Villa prefabricada de acero con marco de luz

- Feb 17, 2020-

Descripción del producto

1) Descripción del sistema de construcción de varios pisos :
Los elementos estructurales primarios de un edificio de acero de varios pisos, a saber, las columnas y las vigas del piso , deben establecerse con el fin de minimizar tanto el costo de la acería como el tiempo requerido para su montaje. Para cualquier estructura dada, se puede determinar un diseño que optimice el contenido combinado de viga y columna de la estructura, pero en la mayoría de los casos deben tenerse en cuenta las consideraciones funcionales y arquitectónicas, lo que mitiga el diseño de tamaños óptimos de bahía. La consulta entre el arquitecto y el ingeniero en las primeras etapas de la planificación podría ayudar a evitar que se tenga que adoptar un diseño poco económico.

El tercer elemento estructural, después de las columnas y vigas, es El sistema de estabilización necesario para proporcionar soporte lateral al edificio, es decir, para proporcionar estabilidad bajo carga por gravedad y para resistir los efectos de vuelco del viento . Obviamente, cuanto más alto es el edificio, más importante se vuelve el sistema de arriostramiento y, en estructuras muy altas, la provisión de soporte lateral adecuado se convierte en la consideración dominante.

La estabilidad lateral puede proporcionarse dentro de la propia estructura de acero mediante arriostramiento, o conexiones de columna de viga resistentes al momento o paredes de corte de acero, o puede ser impartida por otros elementos de construcción, por ejemplo, torres de servicio de hormigón armado o relleno de hormigón o ladrillo Paneles en las paredes. En todos los casos, los elementos estabilizadores pueden ubicarse dentro de las dimensiones planas del edificio o en los muros perimetrales, o incluso pueden ser externos al edificio.

Si un edificio va a incorporar el sistema estabilizador dentro de la estructura de acero, el marco puede ser del tipo arriostrado en dos sentidos, arriostrado en un sentido y rígido en un sentido o rígido en dos sentidos. El arriostramiento triangulado es generalmente más barato que un marco rígido resistente al momento y debe usarse donde no surjan problemas de acceso, es decir, donde no se requieren puertas, ventanas o aberturas de servicio.

Además de los sistemas de arriostramiento vertical, es necesario proporcionar rigidez dentro del plano de cada piso, tanto para mantener la cuadratura del piso en planta como para transmitir la carga de viento en el exterior del edificio al arriostramiento vertical.

Sistemas de estabilización - ejemplos
Las figuras 7.1 a 7.5 dan ejemplos de varios sistemas de arriostramiento que pueden emplearse para proporcionar estabilidad a edificios de varios pisos. Los ejemplos son de aplicación general e ilustran los principios básicos involucrados en tales sistemas. El refuerzo vertical de acero se muestra como el tipo X por simplicidad, pero igualmente podría ser refuerzo de chevron, refuerzo de rodilla u otro tipo (las características de los diversos tipos de refuerzo se analizan más detalladamente en el Capítulo 11). Los pisos se muestran como arriostrados en acero, pero en la práctica la losa de piso de concreto podría proporcionar la función de arriostramiento, en cuyo caso solo la cuadratura nominal
Se necesitarían refuerzos de acero. Los sistemas son aplicables a edificios de casi cualquier número de pisos.

Arriostramiento bidireccional de acero
El sistema de refuerzo de acero bidireccional que se muestra en la Fig. 7.1 es uno de los más eficientes en términos de rigidez, velocidad de montaje y economía. Todas las conexiones de viga a columna son del tipo simple (es decir, con bisagras), por lo que la entrada de mano de obra en las columnas y vigas se minimiza y la construcción puede proceder rápidamente. Al estar completamente enmarcada en acero, la estructura es autoportante y puede erigirse por completo sin tener que integrarse con otros oficios. El único inconveniente es la presencia de paneles arriostrados en las paredes exteriores, que pueden interferir con el patrón de la ventana, pero a la luz de la tendencia actual hacia la carpintería metálica expuesta.
las ventanas podrían retroceder y el sistema de refuerzo podría expresarse audazmente como una característica arquitectónica. En edificios muy largos, sería necesario proporcionar uno o más conjuntos interiores de arriostramiento, como se muestra punteado.

Arriostramiento de acero unidireccional
El marco rígido que se muestra en la elevación del extremo alternativa de la figura 7.1 es otro método para proporcionar rigidez transversal a la estructura. Todos los marcos transversales, no solo los extremos, serían rígidos, sino que el edificio aún dependería de la rigidez longitudinal en los dos conjuntos de arriostramiento unidireccional en los lados. Esta sería una disposición más costosa que la solución arriostrada de dos vías, pero eliminaría los inconvenientes de los arriostramientos triangulados.

Es más adecuado para edificios largos y tiene la ventaja adicional de que las vigas principales (es decir, transversales) del piso podrían ser menos profundas, debido a su continuidad, con la consiguiente reducción en la altura del piso. Sin embargo, debe enfatizarse que, por razones puramente económicas es mucho más rentable que un marco de momento, tanto en la fabricación como en la construcción.

Núcleo de servicio central
Cuando un edificio es bastante compacto en planta y no tiene una gran relación longitud-ancho, un núcleo de servicio central es un medio muy eficiente para proporcionar estabilidad, como se muestra en la Fig. 7.2. e Elevación

Estructura de piso
En los edificios con estructura de acero, el sistema de estructura del piso consiste casi siempre en una serie de vigas principales y secundarias en ángulo recto entre sí en planta, con las vigas secundarias enmarcando o pasando sobre la parte superior de las vigas principales. La losa del piso o la plataforma se transporta sobre las vigas secundarias.

Excepto donde se requiere una acción de marco rígido, como se discutió anteriormente en Sistemas de estabilización, las vigas principales generalmente son tramos simplemente apoyados entre las columnas. Si las vigas secundarias tienen sus bridas superiores al ras de la parte superior de las vigas principales, se enmarcarían en las almas de las vigas principales y, por lo tanto, también serían simplemente soportadas; esto produciría una rejilla de piso de profundidad mínima y daría como resultado una reducción en la altura del piso. Sin embargo, los servicios debajo del piso que se ejecutan en ángulo recto con las vigas principales tendrían que pasar a través de los agujeros formados en las redes de estas vigas, o de lo contrario se enrutarían
debajo de las vigas principales, lo que aumentaría la profundidad del piso.

Sin embargo, si las vigas secundarias pasan sobre la parte superior de las vigas principales, ya no serían simplemente apoyadas sino continuas, reduciendo significativamente la masa y especialmente la deflexión. El enrutamiento de servicios en ambas direcciones rectangulares en planta se facilitaría debido al espacio disponible por encima de las vigas principales.

Los dos sistemas de estructura de vigas mencionados anteriormente representan la práctica convencional utilizada en la gran mayoría de los edificios pequeños y medianos. Las vigas son de construcción directa y emplean conexiones finales estándar y, por lo tanto, son fáciles y baratas de fabricar. Hay varias opciones no estándar disponibles y vale la pena considerar para edificios más grandes donde un alto nivel de repetición de componentes justificaría su uso. Estos se discuten a continuación.

Vigas gemelas
Las vigas principales se extienden entre las columnas y, por lo tanto, normalmente no pueden hacerse continuas. Sin embargo, la continuidad se puede lograr reemplazando la viga por un par de vigas gemelas muy espaciadas que pasan a cada lado de la columna, como se muestra en la Fig. 7.6.

Debido a su continuidad, las vigas principales ahora pueden diseñarse plásticamente, por un momento combinado en las dos vigas de 70 por ciento o menos de eso para la viga simple de soporte simple, y con una masa combinada m aproximadamente igual a la de la viga única
haz. En lo que respecta a la desviación, el sistema de doble haz tendería a ser más rígido que un solo haz de soporte simple de la misma capacidad de carga debido a la continuidad. La entrada de mano de obra para las vigas gemelas sería mayor, pero esta alternativa es útil cuando se desea reducir la profundidad del piso (y, por lo tanto, la altura del piso), o en tramos largos donde las secciones en I gemelas enrolladas reemplazan una más costosa viga de placa soldada simple.