El edificio de acero prefabricado es la principal forma estructural de los talleres industriales y otros edificios públicos. Tiene las ventajas de una estructura sencilla, un periodo de construcción corto y la reducción de la cantidad de acero utilizado, y tiene una amplia perspectiva de aplicación.

La estructura de acero prefabricada es más ligera, tiene resistencia a las vibraciones sonoras (sísmicas) y a los impactos, y es más conveniente para el montaje y la construcción. Por lo tanto, la aplicación de la estructura de acero prefabricada en el edificio industrial es amplia, especialmente en los edificios de talleres.

La concepción del edificio de acero prefabricado:

Las estructuras prefabricadas de acero se ven afectadas por las tradicionales estructuras de madera, y la mayoría de ellas se sustituyen por cerchas de acero de pared delgada o de acero compuesto de sección pequeña. Después, el edificio de acero prefabricado pasó de ser una estructura de una sola planta a una gran nave industrial. Se ha fabricado con acero angular de pequeña sección y tubo de acero, acero en forma de H, acero redondo y chapa de acero perfilada, por lo que tiene muchas ventajas y está ampliamente integrado.

La principal forma estructural de una estructura de acero prefabricada utilizada en la construcción industrial es el sistema de estructura de pórtico de acero. Distribuye el acero de canal o el acero de ángulo a través del arriostramiento vertical, haciendo que la rigidez lateral y la resistencia aumenten. Una serie de propiedades de resistencia a las catástrofes, como la resistencia a los terremotos, se ve muy reforzada, y también se incrementa la carga horizontal.

El edificio de acero prefabricado tiene muchas características, junto con una estructura simple y un único material, puede ser producido en masa a gran escala, ahorrando costes y mano de obra, y minimizando los residuos. Los materiales ligeros, las formas exquisitas, el uso extensivo y las aplicaciones maduras han mejorado los beneficios económicos y han atendido al concepto de desarrollo científico y a la protección del medio ambiente y el ahorro de energía. Por ello, las características distintivas de los edificios de acero prefabricados se han hecho populares entre los fabricantes y los arquitectos.

Diseño de edificios de acero prefabricados

Los fundamentos del edificio de acero prefabricado

1. Juzgar el punto de tensión de los cimientos.

En primer lugar, debe establecerse un modelo de pórtico y, a continuación, juzgar los puntos de tensión de la cimentación, es decir, la carga sobre la columna de acero, en la cimentación.

Además de calcular la carga sobre el modelo, hay que calcular la excentricidad de la carga excéntrica.
La existencia de muchos equipos mecánicos o bienes de gran tamaño en el edificio de la fábrica a menudo causará una gran cantidad de carga acumulada, lo que aumentará la excentricidad de la cimentación. Por lo tanto, el ingeniero debe comprobarlo en el diseño de la cimentación.
El menor peso propio hace que la fuerza de reacción neta de la base de la estructura ligera de acero sea relativamente pequeña. Por lo tanto, la carga horizontal causada por el viento no puede ser ignorada en el proceso de diseño.

2.Ajustar la forma de los cimientos.

Los diferentes edificios tienen varios puntos de tensión. Por lo tanto, el ingeniero necesita ajustar la forma de los cimientos del edificio para los puntos de tensión de acuerdo con la situación real. Tomemos como ejemplo una nave industrial con más maquinaria y equipos a gran escala. En un diseño existente, se suele utilizar la forma de cimentación de un pie de columna rígido. Sin embargo, el edificio de la fábrica seguirá desplazándose bajo la fuerza externa, y la excentricidad aumentará con el tiempo. El fenómeno de la elevación, la forma de cimentación del edificio debe ajustarse y mejorarse según la situación real.

Diseño de la estructura del techo y de las paredes

En el proceso de diseño, para aumentar la rigidez y evitar la inestabilidad de la estructura de acero fuera del plano, se debe prestar atención a las medidas de construcción del techo y de las paredes en la fábrica de estructura rígida del pórtico de acero ligero.

Para distancias de columnas inferiores a 6 m, coloque un tirante. Para una distancia entre pilares superior a 6m, colocar dos tirantes. El apuntalamiento de las esquinas del tejado y del muro puede evitar que la placa del reborde del acero en forma de H se pandee debido a la compresión y dañe la estructura de acero del pórtico.
El diseño de las correas a menudo descuida la estabilidad bajo la acción de la succión del viento, lo que conduce a una fácil inestabilidad y daños bajo una alta succión del viento. Debe prestarse atención a comprobar si la sección transversal de la correa cumple los requisitos bajo la acción de la succión del viento.

Diseño de la entreplanta de acero

La entreplanta de acero es actualmente más común. Debido a sus características prácticas y económicas, se ha utilizado ampliamente en la industria de la construcción.

Debido a la escasa rigidez de la estructura de acero de la entreplanta, es necesario establecer un apuntalamiento para garantizar la estabilidad y la resistencia. Incide directamente en la capacidad portante de todo el edificio y repercute directamente en la estabilidad y usabilidad del mismo. Por lo tanto, los ingenieros deben tener un conocimiento detallado del proyecto de construcción original y determinar un plan de diseño científico y práctico. Garantizar la racionalidad del diseño.

Características del edificio de estructura de acero prefabricado:

1. Ligero

Los componentes de las estructuras de acero prefabricadas son en su mayoría de acero de paredes finas, por lo que son ligeras. Especialmente para el sistema de cerramiento, el peso del sistema de cerramiento, como la lámina monocolor ondulada y la capa de aislamiento, es sólo un 8% del de la estructura de hormigón armado. La estructura en sí tiene menos carga y menos acción sísmica, lo que puede reducir los costes de la cimentación.

2. Buenas propiedades mecánicas, alta resistencia y gran amplitud

Desde el punto de vista de la relación entre la altura de la viga y el vano, la estructura de hormigón armado suele ser de 1:12, y la estructura de acero de 1:24, lo que supone el doble de diferencia. En el caso de las estructuras ligeras de acero, la diferencia es aún más evidente.
Es más complicado y antieconómico para los 30 m de luz de la estructura de hormigón armado, pero está muy extendido para la estructura de acero.

3. Corto período de producción y construcción

Los componentes de un edificio de acero prefabricado se procesan en la fábrica, y los materiales de construcción son productos acabados o semiacabados y se ensamblan in situ: producción en fábrica, construcción in situ.
Además, la fábrica tiene una gran precisión de procesamiento, pequeños errores dimensionales y la mayoría de las uniones atornilladas in situ, por lo que la calidad es fácil de controlar.

4. Bajo coste

Una razón importante para el rápido desarrollo de las estructuras de acero prefabricadas es el ahorro de materiales.
En comparación con las estructuras tradicionales de hormigón armado, la eficiencia del trabajo se incrementa entre 1/4 y 1/3. Además, también presenta ventajas económicas con respecto a las estructuras de hormigón armado.

5. Protección ecológica y medioambiental

El acero es un material ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Durante la construcción, se puede evitar la contaminación acústica ambiental causada por el trabajo de hormigón húmedo, se pueden reducir las emisiones de gases nocivos, y se puede desmontar, reciclar y reutilizar, cumpliendo con los requisitos de conservación de energía y protección del medio ambiente