Edificios metálicos prediseñados (PEMB) son estructuras que se diseñan, fabrican y ensamblan en una fábrica antes de ser transportadas al sitio de construcción para una instalación rápida y e...
LEER MÁSEdificios metálicos prediseñados (PEMB) son estructuras que se diseñan, fabrican y ensamblan en una fábrica antes de ser transportadas al sitio de construcción para una instalación rápida y e...
LEER MÁSEdificios metálicos prediseñados (PEMB) se han convertido en un elemento de cambio en la industria de la construcción, particularmente en aplicaciones comerciales, industriales y de ...
LEER MÁSEstructura de construcción metálica Se ha asociado durante mucho tiempo con aplicaciones industriales, comerciales y agrícolas. Los marcos de acero, los paneles metálicos y los compone...
LEER MÁSEn todas las zonas industriales globales, Estructura de construcción metálica Las soluciones están reemplazando cada vez más a los edificios tradicionales de hormigón y mampostería. L...
LEER MÁSLa industria de la construcción moderna busca constantemente soluciones rentables, duraderas y flexibles para proyectos industriales y comerciales. Entre las diversas opciones disponibles, ...
LEER MÁSEstructura de construcción metálica se ha convertido en una piedra angular de la construcción moderna debido a su versatilidad, durabilidad y eficiencia. A diferencia de los materiales...
LEER MÁSEn los últimos años, Estructuras de construcción metálicas han ido más allá de su papel tradicional en proyectos industriales y comerciales y ahora se están convirtiendo en una opción...
LEER MÁSMejora de la durabilidad y la seguridad con estructuras metálicas de construcción en entornos hostiles En la construcción moderna, Estructura de construcción metálica ha surgido co...
LEER MÁSEstructuras de construcción metálicas se han convertido en una opción popular para proyectos residenciales, comerciales e industriales debido a su durabilidad, rentabilidad y versatili...
LEER MÁSDescripción general: por qué las estructuras metálicas de construcción están ganando atención Estructuras de construcción metálicas se han convertido en una opción preferida en los ...
LEER MÁSComo fabricante profesional de estructuras de acero, estamos comprometidos a brindar soluciones de estructuras de acero versátiles y de alto rendimiento en el campo de Fabricación de estructuras de acero . El principal punto en común de este tipo de producto radica en su excelente capacidad de carga, características de construcción rápida y ventajas de sostenibilidad, y se usa ampliamente en plantas industriales, centros de almacenamiento, instalaciones comerciales y edificios públicos. Los aspectos más destacados de la fabricación de estructuras de acero incluyen: el uso de acero de alta resistencia para lograr un diseño liviano, lo que reduce en gran medida el costo de la base; componentes prefabricados para asegurar un montaje preciso y acortar el período de construcción en más de un 50%; a través de recubrimientos anticorrosión y diseño estructural sísmico, garantiza una vida útil de más de 50 años. Como fabricante líder de edificios de acero, integramos modelado digital y tecnología de producción automatizada para brindar a los clientes servicios personalizados integrales desde el diseño hasta la instalación, satisfacer las diversas necesidades de protección contra incendios, ahorro de energía, grandes luces, etc., y redefinir los estándares de eficiencia y confiabilidad de los edificios modernos.
La estructura de acero es un sistema de estructura de ingeniería compuesto de acero (principalmente placas de acero, secciones de acero, etc.) mediante soldadura, atornillado, etc. Es una de las tecnologías de soporte centrales en edificios, puentes, instalaciones industriales y otros campos modernos.
1. Características del material del núcleo: excelente rendimiento del acero.
Alta resistencia y peso ligero:
El acero tiene una relación resistencia-peso extremadamente alta, lo que significa que cuando soportan la misma carga, los componentes de la estructura de acero tienen una sección transversal más pequeña y un peso más ligero. Esto permite que las estructuras de acero abarquen fácilmente espacios más grandes, reduzcan las cargas de los cimientos y reduzcan los costos de transporte y elevación.
Indicadores típicos: el límite elástico del acero estructural de construcción común (como el Q355) suele ser superior a 345 MPa, que es mucho más alto que el del hormigón.
Excelente ductilidad y tenacidad:
El acero puede sufrir una deformación plástica significativa sin fracturarse inmediatamente después de alcanzar el límite elástico y tiene buena ductilidad.
A baja temperatura o carga de impacto, el acero de alta calidad aún puede mantener la capacidad de resistir la fractura, es decir, una alta tenacidad (como la que garantizan las pruebas de impacto). Estos dos puntos son la clave para el comportamiento sísmico superior de las estructuras de acero.
Material uniforme, rendimiento estable y confiable:
El acero producido por la industria siderúrgica moderna tiene un material altamente uniforme y propiedades mecánicas estables, lo que puede cumplir mejor los supuestos de cálculo y hacer que los resultados del diseño sean más confiables.
Prefabricación de fábrica eficiente:
Los componentes se cortan, perforan y sueldan principalmente con precisión en fábricas con un alto grado de automatización (prefabricación de fábrica), con un control de calidad sencillo, alta eficiencia y poco impacto climático.
Gran potencial modular, fácil de desmontar y montar estructuras complejas.
Reciclabilidad y sostenibilidad:
El acero es un material 100% reciclable con una alta tasa de reciclaje sin reducir el rendimiento del material, lo que está en línea con el concepto de construcción ecológica y economía circular.
2. Principales formas estructurales y escenarios de aplicación.
Estructura del marco:
Composición: Las vigas (portantes de carga horizontales) y las columnas (portantes de carga verticales) están conectadas mediante nodos rígidos (soldaduras, pernos).
Características: Disposición del espacio flexible y fuerte capacidad de desplazamiento antilateral.
Aplicación: Edificios de gran altura/muy alto (estructura de estructura de acero con núcleo de tubo), edificios de oficinas, centros comerciales, gimnasios, plantas industriales (de varios pisos o de un solo piso), hangares.
Estructura de armadura:
Composición: Sistema reticular plano o espacial compuesto por varillas rectas (cuerdas, almas) articuladas o conectadas rígidamente en los extremos.
Características: La fuerza es principalmente fuerza axial (tensión/compresión), la eficiencia de utilización del material es extremadamente alta y puede abarcar una gran extensión.
Aplicación: Cubiertas de grandes luces (gimnasios, centros de exposiciones), puentes (puentes de armadura), torres (torres de transmisión, grúas), bastidores de iluminación de escenarios.
Estructura de rejilla/red:
Composición: Un gran número de varillas (tubos de acero, secciones de acero) están conectadas mediante nodos según una regla de cuadrícula específica (rejilla plana o carcasa de red curva).
Características: Excelente rendimiento de fuerza espacial, gran rigidez general, peso ligero, forma rica y hermosa.
Aplicación: Grandes estadios (cúpula), terminales de aeropuertos, marquesinas de estaciones de trenes de alta velocidad, grandes salas de exposiciones, tejados de edificios con formas especiales.
Estructura tensada (se requiere soporte de estructura de acero):
Composición: Utilice cables de acero de alta resistencia o varillas de tensión para aplicar pretensado debajo del soporte del esqueleto de la estructura de acero (mástil, arco, viga anular) para formar una forma estable.
Características: La estructura es extremadamente eficiente, ligera y transparente, y puede lograr formas complejas con luces de gran tamaño.
Aplicación: Cúpula de cable, techo de estructura atirantada/cable grande, sistema de soporte de estructura de membrana.
Estructura del arco:
Composición: Estructura curva que soporta principalmente presión axial.
Características: Puede aprovechar al máximo las propiedades de compresión del material, tiene una gran capacidad de expansión y una apariencia hermosa.
Aplicación: Puentes, entradas/atrios de edificios grandes, tapas de tanques industriales.
3. Procesos de diseño clave y puntos clave
Esquema y diseño conceptual:
Determine el sistema estructural (¿marco? ¿armadura? ¿rejilla?), considere la función del edificio, la luz, la carga, la economía y la viabilidad de la construcción.
Estimación preliminar del tamaño de los componentes principales.
Análisis de carga:
Carga permanente: peso muerto de la estructura, peso de los equipos fijos.
Cargas variables: carga viva del piso, carga viva del techo (carga de nieve/carga de mantenimiento), carga de viento (extremadamente importante), acción sísmica (extremadamente importante), carga de la grúa, acción de la temperatura, etc.
Combinación de cargas: Considere la combinación más desfavorable de varias cargas que aparecen al mismo tiempo según los requisitos de la especificación.
Análisis y cálculo estructural:
Utilice principios de mecánica estructural y software de elementos finitos (como SAP2000, ETABS, Midas, Tekla Structures, etc.) para calcular fuerzas internas (momento flector, fuerza cortante, fuerza axial) y deformación (desplazamiento).
Análisis de estabilidad: ¡especialmente crítico! Preste atención a la estabilidad al pandeo de la estructura general (desplazamiento lateral) y los componentes (compresión axial, componentes de flexión) (análisis elástico de primer orden, análisis P-Δ de segundo orden).
Diseño de componentes:
Diseño de resistencia: asegúrese de que bajo varias combinaciones de fuerzas internas, la tensión de la sección del componente (tensión, compresión, flexión, corte, torsión y sus combinaciones) cumpla con los requisitos de la especificación (como el método de diseño de estado límite).
Diseño de rigidez: controlar la deformación estructural (como la deflexión de la viga y el desplazamiento lateral de la columna) dentro del rango permitido para garantizar la comodidad y seguridad de los componentes no estructurales.
Diseño de nodos: ¡Lo más importante! Los nodos son las partes clave para transmitir fuerzas internas. El diseño debe definir claramente la trayectoria para transmitir el momento flector, la fuerza cortante y la fuerza axial para cumplir con los requisitos de resistencia, rigidez y ductilidad. Formas de nodos comunes: nodos soldados (conexión rígida), nodos atornillados de alta resistencia (conexión articulada o semirrígida), nodos mixtos soldados con pernos. El diseño debe cumplir con los requisitos de construcción estándar.
Diseño de conexión: es una extensión del diseño de componentes para garantizar una conexión confiable entre componentes. Calcule el tamaño de las soldaduras o el número, las especificaciones y la disposición de los pernos.
Diseño ignífugo: El acero tiene poca resistencia al fuego (temperatura crítica ~550 ℃). Se deben tomar medidas de protección (revestimientos ignífugos, revestimientos de paneles ignífugos, envolturas de hormigón, sistemas de refrigeración por agua, etc.) para garantizar que los componentes cumplan los requisitos límite de resistencia al fuego especificados.
Diseño anticorrosión: el acero es propenso a oxidarse cuando se expone al aire o ambientes húmedos. Las soluciones anticorrosión a largo plazo deben seleccionarse de acuerdo con el nivel de corrosión ambiental: galvanizado en caliente, recubrimientos anticorrosivos por aspersión (imprimación, pintura intermedia, capa superior), zinc/aluminio por aspersión por arco, etc.
Diseño en profundidad de planos de construcción (aplicación BIM):
Con base en los dibujos de diseño, se llevan a cabo la división detallada de componentes, el diseño detallado de nodos y las estadísticas de la lista de materiales.
La tecnología BIM (como Tekla Structures) es la herramienta central para el diseño moderno en profundidad, que realiza modelado 3D, detección de colisiones, dibujo automático y salida de datos de procesamiento CNC, lo que mejora enormemente la precisión y la eficiencia.
4. Puntos clave de fabricación e instalación.
Fabricación en fábrica:
Inspección de materiales: El acero, materiales de soldadura, pernos, etc. deben contar con un certificado de conformidad y reinspección cuando sea necesario.
Lofting y corte: se utiliza corte CNC para garantizar la precisión.
Fabricación de orificios: las perforadoras CNC se utilizan para procesar orificios para pernos de alta precisión.
Montaje y soldadura: se realiza sobre un marco de neumático especial y la soldadura se realiza estrictamente de acuerdo con la especificación de calificación del proceso de soldadura (WPS) para controlar la deformación de la soldadura. Después de la soldadura, se llevan a cabo pruebas no destructivas (UT/RT/MT/PT) según sea necesario.
Corrección: Corrección mecánica o por llama de la deformación de la soldadura.
Tratamiento superficial y pintura: Eliminación de óxido (hasta alcanzar el nivel Sa2,5 o St3) según sea necesario, pulverizar pintura anticorrosión.
Premontaje: Premontaje en fábrica de nodos complejos o unidades de transporte para verificar el tamaño y la precisión del ajuste.
Instalación en sitio:
Aceptación de la cimentación: Garantizar la precisión de la posición y elevación de los pernos o soportes de anclaje empotrados.
Elevación: Seleccione el equipo de elevación apropiado (grúa torre, camión grúa, grúa sobre orugas) y métodos (elevación de piezas, elevación general, deslizamiento, elevación con gato) de acuerdo con el tamaño, el peso y las condiciones del sitio de los componentes.
Medición y corrección: Controle la verticalidad de la columna, la horizontalidad, la elevación y el tamaño general del eje de la viga durante todo el proceso. Utilice instrumentos de precisión como estación total, teodolito y nivel.
Conexión y fijación:
Conexión de pernos de alta resistencia: siga estrictamente las regulaciones para el apriete inicial y el apriete final (método de torsión o método de ángulo) para garantizar que la pretensión cumpla con el estándar. El tratamiento y la protección de las superficies de fricción son esenciales.
Soldadura in situ: la soldadura debe ser realizada por soldadores calificados de acuerdo con WPS en un ambiente adecuado (a prueba de viento, lluvia y nieve), y se deben realizar pruebas no destructivas según sea necesario después de la soldadura.
Recubrimiento ignífugo/anticorrosión: Repare las partes dañadas del recubrimiento durante el transporte y el izado. La construcción del revestimiento ignífugo se completa después de la instalación (si se trata de una construcción en el sitio).
5. Ventajas y desafíos
Ventajas principales:
Alta resistencia y peso ligero (reduciendo el coste de la cimentación).
Prefabricación en fábrica, calidad controlable, velocidad de construcción rápida (acortando el período de construcción).
Materiales reciclables, ecológicos y respetuosos con el medio ambiente.
Pequeña sección de componentes y gran espacio útil.
Buena ductilidad y excelente comportamiento sísmico.
Adecuado para edificios de gran luz, rascacielos, cargas pesadas y formas complejas.
Desafíos:
Costo del material: el precio unitario del acero suele ser más alto que el del concreto (pero es necesario considerar la eficiencia estructural general y los ahorros en el período de construcción).
Requisitos de protección contra incendios: Se deben invertir costes adicionales para la protección contra incendios.
Requisitos anticorrosión: los revestimientos anticorrosión deben recibir un mantenimiento regular.
Problemas de estabilidad: los componentes de paredes delgadas son propensos a la inestabilidad, por lo que se debe prestar especial atención durante el diseño.
Ruido y vibración: pueden ocurrir problemas de ruido bajo ciertas cargas (como puentes peatonales) y se requiere un diseño de comodidad.
Altos requisitos profesionales: se requieren profesionales de alta calidad y una estricta gestión de calidad en todos los aspectos del diseño, fabricación e instalación.
6. Ejemplos clásicos
Edificios: Torre Eiffel (París, Francia), Empire State Building (Nueva York, EE. UU.), Taipei 101 (Taiwán, China), Edificio de la sede de CCTV (Beijing, China), Torre de Shanghai (Shanghai, China), Nido de Pájaro (Estadio Nacional, Beijing, China), Ópera de Sydney (Sydney, Australia - estructura de soporte de concha).
Puentes: Puente Golden Gate (San Francisco, EE. UU. - puente colgante), Puente Hong Kong-Zhuhai-Macao (China - estructura principal de acero), Puente del río Nanjing Dashengguan Yangtze (China - puente de arco de armadura de acero), Viaducto de Millau (Francia - torre del puente y estructura de acero de la plataforma del puente).
Industria: Grandes edificios de acerías, edificios principales/estructuras de acero de calderas de centrales térmicas, grandes tanques de almacenamiento (tanques de petróleo, tanques de GNL), plataformas petrolíferas marinas.
Las estructuras de acero se han convertido en una parte indispensable e importante de las estructuras de ingeniería modernas debido a sus excelentes propiedades materiales, alta eficiencia estructural, rápida velocidad de construcción y sostenibilidad ambiental. Desde rascacielos hasta puentes que cruzan el mar, desde grandes recintos hasta fábricas de precisión, la aplicación de estructuras de acero está en todas partes, ampliando constantemente los límites y posibilidades de la arquitectura humana. Los proyectos exitosos de estructuras de acero se basan en una comprensión profunda de las propiedades de los materiales, una selección estructural razonable, cálculos de diseño precisos (especialmente nodos y estabilidad), fabricación de alta calidad y una gestión de instalación refinada, así como un control estricto de vínculos clave como la prevención de incendios y la prevención de la corrosión. Con el desarrollo de nuevos materiales, nuevos procesos (como la aplicación de acero de alta resistencia, soldadura robótica, exploración con impresión 3D y aplicación en profundidad de BIM) y teorías de diseño más avanzadas, el potencial y la expresividad de las estructuras de acero seguirán mejorando.