Estructuras de acero se utilizan ampliamente en la arquitectura moderna debido a su alta resistencia, bajo peso, durabilidad, instalación rápida, corto plazo de construcción y buen comportamiento sísmico. Se emplean extensamente en plantas industriales, almacenes, centros logísticos y edificios comerciales. Desde plantas industriales hasta almacenes, las estructuras de acero ofrecen soluciones constructivas fiables y flexibles.
Entre los diversos tipos de edificios con estructura de acero, las estructuras de acero de pórtico constituyen uno de los sistemas estructurales más utilizados en edificios industriales y almacenes.
Este artículo, redactado por el fabricante Glostar, explica los fundamentos de las estructuras de acero e introduce las características clave de los sistemas de estructura de acero de pórtico.
Las estructuras de acero son estructuras fabricadas con acero y constituyen uno de los principales tipos de estructuras edificatorias. Por lo general, están compuestas por vigas, columnas, cerchas y otros componentes elaborados con perfiles de acero y chapas de acero, y sometidos a procesos de eliminación y prevención de la corrosión, como la silanización, la fosfatización con manganeso puro, el lavado y secado, y la galvanización. Los componentes suelen unirse mediante soldadura, tornillos o remaches. Las estructuras de acero se caracterizan por su bajo peso, alta resistencia, rapidez de construcción, respeto al medio ambiente, eficiencia energética y reutilizabilidad. Se emplean ampliamente en edificios de gran altura, fábricas, puentes y otros ámbitos.
Las estructuras de acero son reconocidas por su elevada relación resistencia-peso, lo que permite que los edificios cubran grandes distancias sin necesidad de numerosas columnas de soporte.
Los componentes típicos de las estructuras de acero incluyen: columnas de acero, vigas de acero, correas, acero secundario, sistemas de arriostramiento, paneles de cubierta, paneles de fachada, puertas y ventanas. Debido a estas ventajas estructurales, los edificios de estructura de acero se utilizan ampliamente en construcciones industriales y comerciales.
1. Alta resistencia y bajo peso. Aunque el acero tiene una densidad mayor que la del hormigón, su resistencia es mucho mayor. La relación densidad-resistencia del acero es generalmente inferior a la del hormigón. Por lo tanto, bajo el mismo estado de tensión, los elementos de las estructuras de acero son más pequeños y más ligeros que los de las estructuras de hormigón, lo que reduce los costes de cimentación.
2. Buenas propiedades del material y alta fiabilidad. El acero se fabrica en fábricas con un estricto control de calidad, una buena uniformidad del material y una excelente plasticidad y tenacidad. Se asemeja estrechamente a un material elasto-plástico isótropo ideal. Por lo tanto, las teorías de cálculo actuales pueden reflejar mejor el comportamiento real en servicio de las estructuras de acero, lo que resulta en una alta fiabilidad.
3. Alto grado de industrialización y corto plazo de construcción. Todos los componentes de acero se fabrican en fábricas, lo que permite la producción en masa de piezas grandes y una alta precisión en los productos terminados. El método de fabricación en fábrica y montaje en obra reduce eficazmente el plazo de construcción, creando las condiciones necesarias para reducir costes y maximizar la rentabilidad económica de la inversión.
4. Buen rendimiento de estanqueidad. Las estructuras de acero, tras realizarse las uniones mediante soldadura, pueden lograr una estanqueidad segura, cumpliendo así algunos requisitos de hermeticidad al aire y al agua.
7. Buen comportamiento sísmico. Las estructuras de acero, debido a su bajo peso y su sistema estructural relativamente flexible, experimentan menores fuerzas sísmicas. El acero también posee una alta resistencia a la tracción y a la compresión, así como buena plasticidad y tenacidad. Por lo tanto, en numerosos terremotos tanto nacionales como internacionales, las estructuras de acero sufren el menor daño y están ampliamente reconocidas como la estructura más adecuada para zonas con refuerzo sísmico, especialmente en áreas propensas a terremotos fuertes. (Según las especificaciones de los pórticos, generalmente no se requieren cálculos sísmicos en zonas sísmicas de intensidad 7 o inferior.)
8. Respetuosas con el medio ambiente y ahorradoras de energía: los componentes de las estructuras de acero pueden reutilizarse, reduciendo los residuos de construcción. Al mismo tiempo, el consumo energético durante la construcción es bajo, cumpliendo así con los requisitos de la edificación sostenible.
7. Resistencia al fuego y a la corrosión: Tras el tratamiento, el acero presenta una excelente resistencia al fuego y a la corrosión, lo que prolonga la vida útil del edificio.
Las estructuras de acero se consideran un material sostenible; por lo tanto, desde una perspectiva de desarrollo a largo plazo, las estructuras de acero ofrecen excelentes perspectivas de aplicación y desarrollo.
Las estructuras de acero pueden clasificarse según su diseño estructural, sus métodos de construcción y sus aplicaciones. Se pueden categorizar en estructuras de acero pesado, estructuras de acero ligero, estructuras de acero prefabricado y estructuras de acero tipo pórtico.
Estructuras de acero pesado se utilizan típicamente en grandes instalaciones industriales, centrales eléctricas, estadios y edificios de gran altura. Estas estructuras requieren una elevada capacidad de carga y suelen implicar diseños de ingeniería complejos. Las estructuras de acero pesado emplean habitualmente perfiles de acero de gran tamaño y sistemas estructurales avanzados para soportar cargas extremadamente altas y luces amplias.
Estructuras de acero ligero se utilizan comúnmente en pequeños edificios industriales, almacenes, talleres e instalaciones comerciales. En comparación con las estructuras de acero pesado, las estructuras de acero ligero emplean perfiles de acero más livianos y son más fáciles de fabricar e instalar.
Ofrecen ventajas significativas en términos de relación costo-efectividad, velocidad de construcción y flexibilidad de diseño.
estructuras de acero prefabricadas se fabrican en fábrica y luego se ensamblan en el sitio. En comparación con los métodos tradicionales de construcción, este enfoque garantiza una fabricación precisa, un mejor control de calidad y una instalación más rápida.
La prefabricación también reduce los costos laborales y los residuos de construcción, lo que la convierte en un método constructivo cada vez más popular en proyectos edificatorios modernos.
Entre todos los tipos de estructuras, estructuras de acero tipo pórtico son uno de los sistemas estructurales más utilizados en edificios industriales y de almacenamiento. Su diseño estructural eficiente permite luces libres amplias y una construcción rentable. Marcos porticados ligeros: se trata de estructuras de acero de una sola planta, con un marco porticado de alma llena de una o varias luces como estructura principal portante, dotadas de una cubierta ligera y muros exteriores ligeros, y sin puente grúa o con un puente grúa de clase de trabajo A1-A5 cuya capacidad de elevación no supere las 20 toneladas, o bien con una polipasto suspendido de 3 toneladas.
La segunda parte de este artículo se centrará en presentar los conocimientos básicos sobre estructuras de acero ligeras porticadas.
| 1. Plantas industriales 2. Estructuras de gran luz 3. Estructuras altas 4. Edificios de varios pisos y rascacielos 5. Estructuras sometidas a vibraciones y fuerzas sísmicas 6. Estructuras laminares y de placas 7. Otras estructuras especiales 8. Estructuras desmontables o móviles 9. Estructuras de acero ligero 10. Estructuras compuestas de acero y hormigón |
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A continuación, presentaremos el sistema estructural más utilizado en edificios industriales: la estructura de pórtico.
A estructura de acero de marco portal es, por lo general, un sistema espacial compuesto por la estructura del techo, columnas, vigas para polipastos, vigas de frenado, diversos arriostramientos y marcos de muro.
a). Pórtico transversal: compuesto por columnas y vigas, constituye el sistema principal de soporte de carga del edificio industrial, soportando el peso propio de la estructura, las cargas de viento y nieve, así como las cargas verticales y laterales del polipasto, y transmitiendo dichas cargas a la cimentación.
b). Estructura del techo: sistema estructural que soporta las cargas del techo, incluidas las vigas del pórtico transversal, los ménsulas, las cerchas intermedias del techo, los marcos de lucernarios, las correas, etc.
c). Sistema de soporte: Incluye soportes para el techo y soportes entre columnas. Por un lado, forma el entramado longitudinal del edificio industrial junto con las columnas y las vigas para polipasto, soportando las cargas horizontales longitudinales; por otro lado, conecta el sistema principal portante —formado por estructuras planas individuales— en un conjunto espacial, garantizando así la rigidez y estabilidad necesarias de la estructura del edificio industrial. Cuando se utilice un pórtico con un polipasto de capacidad no inferior a 5 toneladas, los soportes entre columnas deberán fabricarse con perfiles de acero.
d). Vigas para polipasto y vigas de frenado (o cerchas de frenado): Soportan principalmente las cargas verticales y horizontales del polipasto y transmiten dichas cargas a los entramados transversal y longitudinal.
e). Marcos de pared: soportan principalmente las cargas de viento. Además, existen algunos componentes secundarios, como escaleras, pasarelas, puertas y ventanas. En algunos edificios industriales, también se instalan plataformas de trabajo debido a los requisitos del proceso productivo. La disposición de la estructura de pórtico está estrechamente relacionada con la cantidad de acero utilizada.
Los sistemas de pórticos son ampliamente utilizados en edificios industriales. Más información en nuestra Guía de estructuras de acero de pórtico.
Glostar Manufacturer es un proveedor profesional de soluciones en estructuras de acero para proyectos industriales y comerciales.
Con sólidas capacidades de fabricación y un equipo de ingeniería experimentado, Glostar ofrece los siguientes servicios integrales:
Glostar combina procesos de fabricación de alta calidad con tecnología de ingeniería profesional para ayudar a sus clientes a construir estructuras de acero duraderas, eficientes y económicas, adecuadas para diversas aplicaciones.
Las estructuras de acero, debido a su alta resistencia, flexibilidad y elevada eficiencia constructiva, se han convertido en un componente importante de la arquitectura moderna. Entre los numerosos sistemas estructurales, las estructuras de acero tipo pórtico son una de las soluciones más prácticas, dada su idoneidad para aplicaciones como edificios industriales y almacenes.
Las estructuras de acero tipo pórtico ofrecen grandes luces, instalación rápida y diseños rentables, lo que las convierte en una opción ideal para muchos proyectos industriales y comerciales.
Si está planeando un proyecto de estructura de acero, Glostar Manufacturer ofrece soporte profesional en diseño y soluciones fiables para edificios de estructura de acero, adaptadas a sus necesidades específicas.
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