Estructura marco de acero

La estructura marco de acero es una estructura compuesta de muchas vigas y columnas para soportar la carga completa de la casa. Para edificios civiles de gran altura y plantas industriales de varios pisos, la carga de las paredes de ladrillo ya no puede cumplir con los requisitos de grandes cargas, y los marcos se utilizan a menudo como estructuras de carga. Las cargas de la casa incluyen el peso de las personas, muebles, objetos, equipos mecánicos, pisos, paredes y su propio peso.

La estructura de marco de acero es una forma de estructura de acero de uso común, que se usa principalmente en edificios públicos de gran envergadura, plantas industriales y algunos edificios y estructuras que tienen requisitos especiales para el espacio del edificio, la forma del edificio y las funciones del edificio, como teatros, centros comerciales , gimnasios, estación de trenes, etc., estación industrial, etc.

Diseño de estructura marco de acero

1. Para las estructuras de marcos de acero, con el aumento del número de pisos y la altura, además de soportar mayores cargas verticales, los requisitos para resistir fuerzas laterales (cargas de viento, terremotos, etc.) también se han convertido en las principales características de soporte del marco. Su sistema estructural básico generalmente se puede dividir en tres tipos: sistema de soporte de columna, sistema de marco puro y sistema de soporte de marco. Entre ellos, el sistema de marco-soporte es ampliamente utilizado en la ingeniería práctica.Esta forma de sistema consiste en utilizar una estructura del marco de acero puro en la dirección horizontal del edificio, y disponer un número apropiado de soportes de columnas verticales en la dirección vertical para fortalecer el rigidez longitudinal y reducir el uso de la cantidad de acero. Y debido a que el marco de acero puro horizontal no tiene soporte entre las columnas, es conveniente para la organización de la producción, el flujo de personas, la logística y otras funciones.
2. El diseño de la estructura de acero debe considerarse integralmente de acuerdo con las características del sistema, la distribución de cargas y la naturaleza del edificio. Generalmente, es necesario asegurarse de que la rigidez sea uniforme y el modelo mecánico sea claro. Limite el rango de influencia de cargas grandes o cargas en movimiento tanto como sea posible, para que puedan transmitirse a la cimentación en la ruta más directa.La distribución del apoyo antilateral entre las columnas debe ser uniforme, y el centroide debe estar lo más cerca posible. lo más posible a la línea de acción de la fuerza lateral, en caso contrario, la estructura debe considerarse torsión. El lado opuesto de la estructura debe tener múltiples líneas de defensa, como una estructura marco de soporte, y las columnas deben poder soportar por sí solas al menos 1/4 de la fuerza horizontal total.
3. El diseño de las vigas secundarias del plano del piso de la estructura marco a veces puede ajustar su dirección de transferencia de carga para cumplir con diferentes requisitos. Por lo general, las vigas secundarias se disponen a lo largo de la dirección corta para reducir la sección transversal, pero esto aumentará la sección transversal de las vigas principales, reducirá la altura libre del piso y las columnas laterales en el piso superior pueden a veces ser demasiado En este momento, el apoyo de las vigas secundarias en las vigas principales más cortas puede ser sacrificar las vigas secundarias para mantener las vigas principales y las columnas.
4. Una vez determinado el plano de distribución estructural, es necesario realizar una estimación preliminar de la sección del elemento, principalmente la forma y tamaño de la sección de la viga, columna y apoyo. La viga de acero puede elegir canal de acero, sección de acero en forma de H laminada o soldada, etc. De acuerdo con las condiciones de carga y soporte, la altura de la sección generalmente se selecciona entre 1/50 y 1/20 de la luz. El ancho del ala viene determinado por el límite 1/b según la separación de los apoyos laterales entre las vigas. Después de determinar la altura de la sección y el ancho del ala, el espesor de la placa se puede utilizar para proteger la estructura de la sección cortada y los suburbios.

Históricamente, las estructuras acero marco se han utilizado principalmente para estructuras grandes y simples, como garajes, grandes edificios agrícolas y almacenes, y edificios de gran altura. Así es como la gente entiende la estructura del marco de acero, pero ahora también se usa ampliamente en otros tipos de edificios, incluidas oficinas, fábricas, escuelas, edificios públicos y algunas residencias.

Los componentes de acero estructural se pueden fabricar rápidamente fuera del sitio y luego transportarse al sitio de construcción cuando sea necesario, lo que minimiza los requisitos de mano de obra en el sitio y reduce el impacto de las variables que pueden retrasar los proyectos, como las inclemencias del tiempo.

Más allá de eso, la estructuras acero marco tiene varias ventajas distintas desde el punto de vista de la fabricación, así como algunas desventajas.

Ventajas de las estructura marco de acero

1. Resistencia y durabilidad

Los componentes estructurales de acero son más ligeros y resistentes que los productos de hormigón o de madera que soportan cargas. Las estructuras típicas de acero de carga son entre un 30 % y un 50 % más ligeras que sus equivalentes de madera. Esto hace que la estructura de acero sea más resistente y duradera que las alternativas tradicionales de estructura de madera.

2. Los diferentes tamaños son fáciles de fabricar

Los postes de acero están disponibles en una variedad de tamaños y se pueden fabricar a pedido. Esto significa que se pueden adaptar para soportar cargas específicas en todos los tipos y tamaños de edificios.

3. Resistencia al fuego

La estructura marco de acero es altamente resistente al fuego, lo que reduce el riesgo de incendio del edificio y evita la propagación del fuego en caso de incendio. Recubrimientos ignífugos especiales pueden sumarse a esta propiedad del acero estructural.

4. Anti-plagas

Los componentes de acero estructural son inmunes a la degradación de los insectos y mamíferos excavadores, lo que puede causar problemas con la estructura de madera a menos que se trate adecuadamente.

5. Resistencia a la humedad y resistencia a la intemperie

El acero estructural puede tener una buena resistencia a la humedad, dependiendo de su contenido de carbono. Los revestimientos galvanizados por inmersión en caliente y los tratamientos adicionales con polvo para mejorar la resistencia a la oxidación harán que los componentes de acero estructural sean más resistentes al agua, una consideración importante para los componentes expuestos a la intemperie.

Desventajas de la estructuras de marco de acero

1. Alta conductividad térmica

El acero no es conocido por ser cálido debido a su alta eficiencia en la conducción del calor. Cuando el calor se transfiere a través de los montantes de acero, el valor de aislamiento de las paredes puede reducirse a la mitad, lo que no es una buena noticia para la retención de energía del edificio. Cuando se utilizan estructuras de armazón de acero, se requiere aislamiento para contrarrestar la conductividad térmica del acero.

2. Reducir la flexibilidad en el sitio

Uno de los beneficios de usar componentes estructurales de madera es la capacidad de ajustarlos en el sitio. Un componente se puede cortar a medida, clavar para fortalecer la conexión y más. Obviamente, esto no puede suceder con el acero. Las dimensiones del acero deben calcularse con precisión por adelantado, ya que el producto de acero se entrega en el sitio en su forma final, listo para incorporarse al edificio. Por supuesto, esta es una gran ventaja del acero, pero si por alguna razón la fabricación hace que las piezas no sean precisas, el proyecto puede suspenderse mientras el marco se envía de vuelta al taller para realizar ajustes.

3. Estructura de soporte

Las estructura de marco de acero rara vez funcionan solas. A menudo requieren paneles de yeso, revestimiento, aislamiento y elementos de madera complementarios para mantener unido el edificio. Algunas empresas de construcción ven este tiempo de construcción más largo como un argumento en contra de la estructura marco de acero, aunque el ahorro de tiempo generalmente supera cualquier ajuste que deba hacerse en el sitio.