Un grattacielo richiede un sistema strutturale in grado di resistere a forti venti.
Molti diversi sistemi strutturali sono utilizzati in architettura. Il tipo di sistema utilizzato dipende dalle esigenze dell'edificio. L'altezza dell'edificio, la sua capacità portante, le specifiche del terreno e i materiali da costruzione determinano il sistema strutturale adeguato necessario per un edificio. In particolare, i sistemi strutturali si sono evoluti per concentrarsi sull'edificazione man mano che la terra non sviluppata è diventata scarsa.
Cornice di legno
Una cornice di legno è un tipo di sistema strutturale leggero. Le strutture in legno sono spesso utilizzate per edifici per uffici, scuole, edifici governativi, edifici commerciali, appartamenti e case. Gli edifici con sistemi strutturali a base di legno sono resistenti e leggeri, il che li rende molto stabili nelle aree soggette a terremoti. Quanto è resistente il legno dipende dalle condizioni del telaio in legno, da eventuali nodi o spaccature nel legno, dal contenuto di umidità del legno e dalla direzione della venatura.
Calcestruzzo prefabbricato
Il calcestruzzo prefabbricato può essere utilizzato come parte di un sistema strutturale o come sistema strutturale completo. Un sistema prefabbricato utilizza colonne prefabbricate, pareti prefabbricate portanti, anima cava o doppia pavimentazione a T e travi con rivestimento. I sistemi prefabbricati offrono numerosi vantaggi perché sono veloci da costruire. Le sezioni prefabbricate possono essere create non appena il costruttore ottiene i permessi e quindi l'edificio può essere eretto immediatamente. Questa costruzione veloce consente di racchiudere rapidamente l'edificio in modo che i commercianti di interni possano iniziare a lavorare prima.
Acciaio e cemento
I sistemi strutturali in acciaio e cemento sono un tipo di sistema composito. Questo tipo di sistema può combinare la struttura in acciaio strutturale con tubi di cemento o pareti di taglio in cemento con un telaio in acciaio. Questo sistema viene spesso utilizzato per costruire edifici alti, come grattacieli. L'acciaio e il cemento possono resistere alle sollecitazioni del vento e della gravità.
Telaio di taglio
Un sistema strutturale a telaio di taglio è uno in cui i giunti sono posizionati in direzioni ortogonali. Questo aiuta l'edificio a resistere alla forza del vento da qualsiasi direzione. La resistenza al vento è dovuta alla flessione delle colonne del telaio e delle cesoie. Molte volte questi sistemi creano superfici a griglia, in particolare quando viene utilizzato materiale da costruzione leggero. In definitiva, i telai più profondi significano meno flessione. Questo perché più forza viene trasferita nella parte inferiore dell'edificio. Tuttavia, ad un certo punto la profondità del telaio interferirà con altri componenti dell'edificio, come i condotti e i sistemi HVAC.
Sistema a piastra piatta
Il sistema di piastre piatte è stato uno dei primi sistemi utilizzati in grattacieli. Questo sistema utilizza teste di taglio o acciaio rinforzato alle colonne, quindi piastre piatte tra le colonne. Queste piastre forfettarie sono in genere realizzate in calcestruzzo e le versioni moderne possono essere prefabbricate. Il design utilizza barre che formano anelli concentrici che vengono poi rinforzati con barre ortogonali e diagonali tra le colonne. Lo spessore della piastra è un fattore principale nel determinare il carico del telaio.
