En arquitectura, la diversidad y complejidad de las estructuras siempre han sido desafíos inevitables. La elección de las estructuras del edificio, clasificadas por material o número de capas, afecta directamente al rendimiento, la seguridad y la usabilidad del edificio.

Este artículo profundizará en los tipos básicos de estructuras de construcción, desde la división de materiales, para brindar a los lectores una comprensión integral y ayudarnos a comprender y apreciar mejor las complejas tecnologías y técnicas involucradas en los proyectos de construcción. Exploremos el mundo de las estructuras arquitectónicas y exploremos sus sutilezas.

Las estructuras de construcción se dividen según los materiales.

1. Estructura de acero

Las estructuras de acero pueden construir varios tipos de sistemas que el hormigón armado puede realizar. Tienen las ventajas de ser livianos, de construcción rápida y buena resistencia a los terremotos. Son especialmente adecuados para estructuras de gran luz y gran altura.

En la actualidad, las estructuras de acero se utilizan principalmente en cuatro aspectos: primero, estructuras de acero de portal, como almacenes, fábricas, hangares, etc.; En segundo lugar, en estructuras de armazón, como edificios de varios pisos o de gran altura; En tercer lugar, marcos de rejilla y estructuras de celosía; El cuarto es la estructura cable-membrana.

2. Estructura mixta

Es muy utilizado en edificios de varios pisos con pocas plantas. La llamada estructura mixta se refiere al uso de dos o más materiales diferentes en el mismo sistema estructural del edificio para formar una estructura portante. Generalmente se refiere a un sistema estructural portante compuesto por casas, pisos y paredes de ladrillo de hormigón armado, por lo que también se le llama estructura de ladrillo-hormigón.

Las estructuras mixtas se utilizan ampliamente en edificios con pocos pisos porque tienen las ventajas de un menor costo y menores requisitos en tecnología y equipos de construcción. Los sistemas mixtos también tienen ciertas desventajas. Dado que la resistencia de la mampostería de ladrillo es relativamente baja, el número de pisos del edificio es limitado cuando se utilizan paredes de ladrillo para soportar una carga. Las desventajas de las estructuras mixtas incluyen una integridad deficiente y una resistencia sísmica deficiente.

3. Estructura de hormigón armado

El hormigón armado se utiliza como material estructural. El marco también puede utilizar un marco de acero, pero actualmente, el hormigón armado se utiliza principalmente para construir el marco, por lo que la estructura del marco de hormigón armado a menudo se denomina estructura de marco.

Un marco es una estructura esquelética conectada rígidamente por vigas y columnas. La conexión rígida de vigas y columnas puede aprovechar plenamente la resistencia a la flexión de miembros delgados como vigas y columnas. También puede hacer que vigas y columnas trabajen juntas para resistir cargas verticales o laterales, lo que hace que la tensión estructural sea más razonable que las estructuras híbridas.

La estructura del marco solo tiene columnas en dirección vertical, a diferencia del sistema híbrido, que tiene muchos muros de carga internos. Por lo tanto, la función de uso de la estructura del edificio de armazón es más flexible y adecuada para edificios residenciales y públicos destacados. Las estructuras de marco también tienen mejor desempeño sísmico que las estructuras híbridas. Las estructuras de marco son más caras que las estructuras híbridas. A menudo se utiliza para construir casas de varios pisos de hasta 10 pisos.

4. Estructura de corte del marco

Los muros de corte también pueden utilizar estructuras de acero. Cuando el edificio es alto, los efectos laterales del viento y los terremotos son sustanciales y las delgadas vigas y columnas de la estructura del marco no pueden soportarlos. En este momento, si se espesan las vigas y columnas, por un lado no será económico y también afectará la función de uso de la casa.

La estructura de corte del marco resuelve mejor este problema. En la construcción de marco de corte, además de las vigas y columnas del marco, también se agrega un cierto número de muros de hormigón armado moldeados in situ en lugares apropiados, llamados muros de corte. Los muros de corte pueden mejorar significativamente la capacidad de una estructura para resistir acciones sísmicas y eólicas;

Los muros de corte instalados correctamente no afectarán la funcionalidad de la casa. Las estructuras de marco de hormigón armado se pueden utilizar para construir casas de 10 a 25 pisos. La mayoría de los «pequeños edificios de gran altura» de alrededor de 20 pies en China tienen forma de marco de corte o principalmente diseño de marco de corte.

5. Estructura de muro de corte de hormigón

No hay vigas ni columnas en la estructura del muro de corte, y todos los muros de corte se utilizan para soportar las losas del piso, por lo que también se le llama estructura de muro de corte completa.

Los muros de corte son delgados y no pueden soportar grandes fuerzas concentradas, por lo que las estructuras de muros de corte total generalmente utilizan pisos de losa. Esta estructura tiene muchos muros de corte y buena resistencia a los efectos de viento lateral y terremotos.

Su desventaja es que la luz del piso limita el espaciamiento de los muros de corte; el número de muros de corte es grande y las funciones de uso de la casa son limitadas. Las estructuras completas de muros de corte se pueden construir a mayor altura que los diseños de marcos de corte, pero generalmente solo son adecuadas para edificios con habitaciones más pequeñas, como residencias y hoteles.

Las estructuras del edificio se dividen según el número de plantas.

1. Estructura multicapa

Las estructuras de varios pisos representan una gran proporción de las estructuras de casas; por ejemplo, muchos edificios residenciales, hoteles, edificios de oficinas, hospitales, escuelas y otros edificios civiles, así como edificios industriales como maquinaria de precisión, instrumentos, imanes, productos químicos, óptica y alimentos, utilizan estructuras de varios pisos. . Las estructuras de edificios de varios pisos suelen ser estructuras híbridas y estructuras de armazón.

La forma de los edificios de varios pisos es en su mayoría franjas largas o cambios de franjas largas, como en forma de L, en forma de C, en forma de H, en forma de W, en forma de G, etc.; esto es para cumplir con los requisitos de iluminación y ventilación de la habitación. Por lo tanto, en las estructuras de edificios de varios pisos se pueden distinguir dos direcciones principales: longitudinal y transversal. Las características físicas de una casa larga determinan que la casa tenga mayor rigidez longitudinal y mejor estabilidad mientras que tenga menor rigidez transversal y peor resistencia; Esta cuestión siempre debe considerarse en la disposición estructural específica.

2. Estructura de gran altura

Las estructuras de gran altura se utilizan cada vez más en las ciudades. Los edificios de ocho pisos o más generalmente se consideran edificios de gran altura. Los edificios de gran altura tienen poca rigidez lateral y poca estabilidad.

A medida que aumenta la altura de una casa, aumentan significativamente los efectos del viento y los sísmicos que soporta la estructura. Por lo tanto, las estructuras de gran altura deben soportar cargas verticales y horizontales grandes. La forma delgada y alta de los edificios de gran altura es naturalmente desfavorable para resistir cargas horizontales. Por lo tanto, la lucha contra las fuerzas laterales se ha convertido en un punto clave y difícil para las estructuras de edificios de gran altura.

Además de garantizar la resistencia de las estructuras del edificio contra fuerzas laterales, las estructuras de gran altura también deben controlar la deformación lateral bajo la acción de fuerzas laterales porque una deformación lateral excesiva hará que las personas se sientan incómodas y porque una deformación excesiva provocará paredes de relleno y grietas en la decoración del edificio. o se cae porque una deformación lateral excesiva causará daños en la estructura principal, aumentará las fuerzas internas adicionales e incluso provocará el colapso estructural. Las estructuras de muros de corte y los diseños de marcos de corte tienen una fuerte resistencia a las fuerzas laterales debido a los muros de corte y se usan a menudo en estructuras generales de gran altura.

3. Súper rascacielos

Los edificios de gran altura con más de treinta pisos a veces se denominan superaltos. Para estructuras de gran altura, la capacidad de resistencia a la fuerza lateral de la estructura de corte del marco a veces no puede cumplir con los requisitos, y la estructura completa del muro de corte afecta la función de uso de la casa.

En este momento, se puede utilizar la estructura cilíndrica. El cilindro evolucionó a partir del muro de corte porque la experiencia y la investigación en ingeniería han descubierto que la capacidad de resistir fuerzas laterales se puede mejorar significativamente encerrando el muro de corte en un cilindro cerrado. La forma del cilindro puede ser circular, cuadrada u otras formas.

El cilindro se puede utilizar solo, como la estructura de cilindro dentro de cilindro y la estructura de cilindro agrupado; también se puede utilizar con un marco, como la estructura del cilindro del marco, denominada cilindro del marco. Una estructura de marco-tubo con un solo cilindro en el centro y un marco alrededor se llama estructura de tubo central. En el diseño estructural, las escaleras de hormigón moldeado in situ y los huecos de ascensores se utilizan a menudo como cilindros para mejorar la capacidad de la estructura para resistir fuerzas laterales.

Estructura de gran luz

Las estructuras de grandes luces son generalmente de un solo piso. La construcción de varios pisos y grandes luces es técnicamente difícil y costosa, y sólo debe considerarse cuando los precios del terreno son extremadamente altos. Las estructuras de luces largas son todas edificios públicos o industriales y son altas. La estructura del tejado de un edificio de gran envergadura supone una dificultad técnica.

Hay muchos tipos de estructuras de techo, incluidas armaduras de techo de madera, armaduras de techo de acero, armaduras de techo de concreto, rejillas de acero, armazones de rejilla de acero, arcos de concreto, armazones delgados de concreto, paneles plegados de concreto, etc. Los materiales para techos suelen ser materiales livianos. Las estructuras de un solo piso con luces pequeñas son técnicamente muy fáciles y tienen pocas aplicaciones en las ciudades modernas.

Conclusión

Existe una amplia variedad de estructuras de construcción. Además de las comúnmente utilizadas, también existen estructuras de placas plegadas, estructuras de suspensión, estructuras de membrana, estructuras inflables, etc.; Estas estructuras tienen aplicaciones, pero no muchas, y se utilizan principalmente en edificios de gran escala con estrés y complejidad más importantes y en la búsqueda de diseño estructural, una novedad en arquitectura. Dentro de un mismo tipo de forma estructural, también existen muchas variaciones. En una misma estructura se combinan varias estructuras como el marco interior, marco inferior, etc.