La estructura de acero se compone de materiales de acero y es una de las principales estructuras de construcción. El sistema se compone principalmente de vigas de acero, pilares, cerchas y otros componentes hechos de acero de sección y placas de acero. Las soldaduras, los pernos o los remaches suelen conectar los componentes o las piezas. Su ligereza y facilidad de construcción son ampliamente utilizadas en fábricas a gran escala, locales, edificios de gran altura y otros campos.

Se trata de una estructura de ingeniería compuesta por el procesamiento, la conexión y la instalación de placas de acero, acero redondo, tubos, cables y diversos aceros conformados. Las estructuras deben resistir los efectos de los diferentes entornos naturales y artificiales posibles y son sistemas y redes de ingeniería con suficiente fiabilidad y buenos beneficios sociales y económicos.

Las características

1. El acero estructural es más ligero
2. Alta fiabilidad de los trabajos de estructura de acero
3. El acero tiene una buena resistencia a las vibraciones (golpes) y a los impactos
4. El grado de industrialización de la fabricación de estructuras de acero es relativamente alto
5. La estructura metálica se puede montar con precisión y rapidez
6. Fácil de hacer una estructura sellada
7. La estructura de acero es fácil de corroer
8. La estructura de acero tiene poca resistencia al fuego

Clasificación de la estructura de acero

Las estructuras de acero se utilizan en diversos edificios y construcciones de ingeniería, y hay muchos tipos. Según sus métodos de conexión, pueden dividirse en estructuras soldadas, atornilladas y remachadas.

La conexión soldada es el método de conexión más crítico para las estructuras de acero en la actualidad. Sus ventajas son la estructura sencilla, el ahorro de material, la facilidad de procesamiento y el funcionamiento automático. Pero la soldadura puede causar una deformación estructural y generar tensiones residuales.

La conexión por pernos es un método de conexión comúnmente utilizado, con ventajas de comodidad y rapidez de montaje. Puede utilizarse en conexiones montadas estructuralmente o en estructuras desmontables. La desventaja es que la sección del componente se debilita y se afloja fácilmente.

La conexión con remaches es un método de conexión antiguo. Debido a su buena plasticidad y tenacidad, es conveniente para la inspección de calidad y se utiliza a menudo en estructuras que soportan cargas dinámicas. Sin embargo, el coste de fabricación requiere mucha mano de obra y los materiales se utilizan. Además, el agujero del clavo debilita la sección transversal del componente, por lo que se ha ido sustituyendo por la soldadura en la industria manufacturera.

La ventaja de la estructura de acero

1. Alta resistencia, ligereza, excelente comportamiento sísmico, corto período de construcción, un alto grado de industrialización y poca contaminación ambiental.
2. En su fabricación, construcción y uso, presenta ventajas de ahorro de energía, protección del medio ambiente y seguridad. Además, están en consonancia con los principios del desarrollo humano sostenible.
3. La estructura de acero tiene la ventaja de ser de gran envergadura, ligera, de gran capacidad de carga y fácil de instalar, y suele utilizarse en puentes, talleres industriales, almacenes y otros edificios.

Estructura de acero VS Estructura de hormigón

La instalación del edificio de acero no utiliza el hormigón tradicional, lo que reduce el consumo de cemento, arena y otros recursos, reduciendo así significativamente la excavación de fósiles.
Puede reducir el peso en un 40% y ahorrar alrededor de un 30% de la base.

La construcción desde el sitio hasta el cuerpo principal puede reducir significativamente el consumo de agua durante la instalación, reducir el ruido en el sitio de construcción, molestar a los residentes, la descarga de aguas residuales, y la contaminación por polvo; reducir la extracción de arena y las emisiones de residuos de la construcción.

La emisión de CO2 de los edificios de acero para la construcción es de unos 480 kg/m, lo que supone más de un 35% menos que los 7474 kg/m del hormigón tradicional. Al mismo tiempo, cuando se demolió el edificio, las emisiones reciclables de los materiales de construcción de acero se redujeron en más de un 90%, y los residuos de hormigón convencional se redujeron en aproximadamente un 60%.

El precio del acero es entre un 10% y un 20% más alto que el del hormigón armado, las estructuras de acero, los costes de mano de obra y de cimentación son más bajos, y los ingresos que aporta el acortamiento del tiempo de construcción y los préstamos a corto plazo. Sin embargo, los diferentes precios de las estructuras de acero y de hormigón no son demasiado elevados.

En cuanto al aprovechamiento del espacio, los edificios de más de 20 plantas suelen mostrar las ventajas de las estructuras de acero. Por ejemplo, los centros financieros mundiales utilizan estructuras de acero. Sin embargo, si se utiliza hormigón armado, el aprovechamiento del espacio potencial será deficiente. Por lo tanto, teniendo en cuenta el uso eficaz del espacio, las estructuras de acero son más importantes que las de hormigón, y los beneficios económicos globales de las estructuras de acero pueden ser mayores que los del hormigón.

Debido a sus numerosas ventajas, las estructuras metálicas se han utilizado ampliamente en talleres industriales, edificios de gran altura, edificios residenciales, grandes edificios públicos, ferrocarriles de alta velocidad, centrales térmicas, puentes ferroviarios y plataformas petrolíferas en alta mar.

Gama de aplicaciones de la estructura de acero

Estructura de gran envergadura

Un edificio con estructura de acero que abarca más de 30 metros en horizontal. Las estructuras de grandes luces se utilizan sobre todo en talleres industriales, hangares, estadios y grandes almacenes.

Edificio de gran altura

La alta resistencia del acero y el peso ligero de la estructura de acero son de gran importancia para los edificios de gran altura. La alta resistencia implica un tamaño de sección transversal pequeño de los componentes, lo que puede aumentar el área de uso efectivo. La ligereza puede reducir en gran medida la carga de los componentes, los cimientos y las fundaciones y reducir los costes de los proyectos de cimentación.

Edificio industrial

Cuando los edificios industriales tienen grandes vanos, distancias entre pilares o se instalan grúas de gran tonelaje, y la estructura debe soportar grandes cargas dinámicas, a menudo se utilizan estructuras de acero de forma parcial o total. Los edificios industriales ordinarios también han adoptado muchas estructuras de acero en los últimos años para acortar el periodo de construcción y obtener los beneficios de la inversión lo antes posible.

Estructura ligera

Se dice que una estructura con una carga pequeña o una luz pequeña es una estructura ligera. El peso propio es la carga principal de esta estructura, por lo que se suelen utilizar estructuras ligeras de acero de paredes finas conformadas en frío o de acero pequeño.

Estructura imponente

Las torres y los mástiles tienen grandes alturas, las dimensiones de la sección transversal de los componentes son pequeñas, las cargas de viento y los terremotos suelen jugar un papel importante, y su peso tiene un mayor impacto en la estructura, por lo que se suelen utilizar estructuras de acero.

Estructura desmontable o móvil

Puentes de caballete de acero, salas de exposición móviles, plataformas móviles, etc. Puede aprovechar el peso ligero, la facilidad de transporte y la instalación.

Contenedores y tubos de gran diámetro

Por ejemplo, tanques de líquido (gas), tuberías de transmisión (petróleo, gas, materias primas), tuberías de presión hidráulica, etc.

Edificio de emergencia

Proyectos que necesitan urgentemente una entrega rápida. Este tipo de proyecto puede aprovechar al máximo el corto periodo de construcción de la estructura de acero, su ligereza y su fácil transporte.