¿Por qué los edificios en general se vuelven más altos pero no más profundos?

La pasión, la obsesión y la necesidad de construir estructuras supertall y mega altas continúa desafiando a los ingenieros y arquitectos a alcanzar nuevas alturas e ir a donde ningún hombre haya ido antes.

Fuente: Cómo crecer más alto a cualquier edad

En este artículo de reflexión, el profesor Kourosh Kayvani, líder global de diseño de edificios de Aurecon y uno de los principales ingenieros estructurales de Australasia, analiza los desarrollos históricos clave, los avances tecnológicos, las tendencias actuales y las consideraciones de ingeniería de los edificios de gran altura.

La vivienda vertical no es una nueva tendencia. Es uno que ha sido impulsado por la urbanización y las bulliciosas ciudades superpobladas durante siglos. Si bien los edificios de gran altura que conocemos hoy en día se hicieron posibles con los inventos de los ascensores, los nuevos materiales de construcción y los sistemas de ingeniería estructural, la construcción de varios pisos se remonta al Imperio Romano y las ciudades verticales han existido durante siglos.

Un ejemplo vivo es la ciudad yemení del siglo XVI de Shibam, con casas de adobe de cinco a ocho pisos de altura construidas para proteger a los ocupantes de los ataques beduinos.

Los desarrollos sociales, económicos y tecnológicos en las últimas partes del siglo XIX crearon el entorno para que surgieran edificios modernos de gran altura en las ciudades norteamericanas de Nueva York y Chicago.

En 1852, Elisha Graves Otis construyó el primer sistema de elevación seguro contra caídas (el elevador) que permite el transporte vertical de personas y mercancías en edificios de varios pisos. Este invento hizo posible la construcción de rascacielos y, como resultado, alteró en gran medida la forma en que se planificaron y construyeron las ciudades modernas.

En 1885, el Home Insurance Building en Chicago (originalmente de 10 pisos y 42 m de altura) demostró el uso del primer sistema de gravedad con marco de acero. Fue el primer edificio alto en ser apoyado tanto interna como externamente por un marco de metal ignífugo, lo que permitió grandes ventanas en la planta baja de los edificios de gran altura.

Esto estableció la tendencia para el uso de sistemas de gravedad de armazón de acero en edificios altos, ya que el sistema de mampostería de carga utilizado hasta esa fecha era muy ineficiente económicamente más allá de 15 pisos. Esta limitación es evidentemente demostrada por el Edificio Monadnock (1893) en Chicago, que, con 17 pisos de altura, era el más alto del mundo en ese momento y fue el primero en usar un sistema de portal para apuntalar el viento. Sin embargo, debido a su sistema de mampostería de carga, tenía paredes de hasta 1,8 m de espesor a nivel del suelo que hacían que la relación entre su área neta alquilable y su área total construida fuera demasiado baja para ser económica.

El estudio de arquitectura de Cincinnati, Elzner & Anderson, diseñó lo que se consideró una hazaña de ingeniería audaz en ese momento (la gente temía que el edificio se derrumbara bajo cargas de viento o su propio peso), pero el éxito del edificio llevó al equipo a crear la estructura de hormigón armado más alta.

La creciente tasa de urbanización en las últimas décadas ha visto una tendencia acelerada en la construcción de edificios altos y altos en todo el mundo, particularmente en las economías emergentes del mundo.

Parece que se está perdiendo el punto obvio de que no hay espacio debajo de un edificio propuesto. Cualquier habitación debajo debe hacerse mediante excavación, lo que aumenta drásticamente el costo y el riesgo. El otro problema es que el espacio subterráneo es generalmente mucho menos valioso que el espacio sobre el suelo.

Dicho esto, hay casos en los que se realizan excavaciones profundas para estructuras de estacionamiento. Por lo general, esto es solo en áreas urbanas densas donde no hay espacio para estacionamiento cercano por encima del suelo. Muy pocas personas quieren pasar mucho tiempo bajo tierra, pero no les importa dejar sus autos allí.

Otro problema que no vi mencionado en las otras respuestas es que las ciudades usan el subsuelo para infraestructura crítica como servicios públicos y transporte. Todavía es mucho más costoso enterrar estas cosas, pero vale la pena debido a todos los bienes inmuebles que libera en la superficie.

La versión simplificada: si está construyendo hacia arriba, solo tiene que construir su edificio. Al construir hacia abajo, primero debe eliminar toda la suciedad y luego construir su edificio. ¿Por qué hacer dos cosas cuando puedes hacer una?

Otras consideraciones: cuando se construye en un área abarrotada, cuanto más profundo caves, más probabilidades tendrás de socavar los edificios adyacentes.

  1. Como otros señalaron, no tiene sentido perder tiempo y dinero en excavar el suelo y luego construir la estructura.
  2. Ocurrirán complejidades estructurales innecesarias ya que la estructura subterránea debe asumir la presión activa y pasiva del suelo, así como la fuerza hidrostática del agua subterránea. Sin olvidar la acción corrosiva que tendrá el agua sobre la estructura para la cual habría que proporcionar una carcasa.
  3. Dependiendo de la geografía, es posible que alcancemos la capa freática antes de alcanzar la profundidad prevista del edificio, lo que requeriría desagüe, que es una actividad costosa.
  4. La excavación parece simple porque imaginamos que tendrá una profundidad de hasta 3 m, pero cuando va a una profundidad de 20-30 m puede experimentar estratos inesperados para los que se necesitará un equipo costoso, sin mencionar la dificultad de diseño. ¿Cómo planea obtener los datos de capacidad de soporte del suelo a tales profundidades?
  5. Por último, la alternativa más barata, es decir, construir sobre el suelo tiene beneficios infinitos y es una preferencia obvia.

por el costo …

no solo de cavar en la roca del subsuelo, sino que también tiene un costo adicional para proporcionar ventilación, alcantarillado, luz y salud si está destinado a ser utilizado como hogar, tal vez en algunos lugares vaya a pasar por debajo de un carril, algún alcantarillado antiguo -línea de agua, lagos y ríos subterráneos.

entonces debe estar seguro de que la tierra a su alrededor no se derrumbará en el momento de la construcción o después, por lo que sus costos publicitarios.

Esa idea no es rentable para ser utilizada por los humanos ampliamente, tal vez podría instalar algunas cavernas para acomodar a las poblaciones con cierto grado de lujo y confianza, pero las personas generalmente buscan y necesitan fuentes de luz natural.

y supongo poner gente allí para trabajar o vivir porque apenas se ve un almacén muy alto o un edificio de fabricación (no se incluyen torres de humo / oficinas)

Cuando construyes, se gasta una enorme cantidad de dinero para excavar antes de que puedas comenzar a construir. No es así cuando se construye.

Además, el lecho de roca a menudo se puede encontrar cerca de la superficie. Excavar yardas cúbicas de roca es muchas veces más caro que la tierra y lleva más tiempo realizarlo.

Esto es solo dos razones.

Muchas rasones

Eliminación de material

Tienes que quitar el material en su lugar. La capa superficial del suelo es comercializable o reutilizable. Debajo de eso es solo material de relleno. Es más difícil deshacerse de él y requerirá un almacenamiento que cuesta dinero. Luego, a menudo hay un lecho de roca que es terriblemente costoso de remover

La seguridad

Al cavar, debe proteger a sus trabajadores y equipos de las cavernas. También debe tener en cuenta que lo que hace puede hacer que las estructuras cercanas se vuelvan inestables y caigan en su sitio de trabajo. Y luego puede haber servicios públicos enterrados en el área que nadie sabe que está allí pero que todavía está en uso. Realmente apestaría llenar tu hoyo de 2 pisos del tamaño de una manzana con aguas residuales.

Agua

Cuando bajes, terminarás en el nivel freático. No solo tendrá que bombear constantemente esto mientras trabaja. También traerá limo y tierra de las áreas circundantes que causarán sumideros y derrumbes de edificios. Entonces, ¿cuál es el efecto a largo plazo en el agua subterránea? A miles de millas de distancia, comunidades enteras podrían depender de esa agua. Además, una tormenta o una falla en el equipo podría hacer que el agua se vierta repentinamente y de repente su base comenzará a flotar destruyendo meses o años de trabajo.

Destrucción de edificios

Dentro de 50 años, el edificio puede necesitar ser reemplazado por una variedad de razones. Después de bajarlo, será más difícil quitar los escombros. Luego, después de clasificar los escombros, puede volver a colocarlos como relleno, pero a menos que haya guardado el relleno de otro edificio, tendrá que esperar hasta que pueda obtener algunos. Además, el próximo edificio puede tener una forma diferente y eso requerirá una eliminación y relleno más costosos.

En los riesgos y gastos por bajar simplemente no vale la pena tanto a corto como a largo plazo.

Es mucho más difícil hacer habitable el espacio subterráneo (¿luz solar? ¿Aire fresco?). Además, es mucho más caro cavar que acumular. Los lugares con muchos edificios altos generalmente tienen un lecho rocoso cerca de la superficie, por eso pueden construir edificios tan altos. Si intentaras cavar a través de esa roca, tendrías que despegarla.

http://Basicamente.Es mucho más barato y más rápido levantar hacia arriba que hacia abajo