Tubos enmarcados

Desde 1963, el nuevo sistema estructural de tubos enmarcados se volvió muy influyente en el diseño y la construcción de rascacielos. Khan definió la estructura de tubo enmarcado como "una estructura espacial tridimensional compuesta de tres, cuatro o posiblemente más marcos, marcos arriostrados o paredes de corte, unidos en sus bordes o cerca de ellos para formar un sistema estructural en forma de tubo vertical capaz de resistir fuerzas laterales en cualquier dirección por voladizo desde la base."[14]​ Las columnas exteriores interconectadas estrechamente espaciadas forman el tubo. Las cargas horizontales, por ejemplo de viento y sísmicas, son soportadas por la estructura como un todo. Aproximadamente la mitad de la superficie exterior está disponible para ventanas. Los tubos enmarcados permiten menos columnas interiores y, por lo tanto, crean más espacio útil en el piso. La estructura de tubos agrupados es más eficiente para edificios altos, lo que reduce la penalización por la altura. El sistema estructural también permite que las columnas interiores sean más pequeñas y que el núcleo del edificio esté libre de marcos arriostrados o muros de corte que utilizan un valioso espacio en el piso. Cuando se requieran aberturas más grandes, como puertas de garaje, se debe interrumpir el marco del tubo y se deben utilizar vigas de transferencia para mantener la integridad estructural.

El primer edificio en aplicar la construcción de estructura de tubos enmarcados fue el edificio de apartamentos DeWitt-Chestnut, ya que pasó a llamarse Plaza DeWitt, edificio que Bruce Graham diseñó y del cual Khan hizo la ingeniería que se completó en Chicago en 1963.[15]​ Esto sentó las bases para la estructura de tubos enmarcados utilizada en la construcción del World Trade Center "World Trade Center (1973-2001)").

Tubo con armadura y arriostramiento en X

Khan fue pionero en varias otras variantes del diseño de la estructura del tubo. Uno de ellos fue el concepto de aplicar refuerzos en X al exterior del tubo para formar un tubo con armadura. Los arriostramientos en X reducen la carga lateral en un edificio al transferir la carga a las columnas exteriores, y la menor necesidad de columnas interiores proporciona un mayor espacio de piso utilizable. Khan empleó por primera vez refuerzos en X exteriores en su ingeniería del John Hancock Center en 1965, y esto se puede ver claramente en el exterior del edificio, lo que lo convierte en un ícono arquitectónico.[16]​.

En contraste con las estructuras de armazón de acero anteriores, como el Empire State Building (1931), que requería alrededor de 206 kilogramos de acero por metro cuadrado y One Chase Manhattan Plaza (1961), que requería alrededor de 275 kilogramos de acero por metro cuadrado, el John Hancock Center fue mucho más eficiente, requiriendo solo 145 kilogramos de acero por metro cuadrado.[17]​ El concepto de tubo con armazón se aplicó a muchos rascacielos posteriores, incluidos el Onterie Center, el Citigroup Center el Hotel Arts y el Bank of China Tower.[18]​.

Tubos agrupados

Una de las variantes más importantes de Khan del concepto de estructura de tubo fue los tubos agrupados , que se utilizó para la Willis Tower y el One Magnificent Mile. El diseño de tubos agrupados no solo era el más eficiente en términos económicos, sino que también era "innovador en su potencial para la formulación versátil del espacio arquitectónico. Las torres eficientes ya no tenían que ser como cajas; las unidades de tubos podían adoptar varias formas y podrían agruparse en diferentes tipos de agrupaciones".

Tubo en tubo

El sistema de tubo en tubo aprovecha los tubos de la pared de corte del núcleo además de los tubos exteriores. El tubo interior y el tubo exterior trabajan juntos para resistir cargas de gravedad y cargas laterales y para proporcionar rigidez adicional a la estructura para evitar deflexiones significativas en la parte superior. Este diseño se utilizó por primera vez en el One Shell Plaza.[19]​ Los edificios posteriores que utilizaron este sistema estructural incluyen a las Torres Petronas.[20]​.

Estructuras de estabilizador y cinturón

El sistema de vigas y armazones de cinturón es un sistema de resistencia de carga lateral en el que la estructura del tubo está conectada a la pared del núcleo central con estabilizadores y armazones de cinturón muy rígidos en uno o más niveles. La BHP House fue el primer edificio en utilizar este sistema estructural seguido por el First Wisconsin Center, desde entonces renombrado U.S. Bank Center "U.S. Bank Center (Milwaukee)"), en Milwaukee. El centro se eleva 601 pies, con tres armazones de cinturón en la parte inferior, media y superior del edificio. Las armaduras de cinturón expuestas tienen fines estéticos y estructurales.[21]​ Los edificios posteriores incluyen el Centro Financiero Mundial de Shanghái.[22]​.

Estructuras de tubos de hormigón

Los últimos edificios importantes diseñados por Khan fueron el One Magnificent Mile y el Onterie Center en Chicago, que emplearon sus diseños de sistemas de tubos agrupados y de tubos entramados respectivamente. En contraste con sus edificios anteriores, que eran principalmente de acero, sus dos últimos edificios eran de hormigón. El edificio de los DeWitt-Chestnut Apartments, construido en 1963 en Chicago, también era un edificio de hormigón con estructura de tubo.[16]​ La Trump Tower en Nueva York es también otro ejemplo que adoptó este sistema.[23]​.

Sistema de interacción del marco de muros de corte

Khan desarrolló el sistema de interacción de marcos de muros de corte para edificios de mediana altura. Este sistema estructural utiliza combinaciones de muros de corte y marcos diseñados para resistir fuerzas laterales. El primer edificio en utilizar este sistema estructural fue el edificio Brunswick de 35 pisos,[21]​ que se completó en 1965 y se convirtió en la estructura de hormigón armado más alta de su época. El sistema estructural del edificio Brunswick consiste en un núcleo de muro de corte de hormigón rodeado por un marco exterior de hormigón de columnas.[24]​ Edificios de apartamentos de hasta 70 pisos de altura han utilizado con éxito este concepto.[25]​.

Tubos enmarcados

Desde 1963, el nuevo sistema estructural de tubos enmarcados se volvió muy influyente en el diseño y la construcción de rascacielos. Khan definió la estructura de tubo enmarcado como "una estructura espacial tridimensional compuesta de tres, cuatro o posiblemente más marcos, marcos arriostrados o paredes de corte, unidos en sus bordes o cerca de ellos para formar un sistema estructural en forma de tubo vertical capaz de resistir fuerzas laterales en cualquier dirección por voladizo desde la base."[14]​ Las columnas exteriores interconectadas estrechamente espaciadas forman el tubo. Las cargas horizontales, por ejemplo de viento y sísmicas, son soportadas por la estructura como un todo. Aproximadamente la mitad de la superficie exterior está disponible para ventanas. Los tubos enmarcados permiten menos columnas interiores y, por lo tanto, crean más espacio útil en el piso. La estructura de tubos agrupados es más eficiente para edificios altos, lo que reduce la penalización por la altura. El sistema estructural también permite que las columnas interiores sean más pequeñas y que el núcleo del edificio esté libre de marcos arriostrados o muros de corte que utilizan un valioso espacio en el piso. Cuando se requieran aberturas más grandes, como puertas de garaje, se debe interrumpir el marco del tubo y se deben utilizar vigas de transferencia para mantener la integridad estructural.

El primer edificio en aplicar la construcción de estructura de tubos enmarcados fue el edificio de apartamentos DeWitt-Chestnut, ya que pasó a llamarse Plaza DeWitt, edificio que Bruce Graham diseñó y del cual Khan hizo la ingeniería que se completó en Chicago en 1963.[15]​ Esto sentó las bases para la estructura de tubos enmarcados utilizada en la construcción del World Trade Center "World Trade Center (1973-2001)").

Tubo con armadura y arriostramiento en X

Khan fue pionero en varias otras variantes del diseño de la estructura del tubo. Uno de ellos fue el concepto de aplicar refuerzos en X al exterior del tubo para formar un tubo con armadura. Los arriostramientos en X reducen la carga lateral en un edificio al transferir la carga a las columnas exteriores, y la menor necesidad de columnas interiores proporciona un mayor espacio de piso utilizable. Khan empleó por primera vez refuerzos en X exteriores en su ingeniería del John Hancock Center en 1965, y esto se puede ver claramente en el exterior del edificio, lo que lo convierte en un ícono arquitectónico.[16]​.

En contraste con las estructuras de armazón de acero anteriores, como el Empire State Building (1931), que requería alrededor de 206 kilogramos de acero por metro cuadrado y One Chase Manhattan Plaza (1961), que requería alrededor de 275 kilogramos de acero por metro cuadrado, el John Hancock Center fue mucho más eficiente, requiriendo solo 145 kilogramos de acero por metro cuadrado.[17]​ El concepto de tubo con armazón se aplicó a muchos rascacielos posteriores, incluidos el Onterie Center, el Citigroup Center el Hotel Arts y el Bank of China Tower.[18]​.

Tubos agrupados

Una de las variantes más importantes de Khan del concepto de estructura de tubo fue los tubos agrupados , que se utilizó para la Willis Tower y el One Magnificent Mile. El diseño de tubos agrupados no solo era el más eficiente en términos económicos, sino que también era "innovador en su potencial para la formulación versátil del espacio arquitectónico. Las torres eficientes ya no tenían que ser como cajas; las unidades de tubos podían adoptar varias formas y podrían agruparse en diferentes tipos de agrupaciones".

Tubo en tubo

El sistema de tubo en tubo aprovecha los tubos de la pared de corte del núcleo además de los tubos exteriores. El tubo interior y el tubo exterior trabajan juntos para resistir cargas de gravedad y cargas laterales y para proporcionar rigidez adicional a la estructura para evitar deflexiones significativas en la parte superior. Este diseño se utilizó por primera vez en el One Shell Plaza.[19]​ Los edificios posteriores que utilizaron este sistema estructural incluyen a las Torres Petronas.[20]​.

Estructuras de estabilizador y cinturón

El sistema de vigas y armazones de cinturón es un sistema de resistencia de carga lateral en el que la estructura del tubo está conectada a la pared del núcleo central con estabilizadores y armazones de cinturón muy rígidos en uno o más niveles. La BHP House fue el primer edificio en utilizar este sistema estructural seguido por el First Wisconsin Center, desde entonces renombrado U.S. Bank Center "U.S. Bank Center (Milwaukee)"), en Milwaukee. El centro se eleva 601 pies, con tres armazones de cinturón en la parte inferior, media y superior del edificio. Las armaduras de cinturón expuestas tienen fines estéticos y estructurales.[21]​ Los edificios posteriores incluyen el Centro Financiero Mundial de Shanghái.[22]​.

Estructuras de tubos de hormigón

Los últimos edificios importantes diseñados por Khan fueron el One Magnificent Mile y el Onterie Center en Chicago, que emplearon sus diseños de sistemas de tubos agrupados y de tubos entramados respectivamente. En contraste con sus edificios anteriores, que eran principalmente de acero, sus dos últimos edificios eran de hormigón. El edificio de los DeWitt-Chestnut Apartments, construido en 1963 en Chicago, también era un edificio de hormigón con estructura de tubo.[16]​ La Trump Tower en Nueva York es también otro ejemplo que adoptó este sistema.[23]​.

Sistema de interacción del marco de muros de corte

Khan desarrolló el sistema de interacción de marcos de muros de corte para edificios de mediana altura. Este sistema estructural utiliza combinaciones de muros de corte y marcos diseñados para resistir fuerzas laterales. El primer edificio en utilizar este sistema estructural fue el edificio Brunswick de 35 pisos,[21]​ que se completó en 1965 y se convirtió en la estructura de hormigón armado más alta de su época. El sistema estructural del edificio Brunswick consiste en un núcleo de muro de corte de hormigón rodeado por un marco exterior de hormigón de columnas.[24]​ Edificios de apartamentos de hasta 70 pisos de altura han utilizado con éxito este concepto.[25]​.