¿Es posible construir un edificio de 3 km de altura?

Miremos las “capas” una a la vez.

¿De qué altura estamos hablando?
Solo para poner las cosas en perspectiva, la altura promedio de una habitación = 3-4 m.
3 Km = 3000 m
Entonces estamos hablando de aproximadamente 900- 1000 pisos.

El edificio más alto del mundo en la actualidad: Burj Khalifa tiene una altura de 828 m. Eso es alrededor de 270 pisos (solo indicando esto para propósitos de imaginación. En realidad tiene alrededor de 160 pisos que incluyen alturas dobles / triples / espacios de amortiguación, etc.)
Entonces, estamos tomando aproximadamente 3.6 veces la altura del Burj.

¿Cómo se mantendrá una estructura tan alta?
Permítame decirle un hecho que la mayoría de las personas generalmente no se dan cuenta / saben: puede mirar un edificio y admirar lo increíble que es, pero la verdad es que realmente es lo que es debido a ‘lo que hay dentro’. Lo que no ves es la parte más importante de un edificio : los cimientos .

La base de tal edificio tiene que llegar a la roca madre. Puede variar según la ubicación del sitio. Pero a veces también puede alcanzar un kilómetro debajo de la superficie de la Tierra.
Con un edificio enorme como este, tomará mucho tiempo solo establecer los cimientos. La temperatura comienza a aumentar rápidamente a medida que profundizamos en la Tierra. Las condiciones de trabajo serán muy incómodas y la reparación de daños (a lo largo de los años) será realmente difícil.

El segundo método para alcanzar la altura en una estructura es extendiendo la base. Imagina una pirámide o un cono. Pero, de nuevo, para tener una estructura estable, la longitud / diámetro de la base puede ser aproximadamente la mitad de la altura del edificio.
Por lo tanto, 3/2 = 1.5 Km. Cuál es un área ENORME para un solo edificio, pero aún es más factible que tener una estructura tipo “palo”.

¡Tal estructura gigantesca puede residir más de 5,00,000 personas!

Funciones y servicios –
Esto no será como cualquier edificio normal. Será como una mini ciudad en sí misma. Es posible que tenga que andar en bicicleta / tomar un vehículo motorizado de 2 ruedas para moverse en este edificio, ya que 1-1.5 Km puede sonar menos, pero realmente es bastante.

Electricidad : el suministro de electricidad externa a este edificio necesitaría una pequeña configuración completa de desarrollo de energía propia. Por lo tanto, sería más factible ser autosuficiente. Cualquier estructura de esta altura tendría un gran acceso tanto a la luz solar como al viento, por lo tanto, la generación de electricidad solar / eólica son buenas opciones de autosostenibilidad.

Agua : tal como se mencionó anteriormente, una estructura de este tamaño también exigirá toneladas de agua. Una vez más, debe existir una opción autosuficiente para esta mini ciudad, y eso se puede lograr mediante un buen sistema de recolección de agua de lluvia.
Ahora, tenemos 2 opciones: construir esto alrededor de un lugar que ya tiene un lago y dejar que sea la fuente de agua. Podemos reponer eso cada año mediante el sistema de recolección de agua de lluvia. O cree un lago separado (artificial) para esta mini ciudad que actuaría como un embalse y también como un controlador de temperatura natural (si está en un clima cálido).

Alimentos : hablando de autosostenibilidad, sería una buena idea producir un porcentaje de alimentos que serán consumidos por más de 5,00,000 personas que viven en esta mini ciudad.
Eso no solo reducirá el costo de los alimentos que deben ser traídos de otras fuentes, sino que también generará empleo y negocios.

Agregaré más puntos a esto con el tiempo.

En resumen, sí, tal edificio no es imposible, pero hay muchas cosas (el costo de la construcción es el primero, luego la seguridad, los servicios, etc.) que deben tenerse en cuenta incluso antes de pensar en tal cosa.

Cosas divertidas…!!

Un edificio de 3000 m de altura es definitivamente posible. Digamos que tenemos una suma infinita de dinero. Solo por simplificar las cosas para que podamos centrarnos en la ingeniería. Desafíos?

1. viento
Una estructura de esta altura estará bajo una gran cantidad de fuerza del viento y no estoy diciendo que no sea posible resistir, podemos resistirlo, pero con ingeniería inteligente. En tales casos, se realizan pruebas en el túnel de viento y la forma del edificio se coloca de tal manera que podamos reducir las fuerzas del viento. Por ejemplo, el edificio más alto actual del mundo, Burj Khalifa está bajo el mismo principio.

Como Will Baker (Bill Baker) dice que, el diseño de la torre es tal que confunde la fuerza del viento. La fuerza del viento aumenta a medida que aumenta la altura de la torre, y si la altura del edificio es como la de Burj Khalifa, entonces la desviación permitida es de 3m aproximadamente, lo que puede incomodar a las personas dentro del edificio. Entonces, lo que han hecho es que han cambiado regularmente el perfil del edificio para que la capa límite de viento que se forma alrededor del edificio sea turbulenta. Además, el viento que fluye se confundirá con la altura debido al cambio en la forma de la estructura. Esto reduce drásticamente la fuerza del viento y ayuda a que la torre permanezca en posición vertical. Las fuerzas laterales son simplemente transportadas por el marco de la torre y el sistema de pared espinal. Esto es lo más innovador que he visto en toda mi vida. Hice un proyecto de último año sobre las fuerzas del viento y el perfil alrededor de las estructuras y descubrí que en realidad es la mejor manera de reducir las fuerzas del viento.

Aparte de esto, podemos usar cosas como amortiguadores de masa sintonizados que pueden ayudar a reducir las desviaciones inducidas por el viento en la parte superior. Es solo una gran parte de la masa suspendida en la parte superior del edificio que funciona en dirección opuesta al movimiento del edificio. Taipei 101 tiene un TMD que puede ayudar a reducir los desplazamientos de la historia o puede decir movimientos de la historia.

2. Terremotos

Como todos sabemos cuán devastadores pueden ser los terremotos. Pero no se preocupe, los edificios más altos funcionan mejor y muestran deformaciones mucho más anticipadas durante los terremotos que un edificio más corto. Por lo tanto, podemos diseñar dicho edificio de manera bastante eficiente con ejecuciones precisas. Incluso antes de que se construya tal edificio, podemos probar la estructura para un terremoto real y ver si resistirá las fuerzas o no.

Para resistir los terremotos y el viento, usamos algo llamado sistemas de resistencia a la fuerza lateral que pueden ser enormes muros en el centro y columnas masivas alrededor del perímetro. Definitivamente, la pared utilizará una enorme cantidad de espacio, pero de todos modos necesitaremos ese espacio por 1 motivo. Transporte vertical

3. Transporte vertical

¿Sabes que se tarda unos 10 minutos en llegar a la cima del Burj Khalifa, que es el piso ocupado más alto ubicado a 585 m del suelo? Es porque ningún ascensor individual va de abajo hacia arriba. Cambiará los ascensores a medida que cambie los trenes del metro. Así que imagina lo mismo para un edificio de 3 km de altura. Necesitaremos muchos más ascensores con niveles de transferencia. En un edificio como Burj Khalifa hay 57 ascensores. Por lo tanto, en dicho edificio necesitaremos entre 150 y 175 ascensores, suponiendo que los ascensores sean mucho más rápidos que nunca. O tendremos que crear un nuevo concepto de ascensores flotantes similar a la respuesta de Isaac Gaetz.
La respuesta de Isaac Gaetz a ¿Qué construirías si tuvieras un equipo de ingenieros de ensueño y un presupuesto ilimitado?

Por lo tanto, para proporcionar estos elevadores y escaleras, etc., necesitaremos un gran espacio central alrededor del cual podamos construir una pared central o un sistema de resistencia lateral. Si no sabe qué es el sistema LFRS, aquí hay una imagen como ejemplo:
La red central de paredes se llama pared cortante o sistema de pared central. Estas paredes masivas pueden resistir las fuerzas laterales.

4. suelo fuerte

Ahora, si tienes que pararte fuerte y alto, necesitas una base sólida. Esta base será una combinación de balsa y pilotes. La base tendrá un grosor de varios pies y las pilas se perforarán al menos 150-175 m de profundidad en el suelo. Esto hará que la profundidad total de la base sea equivalente a 175-200m de profundidad desde el piso más bajo. Estoy diciendo que el piso más bajo ya que el edificio es tan grande que requerirá varias historias de estacionamiento. La base de Burj Khalifa, que mide 828 m, tiene pilotes que se introducen unos 50 m en el suelo y una balsa de 3.7 m de espesor. Ahora puedes imaginar por qué necesitamos una base tan gigante. La base de Burj Khalifa se parece a esto:
La placa que está mirando es una estera, mientras que los tubos son pilas que se clavan en el suelo.

5. Estacionamiento

Tiene que ser un edificio de uso mixto. Esto significa que necesitará varios pisos de estacionamiento. Y para que todo sea más rápido y que las personas no tengan que conducir 15 o 20 o 30 pisos en el suelo o por encima del suelo, tendremos que trabajar con el sistema de estacionamiento automático, donde usted detiene su automóvil en el lugar designado y Una cadena completa de maquinaria automatizada llevará el automóvil a un lugar vacío. Esta es la única forma de hacer que el sistema sea eficiente. (Sistema de estacionamiento automatizado) Muchos lugares ya han adoptado dicho sistema de estacionamiento.

6. fuego

En caso de un incendio catastrófico, tendremos que pensar en algo innovador en el que las personas no tengan que bajar al suelo en caso de incendio. Se adoptó un concepto de salas de refugiados en edificios altos donde hay grandes salas a prueba de fuego construidas en algunos niveles donde las personas pueden encerrarse y esperar a los bomberos que puedan rescatarlos. Aparte de esto, necesitaremos bombas fuertes para bombear agua a la parte superior del edificio. Todo se puede hacer.

7. construcción

Si desea construir a 3 km del suelo, tendrá que bombear hormigón hasta ese nivel. Ahora hemos bombeado hormigón en Burj Khalifa y adivina qué, no es de hasta 828 m, más bien es de alrededor de 600 m. Por lo tanto, enfrentaremos una enorme cantidad de desafíos para bombearlo hasta 3000 m sin dejar que el concreto se seque. Tenemos métodos, pero necesitamos mejorarlos. Veamos hasta qué nivel podemos bombear hormigón en Jeddah Tower.

Si logramos estas hazañas, el resto de los problemas no son tan grandes. La imaginación es algo hermoso, puede llevarnos a cualquier parte, pero es la realidad la que nos limita.

Hecho de la diversión:
http://www.equipmentworld.com/is …

Disfrutar.

Será posible, pero la base debe ser muy ancha. Para una estructura alta estable, es muy importante diseñar la estructura para los criterios de pandeo, ya que implican muchas tensiones de compresión. Un pequeño trasfondo en el diseño de elementos de compresión en estructuras de acero será muy útil. Si observa el presente en el caso de torres de acero, para aproximadamente 100 metros de altura, se requiere al menos una base de 10 * 10 metros cuadrados. Teniendo en cuenta esta proporción, para una estructura de torre de 3000 metros de altura, ¡se requerirá una base de 300 * 300 metros cuadrados!

Una de las cosas que debe pensarse detenidamente es sobre el concreto en sí, ya que las bases de las columnas tendrán que soportar enormes esfuerzos de compresión debido al peso muerto de corte de sí mismo, así como a las cargas vivas que actuarán sobre ellos. No estoy tan seguro de que la composición de cemento actual pueda tomarlo en absoluto.

En caso de que el concreto de cemento no pueda soportar tales tensiones, entonces la alternativa puede ser reemplazar el concreto de cemento con columnas de acero, lo que aumentará sustancialmente los costos.

Un ‘edificio’ puede tener 3 km de altura, pero no se verá como los edificios verticales que estamos acostumbrados a ver. Si está construido como un paquete tetra o una pirámide con una base ancha, definitivamente puede tener 3 km de altura. ¡Y quizás 3 km de ancho en la base también!