Un edificio de acero es una estructura metálica fabricada con acero para el soporte interno y el revestimiento exterior, a diferencia de los edificios con estructura de acero que generalmente usan otros materiales para pisos, paredes y envoltura externa. Los edificios de acero se utilizan para diversos fines, incluidos almacenamiento, espacios de trabajo y viviendas. Se clasifican en tipos específicos según su uso.
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Los edificios de acero ganaron popularidad por primera vez a principios del siglo XX. Su uso se generalizó durante la Segunda Guerra Mundial y se expandió significativamente después de la guerra cuando el acero estuvo más disponible. Las construcciones de acero han tenido una amplia aceptación, en parte debido a su rentabilidad. La gama de aplicaciones se ha ampliado con materiales, productos y capacidades de diseño mejorados con la disponibilidad de software de diseño asistido por computadora. [ cita necesaria ]
El acero aporta varias ventajas respecto a otros materiales de construcción, como la madera :
Algunos tipos comunes de edificios de acero son los de "paredes rectas" y los de "arco", o las cabañas Nissen o Quonset . [4] Además, el tipo estructural puede clasificarse como de luz clara o de luz múltiple. Un edificio de luz clara no tiene soportes estructurales (por ejemplo, columnas) en el espacio interior ocupado.
Las paredes rectas y el tipo de arco se refieren a la forma exterior del edificio. De manera más general, ambas son formas de arco estructural si se basan en una estructura de marco rígido. Sin embargo, las estructuras de techo curvadas suelen asociarse con el término arco.
Los edificios con arcos de acero pueden resultar rentables para aplicaciones específicas. Se utilizan comúnmente en la industria agrícola. Los edificios de paredes rectas proporcionan más espacio utilizable en comparación con los edificios con arcos. También son más fáciles de integrar en la arquitectura existente. Los edificios de paredes rectas se utilizan comúnmente para tipos de ocupación comerciales, industriales y muchos otros.
La luz clara se refiere a la construcción interna. Los edificios de acero de luz clara utilizan grandes vigas de soporte elevadas, lo que reduce la necesidad de columnas de soporte internas. Los edificios de acero de luz clara tienden a ser menos rentables que las estructuras con columnas interiores. Sin embargo, otras consideraciones prácticas pueden influir en la selección del estilo de estructura, como una ocupación donde las obstrucciones estructurales interiores no son deseables (por ejemplo, hangares de aviones o estadios deportivos). [5]
Los edificios de Long Bay están diseñados para su uso en tramos de bahía de más de 35'. Utilizan marcos metálicos prefabricados combinados con vigas convencionales para proporcionar aberturas y espacios libres más grandes en los edificios.
El sistema de construcción sin marco Flospan es un sistema de construcción de acero liviano utilizado en más de 30 países. Destaca por su facilidad de montaje, al no requerir grúas ni equipos especializados. Los Flospan se pueden mover y reutilizar sin pérdida de material y demuestran resistencia contra condiciones climáticas severas.
Los unipuertos, que se originaron en el Reino Unido en 1965 y fueron iniciados por Alfred Booth & Co en 1948, se han implementado ampliamente en todo el mundo, incluso en el Ártico de Canadá, la jungla africana y el desierto de Kuwait. Se ensamblan fácilmente con herramientas básicas, aptas para mano de obra no calificada, y pueden desmontarse y reubicarse rápidamente. Los Uniports ofrecen versatilidad, permitiendo extensiones y conexiones, junto con opciones de aislamiento y partición. Compacto y eficiente, se pueden empaquetar hasta 60 Uniports Mark 1 en un solo contenedor de 20 pies.
Las partes del edificio que se ensamblan en taller antes de su envío al sitio comúnmente se denominan prefabricadas . Los edificios de acero más pequeños tienden a ser prefabricados o lo suficientemente simples como para que cualquiera pueda construirlos. La prefabricación ofrece los beneficios de ser menos costosa que los métodos tradicionales y es más respetuosa con el medio ambiente (ya que no se producen residuos in situ). [6] Los edificios de acero más grandes requieren trabajadores de construcción calificados, como herreros , para garantizar un montaje adecuado y seguro. [7]
Hay cinco tipos principales de componentes estructurales que componen una estructura de acero: miembros de tensión, miembros de compresión, miembros de flexión, miembros de fuerza combinada y sus conexiones. Los miembros a tensión generalmente se encuentran como miembros de alma y cuerda en cerchas y vigas de acero de alma abierta. Idealmente, los miembros en tensión soportan fuerzas de tracción o fuerzas de tracción únicamente y se supone que sus conexiones extremas están articuladas. Las conexiones de pasador evitan que se aplique cualquier momento (rotación) o fuerzas cortantes al miembro. Los miembros a compresión también se consideran columnas, puntales o postes. Son miembros verticales o miembros de alma y cuerda en cerchas y vigas que están comprimidos o aplastados. Los elementos de flexión también se conocen como vigas, vigas, viguetas, enjutas, correas, dinteles y vigas. Cada uno de estos miembros tiene su propia aplicación estructural, pero normalmente los miembros flectores soportarán momentos flectores y fuerzas cortantes como cargas primarias y fuerzas axiales y de torsión como cargas secundarias. Los elementos de fuerza combinada se conocen comúnmente como vigas-columnas y están sujetos a flexión y compresión axial. Las conexiones son las que unen todo el edificio. Reúnen a estos miembros y deben asegurarse de que funcionen juntos como una unidad. [8]