¿Un superhéroe que pesa 750 kg tendría que ser demasiado cuidadoso al correr por el suelo de un apartamento de madera?

En breve:

En un piso de madera construido según los códigos de construcción modernos, es poco probable que un héroe de 750 kg rompa las vigas, pero puede causar algunos daños.

en largo:

Hay dos problemas con las cargas en los pisos y otras estructuras: la resistencia total del piso y la resistencia puntual. Es decir, en un suelo de madera, que no se rompan las vigas (haciendo que se caiga todo el suelo) y que no se rompa la tabla donde apoya el pie el héroe.

Dado que la mayoría (¿todos?) de los códigos de construcción en todo el mundo tienen reglas para verificar esos dos problemas, voy a tomar mis números del español (punto 3.1.1, página 9) que debe ser bastante similar a los números en cualquier lugar. demás. Aquí estoy usando kg/m2 aunque el código está en kN/m2 (1 kN/m2 = 100 kg/m2) para facilitar la comparación con un héroe de 750 kg.

La resistencia general del piso y las vigas no va a ser un gran problema porque los pisos se revisan para una carga uniforme que va desde 200 kg/m2 para viviendas y habitaciones de hotel hasta 500 kg/m2 para supermercados. Si la sala no está llena, una carga de 750 kg equivale a la carga de diseño de unos pocos metros cuadrados. Por lo tanto, un héroe de 750 kg solo será un problema si la habitación ya está llena, o si al menos la parte de la habitación sobre la misma viga donde está el héroe ya está cargada. Por ejemplo, el héroe debe evitar asistir a una fiesta con un traje de hotel que ya está repleto de gente.

La carga puntual puede ser más complicada porque las estructuras se comparan con cargas de 200 a 700 kg en un cuadrado de 5 cm x 5 cm. Entonces, en un piso de madera, su peso podría exceder la carga de diseño de los tablones individuales. El mejor consejo aquí sería caminar con cuidado tratando de descansar los pies solo sobre las vigas. Ese consejo podría ser difícil de seguir durante una pelea, pero los tablones que caen y el héroe aferrado a las vigas pueden ser excelentes tomas para una película de acción.

Además de eso, hay un hecho tranquilizador: la resistencia no es la única condición que guía el diseño de la estructura, y muy a menudo la regla más estricta es contra la flexión excesiva. Por lo tanto, muy a menudo las vigas pueden soportar varias veces la carga de diseño sin romperse, a pesar de una gran deflexión que podría ser estéticamente desagradable (o incluso alarmante) y puede causar grietas en elementos no estructurales.

Y una última advertencia: el OP dice que el héroe está luchando contra alguien. Si "alguien" es un equipo de villanos de 750 kg o más, la situación puede ser más complicada, pero podría ser aconsejable usar villanos para las pruebas de carga y podría conducir a una trama interesante.

Depende del tamaño de sus pies.

Las tensiones de carga a menudo se mitigan mediante la distribución del peso. 3/4 de tonelada es impartida constantemente por el área de superficie del pie humano promedio, en realidad es medio pie en el impacto porque cuando piensas en cómo la gente generalmente camina y corre, será difícil pedirle a los pisos que se mantengan intactos. . Doblemente cierto para una carga 'en marcha', lo que equivaldría simplemente a dejar caer ese peso en el suelo repetidamente, lo que es muy probable que se rompa, suponiendo que se ignoren cosas como la suavidad de la carne y la fragilidad de los huesos.

Si va a atravesar pisos, le sugiero que se entrene tanto para ajustar la forma en que apoya los pies como para ajustar su método de impartir su peso de manera similar a cómo uno tendría cuidado al cruzar el hielo que estaría bien para cruzar, pero no correr.

También le sugiero que se compre unos zapatos que aumenten la superficie de sus pies, de forma similar a como lo harían las raquetas de nieve.

Es probable que esté bien

Al menos en los EE. UU., 750 kg deberían ser fácilmente soportables. El código de construcción requiere un soporte de al menos 40 libras por pie cuadrado, por lo que incluso una habitación pequeña de 100 pies cuadrados está diseñada para transportar al menos 4000 libras (1818 kg) de carga. Entonces, a menos que una habitación ya tenga una carga pesada, 750 kg está perfectamente bien.

Lo que hace que el resultado sea dudoso es que su carga no es estática: está corriendo y probablemente saltando. Sus pies trabajan como mazos envueltos en zapatos. El piso como un todo puede soportar su peso estático, pero si se aplica momentáneamente en un punto débil, por ejemplo, una viga debajo de sus pies tiene una grieta oculta en el medio, entonces sí, esta viga puede fallar, aunque esto no causaría todo el piso se derrumbe.

PD La tensión en el piso se puede clasificar como "altamente localizada", como limitada a un pie individual, o solo al talón o la bola, y "distribuida localmente", distribuida en un área tan grande como 10 pies cuadrados/1 m2. Mi veredicto de "probablemente bien" se basó en las últimas estimaciones de estrés "distribuidas localmente". Por la forma en que se construyen los pisos, la resistencia a la tensión anterior (muy localizada) tiene una tolerancia mucho mayor: siempre son las vigas de soporte, en lugar del subsuelo (generalmente madera contrachapada), las que fallan primero. Para dañar el subsuelo, debe golpearlo con algo duro, como un mazo sin envolver, o dañar su soporte (vigas).

Es posible

Quizás una respuesta no tan científica, pero podemos suponer mucho del calzado actual. Tacones altos. De varias fuentes de investigación deduzco que una mujer de 50 kg con tacones altos ejerce más presión por centímetro cuadrado que un elefante de 4000 kg en todas sus patas. Las matemáticas rápidas nos dicen que cada talón ejerce entonces más fuerza que 1000 kg en la pata de un elefante. El pie mide entre 40 y 50 cm de diámetro. La presión de un tacón alto es unas 15 veces mayor por metro cuadrado que la pata de un elefante.

Los pies de tu chico pueden estar más cerca de la superficie de los tacones altos, pero en todos los casos siguen siendo varias veces más grandes que un tacón alto. La diferencia de peso es casualmente 15 veces el peso de la mujer (el peso de una mujer de 50 kg frente a los 750 de tu protagonista). Eso significaría que los pies de tu protagonista siempre ejercen menos fuerza por metro cuadrado que los tacones altos. Como he visto a mujeres que, a pesar de sus afirmaciones, pesan más de 50 kg correr con tacones increíblemente altos sin romper el piso, diría que es completamente factible pelear en pisos "normales" para tu protagonista.

En cuanto al peso de carga de las vigas de transporte, creo que no será un gran problema. En mi experiencia con ambas partes y equipos en movimiento (pesados), es relativamente fácil superar los 750 kg en áreas pequeñas. Por supuesto, esto es temporalmente mucho más alto cuando se empuja, pero como los pisos repartirían el peso entre varias vigas, es poco probable que sea un factor importante en general para estas vigas portadoras.

Creo que la respuesta es que tendría que tener mucho cuidado. El punto de falla será el subsuelo de madera contrachapada sobre el que luego colocará alfombras, baldosas u otros pisos.

Los pisos típicos se construyen con vigas de 2x8 o 2x10 separadas 16" con 3/4" o menos de madera contrachapada en la parte superior. La madera contrachapada distribuye la carga a las vigas que distribuyen la carga a las columnas o paredes. El problema es que tu héroe es un fenómeno muy localizado. Un piano puede pesar 800 libras, pero tiene 4 patas y distribuye su peso en cuatro lugares diferentes en el piso, por lo que cada uno tiene solo 200 libras.

Encontré un par de enlaces interesantes. Este tiene una calculadora de resistencia que da 960 libras como la carga total máxima para un piso de madera contrachapada de 1" con un espacio de 16". La madera contrachapada típica de 3/4 "da solo 384 libras como máximo.

Luego está este estudio sobre cargas concentradas. Ni un solo sistema de piso probado soportaría a su héroe parado sobre un pie, excepto en un par de pruebas en las que las vigas estaban espaciadas a 6". La mayoría de las pruebas fallaron con menos de la mitad del peso de su héroe.

Pero tu héroe no va a ser una carga estática. Él va a estar 'corriendo y saltando'. Un velocista olímpico puede impulsarse desde el suelo con una fuerza de 1000 libras (la gente promedio pesa entre 500 y 600 libras). Si tu héroe está corriendo, estará aplicando temporalmente 5000 libras de fuerza en el suelo. Si da un paso entre las vigas, su pie atravesará el suelo.