Bien. Hagamos algunas estructuras 101.
Las armaduras no se usan comúnmente en la construcción de rascacielos. Digo comúnmente porque hay rascacielos y muchos otros tipos de edificios, que cuentan con cerchas. Sin embargo, en los rascacielos, si se usa un truss, estará en un piso mecánico para abrir una rejilla de columna, dejando espacio para equipos grandes y proporcionando resistencia al corte o estabilidad lateral. Pero, para el propósito de su pregunta, esas cerchas no importan.
Hagamos una definición. Una armadura es un elemento de expansión horizontal , típicamente utilizado para tramos largos, con condiciones de carga dinámica donde el sistema estructural debe ser rígido y bastante autónomo; como en un puente
Entonces, atornille las armaduras. No hablemos de ellos.
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La gravedad tira hacia el centro de la tierra, por lo que la carga se desplaza verticalmente. En un rascacielos, esto es llevado por columnas. En la base de un rascacielos, la carga, o presión, en los elementos que se extienden horizontalmente es casi la misma que la carga en los elementos horizontales en los pisos superiores. Sin embargo, la carga en una columna en la base de un rascacielos es la suma del peso del área tributaria de todos los pisos superiores, más la carga dinámica causada por el clima, la actividad sísmica, las personas en movimiento, etc. El área tributaria es la porción de carga que soporta ese miembro estructural.
Las columnas terminan llevando una gran cantidad de peso. Para darle una estimación muy aproximada:
Tomemos una cuadrícula de columnas de 30 pies por 30 pies (dimensión bastante típica). Eso es 900 pies cuadrados apoyados por cada columna en cada piso.
Asumamos 25 pisos . Eso es 22,500 pies cuadrados que su columna está soportando.
El peso del piso, por sí solo, será de alrededor de 90 libras. por pie cuadrado (psf) . 90 libras x 22,500 = 2,025,000 lbs .
Esto es simplemente el peso del piso desnudo en cada columna en la planta baja de un edificio. En estructuras, generalmente definimos estas cargas en Kips para hacer que los números sean más fáciles de administrar.
1 Kip = 1,000 lbs.
Hasta ahora, tenemos 2,025 Kips solo en piso desnudo.
Agregue carga muerta (muebles fijos, equipos y particiones) a un promedio de 50 psf x 22,500 sf = 1,125 Kips
Agregue carga viva (principalmente relacionada con humanos, que son prácticamente solo sacos de agua moviéndose por todo el lugar) a un promedio de 20 psf x 22,500 sf = 450 Kips
Tenemos 2,025 + 1,125 + 450 = 3,600 Kips
O, en libras de presión, cada columna se carga con casi 4,000,000 libras en la planta baja de un rascacielos de 25 pisos, que es relativamente pequeño. Un rascacielos como Willis Tower (anteriormente Torre Sears), podría tener 12-16,000,000 libras en cada columna en la planta baja. Posiblemente más, posiblemente menos.