Las estructuras de acero son una parte indispensable de la arquitectura moderna y se utilizan ampliamente en diversos proyectos de construcción debido a su resistencia, flexibilidad y adaptabilidad únicas. Los sistemas de Estructura De Acero incluyen estructuras portantes planas, estructuras de fuerza espacial y estructuras de edificios de varios pisos.

Sistemas de estructuras de acero: características y aplicaciones

1. Sistemas de estructuras de acero: Sistema de estructura portante plana

El sistema de estructura plana consta del sistema de soporte de carga y componentes adicionales. El sistema de soporte de carga comprende una serie de estructuras planas paralelas, que soportan las cargas verticales y horizontales laterales en el plano de la estructura y las transmiten a la cimentación.

Los componentes adicionales están compuestos por componentes longitudinales y soportes, que conectan las diversas estructuras planas en un todo y soportan la fuerza horizontal longitudinal fuera del plano de la estructura.

El sistema de estructura de acero con armazón es un sistema de estructura plana de soporte de carga que se ha utilizado ampliamente en los últimos tiempos. Además de los edificios industriales, existen edificios comerciales (como supermercados, etc.), salas de exposición de automóviles, gimnasios, etc.

Sistema de estructura de acero: sistema de estructura de fuerza espacial

El sistema de estructura de fuerza espacial se divide en estructura de malla entre cámaras, estructura flexible, etc.

(1) La estructura de rejilla de la estructura espacial rígida incluye la estructura de rejilla, la estructura de carcasa de rejilla y la estructura de celosía.

Una estructura de rejilla es un tipo de estructura de rejilla espacial. Está compuesta por aproximadamente la misma rejilla o unidades más pequeñas. Debido a su excelente rendimiento de unión, buena economía, seguridad y aplicabilidad, las estructuras de rejilla se utilizan ampliamente en mi país, especialmente en grandes edificios públicos y techos de fábricas industriales.

La estructura de carcasa de rejilla pertenece a la estructura de rejilla curva. Solo hay dos tipos: de una sola capa y de doble capa. Es una carcasa que está sujeta principalmente a la fuerza interna de la membrana. Tiene las características de una estructura de varilla simple y la fuerza razonable de una estructura de carcasa delgada. Por lo tanto, es una estructura espacial de gran envergadura y ultragran envergadura con gran capacidad, buena rigidez, menos materiales, varillas simples, instalación conveniente, amplia aplicación y perspectivas de desarrollo.

(2) Las estructuras espaciales flexibles incluyen la estructura de suspensión de cables, la estructura de soporte de cuerdas y la estructura de membrana de cables.

1).Estructura de suspensión de cables

La estructura de suspensión de cables resiste cargas externas mediante el estiramiento axial del cable. Es un sistema de estructura de acero espacial formado por cables de acero tensados ​​como componentes de soporte primarios, dispuestos según una regla específica y suspendidos sobre componentes de borde o estructuras de soporte.

El material del cable de acero es un cordón, una cuerda o un haz de alambres de acero de alta resistencia.

La resistencia a la tracción del cable de acero se puede aprovechar al máximo para reducir significativamente el peso muerto de la estructura.

El elemento de borde o la estructura de soporte ancla el cable de acero y soporta la tensión del cable de suspensión. Se puede utilizar una viga anular, un arco, una cercha, etc., o un cable flexible como elemento de borde.

2) Suspension structure

Estructura de suspensión La estructura de suspensión (dirección de vigas y cúpula de suspensión) comprende un cordón inferior, una viga superior y un elemento de red vertical.

Sistema de estructura de acero de barras y vigas de cable: al tensar el cordón inferior, la fuerza axial del elemento de alma hace que la viga del cordón superior produzca una fuerza interna y un desplazamiento correspondiente a la carga externa, que cumple una función de descarga.

3). Estructura de membrana de cable

La estructura de membrana de cable es una nueva estructura de construcción desarrollada a mediados del siglo XX. Se trata de una forma espacial formada por diversos materiales de película de alta resistencia y elementos de refuerzo (como marcos de acero, columnas o cables) de una determinada manera para generar una tensión de pretensado específica en el interior, como una estructura de recubrimiento y una estructura espacial que puede soportar una carga externa particular.

3. Sistema de estructura de acero: sistema de estructura de edificios de varios pisos

El sistema de estructura de varios pisos consta principalmente de un marco, un sistema de marco-soporte, un sistema de marco-tubo interior, un sistema de marco-tubo interior con cerchas de brazos, un sistema de tubo en tubo y un sistema de tubos agrupados.

La estructura de acero con marco es una forma de estructura de acero de uso común, que se utiliza principalmente en edificios públicos de gran envergadura, plantas industriales y algunos edificios y estructuras con requisitos especiales de espacio, forma y función del edificio, como teatros, centros comerciales, gimnasios, salas de exposiciones, astilleros, fábricas de aviones, estacionamientos, almacenes, talleres industriales, marcos de calderas de plantas de energía, etc.

Se ha vuelto cada vez más utilizado en edificios de gran altura y superaltos. Por ejemplo, recientemente, el sistema residencial con marco de estructura de acero ha sido cada vez más valorado por la gente.

Las estructuras de armazón se pueden dividir generalmente en estructuras de una sola capa de un solo tramo, de una sola capa de varios tramos y de varias capas de varios tramos para satisfacer las necesidades de diferentes formas y funciones de los edificios.

Según los diferentes sistemas de resistencia a la fuerza lateral de la estructura, el armazón de la estructura de acero se puede dividir en un armazón puro, un armazón con arriostramiento central, un armazón con arriostramiento excéntrico y un armazón tubular.

¿Qué edificios son adecuados para las estructuras de acero?

Los sistemas de estructura de acero se utilizan ampliamente en diversas estructuras de ingeniería de construcción. Es particularmente adecuado para grandes fábricas, estadios, edificios de gran altura y edificios con alta resistencia, gran envergadura y peso superpesado.

1. Edificio de gran altura

Dado que los componentes de acero tienen una capacidad de carga significativa, la sección transversal del componente es más pequeña cuando soporta la misma carga, lo que le da al edificio un espacio de uso más grande. Por lo tanto, los edificios comerciales, hoteles, apartamentos y otros edificios de varios pisos, de gran altura y de gran altura utilizan cada vez más estructuras de acero. Los datos relevantes muestran que, en comparación con las estructuras de hormigón, las estructuras de acero que utilizan soportes de acero BH pueden reducir su peso en un 20% – 30% y aumentar el área utilizable en un 5% – 8%.

Las estructuras de acero se utilizan generalmente en talleres adecuados para cargas pesadas y producción, como talleres de hogar abierto, talleres de laminación de acero, talleres de fundición en plantas industriales metalúrgicas, talleres de forja en plantas de maquinaria pesada y talleres de ensamblaje de cascos en astilleros.

2. Estructuras de acero ligero

Los principales componentes portantes se combinan con acero ligero de pared delgada doblado en frío, acero ligero soldado por alta frecuencia, placas de acero delgadas, tubos de acero de pared delgada y acero ligero laminado en caliente mediante empalmes y soldaduras. Muchos edificios de una o varias capas utilizan materiales de aislamiento de cerramiento ligeros.

3. Estructuras de puentes

Las estructuras de acero se utilizan para puentes atirantados y puentes colgantes de tramo medio, como el puente Nanpu en Shanghái y el puente Jiujiang, para puentes de dos pisos de uso doble para ferrocarriles. Dado que las estructuras de acero son fuertes y relativamente ligeras, algunas estructuras que a menudo necesitan desmontarse y ensamblarse, como casas prefabricadas, compuertas hidráulicas, elevadores de barcos, grúas puente, varias grúas torre, grúas pórtico, grúas de cable, etc., utilizan todas estructuras de acero.

4. Estructuras de acero de gran envergadura

El uso de estructuras de acero en edificios de gran envergadura a menudo puede reflejar y mejorar mejor la imagen del edificio en sí. Por ejemplo, el gimnasio multifuncional del nuevo campus de la Escuela Técnica y Vocacional de Construcción de Guangxi y la Estación de Ferrocarril del Norte de Guilin, estos edificios utilizan estructuras de acero.