Burj Khalifa | Todos los Secretos de Ingeniería de esta Megaestructura
Summary
TLDREl Burj Khalifa, el edificio más alto del mundo, es una maravilla de la ingeniería moderna que defiende su estructura hexagonal ante los fuertes vientos árabes. Esta increíble hazaña incluye una innovadora tecnología para confundir al viento, contrafuertes inspirados en las presas, y una balsa de cimientos que equilibra su peso en el suelo arenoso. Además, su diseño asimétrico evita el desprendimiento de vórtices, y su sistema de pararrayos es una de las razones por las que el Burj Khalifa es conocido como una 'barra rígida frente al viento'.
Takeaways
- 🏙️ El Burj Khalifa es un logro de la ingeniería moderna, siendo el edificio más alto del mundo y capaz de resistir los fuertes vientos árabes.
- 🔍 Su diseño incluye un núcleo hexagonal sencillo pero eficaz, que es fundamental para mantener el equilibrio del edificio ante las tormentas de viento.
- 🌪️ Los ingenieros utilizaron inspiración de las presas y contrafuertes para fortalecer el núcleo y los muros transversales del edificio.
- 🏗️ Los contrafuertes están diseñados de tal manera que no solo son estéticos sino que también proporcionan soporte estructural esencial.
- 🛠️ El uso de muros transversales en forma de Y evita que el edificio se doble debido a los esfuerzos de tracción y torsión.
- 🌀 El núcleo hexagonal de acero reforzado absorbe la mayoría del esfuerzo de tracción, lo que es crucial para la resistencia al viento.
- 🌐 A pesar de su apariencia simétrica, el Burj Khalifa tiene una estructura asimétrica diseñada para evitar el desprendimiento de vórtices y la resonancia.
- 🌀 La espiral oculta en la estructura ayuda a combatir el desprendimiento de vórtices, asegurando la estabilidad del edificio ante los vientos.
- 🏜️ Los ingenieros enfrentaron desafíos geológicos al construir en suelos arenosos y flojos, utilizando una balsa y pilotes de concreto para distribuir la carga.
- ⚡ El Burj Khalifa está equipado con un sistema de pararrayos que protege el edificio de incendios causados por rayos.
Q & A
¿Cuál es la forma del núcleo del Burj Khalifa y cómo ayuda a resistir los vientos árabes?
-El núcleo del Burj Khalifa es hexagonal, lo que le permite resistir los fuertes vientos árabes y mantener el peso del edificio en equilibrio.
¿Cómo se inspiraron los ingenieros en la construcción del Burj Khalifa para hacer frente a las tormentas de viento devastadoras?
-Los ingenieros tomaron inspiración de los contrafuertes de las presas y utilizaron soportes similares alrededor del núcleo para fortalecer la estructura del edificio.
¿Qué innovación arquitectónica se implementó en los contrafuertes del Burj Khalifa para mejorar su estabilidad?
-Los ingenieros diseñaron los contrafuertes con una forma de escalón y una sección en forma de Y, lo que mejora la resistencia a la torsión y evita que se doblen.
¿Cuál es la función principal de los muros transversales en la estructura del Burj Khalifa?
-Los muros transversales en el Burj Khalifa sirven para resistir las fuerzas de resistencia que vienen de los contrafuertes opuestos y evitar que el edificio se derrumbe.
¿Cómo se aborda el problema de la debilidad del concreto frente a los esfuerzos de tracción en el diseño del Burj Khalifa?
-El núcleo hexagonal del Burj Khalifa está reforzado con barras de acero para absorber la mayor parte del esfuerzo de tracción y prevenir la formación de grietas.
¿Por qué el Burj Khalifa se construyó con una estructura asimétrica en lugar de una simétrica?
-El diseño asimétrico ayuda a evitar el fenómeno de desprendimiento de vórtices, que podría causar resonancia y oscilaciones peligrosas en el edificio.
¿Cómo se elevó el concreto hasta la altura requerida durante la construcción del Burj Khalifa?
-Se utilizó un concreto especial llamado C-5680 mezclado con hielo frío y se bombeó durante la noche para evitar su solidificación antes de llegar a su destino.
¿Qué estrategia se implementó para construir el Burj Khalifa sobre suelos flojos y arenosos?
-Se utilizaron múltiples pilotes de concreto reforzado (RSC) y una balsa de gran espesor para distribuir el peso del edificio y resistir los asentamientos diferenciales.
¿Cómo funciona el sistema de pararrayos del Burj Khalifa?
-El pararrayos está conectado a un sensor que detecta nubes cargadas y genera cargas opuestas para atraer los rayos, disipándolos a través de los pilotes de cimentación.
¿Cómo de rápido se completaba un piso en la construcción del Burj Khalifa y cuánto tiempo tomó completar el proyecto?
-El equipo completaba un piso cada semana, y el proyecto entero tomó seis años en completarse.
Outlines
🏙️ Diseño y ingeniería del Burj Khalifa
El Burj Khalifa, el edificio más alto del mundo, es un logro de la ingeniería moderna que se alza en suelo arenoso y resiste a los fuertes vientos árabes. Su diseño incluye un núcleo hexagonal que es esencial para su estabilidad, permitiendo que el edificio soporte las devastadoras tormentas de viento de Dubai. El núcleo, construido con acero reforzado, es el héroe del diseño, equilibrando el peso del edificio y alojando su sistema de ascensores. Los ingenieros utilizaron inspiración de las presas para crear soportes alrededor del núcleo, diseñando contrafuertes con una forma de escalón que también sirven como pasillos y ofrecen vistas impresionantes. Las fachadas de cristal alrededor de los contrafuertes están apoyadas por muros transversales y columnas, que son esenciales para resistir la fuerza del viento y la resistencia del edificio a la tracción. El núcleo hexagonal también incorpora barras de acero para manejar esfuerzos de tracción y secciones en forma de Y para prevenir el doblegado.
🌪️ La superestructura y la resistencia al vórtice
El 70% del Burj Khalifa se apoya en su núcleo de concreto, mientras que el 25% superior es una estructura de acero que permite cierta flexibilidad para resistir vientos fuertes. A pesar de la resistencia al doblegado, la superestructura tiene la capacidad de oscilar hasta 6 pies en tormentas fuertes, gracias al acero que soporta cargas de tracción. El núcleo hexagonal reforzado permite al edificio soportar torsión y tensión de cizalla causadas por el viento, evitando así el fenómeno de resonancia que podría hacer que el edificio se moviera violentamente. Para evitar el desprendimiento de vórtices, que podría causar fluctuaciones peligrosas en el edificio, los diseñadores crearon una forma espiralada en el diseño del Burj Khalifa, inspirada en las torres con múltiples pétalos. Esta espiral oculta ayuda a desviar el viento y a prevenir el vórtice, permitiendo que el edificio alcance sus 830 metros de altura.
🌐 Fundamentos y protección contra los rayos
Debido a la ausencia de estratos duros en la zona y el suelo flojo y arenoso, los ingenieros del Burj Khalifa enfrentaron desafíos significativos para asegurar la estabilidad del edificio. Para resolver esto, utilizaron una 'balsa' unida al núcleo hexagonal, compuesta de secciones y columnas de concreto de gran espesor y alto rendimiento, que distribuyó el peso del edificio equitativamente sobre la arena. Además, para soportar la masa del edificio, utilizaron múltiples pilotes de concreto reforzado (RSC), cuyo efecto de fricción junto con las rocas sedimentarias resistiría la carga. El diseño estructural del edificio, incluyendo los pétalos en forma de flor en los cimientos, está inspirado en el lirio Araña, una de las flores más cultivadas en Dubai. El Burj Khalifa también cuenta con un sistema de protección contra rayos que atrae los rayos hacia una cúpula conectada a sensores, y luego los electrones se dispersan a través de la estructura de acero y los pilotes de cementación.
Mindmap
Keywords
💡Burj Khalifa
💡Núcleo hexagonal
💡Contrafuertes
💡Escalón
💡Fachadas de cristal
💡Muros transversales
💡Concreto reforzado
💡Sección en forma de Y
💡Pisos mecánicos
💡Estructura de acero
💡Desprendimiento de vórtices
Highlights
El Burj Khalifa es una maravilla de la ingeniería moderna.
Su núcleo hexagonal es un elemento clave en su diseño.
El núcleo hexagonal está diseñado para resistir los fuertes vientos árabes.
El diseño del núcleo ayuda a mantener el peso del edificio en equilibrio.
Los contrafuertes del Burj Khalifa están inspirados en las presas.
Los contrafuertes están diseñados para ser casi imperceptibles.
Los pasillos del edificio están ubicados entre los muros de los contrafuertes.
Las fachadas de cristal alrededor de los contrafuertes ofrecen vistas impresionantes.
Los muros transversales son esenciales para resistir la fuerza del viento.
El concreto es débil frente a los esfuerzos de tracción.
El núcleo hexagonal tiene barras de acero para absorber el esfuerzo de tracción.
Los muros transversales están conectados a los contrafuertes en forma de Y para prevenir el doblamiento.
El 70% del Burj Khalifa se apoya en el núcleo de concreto.
El 25% superior del edificio es una estructura de acero.
El Burj Khalifa puede resistir la torsión causada por el viento.
El diseño asimétrico del Burj Khalifa evita el desprendimiento de vórtices.
El diseño espiralado del Burj Khalifa ayuda a combatir el desprendimiento de vórtices.
Los ingenieros enfrentaron desafíos con el suelo flojo y arenoso de Arabia.
Se utilizaron múltiples pilotes de rsc para soportar la carga del edificio.
El pararrayos del Burj Khalifa es capaz de atraer rayos y proteger el edificio.
El concreto especial C-5680 se utilizó para construir el edificio en el clima cálido de Dubai.
El proyecto Burj Khalifa tomó seis años en completarse.
Transcripts
este edificio el Burj Khalifa que se
levanta sobre un suelo flojo y arenoso
desafiando a Los Fuertes vientos árabes
Es realmente una maravilla de la
ingeniería moderna en este video vamos a
explorar todos los secretos del diseño
del edificio más alto del mundo
Empezando por su inesperadamente
sencillo núcleo hexagonal esta increíble
hazaña de la ingeniería civil es capaz
incluso de confundir al viento gracias a
su única forma así como de luchar contra
los rayos con la ayuda de la tecnología
moderna entremos en materia el alma del
Burj Khalifa es un núcleo hexagonal
este núcleo construido con rsc es el
Héroe definitivo ya que permite al Burj
Khalifa mantenerse en pie a pesar de las
devastadoras tormentas de viento de
Dubai y ayuda a mantener el peso del
edificio en equilibrio el centro también
aloja todo el sistema de ascensores de
este edificio
un núcleo tan esbelto y muy inestable
en teoría podría caer en cualquier
momento
pero la empresa que diseñó el Burj
Khalifa y de una solución innovadora
tomaron su Inspiración de los
contrafuertes que normalmente vemos en
las presas para sostener el núcleo del
muro y utilizaron soportes similares
alrededor del núcleo para hacer que las
torres alrededor de los contrafuertes
fueran prácticas les dieron un diseño en
forma de escalón al contrafuerte
sabemos que los edificios siempre son
verticales y nunca están inclinados
cierto
Este es el principal toque diferente
los ingenieros de diseñaron los
contrafuertes para que en realidad
pudieses vivir junto a ellos sin darte
cuenta de que son contrafuertes los
arquitectos del Burj Khalifa también
utilizaron eficientemente este espacio
para los pasillos de modo que desde el
ascensor las personas caminan hacia su
piso correspondiente entre los muros de
los contrafuertes los arquitectos
entonces diseñaron grandes fachadas de
cristal alrededor de los contrafuertes
permitiendo una vista impresionante para
todos los hoteles y espacios habitables
el interior de las fachadas por todos
lados
el soporte necesario para estas fachadas
de cristal vino de estos muros
transversales y columnas
la función principal del muro
transversal no es soportar las fachadas
para entender esto veamos un ejemplo hay
una tormenta de arena en Dubai pero no
hay muros transversales
consideremos la situación las fuerzas de
resistencia que vienen de los
contrafuertes del lado opuesto evitan
que el edificio se derrumbe en el lado
izquierdo la fuerza del viento se
resiste gracias al efecto combinado de
estos dos contrafuertes que están en
ángulo
sin embargo un edificio tan esbelto y la
gran fuerza de la fuerte tormenta de
arena evidentemente provocarán que toda
la estructura del edificio se doble
demasiado
ahora Debemos entender una propiedad
notoria del concreto su debilidad frente
a los esfuerzos de tracción cuando un
bloque de concreto se dobla se produce
un esfuerzo de tracción en la parte
externa del bloque el concreto solo
puede soportar una pequeña cantidad de
esfuerzo de tracción y se formarán
grietas fácilmente si el esfuerzo de
tracción continúa
es por eso que el núcleo hexagonal tiene
barras de acero por dentro
las barras de acero absorben la mayor
parte del esfuerzo de tracción sin
embargo si el núcleo se dobla demasiado
la parte de concreto del núcleo no podrá
hacer frente a la atención de tracción
el mejor método para prevenir que una
Viga en voladizo se doble en ingeniería
estructural es utilizando una sección en
forma de Y eso es exactamente lo que
hacemos cuando conectamos los muros
transversales a los contrafuertes si
observas con atención puedes ver que la
forma se ha convertido en una sección
transversal en forma de y todo el
edificio es ahora estructuralmente
fuerte y puede soportar el esfuerzo de
tracción sin doblarse
puedes ver algunas franjas negras en el
diseño original del Burj Khalifa son
pisos mecánicos
si quieres entender su importancia echa
un vistazo a este diagrama muestra todas
las columnas utilizadas en el bruj
Khalifa es una jungla compleja
estas columnas tienen una buena
estabilidad cuando están conectadas a
los pisos Como se muestra sabemos que
los pisos ya son fuertes Pues están
conectados al núcleo los techos
mecánicos también son utilizados para
alojar los sistemas eléctricos y de
refrigeración del aire los depósitos de
agua y muchos otros sistemas que dan
vida al Burj Khalifa nadie se queda en
esos techos
estos pisos tienen una apariencia
distinta porque están recubiertos de
paredes y tubos de concreto utilizados
por los trabajadores para agarrarse a
ellos cuando limpian la fachada de
cristal
lo interesante es que solo alrededor del
70% del Burj Khalifa se apoya en el
núcleo de concreto
el 25% superior no tiene ningún soporte
de núcleo de concreto es una estructura
de acero Aunque el Burj Khalifa resiste
principalmente a doblarse la parte
superior de esta superestructura tiene
permitido doblarse y balancearse unos 6
pies en tormentas de mucho viento lo sé
mucho para procesar
el acero puede resistir fácilmente las
cargas de tracción Entonces si
experimentas una oscilación como la de
un terremoto No te asustes probablemente
sea el califa saludando rápidamente a
los vientos
gracias al concreto reforzado el núcleo
hexagonal es capaz de soportar la
torsión que es la fuerza de torsión y la
tensión de cizalla causados por el
viento
este asombroso sistema de núcleo
reforzado es el motivo por el que el
Burj Khalifa también es conocido como
una barra rígida frente al viento
nuestro enfoque de diseño ha resultado
en un Burj Khalifa que luce así sin
embargo el verdadero Burj Khalifa tiene
este aspecto una estructura asimétrica
en lugar de una simétrica
Por qué los diseñadores de esta
maravillosa estructura optaron por el
diseño asimétrico
cuando el viento pasa alrededor de una
estructura puede dar lugar a un muy
bonito y peligroso fenómeno de mecánica
de fluidos llamado desprendimiento de
vórtices la forma en que bailan luce
interesante cierto sin embargo es
peligroso porque los vórtices están
fluctuando generando una fuerza
fluctuante sobre el edificio si la
frecuencia natural de vibración de este
edificio es la misma que la frecuencia
de estas fluctuaciones de fuerza el
edificio oscilará violentamente de esta
forma un fenómeno llamado resonancia
estas oscilaciones seguirán aumentando y
podrían hacer que el Burj Khalifa fuese
un fracaso por completo
para superar este problema som que
diseñó el Burj Khalifa y de una
Innovación arquitectónica
la idea de Bill Baker y su equipo para
romper el desprendimiento de vórtices
fue crear un espiral en el Burj Khalifa
una forma de espiral es la mejor
solución para eliminar el
desprendimiento de vórtices está solo
confunde al viento mientras en la forma
varía puedes encontrar una espiral
oculta en la estructura de este edificio
para descubrir la espiral oculta en el
Burj Khalifa considera estas sencillas
Torres con diferentes alturas pero con
muchos pétalos puedes ver claramente la
espiral ahora si observas el Burj
Khalifa puedes ver que también se ha
construido utilizando la misma técnica
Torres de alturas variables que forman
una espiral discreta
Bill Baker utilizó otra versión en
espiral para la parte superior del Burj
Khalifa especificó ángulos variables
para los pisos
a esta altura esta densa espiral ayuda a
luchar contra el desprendimiento de
vórtices en las puntas
Estas innovaciones son la razón de que
el Burj Khalifa haya alcanzado con éxito
los 830 metros a pesar de que
inicialmente solo estaba diseñado para
llegar a los 518 metros
unos 312 metros casi Tan Alto Como la
Torre Eiffel fueron agregados durante la
construcción que logró tan maravilloso
para Dubai
Pero cómo es posible que una estructura
tan pesada sea capaz de sostenerse en el
suelo flojo y arenoso de Arabia sin
hundirse los ingenieros de este edificio
no pudieron encontrar ningún estrato
duro en esta zona ni siquiera después de
descender 140 metros
estas rocas sedimentarias son además
menos resistentes así que los ingenieros
se enfrentaron a dos desafíos uno era la
escasa capacitante carga del suelo y el
segundo era el asentamiento diferencial
de la estructura
para hacer frente a estos problemas
ellos utilizaron una balsa unida al
núcleo hexagonal secciones y columnas
la balsa estaba formada por una losa de
estructura de Gran espesor de scr y alto
rendimiento esta balsa distribuye el
peso del edificio sobre una mayor
superficie de arena de forma equitativa
y así resiste los asentamientos
diferenciales
sin embargo Cómo haría solo una débil
arena y rocas para soportar una masa tan
gigante esta balsa simplemente se
hundiría Bill Baker ideó una solución
utilizar múltiples pilotes de rsc la
fricción entre la superficie de estos
pilotes junto con las débiles pero
rígidas o rocas sedimentarias
resistirían La carga del edificio
te fijaste en los hermosos pétalos en
forma de flor que hay sobre los
cimientos del edificio
este diseño estructural y en especial
estos pétalos están inspirados en una de
las flores más cultivadas de Dubai el
lirio Araña
estos rayos en el bruj Khalifa son
fascinantes pero alarmantes
en lo más alto de este edificio este
pequeño y peculiar dispositivo es el que
evita que el Burj Khalifa arda
pararrayos esta cúpula está conectada a
un equipo sensor que se alimenta de una
batería muy pequeña en cuanto detecta
una nube supercargada cerca el
pararrayos genera inmediatamente cargas
opuestas en su superficie para atraer el
Rayo hacia él el flujo de electrones del
Rayo procede a atravesar la estructura
de acero de la columna exterior y se
disipen las fosas de tierra a través del
acero dentro de los pilotes de
cimentación los electrones viajan
únicamente a través de las columnas
exteriores debido al efecto piel
el Burj Khalifa es el pararrayos de
Dubai su pararrayos recolecta Los Rayos
de casi todo Dubai gracias a su gran
altura
ha llegado la hora de lo más interesante
Cómo elevaron el concreto hasta esta
altura
debido al clima cálido de Dubai Aunque
hubieran utilizado las bombas más
potentes el concreto Si hubiese
solidificado antes de llegar a su
destino en cambio el equipo utilizó un
grado de concreto especial llamado
c-5680 mezclado con hielo frío mientras
lo bombeaban este trabajo de verter el
concreto en los moldes fue realizado
durante la noche y se fijaba
inmediatamente
el equipo completó un piso cada semana
el proyecto entero tardó seis años en
completarse
quizá estés pensando Será posible que
otro edificio supere la altura del bruj
Khalifa a medida que un edificio se hace
más alto los retos de diseño que vimos
en este vídeo también aumentan si los
ingenieros son lo suficientemente
inteligentes como para superar estos
desafíos pudieran conseguir un edificio
aún más alto pero no es una tarea fácil
ahora que has comprendido Los Increíbles
detalles que mantienen en pie a esta
megaestructura el Burj Khalifa hagamos
un recorrido por el interior de este
edificio
muy pronto llegaremos a la cima del Burj
Khalifa y al final de este vídeo pero
antes de que te vayas No olvides unirte
al equipo de letix
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