Rascacielos

El términu "rascacielos" apareció a finales del sieglu XIX pa denomar los edificios d'armazón d'aceru de polo menos 10 pisos, como un reflexu del plasmu que producíen na xente los edificios altos qu'entamaron a construyise en ciudaes d'Estaos Xuníos como Chicago, Nueva York^[3], Filadelfia, Detroit y Saint Louis. El primer rascacielos con armazón d'aceru foi'l edificiu Home Insurance Building, construyíu con 10 pisos y un altor de 42 m en Chicago en 1885; posteriormente, añadiéronse-y dos pisos más^[4]. Dellos autores atribúin-y el calter de protorrascacielos a otros dos edificios, el Jayne Building, de 10 pisos, construyíu en Filadelfia en 1849-50^[5] y el Equitable Life Building, de 7 pisos, construyíu en Nueva York en 1870, pero en dambos casos el diseñu de les sos estructures, un amiestu de lladriyu, granitu y fierro, llimitaba'l so altor. Ye'l desarrollu de la construcción d'edificios con una cadarma d'aceru lo que permitió la construcción de los rascacielos superaltos d'anguaño^[4]. Sicasí, la decisión de cuálu foi'l primer rascacielos, y por qué, depende enforma de qué factores consideremos^[6].

La definición estructural de la pallabra rascacielos foi posteriormente afinada polos historiadores de l'arquiteutura sobre la base de los avances nel campu de la inxeniería que permitieron la construcción d'edificios altos de munchos pisos. La definición basose na esistencia d'una cadarma d'aceru, que contraponía a esti nuevu tipu d'edificios a los construyíos con muries de carga en diversos tipos de materiales d'albañilería (piedra, lladriyu, bloque de formigón...), qu'algamaron el cumal del so desarrollu nel edificiu Monadnock Building (el más altu del mundu con muries de carga de lladriyu, con 16 plantes), acabáu de construyir en Chicago en 1891. Dellos inxenieros estructurales dan una definición alternativa: pa ellos, un rascacielos ye cualesquier construcción vertical na que'l vientu representa un factor de carga más importante que'l pesu o los posibles terremotos. Hai que facer notar, a esti respectu, qu'esta definición habría incluir non solo a los rascacielos, sinón a otres estructures altes, como les torres.

Diferentes organizaciones europees ya estauxunidenses definen como rascacielos a los edificios de polo menos 100^[2] o 150 m d'altor^[3][7][8], y llamen rascacielos superaltos (supertall) a los que miden más de 300 m y rascacielos megaaltos (megatall) a los d'un altor mayor de 600m^[9].

La estructura más alta de l'Antigüedá foi la Gran Pirámide de Guiza, nel Antiguu Exiptu, construyida nel sieglu XXVI e.C. El so altor nun habría ser superáu demientres bien de cientos d'años: el primer edificiu en llogralu foi la catedral de Lincoln, que midió 160 m ente 1311 y 1549, cuando esbarrumbó la so aguya central^[10]. Y el segundu, cinco sieglos dempués, el Monumentu a Washington, de 169 m d'altor, acabáu en 1884. Sicasí, denguna d'estes estructures arquiteutóniques taben habitaes, polo que nun s'axusten a la definición moderna de rascacielos.

Los edificios de gran altor nun yeren desconocíos na Antigüedá clásica. Les insulae (mazanes de cases) de les ciudaes imperiales romanes podíen tener inclusive más de 10 pisos d'altor^[11]. Dellos emperadores, entamando por Augustu, tentaron d'afitar llendes pa que los edificios de varies plantes nun tuvieran más de 20-25 m d'altor, pero con ésitu escasu^[12]. Les plantes baxes d'esos edificios ocupábenles tiendes o families riques, y les altes alquilábense a xente de les clases baxes. Los papiros d'Oxirrincu recueyen que na ciudá d'Hermopolis, nel Exiptu romanu, una ciudá provincial, había edificios de siete pisos^[13].

El paisaxe arquiteutónicu de munches de les principales ciudaes medievales europees incluyía un bon númberu de torres de gran altor, construyíes polos ricos con envís defensivu y de símbolu d'estatus. Na ciudá italiana de Boloña, nel sieglu XII, había hasta 80 o 100 al tiempu, y calcúlase que foron construyíes unes 180 en dos sieglos. La mayor d'ella foi la torre Asinelli, de 97,2 m d'altor. En Florencia, por otra parte, una llei de 1251 obligaba a reducir tolos edificios de la ciudá a un altor másimu de 26 m^[14]. Inclusive las ciudaes de medianu tamañu d'esa dómina teníen bien de torres, como les 72 qu'había en San Gimignano, con un altor másimu de 51 m^[14].

La ciudá medieval exipcia de Fustat había munchos edificios residenciales de gran altor; d'ellos dixo'l xeógrafu Al-Muqaddasi, nel sieglu X, que semeyaben minaretes. Según Nasir Khusraw, ún de los mayores escritores de la lliteratura persa y gran viaxeru, a entamos del sieglu XI habíalos hasta de 14 pisos, con xardinos nel teyáu que yeren regaos por nories hidráuliques tiraes por gües^[15]. En El Cairu, nel sieglu XVI, había edificios d'apartamentos de gran altor nos que los dos pisos inferiores sirvíen de tienda y almacén y los múltiples pisos superiores yeren arrendaos a inquilinos^[16]. Un exemplu de ciudá formada namái por edificios residenciales de gran altor ye la de Shibam, en Yeme, nel sieglu XVI. Shibam taba formada por más de 500 cases-torre^[17], caúna con un númberu variable de pisos d'ente 5 y 11^[18], con un únicu apartamentu, ocupáu por una única familia, en cada piso. La ciudá foi construyida asina pa protexela meyor de los ataques de los beduinos^[17]. Shibam entá tien los mayores edificios de lladriyu de barru del mundu: consérvense munchos de más de 30 m d'altor^[19], lo que fai que se-y dea'l nomatu de el Manhattan del desiertu^[20].

Un exemplu de la construcción n'altor na Edá Moderna represéntalo la ciudá escocesa d'Edimburgu. Les llendes de la ciudá taben definíes por una muria defensiva, y p'aprovechar la escasa tierra disponible pa construyir, les cases entamaron a medrar a lo alto. Yera habitual alcontrar cases d'once pisos, y sábese que los había d'hasta 14. Munches d'eses edificaciones, feches en piedra, pueden vese tovía anguaño na ciudá vieya d'Edimburgu. L'edificiu más antiguu conserváu con un armazón de fierro, magar que solo seya parcialmente d'esi material, ye The Flaxmill, un molín de cinco pisos d'altor asitiáu na ciudá inglesa de Shrewsbury. Construyíu en 1797, ye consideráu como el güelu de los rascacielos^[21], una y bones la so combinación de columnes y vigues de fundición, resistente al fueu, puede vese como l'antepasáu de les armazones d'aceru que faen posible la esistencia de los rascacielos modernos.

Los primeros rascacielos

En 1857 Elisha Otis instaló el primer ascensor de seguridá (qu'impedía que la caxa cayera magar que rompiera'l cable) nel edificiu E.V. Haughwout Building de Nueva York, lo que permitió el tresporte cómodu y seguru de las persones a los pisos superiores de los edificios. Unos años dempués, en 1870, el primer ascensor de pasaxeros pa usu comercial instalose nel Equitable Life Building. Otru avance perimportante pal desarrollu de la construcción en vertical representolu l'usu d'un armazón d'aceru en cuenta de de piedra o lladriyu: cuando yera d'estos materiales les muries de los pisos inferiores d'un edificiu altu yeren tan grueses que nun resultaba prácticu construyir a lo alto. Un edificiu pioneru nesti campu foi'l Oriel Chambers, de Liverpool, que magar que tenía namái cinco pisos d'altor^[22] foi'l primer edificiu del mundu con una muria cortina de vidru enmarcáu en metal. El desarrollu posterior de la técnica acabó cristalizando na construcción, en 1884-5^[23], del que munchos estudiosos y organizaciones consideren el primer rascacielos del mundu: el Home Insurance Building, de Chicago, de 10 pisos d'altor. Magar que'l so altor (42,1 m) nun permitiría consideralu un rascacielos acordies cola definición actual, foi un récord na so época. L'arquiteutu d'esi edificiu, William Le Baron Jenney, diseñó un armazón estructural pa soportar la carga. Nel so edificiu yera la cadarma d'aceru la que soportaba tol pesu de les muries, en cuenta de que fueran, como nos demás edificios, les muries esteriores les que cargaran col pesu de tol edificiu. Esta estructura foi la base del sistema constructivu que se conoció como cadarma de Chicago (Chicago skeleton). Amás d'esti novedosu sistema de construcción, el Home Insurance Building tamién tenía sistema contraincendios, ascensores y cableáu llétricu, elementos clave nos rascacielos actuales^[24].

La construcción d'edificios altos na década de 1880 dio llugar a la conformación del primer movimientu arquiteutónicu propiu: la conocida como Escuela de Chicago (Chicago School), que desarrolló lo que conocemos anguaño como Estilu Comercial (Commercial Style)^[25]. L'edificiu Rand McNally Building, de 45 m d'altor, construyíu en Chicago en 1889 pola compañía Burnham and Root, foi'l primer rascacielos con un armazón fecho esclusivamente d'aceru^[26], y l'edificiu Wainwright Building, construyíu por Louis Sullivan en Saint Louis en 1891, foi'l primer edificiu con armazón d'aceru qu'incluyía nes muries bandes verticales pa enfatizar l'altor del edificiu.

La mayoría de los primeros rascacielos llevantáronse en Nueva York y Chicago nos años finales del sieglu XIX. L'encarecimientu del preciu del suelu en Melbourne (Australia) ente 1888 y 1891 favoreció la construcción d'un bon númberu de rascacielos, magar que dengún tenía una estructura d'aceru y son perpocos los que se conserven anguaño. Posteriormente introduciose na llexislación llocal una llimitación d'altor y restricciones en la construcción pa prevenir incendios. Londres, pela so banda, vio deseguida cortada toda posibilidá de desarrollu nesti sen de resultes d'una quexa de la reina Victoria, que llevó a la promulgación d'unes lleis qu'entá siguen, en so mayor parte, vixentes.

Les rocees sobre la estética de los edificios y la so seguridá en casu de quema frenaron, en xeneral, el desarrollu de los rascacielos na Europa continental demientres la primer metá del sieglu XX. Delles esceiciones notables son: la Casa Blanca (Witte Huis) de Rotterdam (Países Baxos), de 1898 y 43 m d'altor; l'edificiu PAST de Varsovia, sede de la compañía telefónica del mesmu nome (1906-08, 60 m d'altor); el Royal Liver Building^[27] de Liverpool, acabáu en 1911 y de 90 m d'altor; la Wilhelm Marx Haus de Düsseldorf (alemaña), de 1924 y 57 m d'altor: les Torres del Rei (Kungstornen) d'Estocolmo (Suecia), de 1924-5^[28]; l'edificiu Telefónica de Madrid, de 1929 y 89 m d'altor; l'edificiu Boerentoren d'Amberes (Bélxica), de 1932; l'edificiu Prudential, de Varsovia, construyíu en 1934 y con 66 m d'altor; y la torre Piacentini, de Xénova, construyida en 1940. Mui anterior, y como casu aislláu y singular, tenemos la Mole Antonelliana de Turín (Italia), llevantada en 1889 y de 167 m d'altor.

Tres d'unos primeros años de competencia ente Chicago y Nueva York por ver aú taba l'edificiu más altu del mundu, Nueva York garró'l mandu en 1895, colos 103 m del American Surety Building, y yá nun había dexalu por munchos años.

Los rascacielos modernos

Rascacielos de los años d'entreguerres

Empire State Building (1931), Nueva York

Boerentoren (1932), Amberes

Edificiu Kavanagh (1934) , Buenos Aires

Los rascacielos modernos constrúinse con un armazón estructural d'aceru o formigón armao, y con muries cortina de vidru o piedra pulida. De magar la década de 1960, acordies col Conseyu d'Edificios Altos y Hábitat Urbanu (CTBUH, peles sos sigles n'inglés), el rascacielos dexó de ser un símbolu del poder de les corporaciones estauxunidense pa pasar a representar, a comunicar, el llugar d'una ciudá o nación nel mundu^[29].

La construcción de rascacielos sufrió un estancamientu de trés décades, entamaes en 1930, resultáu de la Gran Depresión y la posterior guerra mundial. Poco dempués de finar esta, en 1947, la Xunión Soviética entamó la construcción de dellos conxuntos de rascacielos en Moscú. Siete d'elles, nomaes les Siete Hermanes (Stalinskie Vysotki), taben acabaes pa 1953: una d'elles, l'edificiu principal de la Universidá Estatal de Moscú, sería'l mayor edificiu d'Europa hasta 1990. Otros rascacielos destacaos del estilu conocíu como Clasicismu Socialista espardíos polos países del bloque soviético son el Frankfurter Tor (Berlín, República Democrática Alemana), el Palaciu de la Cultura y la Ciencia de Varsovia (Polonia), el Hotel Ucrayina de Kiev (Ucraína) o l'Academia de Ciencies de Letonia, allugada en Riga. Nos países de la Europa Occidental entamó a permitise un mayor altor nos edificios tres la guerra mundial: dos exemplos tempranos d'esa nueva llexislación son l'edificiu España, de Madrid, y la torre Breda de Milán. La década de 1930 foi tamién la de l'apaición de los primeros rascacielos n'América Llatina, Asia oriental y el Sureste asiático. Los demás continentes (África, Oriente Próximu, Asia del Sur ya Oceanía) tendríen qu'esperar dos décades más pa qu'entamaran a vese rascacielos nes sos ciudaes.

Los proyectistes de los rascacielos de la posguerra xeneralmente rechazaron los diseños clásicos de los primeros rascacielos, optando pol nomáu Estilu Internacional. Dafechu, munchos rascacielos vieyos foron rediseñaos p'adaptase a esi gustu contemporáneu, o inclusive demolíos, como-y pasó al Singer Building de Nueva York, que fora por un tiempu el mayor rascacielos del mundu. Dientru d'esti estilu internacional rescampla la figura del arquiteutu alemán Ludwig Mies van der Rohe. Elli foi'l que concibió la idea del rascacielos con fachada de vidru^[30], y diseñó, conxuntamente col arquiteutu noruegu Fred Severud^[31], el Seagram Building (Nueva York), consideráu l'exemplu cimeru y más perfectu de l'arquiteutura de rascacielos modernista^[32].

Rascacielos modernistes de la posguerra

Edificiu de la Secretaría de les Naciones Xuníes (1952), Nueva York

Seagram Building (1958), Nueva York

Chałubińskiego 8 (1978), Varsovia

La construcción de rascacielos medró enforma na década de los 60. Esti puxu renováu foi favorecíu por una serie d'innovaciones técniques^[33] que ficieron posible que la xente viviera y trabayara en "ciudaes en cielu"^[34].

A primeros de la década de 1960 l'inxenieru estructural Fazlur Rahman Khan, consideráu'l pa de los diseños tubulares pa los edificios de gran altor^[35], descubrió que la estructura ríxida basada nún armazón d'aceru, la más habitual na dómina, nun yera la única válida pa construyir edificios altos, y eso dio pasu a una nueva era de construcción de rascacielos con múltiples sistemes estructurales distintos^[36]. La so principal innovación nel diseñu y construcción de rascacielos foi'l conceptu de sistema estructural tubular. El tubu, n'inxeniería estructural, ye un sistema nel que los edificios, pa que seyan capaces de resistir cargas llaterales (por vientu, terremotos o impactos), diséñense de forma que seyan capaces d'actuar como un cilindru güecu, formando un voladizu perpendicular al suelu. Hai dellos tipos d'estructura tubular: el tubu enmarcáu (framed tube), el más cenciellu, usáu por exemplu nes Torres Ximielgues de Nueva York; el tubu atirantáu (trussed tube), asemeyáu al anterior pero con menos columnes esteriores y más separación ente elles, usáu nel Citicorp Center de Nueva York; o el tubu empaquetáu (bundled tube), nel que l'edificiu consiste en un garapiellu de tubos agrupaos p'aumentar la so resistencia a les fuercies laterales, un sistema del que ye perbon exemplu la Willis Tower de Chicago^[37]. Esti conceptu de tubu, d'utilizar tol muru perimetral esterior del edificiu pa simular un tubu de parees fines, revolucionó'l diseñu de los rascacielos^[38]. Estos sistemes permitíen una mayor eficiencia enerxética^[39], y facíen posible tamién que los rascacielos tuvieran formes diferentes: nun teníen por que ser obligatoriamente rectangulares y con forma de caxa. El primer edificiu nel que s'emplegó la estructura tubular foi l'edificiu d'apartamentos Chestnut DeWitt de Chicago (1966)^[33], consideráu ún de los fitos más importantes nel desarrollu de l'arquiteutura moderna^[33]. Estos nuevos diseños permitieron que medrara'l negociu de contratistes, inxenieros, arquitectos ya inversores, y punxeron nel mercáu grandes cantidaes d'espaciu inmobiliariu en parceles de tierra minúscules^[34]. Nos siguientes quince años Fazlur Rahman Khan y los demás miembros de la Segunda Escuela de Chicago proyectaron y construyeron munches torres, incluyendo el John Hancock Center de Chicago, un xigante de 100 pisos de forma trapezoidal, y la Willis Tower, tamién en Chicago, de 442 m d'altor. Otros arquitectos destacaos nesti tipu de construcción son Hal Iyengar, William LeMessurier y Minoru Yamasaki, l'arquitectu del World Trade Center de Nueva York.

Rascacielos posmodernos

One PPG Place (1984), Pittsburgh

Messeturm (1991), Frankfurt

Petronas Towers (1998), Kuala Lumpur

Munchos edificios diseñaos na década de 1970 taben fechos ensin un estilu particular, namái reaprovechando elementos ornamentales d'edificios anteriores a la década de 1950. Estos edificios inoraben l'entornu nel que diben ser construyíos, y teníen estructures con elementos decorativos y cumales estravagantes^[40]. Fazlur Khan refuga esti tipu de diseños, y considéralos más frutu del caprichu que resultáu d'una proyectu racional. Dafechu, consideraba estos trabayos un marafundiu de preciosos recursos naturales^[40]. El trabayu de Khan, clasificable dientro la corriente conocida como arte estructural, buscaba crear estructures que s'integraran na arquitectura del entornu, y siempres con un usu racional de materiales, reduciéndolos al mínimu pa reducir la güelga de carbonu de la construcción^[41] . La tendencia actual na construcción de rascacielos enfótase más nel cuidáu del mediu ambiente, y preocúpase enforma polos materiales a usar, poles práctiques constructives, pol usu de la cantidá menor posible de material constructivu ya recursos naturales, pola eficiencia enerxético de los edificios y, perriba de too, por desarrollar un enfoque de los sistemes de construcción holísticamente integráu.

L'aumentu del númberu de rascacielos superaltos, construyíos ya proyectaos, tien estimulao l'estudiu de la nomada "altura de la vanidá" (vanity height)^[42][43] . Nomase así, según la definición del CTBUH, a la distancia ente'l pisu más altu y el tope estructural del edificiu, nel que nun s'inclúin antenes, mástiles de banderes o otres estensiones funcionales del edificiu. L'altura de la vanidá apareció por primer vegada nos rascacielos de Nueva York, yá nes décades de 1920 y 1930, pero los rascacielos superaltos actuales usen esta estensión d'estructura inhabitable pa llograr hasta un 30% del so altor definitivu, lo que trae apareyaos problemes de definición (¿cuálu ha ser consideráu l'altor d'un edificiu? ¿el so altor habitable o'l so altor "vanidosu"?) y de sostenibilidá mediuambiental^[44][45][46] . Los rascacielos actuales, como yá se dixera, enfótense enforma en llograr ser estructures lo más sostenibles posibles, y pa ello tienen creáose, inclusive, estándares d'edificación verde como'l LEED (poles sigles n'inglés correspondientes a la espresión Liderazgu n'Enerxía y Diseñu Mediuambiental)^[47].

Arquitectónicamente, de magar la década de 1980, hai bayura de movimientos arquitectónicos nos que se sofiten los que proyecten rascacielos pa diseñar los sos edificios. Háilos, como los que se faen nos estilos posmodernista, del urbanismu nuevu (New Urbanism) y de la nueva arquitectura clásica, que recuperen formes clásiques. Exemplos d'estes estructures son el Wells Fargo Center (Minneapolis) la NBC Tower (Chicago), el Parkview Square (Singapur), el 30 Park Place (Nueva York), la Messeturm (Frankfurt del Main), les icóniques Torres Petronas (Kuala Lumpur) y la torre Jin Mao (Shanghai). Otros estilos y movimientos contemporáneos utilizaos na construcción de rascacielos inclúin l'arquitectura orgánica (30 St Mary Axe, conocíu popularmente como El Pepinu, en Londres), l'arquitectura sostenible (Torre Shanghai, na ciudá homónima), el neo-futurismu (Nanjing International Youth Cultural Centre, en Nanjing), l'estructuralismu, l'arquiteutura high-tech (Edificiu Lloyd's, Londres), el deconstructivismu (Sede de la Televisión Central de China, Beixín), l'arquitectura blob (edificiu Aqua, Chicago), l'arquiteutura dixital (pabellón de Singapur na Esposición Universal de 2010), l'arquiteutura novelty (New York-New York Hotel & Casino, en Las Vegas), el rexonalismu críticu (Muséu Históricu de Ningbó, na ciudá china homónima), l'arquiteutura vernacular, el neo art-deco y el neohistoricismu (TC Energy Center, en Houston).

El diseñu y construcción de los rascacielos tien l'oxetivu de crear espacios habitables y seguros n'edificios peraltos. Estos tienen que poder soportar el so propiu pesu, resistir al vientu y los terremotos y ufrir protección a los sos habitantes en casu de quema. Amás, deben ser fácilmente accesibles, inclusive nos caberos pisos, y ufrir servicios adecuaos a los ocupantes. Los problemes que representa'l diseñu d'un rascacielos son de los más complexos a los que puede enfrentase un estudiu d'arquitectura, porque ye pernecesario alcontrar l'equilibriu ente'l coste económicu, les necesidaes del edificiu dende'l puntu de vista de la inxeniería y la xestión de la construcción.

La estructura más habitual de los rascacielos inclúi una cadarma d'aceru, de la que se suspenden muries cortina, en cuenta de los típicos muros de carga de formigón armao, que soporten el pesu, típicos de la construcción convencional; esto permíte-yos tener más altor que los edificios con esa estructura. Los rascacielos más habituales tienen una superficie perpequeña de les sos fachaes ocupada polo que conocemos habitualmente como muros. Y como les fachaes nun tienen una función estructural, nun soporten el pesu de la estructura, pueden ser principalmente, o inclusive completamente, de cristal. Esta estructura d'armazón d'aceru y fachaes de muria-cortina de cristal ye la más frecuente, magar qu'hai otros nos que les muries cortina imiten les muries convencionales y la superficie acristalada ye pequeña.

El conceptu de rascacielos ye un productu de la era industrial, y el so desarrollu foi posible pol abaratamientu de la enerxía obtenida a partir de los combustibles fósiles y pol desarrollu de la industria, capaz d'obtener materiales tan industrialmente refinaos como l'aceru ya'l formigón. La construcción de rascacielos entamó nel sieglu XIX: la construcción d'edificios con armazón d'aceru demostrose superior a les técnicas tradicionales, con muries de lladriyu y morteru, de magar l'entamu del sieglu XX, ya impúnxose a ella, igual que la d'edificios fechos con formigón armao, porque'l preciu del aceru baxó y fizo más rentable'l so usu ante los costes crecientes de la manu d'obra.

Sicasí, l'usu d'armazones d'aceru demostrose ineficiente ya antieconómicu pa los edificios superaltos, porque les columnes que soporten la estructura, qu'han ser más grueses cuantu mayor seya la estructura, dexen cada vegada más menguada la superficie útil por planta^[48]. Poro, de magar 1960 tienen impuestose los diseños tubulares, muncho más eficientes en términos económicos porque necesítase muncho menos material p'alcanzar la misma altura (na construcción de la Torre Willis usóse un 33% menos d'aceru que nel Empire State Building), permiten más altura y, amás, aguántense con munches menos columnes interiores, lo que dexa más superficie útil en cada planta. Amás, permite facer edificios con formes estremaes de la cuadrangular o rectangular, típica de los rascacielos de la primer época.

Dellos avances nes téuniques de construcción van permitiendo que los rascacielos seyan cada vez más estrenchos ensin dexar de medrar a lo altu. Ente ellos destaquen los amortiguadores de masa, que reducen les vibraciones ya'l balancéu del edificiu, y la inclusión na estructura de furacos que permiten pasar el aire al so traviés, amenorgando la cizalladura del vientu^[49].

Consideraciones básiques de diseñu

Magar qu'un bon diseñu estructural ye importante en tolos tipos d'edificios, ye fundamental cuando falamos de rascacielos, porque'l fallu más pequeñu supón un escalabru económicu importante. Esto trae apareyada una paradoxa pa los inxenieros civiles que diseñen estes estructures: la única forma d'asegurar que nun va haber fallos ye probar, neto nel llaboratoriu que nel mundu real, tolos posibles fallos que puedan producise. Y como nun hai forma de conocer tolos posibles fallos nun siendo estudiando los fallos d'otros edificios anteriores ya deprendiendo d'ellos, dengún inxenieru puede tar completamente seguru de que les estructures que diseñen han resistir tolos tipos de cargas y fuercies que pueden causar problemes na estructura. En cuenta d'ello, adóptense los mayores márxenes de seguridá na construcción posibles, acordies colos conocimientos del momentu, pa tentar que nun se produzcan fallos.

Sobrecarga ya vibraciones

La carga que ye quién a soportar un rascacielos depende principalmente de la fuercia del material col que ta construyíu. Na mayoría de los edificios el pesu de la estructura ye muncho mayor que'l pesu de les coses que tien que soportar amás del so propiu pesu. Dicho en llinguaxe técnicu, la carga muerta, la carga de la estructura, ye mayor que la carga viva, el pesu de les coses qu'hai dientro la estructura (xente, muebles, vehículos). Poro, la cantidá de material estructural necesariu nos pisos baxos d'un rascacielos ye muncho mayor que la necesaria nos pisos superiores. Esto nun ye siempre visualmente evidente. Asina, los retranqueos de la fachada del Empire State Building son obligaos pola llei de construcción vixente nel momentu de la so construcción (la Llei de Zonificación de 1916) y nun son una necesidá estructural del edificiu. Pol contrariu, la forma del John Hancock Center (Chicago) débese namái a la forma na que soporta les cargues. Hai soportes verticales de dellos tipos, de los que los más frecuentes nos rascacielos son los armazones d'aceru, los armazones d'hormigón, los diseños tubulares y les muries de cortante.

Amás de la carga estructural, un rascacielos tien que tar preparáu pa otros tipos de carga. Una, perimportante, ye la carga llateral qu'exerce'l vientu. Dafechu, esa carga llateral ye xeneralmente'l factor más importante que se tien en cuenta a la hora de desarrollar el diseñu estructural del edificiu. La carga del vientu ye mayor a mayor altura, de forma que nos edificios superaltos eses cargues son mayores que les cargues viva y muerta. Hai, amás, otros factores de carga verticales ya horizontales que pueden influyir nún rascacielos: por exemplu, un terremotu.

Cadarmes d'aceru

Pa 1895 l'aceru tenía sustituyío al fierro de fundición como material estructural de los rascacielos. La so maleabilidá permite dá-y formes diferentes, y amás l'aceru almite que se-y pongan remaches, lo que fai les xuntures más fuertes^[50]. La simplicidá del armazón d'aceru eliminaba la parte más ineficiente de les muries cortantes, la so porción central, y daba como resultáu una rede estructural muncho más fuerte pola combinación de la resistencia de los perfiles verticales y horizontales. Ente los inconvenientes del so usu rescampla que como'l pesu que tien qu'aguantar la estructura ye mayor cuantu mayor ye l'altura, esto obliga a menguar la distancia ente los perfiles con función estructural, y esto, al tiempu, aumenta la cantidá de material que tien que ser soportáu. Esto fai que, pola cantidá d'aceru a utilizar y pola disminución de la superficie útil de los pisos que supón tener qu'aumentar la cantidá de columnes sustentantes, seya antieconómicu construyir edificios de más de 40 plantes por esti sistema^[48].

Sistemes estructurales tubulares

Fazlur Rahman Khan desarrolló, en 1963, un nuevu sistema estructural basáu nel usu de tubos enmarcaos. La estructura de tubu enmarcáu ye definida como "una estructura espacial tridimensional formada por trés, cuatro o posiblemente más marcos, marcos reforzaos o muries de cortante, que s'axunten polos sos bordes, o cerca d'ellos, pa formar un sistema estructural vertical d'estructura asemeyada a un tubu que ye capaz de resistir fuercies llaterales en cualesquier dirección mediante voladizos dende la base"^[51][52]. Les columnes esteriores fuertemente interconectaes formen el tubu, que resiste como una estructura única les cargues horizontales que produce, principalmente, el vientu. L'usu de tubos enmarcaos permite facer menos columnes interiores, lo qu'aumenta la superficie utilizable por planta, y amás la metá de la superficie esterior del edificiu queda disponible pa poner ventanes. Nos edificios nos que ye necesario qu'haiga güecos grandes na estructura, por exemplu pa poner puertes d'entrada a los aparcamientos, interrúmpese la estructura tubular, y úsense vigues de tresferencia pa caltener la integridá estructural. L'usu d'estructures tubulares permite recortar costes, por un llau, y por otru facer edificios de mayor altura. El primer edificiu con un sistema tubular fechu d'hormigón foi l'edificiu d'apartamentos Chestnut DeWitt (Chicago,1963).

Los sistemes tubulares son fundamentales nel diseñu d'edificios altos. La mayoría de los edificios de más de 40 pisos construyíos de magar la década de 1960 tienen una estructura tubular derivada de los principios d'inxeniería estructural enunciaos por Kahn^[48][53].

Tubu reforzáu

Khan foi'l pioneru nel desarrollu d'otres variaciones de la estructura tubular. Una d'ellas ye'l tubu reforzáu (trussed tube o braced tube). Asemeyáu al tubu enmarcáu, usa muros de cortante d'hormigón o refuerzos d'aceru en X (X-bracing), incrustaos nes fachaes, pa reducir la carga llateral del edificiu tresfiriéndo-y la carga a les columnes esteriores. Asina, ye necesario construyir menos columnes interiores y hai, poro, más superficie habitable por planta. Nel John Hancock Center, ún de los edificios más famosos del estilu espresionista estructural, el icónicu refuerzu en X de la so fachada nun ye un elementu decorativu, sinón que forma parte del so "sistema tubular". Esta estructura de tubu reforzáu, usada nel edificiu nomáu, nel Ontarie Center (Chicago) o na Torre del Bancu de China (Hong Kong)^[54] ye una de las técniques arquitectóniques usaes anguaño pa ganar altura nos edificios. El sistema tubular ye, básicamente, la columna vertebral del edificiu, la que lu permite nun esbarrumbar por culpa de las cargas horizontales (del vientu) o verticales (terremotu), y esti sistema de refuerzu en X permite al tiempu reforzar la estructura y dexar, si l'arquitectu quier, más espaciu habitable nel interior. Ye, amás, abondo más eficiente que les estructures d'armazón d'aceru. Mentantu que l'Empire State Building (1931) tien 206 kg d'aceru per metru cuadráu, y el 28 Liberty Street (1961) 275 kg, pa construyir el John Hancock Center usáronse namái 145 kg^[39].

Tubu empaquetáu

Una variación importante del sistema clásicu de tubos enmarcaos ye'l nomáu tubu empaquetáu (bundled tube), qu'usa varios tubos interconectaos. L'exemplu cimeru d'esti sistema quiciás seya la Torre Wills de Chicago, qu'utiliza nueve tubos d'altura variable que-y dan la so distintiva apariencia. L'usu del tubu empaquetáu permite que "los edificios yá nun tienen que tener un aspectu esterior asemeyáu al d'una caxa: pueden convertise n'escultures".

Exemplos d'edificios con estructuras tubulares

• 
  John Hancock Center, en Chicago. Estructura tubular con refuerzu en X (X-bracing), un subtipu dientro los sistemas de tubu reforzáu.
• 
  Torre Willis, en Chicago. El so sistema de tubos empaquetaos determina la so carauterística silueta.
• 
  Aon Center, en Chicago. Ye, coles Torres Ximielgues de Nueva York, ún de los exemplos cimeros de la estructura tubular clásica (tubu enmarcáu), desarrollada por Fazlur Rahman Khan.

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