En ingeniería estructural , un edificio prediseñado ( PEB ) es diseñado por un proveedor o fabricante de PEB con un único diseño que se fabricará utilizando varios materiales y métodos para satisfacer una amplia gama de requisitos de diseño estructural y estético. Esto contrasta con un edificio construido según un diseño que se creó específicamente para ese edificio. Dentro de algunos sectores geográficos de la industria, los edificios prediseñados también se denominan edificios metálicos prediseñados (PEMB) o, como se está volviendo cada vez más común debido a la cantidad reducida de ingeniería previa involucrada en los diseños personalizados asistidos por computadora, edificios metálicos simplemente diseñados (EMB).
Durante la década de 1960, los diseños de ingeniería estandarizados para edificios se comercializaron por primera vez como PEB. [1] Históricamente, la estructura de armazón principal de un edificio prediseñado es un conjunto de miembros en forma de Ɪ, a menudo denominados vigas en I. En los edificios prediseñados, las vigas en I utilizadas generalmente se forman soldando juntas placas de acero para formar la sección en I. Luego, las vigas en I se ensamblan en el campo (por ejemplo, conexiones atornilladas) para formar el marco completo del edificio prediseñado. Algunos fabricantes estrechan los miembros del marco (variando en la profundidad del alma) de acuerdo con los efectos de carga locales. Se utilizan dimensiones de placa más grandes en áreas de mayores efectos de carga.
Otras formas de armazón primario pueden incluir cerchas, secciones de laminado en lugar de vigas almenadas soldadas con tres placas, etc. La elección de la forma económica puede variar dependiendo de factores tales como las capacidades locales (por ejemplo, fabricación, transporte, construcción) y las variaciones en los costos de material frente a mano de obra.
Por lo general, los marcos primarios son de tipo 2D (es decir, se pueden analizar utilizando técnicas bidimensionales). Los avances en la tecnología de diseño asistido por computadora, los materiales y las capacidades de fabricación han ayudado al crecimiento de formas alternativas de edificios prediseñados, como los edificios con estructura de tela tensada y análisis más sofisticados (por ejemplo, tridimensionales), como lo exigen algunos códigos de construcción. [2]
Los elementos en forma de Z y C conformados en frío se pueden utilizar como elementos estructurales secundarios para sujetar y soportar el revestimiento externo.
Para el revestimiento exterior del edificio se pueden utilizar chapas de acero perfiladas, madera, tejido tensado, hormigón prefabricado, bloques de mampostería, muro cortina de vidrio u otros materiales.
Para diseñar con precisión un edificio prediseñado, los ingenieros tienen en cuenta la distancia libre entre los puntos de apoyo, el espaciamiento de los vanos, la pendiente del techo, las cargas vivas, las cargas muertas, las cargas colaterales, la elevación del viento, los criterios de deflexión, el sistema de grúa interno y el tamaño y peso máximos prácticos de los elementos fabricados. Históricamente, los fabricantes de edificios prediseñados han desarrollado tablas precalculadas para diferentes elementos estructurales con el fin de permitir a los diseñadores seleccionar el tamaño de vigas en I más eficiente para sus proyectos. Sin embargo, los procedimientos de selección de tablas son cada vez más raros con la evolución de los diseños personalizados asistidos por computadora.
Si bien los edificios prediseñados se pueden adaptar para satisfacer una amplia variedad de aplicaciones estructurales, la mayor economía se logrará al utilizar detalles estándar. Un edificio prediseñado diseñado de manera eficiente puede ser hasta un 30 % más liviano que los edificios de acero convencionales. Un peso más liviano equivale a menos acero y un posible ahorro de precio en la estructura.
El arquitecto del proyecto, a veces llamado el arquitecto de registro, es generalmente responsable de aspectos como la estética, las dimensiones, la comodidad de los ocupantes y la seguridad contra incendios. Cuando se selecciona un edificio prediseñado para un proyecto, el arquitecto acepta las condiciones inherentes a las ofertas de productos del fabricante en aspectos como los materiales, los colores, la forma estructural, la modularidad dimensional, etc. A pesar de la existencia de los detalles de montaje estándar del fabricante, el arquitecto sigue siendo responsable de garantizar que el producto y el montaje del fabricante sean coherentes con los requisitos del código de construcción (por ejemplo, continuidad de los retardadores de aire/vapor, aislamiento, pantalla contra la lluvia; tamaño y ubicación de las salidas; conjuntos con clasificación contra incendios) y las expectativas de los ocupantes/propietarios.
Muchas jurisdicciones reconocen la distinción entre el ingeniero de proyecto, a veces llamado ingeniero de registro, y el ingeniero empleado o subcontratado por el fabricante, a veces llamado ingeniero especializado. Las principales diferencias entre estas dos entidades en un proyecto son los límites de la obligación comercial, la responsabilidad profesional y la responsabilidad civil.
El ingeniero estructural a cargo es responsable de especificar los parámetros de diseño para el proyecto (por ejemplo, materiales, cargas, estándares de diseño, límites de servicio) y de garantizar que los diseños de elementos y conjuntos realizados por otros sean consistentes en el contexto global del edificio terminado.
El ingeniero especializado es responsable de diseñar únicamente aquellos elementos que el fabricante está obligado comercialmente a suministrar (por ejemplo, por contrato) y de comunicar los procedimientos de ensamblaje, los supuestos de diseño y las respuestas, en la medida en que el diseño dependa o afecte el trabajo de otros, al ingeniero a cargo (generalmente descrito en los planos de montaje y los manuales de ensamblaje del fabricante). El fabricante produce un producto diseñado, pero normalmente no proporciona servicios de ingeniería para el proyecto.
En el contexto descrito, el arquitecto y el ingeniero a cargo son los diseñadores del edificio y tienen la responsabilidad final de la ejecución de la obra terminada. El comprador debe tener en cuenta las distinciones profesionales del proyecto al desarrollar el plan del mismo.
Estas estructuras prefabricadas son ampliamente utilizadas tanto en el sector residencial como industrial [3] por sus inigualables características.