¿Cuál es la relación entre la huella de un edificio y su altura?

Esta pregunta es interesante desde otro ángulo en comparación con la maravillosa respuesta del usuario de Quora. En lugares donde los precios de la tierra son altos o donde las parcelas de tierra son pequeñas, normalmente nos enfrentamos a tales solicitudes de clientes que desean hacer una declaración al ir alto.

Para uno de esos proyectos, habíamos realizado una investigación paralela rápida (para liberar nuestras mentes como dicen, antes de que hiciéramos lo que era económicamente más viable) al diseñar una torre de 70 pisos que habría sido la estructura más alta de ese país. Y esto es lo que encontramos:

Suponiendo que el área de la huella fuera fija, la altura dependería principalmente de la forma de la torre y de otros refinamientos estructurales adoptados.

Nos encontramos con este maravilloso artículo en Wired on Baker (el jefe estructural de SOM que fueron los ingenieros estructurales de Burj Khalifa):
El ingeniero Bill Baker es el rey de las estructuras superestable de 150 pisos

Según él, un plan en forma de Y que se estrecha sería el diseño más eficiente para un rascacielos y ocuparía una huella menor en comparación con un bloque rectangular para la misma altura.


Cada una de las tres “narices” de la forma (como él llamaba las alas) actuaba como un refuerzo para las otras dos, por lo que a menos que el viento viniera desde todas las direcciones a la vez, siempre había un segmento sin tensión para anclarlo. Si conectaras cada una de las narices a un núcleo central fuerte, la forma no se apretaría. Baker llamó a esto el núcleo reforzado.


Como dice Mr.Baker, el diseño central reforzado podría usarse para construir estructuras incluso más altas que el Burj Khalifa. “Podríamos ir el doble de eso o más”. También cree que es totalmente factible construir mucho más alto que incluso la Torre del Reino (que inicialmente se planeó llegar a 1,6 km de altura)

La altura real frente a la huella de pie lograda dependería del diseño exacto que eventualmente debe tener una placa de piso utilizable después de deducir todos los requisitos de transporte vertical como ascensores y escaleras, y es un cálculo de diseño complejo dependiendo de si se trata de una estructura de concreto, acero o Una combinación de ambas y otras variables como las condiciones del suelo, cargas de viento, etc.

Ahora, esto supone que se refiere a la huella de la huella de la parcela del edificio. Incluso si es una trama, estoy bastante seguro de que un plan en forma de Y encajaría en un sitio triangular de menor área que uno rectangular.

Si, por huella se refiere a la huella del edificio, hay muchas más opciones, por ejemplo, esta investigación realizada por el profesor Peter Land de Instituto de Tecnología de Illinois.

Torre de trípode

El edificio está diseñado como un trípode, las patas del trípode ocuparían un área mucho menor en relación con su altura.

Hubo una propuesta para una Torre en Seúl (no recuerdo el nombre en este momento) que tenía un plan en forma de dona, con el atrio central abierto al cielo (que podría deducirse del área de la huella del edificio). Todo el edificio actúa como un tubo y parecía estructuralmente muy eficiente y mostró un gran potencial.

Aquí hay imágenes de un esquema conceptual del mismo sitio en el estudio de la fachada, que aumentaría aún más la altura:

Finalmente, se reduce a la forma conceptual básica. Todavía no tenemos respuestas definitivas al respecto, ya que todavía no hemos probado todas las formas posibles y los tratamientos de superficie.

Esta es una pregunta interesante porque en realidad primero requiere que discutamos y definamos lo que consideramos un edificio. Todos estaríamos de acuerdo en que lo siguiente es un edificio:

Por supuesto, esta es la estructura más alta del mundo, el Burj Khalifa, con 829 m de altura.

¿Qué tal esto, es un edificio?
Este es el Tokyo Skytree, parece un edificio, tiene 634 m de altura, pero solo tiene torres de observación y antenas aisladas. Según la mayoría de las definiciones, no se considera un edificio. Tiene una huella más pequeña que el Burj Khalifa, sin embargo, gran parte está desocupada, y una parte importante es una aguja que no es habitable en absoluto.

Ahora considere lo siguiente, ¿es un edificio?
Este es el mástil KVLY-TV en Fargo, Dakota del Norte. Tiene 629 m de altura, y claramente no es un edificio. Esta estructura tiene una huella pequeña, sin embargo, está reforzada por cables de conexión. Aquí hay un video bastante estresante de una persona de reparación subiendo a la cima de una de estas torres.

Entonces, ¿cuál es el punto? Obviamente, dependiendo de lo que consideremos un edificio, podemos obtener relaciones de aspecto muy diferentes (la relación entre la altura de las estructuras y su profundidad o ancho).

Una relación de aspecto de entre 5 y 7 se considera ideal para un edificio de gran altura, pero hay bastante flexibilidad con esto. La disminución del área del piso a medida que aumenta la altura permite que la huella se mantenga más pequeña. Si el Burj Khalifa no se estrechaba hacia adentro, tendría que ser un edificio mucho más ancho y más bajo.

Por lo que vale, ninguna estructura en la tierra ha roto la barrera de los 1000 metros, por lo que es, por ahora, una discusión puramente académica. 1600m casi duplica la altura de la estructura más alta actual, Burj Khalifa. Si y cuando una estructura se construye a esta gran altura, es probable que no se construya con una relación de aspecto mínima real, se construirá teniendo en cuenta las preocupaciones estéticas y funcionales. Un verdadero edificio con una relación de aspecto mínima sería increíblemente denso con casi ningún espacio ocupable. Si utilizamos el Burj Khalifa como guía, tiene una relación de aspecto de aproximadamente 5 (por lo que he leído, la base tiene aproximadamente 175 m de ancho, por lo que 829/175 = 4.75), para un aún más alto, esperaríamos esto para reducir aún más, por lo que para un edificio de 1600 m de altura, podríamos estar mirando un edificio con una relación de aspecto de 4, por lo que 400 m en la base, que es enorme.

No hay relación porque: la huella significa que el espacio que ocupa en el suelo y la altura dependen en gran medida de su altura. Medir la huella con el plano de planta es otro error, porque los desarrolladores venden terrenos en ancho y largo, no en altura (todavía no es un espacio 3D)

Oh, ya ves, depende. Realmente depende

Sobre los cimientos / geología / material utilizado / altura del edificio y lo más importante LA AERODINÁMICA del edificio.

Al diseñar Burj Dubai, los ingenieros dijeron que no era la fuerza del material lo que les preocupaba, sino la aerodinámica de la estructura.

Ese fue, de lejos, el factor decisivo en el diseño de componentes estructurales y, en última instancia, el área de la superficie de los cimientos.