El tipo de estructuras de edificios de acero incluye la estructura de acero rígida de pórtico, la estructura de bastidor, la estructura de celosía y la estructura de rejilla. Las ventajas y desventajas de los distintos sistemas estructurales varían, y las formas de tensión también son diferentes.

Características y aplicaciones del tipo estándar de estructuras de acero para edificios:

1. La estructura del marco del pórtico tiene una fuerza simple, una ruta de transmisión de fuerza clara y una velocidad de construcción rápida. Se utiliza ampliamente en edificios industriales y civiles, como instalaciones públicas industriales, comerciales, culturales y de ocio.
2. Las estructuras de acero para edificios son flexibles y pueden formar un espacio más grande. Se utiliza ampliamente en los edificios de varios pisos, de gran altura y de gran altura, edificios de oficinas comerciales, centros de conferencias y otros edificios.
3. La ventaja de Estructura de vigas de acero es que las varillas de pequeña sección pueden utilizarse para formar componentes de mayor sección, que suelen utilizarse en edificios industriales y civiles como tejados, puentes, torres de televisión, torres de mástil, plataformas marinas de producción de petróleo, pasillos de torres, etc., con grandes vanos o alturas en el edificio.
4. La estructura de rejilla de acero es una estructura espacial estáticamente indeterminada de alto orden compuesta por muchas varillas según ciertas reglas. El espacio es pequeño en fuerza, ligero en peso, rígido, y tiene buena resistencia sísmica. Puede utilizarse como gimnasio, sala de exposiciones, techos de edificios como marquesinas y hangares.

1. Estructuras de edificios de acero de pórtico

El marco de acero del pórtico comprende un acero de sección laminado en caliente o soldado, acero C/Z formado en frío y tubería de acero como componentes principales de soporte de fuerzas y adopta una estructura ligera de techo y paredes. El pórtico es la forma más común de la estructura ligera de acero.

El pórtico rígido es una estructura en la que las vigas y los pilares están conectados de forma rígida. Tiene las características de estructura simple, peso ligero, tensión razonable, construcción simple. Por ello, se utiliza ampliamente en edificios industriales, comerciales, agrícolas e institucionales.

2. Estructuras de acero para edificios

La estructura de acero está compuesta por vigas y pilares de acero que pueden soportar cargas verticales y horizontales. Los pilares, las vigas, los arriostramientos y otros elementos se conectan de forma rígida o en bisagra para formar una disposición flexible y crear un espacio más amplio. Se utiliza ampliamente en edificios de varios pisos, de gran altura y de gran altura, edificios de oficinas comerciales, centros de conferencias y otros edificios.

3. Estructura de vigas de acero

La estructura de acero del braguero está formada por varias varillas articuladas en sus extremos. Se puede dividir en celosía plana y celosía espacial. Según la sección de las piezas, se puede dividir en cerchas de tubo y cerchas de ángulo de acero. La celosía se compone generalmente del cordón superior, el cordón inferior, la barra vertical, el alma diagonal y el soporte entre celosías. La cantidad de acero utilizada en las cerchas es menor que la de las vigas de alma maciza, el peso estructural es menor y la rigidez es mayor.

La ventaja de la celosía de acero es que se utiliza para formar miembros más significativos con secciones transversales más pequeñas. Se suele utilizar en tejados, puentes, torres de televisión, torres de mástil, plataformas petrolíferas marinas y pasillos de torres de edificios industriales y civiles.

4. Estructura de rejilla de acero

La estructura de rejilla se compone de muchas varillas según una regla específica, con una tensión espacial pequeña, peso ligero, alta rigidez y excelente resistencia sísmica. Se utiliza como gimnasio, sala de exposiciones y hangar de aviones.

La composición del sistema de taller de acero de pórtico:

Los talleres de estructuras de acero se dividen en talleres de acero ligero y talleres de acero pesado. El sistema estructural del taller se compone principalmente de pilares de acero, pilares de viento, pilares de parapeto, vigas de acero del techo, vigas de grúa, refuerzos entre columnas, refuerzos horizontales del techo, faldones del muro, correas del techo, barras de unión y otros componentes. La estructura principal es el pórtico de acero, que puede ser de un solo vano, de varios vanos o de varios pisos, con una envergadura económica de unos 24-30 m.

Nodos comunes del marco del portal

Los nodos particulares de la estructura de acero del pórtico incluyen el nodo del pie de la columna, la viga, el nodo de la columna a la viga, el nodo de la viga del techo, el nodo de la conexión de la viga de unión y el soporte del canalón.

La composición de la estructura de acero

En el caso de la estructura de acero, al aumentar el número de capas y la altura y soportar una gran carga vertical, los requisitos de resistencia lateral (carga de viento, acción sísmica, etc.) se convierten en las principales características de soporte de la estructura.

El sistema de estructura de marco de acero se divide generalmente en estructura de marco, estructura de refuerzo de marco, estructura de pared de corte de marco y estructura de tubo de marco.

Estructura del armazón: El marco está compuesto por columnas y vigas, que soportan las fuerzas verticales y laterales. Los pilares de acero suelen utilizar acero en forma de H, pilares de acero en forma de caja o pilares de hormigón de tubo de acero.

Estructura de arriostramiento del marco: El bastidor está compuesto por pilares y vigas, y entre los pilares se colocan arriostramientos para resistir las fuerzas laterales.

Estructura de muro cortante: similar a la estructura de arriostramiento del marco, excepto que el arriostramiento se sustituye por un muro cortante para resistir las fuerzas laterales.
El muro cortante es generalmente una losa de hormigón o una placa de acero, o una estructura compuesta de acero-hormigón con mejor rigidez lateral que los arriostramientos y es más flexible en su disposición, adecuada para estructuras de edificios más altos.

Estructura de tubos de bastidor: La estructura se compone generalmente de un tubo central de hormigón armado y un marco de acero de anillo exterior.

La forma del sistema utiliza marcos de acero puro en la dirección horizontal y dispone un número adecuado de arriostramientos verticales entre columnas en la dirección longitudinal para reforzar la rigidez longitudinal, reducir la cantidad de acero utilizada en el marco y formar un espacio más amplio.

Nodos comunes de la estructura de acero

Los nodos comunes de la estructura de la estructura de acero incluyen el nodo del pie de la columna, el nodo de la viga a la columna, el nodo de la viga a la viga, el nodo de la junta de la columna, el nodo del arriostramiento, el nodo de la viga a la columna, etc.

La composición de la estructura de acero de la celosía

El braguero es una estructura formada por una pluralidad de varillas unidas con bisagras en el extremo de cada varilla y dividida en un braguero plano y un braguero espacial. La forma seccional de las piezas incluye cerchas de tubo, cerchas de acero en forma de H, cerchas en forma de caja, cerchas de acero en ángulo, etc. La celosía se compone generalmente de los cordones superiores, los cordones inferiores, las barras verticales, el alma de la celosía y los refuerzos entre las celosías. La cantidad de acero utilizada para la celosía es menor que la de la viga H, la estructura tiene un peso más ligero y la rigidez es mayor. Se utiliza ampliamente en edificios de gran altura, estructuras de grandes luces y puentes.

La composición de la estructura de la red de acero

La rejilla es una estructura espacial formada por la conexión de múltiples varillas con nodos en una forma específica de rejilla. Hay muchos tipos de rejillas, que se clasifican según diferentes normas. Los diferentes métodos de composición se dividen en rejillas de sistema de entramado cruzado, rejillas de sistema de cono triangular, rejillas de sistema de cono cuadrangular y rejillas de sistema de cono hexagonal. La rejilla plana se compone principalmente de cordones, bandas diagonales, nodos intermedios, nodos de apoyo, etc.

Estructuras de acero frente a las de hormigón armado

Economía

El edificio de estructura de acero utiliza tecnología avanzada de diseño y procesamiento y métodos de producción a gran escala para que el coste pueda reducirse en gran medida. Al mismo tiempo, debido a la sencillez y rapidez de la instalación, ahorra muchos costes de construcción y permite a las empresas o promotores poner en producción más rápidamente.

Los edificios tradicionales de hormigón armado tienen un elevado coste de construcción civil y un largo periodo de construcción. El coste es susceptible de factores imprevisibles, como las catástrofes naturales, la construcción en invierno y en épocas de lluvia, y el aumento de los precios de los materiales.

Programa de construcción

El edificio con estructura de acero puede entregarse e instalarse rápidamente. Se espera que la instalación esté terminada en cuatro o cinco meses después de la firma del contrato, y básicamente no se ve afectada por las obras de invierno.
La velocidad de construcción de las estructuras tradicionales de hormigón armado es lenta, y el periodo de construcción puede alcanzar los 8-10 meses o más.

Capacidad de carga

El peso del edificio de estructura de acero suele equivaler sólo a 1/6 de su capacidad portante de diseño. El peso de los componentes es mucho más ligero que el de los componentes de hormigón armado.

En los edificios tradicionales de hormigón armado, el peso de la estructura suele ser igual a su capacidad de carga diseñada, y los componentes prefabricados son pesados, lo que requiere un equipo elevado para su elevación.

Coste básico

Debido a la ligereza del edificio de estructura de acero, la fuerza de reacción en la parte inferior de la columna es pequeña, ahorrando muchos costes de tratamiento de los cimientos.

Los edificios tradicionales de hormigón armado tienen un tratamiento de cimentación complicado debido a su complejo peso propio. Más de la mitad del coste total de la estructura se destinará a la cimentación en suelos de mala calidad.

Resistencia a los golpes

Los edificios de estructura de acero tienen grandes deformaciones antes de la destrucción, lo que es fácil de detectar y evitar. Al mismo tiempo, debido a la ligereza y a las propiedades mecánicas de las juntas, la estructura de acero tiene un excelente comportamiento sísmico.

Los edificios tradicionales de hormigón armado se basan en las propiedades materiales del hormigón. En comparación con las estructuras ligeras de acero, los edificios de hormigón armado son más propensos a fallar por fragilidad, y su rendimiento sísmico es significativamente inferior al de los edificios de estructura de acero.

Amplio espacio y planta

El espacio interior del edificio de estructura de acero es amplio, con una envergadura de hasta 60 m. Puede ampliarse y reconstruirse con relativa facilidad, y se pueden establecer de forma flexible diversas tuberías industriales.

La envergadura de los edificios tradicionales de hormigón armado es limitada, y hay que recurrir a la tecnología del pretensado para conseguir una envergadura superior a los 15 m. La distribución del espacio interior es limitada, y hay muchas columnas y grandes desperdicios de espacio. Tras su finalización, es más difícil persuadir a su estructura. El diseño estructural es más complicado para cooperar con otras profesiones.

Movilidad

Los pernos pueden conectar el edificio de estructura de acero, y puede ser fácilmente desmontado, transferido y montado fácilmente sin mucho gasto, y tiene una fuerte movilidad. En los edificios tradicionales de hormigón armado no hay básicamente ninguna posibilidad de movimiento.