las demás acciones (inclusive las horizontales) provoquen una interferencia capaz de influir (mayormente) en el diseño. Sintéticamente este tipo estructural (Edificios Bajos) tiende al modelo de sólido de compresión, el cual goza de excelentes características de estabilidad.

Conforme a que la construcción comienza a crecer en altura, por unaparte el volumen comienza a ganar esbeltez (téngase en cuenta que las dimensiones en planta por lo general están limitadas), y por otro lado las acciones horizontales comienzan a dominar sobre las gravitatorias, con lo que la estructura paulatinamente abandonara el modelo de sólido de compresión para adquirir el de un verdadero voladizo empotrado en el suelo.

Por otra parte, todos los elementosestructurales con que se integra una estructura, aunque con diferente gradiente, entran en perdida de rigidez conforme que el edificio comience a ganar altura, y con ello comienzan a desencadenarse una serie de mecanismos propios de las estructuras de los edificios altos tales como el Efecto P-, Inestabililidad Elástica, Rotación de la Base, etc. los cuales deben ser prolijamente atendidos si sedesea proceder a un buen diseño. En otras palabras, comienza a dominar el problema del estudio de la Rigidez, sobre el problema Resistente.

2.2. El Diseño Estructural

Concebida la estructura como un gran voladizo empotrado en el suelo, solicitado axialmente por las cargas verticales (gravitatorias) y transversalmente por las acciones horizontales (sismo o viento), el problema resistente seenmarcaría en el ámbito de la flexo-compresión (oblicua o no) para lo cual la resistencia de materiales brinda en la actualidad soluciones suficientemente acabadas, siempre y cuando se verifique:
I.- Homogeneidad de la sección
II.- Isotropía del material
III.- Simetría de la sección

En otras palabras sección llena y material ideal.
Pero, por otro lado, en el edificio en altura los...