En el campo de la ingeniería de la construcción,estructuras de acero, con sus eficientes propiedades mecánicas y capacidades de diseño flexibles, se han convertido en una opción clave para la arquitectura moderna. Para los principiantes, dominar las formas estructurales básicas y la lógica de selección de las estructuras de acero es la clave para desbloquear oportunidades profesionales. Abajo,LeonesExplicará sistemáticamente cinco estructuras típicas: marcos de portal de acero ligero, marcos de acero, marcos de cuadrícula de acero, estructuras de membrana de cables y armaduras de tubo.
Estructura del núcleo y características de carga
El portal de acero ligeroestructura de aceroConsiste en un marco de portal, un sistema de purin (acero C/Z) y un sistema de soporte, formando un sistema plano de carga. Su ventaja central se encuentra en su diseño variable de sección transversal, donde las secciones transversales de haz y columna se optimizan de acuerdo con las fuerzas internas, logrando una utilización eficiente del material. El uso de láminas livianas de acero corrugado para techos y paredes reduce las cargas de base en un 40% -60% en comparación con las estructuras de concreto.
Escenarios de aplicación típicos
Es adecuado para edificios industriales (fábricas livianas, almacenes y logística) e instalaciones comerciales (salas de exhibición y garajes) con tramos únicos de 20-30 metros y alturas de aleros de hasta 10 metros. La construcción tarda solo de 4 a 8 semanas y el costo es 20% -30% más bajo que las estructuras de concreto.
Características estructurales y ventajas del sistema
Un sistema espacial de carga de carga compuesto de columnas de acero (tubos de acero en forma de H/acero circular) y vigas de acero (vigas de acero en forma de H/vigas compuestas) conectadas a través de juntas rígidas (híbrido totalmente soldado/atornillado/soldado) pueden acomodar espacios grandes de columnas que exceden los 9 metros. Al combinar las articulaciones articuladas con el sistema de soporte,Estructura de aceropuede adaptarse de manera flexible a diferentes requisitos de fortificación sísmica.
Tipos de edificios aplicables
Comercial de varios pisos: edificios de oficinas de 5-15 pisos (como edificios SOHO), con planos de planta libremente divisibles para cumplir con los requisitos de oficinas abiertas.
Industrial: talleres de servicio pesado (como talleres de mecanizado) capaces de acomodar grúas superiores de más de 50 toneladas.
Edificios resistentes a sísmicos: su alta ductilidad lo convierte en la estructura preferida para áreas propensas a terremotos.
Composición geométrica y ventajas mecánicas
Un sistema de carga espacial compuesto por miembros tubulares de acero conectados a través de juntas esféricas en un patrón de cuadrícula logra la rigidez de flexión bidireccional equilibrada. El grosor de la cuadrícula plana es aproximadamente 1/10-1/15 del tramo, mientras que el aumento de la red curva es 1/6-1/8 del tramo. La estructura general de acero consume solo 30-50 kg/㎡ de acero.
Aplicaciones importantes
Edificios deportivos: estadios (como la estructura de soporte exterior del nido del pájaro) y piscinas, cubriendo tramos ultra grandes de 80-150 metros.
Hubs de transporte: Terminales de aeropuerto (como el techo del muelle del aeropuerto de Beijing Daxing), logrando espacios transparentes sin columnas.
Plantas industriales: talleres de fabricación de aviones, junto con un sistema de grúa suspendida.
Estructura del sistema y principio de carga
Compuesto por cables de acero de alta resistencia, una membrana tensada y una estructura de soporte, la estructura logra una forma estable e hiperbólica a través de la pre-tensión. La membrana tiene solo 0.5-1.5 mm de espesor y pesa menos de 1 kg/㎡, pero cuenta con una resistencia a la tracción de 50-150 MPa. Combinado con la red de cable, permite tramos no compatibles que superan los 200 metros.
Áreas de aplicación innovadores
Arquitectura del paisaje: toldos de estadios, toldos de plaza comercial
Eco-arquitectura: invernaderos de jardín botánico (Eden Project, Reino Unido), utilizando la transmitancia de alta luz (95%) de la película ETFE para proporcionar iluminación natural
Arquitectura temporal: grandes salas de exhibición (pabellones nacionales de World Expo), extraíbles y reutilizables
Características estructurales y ventajas de materiales
Los tubos de acero circular se conectan a través de nodos soldados que se cruzan o placas de refuerzo para formar un tipo de armaduraestructura de acerosistema de carga. La rigidez de flexión de la sección de tubo de acero es 30% -50% más alta que la del acero de la sección H, y la sección cerrada ofrece una excelente resistencia a la corrosión, lo que la hace particularmente adecuada para ambientes húmedos/corrosivos.
Escenarios de aplicación diversos
Plantas industriales: techos de plantas de maquinaria pesada (abarca 40-60 metros), capaces de resistir cargas suspendidas superiores a 30 toneladas.
Ingeniería del puente: puentes de armadura de carretera (como el puente Gutian en Wuhan), con tramos de hasta 150 metros y una reducción de peso del 60% en comparación con los puentes de concreto.
Edificios de exhibición: las salas de exhibición de gran trama (como el complejo Fair Canton) logran un diseño limpio y estéticamente agradable con armaduras de tubo rectangular.
