Els marcs d'acer són un dels sistemes estructurals més comuns en la construcció moderna. Mitjançant l'ús de bigues i columnes d'acer per crear un marc fort, ofereixen la resistència i la durabilitat necessàries per a molts tipus d'edificis, des de garatges i tallers fins a grans espais comercials. Els diferents tipus de marcs d'acer són adequats per a diferents aplicacions de construcció. Cada sistema està dissenyat per satisfer requisits estructurals específics. La millor opció depèn de la finalitat, la mida i les condicions locals de l'edifici. Per exemple, un petit edifici d'emmagatzematge i un gran magatzem sovint requereixen dissenys estructurals molt diferents. En aquesta guia, coneixeràs els principals tipus de marcs d'acer i com s'utilitza cadascun en diferents projectes de construcció.
Tipus comuns de marc d'acer
Els sistemes d'estructura d'acer es poden dissenyar de diferents maneres depenent de la mida de l'edifici, els requisits de càrrega, les necessitats d'amplitud i els objectius de construcció. Cada sistema té característiques estructurals úniques que afecten la resistència, la flexibilitat, la velocitat de construcció i el cost.
Estructura del marc del portal
Un marc de portal és un dels tipus de marc d'acer més comuns per a edificis-de poca altura. Es compon de columnes d'acer i bigues del sostre connectades per juntes rígides, cosa que permet que tot el marc funcioni com una estructura.
Com que els marcs de portal ofereixen grans espais oberts amb menys columnes internes, s'utilitzen àmpliament per als edificis que requereixen dissenys flexibles i una construcció eficient.
Característiques principals:
- Utilitza columnes d'acer connectades i bigues del sostre.
- Crea espais-grans i clars amb menys suports interns.
- Transfereix les càrregues de l'edifici mitjançant connexions de marc rígid.
- Adequat per a edificis-de poca altura amb dissenys oberts.
Avantatges:
- Utilitza l'acer de manera eficient i ajuda a reduir els costos del material.
- Permet una ràpida fabricació i instal·lació.
- Facilita la futura expansió.
Els sistemes de marc de portal s'utilitzen habitualment per a magatzems d'acer, tallers de fabricació, centres logístics, edificis agrícoles i instal·lacions d'emmagatzematge.
Estructura de marc rígid
Un sistema de marc rígid consta de bigues i columnes d'acer connectades amb juntes resistents al moment{0}}. Aquestes connexions permeten que el marc resisteixi càrregues verticals i forces horitzontals, proporcionant una gran estabilitat i flexibilitat de disseny.
En comparació amb els sistemes d'estructura més simples, els marcs rígids proporcionen una major resistència estructural i són adequats per a edificis amb càrregues més altes o dissenys més complexos.
Característiques principals:
- Utilitza un feix fort-per-columnar connexions de moment.
- Proporciona resistència al moviment lateral.
- Admet dissenys d'edificis complexos.
- Es pot dissenyar per a estructures de diversos-pisos.
Avantatges:
- Proporciona una excel·lent estabilitat estructural.
- Ofereix una major llibertat per al disseny arquitectònic.
- Admet càrregues més pesades i projectes exigents.
- Pot reduir la necessitat de reforços addicionals.
Els sistemes de marc rígid s'utilitzen habitualment per a edificis comercials, instal·lacions industrials, estructures d'acer de diversos -pisos i altres tipus de projectes d'estructures d'acer que requereixen un rendiment estructural més elevat.
Estructura de marc arriostrada
Un sistema de marc reforçat utilitza membres d'acer diagonals addicionals per millorar l'estabilitat estructural. Els tirants treballen conjuntament amb bigues i columnes per resistir les forces horitzontals provocades pel vent i els terratrèmols.
Aquest sistema millora la resistència lateral mentre s'utilitza l'acer de manera eficient, el que el fa adequat per a edificis que requereixen suport addicional contra forces externes.
Característiques principals:
- Utilitza membres diagonals, en forma de X-o altres arriostraments.
- Millora la resistència al vent i a les forces sísmiques.
- Proporciona un rendiment estructural eficient.
- Es pot combinar amb diferents dissenys de marc d'acer.
Avantatges:
- Proporciona un rendiment fiable en zones de fort-vent i sísmica.
- Millora l'estabilitat general de l'edifici.
- Pot reduir l'ús d'acer en comparació amb sistemes totalment rígids.
Els sistemes de bastidors arriostrats s'utilitzen habitualment per a plantes industrials, edificis-de gran alçada, magatzems en entorns difícils i estructures que requereixen estabilitat lateral addicional.
Estructura de marc de truss
Un sistema d'armadura d'acer utilitza múltiples membres d'acer disposats en patrons triangulars. Aquest disseny geomètric proporciona una gran resistència alhora que redueix el pes estructural, el que el fa adequat per a edificis que requereixen llums molt llargues.
Característiques principals:
- Utilitza diversos membres d'acer connectats en lloc de grans bigues massisses.
- Crea llargs trams amb menys suports interns.
- Distribueix les càrregues de manera eficient a través d'estructures triangulars.
- Proporciona una alta relació de resistència-a-pes.
Avantatges:
- Crea espais lliures-de columnes grans.
- Redueix el pes estructural mantenint la força.
- Proporciona un rendiment excel·lent per a estructures de-longitud.
- Funciona bé per a dissenys complexos de cobertes.
Els sistemes de bastidors d'armadura s'utilitzen habitualment per a hangars d'avions, estadis, aeroports, sales d'exposicions i altres edificis de gran-carrera.
Estructura del marc espacial
Un sistema de marc espacial és una estructura d'acer tridimensional feta d'elements interconnectats disposats en patrons geomètrics. A diferència dels marcs bi-tradicionals, els marcs espacials distribueixen les càrregues en diverses direccions.
Característiques principals:
- Utilitza disposicions de membres d'acer en tres-dimensionalitats.
- Proporciona una alta resistència amb un pes estructural relativament baix.
- Pot cobrir grans àrees amb menys columnes de suport.
- Ofereix opcions de disseny flexibles per a estructures complexes.
Avantatges:
- Crea espais interiors amplis i oberts.
- Proporciona una distribució eficient de la càrrega.
- Apte per a dissenys arquitectònics complexos.
Els sistemes de marc espacial s'utilitzen habitualment per a sostres d'estadis, aeroports, centres d'exposicions i grans edificis públics.
Marc d'acer de calibre lleuger (LGSF)
Els sistemes d'estructura d'acer de calibre lleuger utilitzen seccions d'acer-formades en fred per crear estructures lleugeres. Els components són fàcils de transportar i instal·lar, el que els fa adequats per a edificis més petits i projectes que requereixen una construcció ràpida.
Característiques principals:
- Utilitza seccions d'acer-formades en fred lleugeres.
- Permet una instal·lació ràpida amb eines senzilles.
- Requereix un equip d'aixecament menys pesat.
- Apte per a edificis-petits i mitjans.
Avantatges:
- Fàcil de manejar i transportar.
- Redueix el temps de construcció.
- Proporciona un equilibri pràctic de força i flexibilitat.
Els marcs d'acer de calibre lleuger s'utilitzen habitualment per a edificis residencials, estructures complementàries, oficines i projectes comercials lleugers.
Marc d'acer estructural pesat
Els sistemes de bastidors d'acer estructural pesats utilitzen elements d'acer grans, com ara seccions H laminats en calent- i columnes de caixa fabricades. Estan dissenyats per a projectes que requereixen una gran capacitat de càrrega, llargs recorreguts i un fort rendiment estructural.
Característiques principals:
- Utilitza grans seccions d'acer per a càrregues estructurals importants.
- Proporciona una gran resistència i rigidesa.
- Admet equipament pesat i edificis grans.
- Apte per a condicions de construcció exigents.
Avantatges:
- Maneja càrregues pesades amb eficàcia.
- Proporciona una excel·lent durabilitat estructural.
- Adequat per a-projectes de construcció a gran escala.
Els marcs d'acer estructural pesats s'utilitzen habitualment per a edificis-de gran alçada, centrals elèctriques, instal·lacions industrials i grans projectes d'infraestructura.
Estructura d'acer modular
Un sistema d'estructura d'acer modular utilitza mòduls tridimensionals-construïts en fàbrica-que es transporten al lloc de construcció i es connecten. Els mòduls poden incloure marcs estructurals, parets, acabats i sistemes constructius abans de la instal·lació.
Característiques principals:
- Utilitza mòduls tridimensionals prefabricats-.
- Completa la majoria de treballs de construcció en un entorn de fàbrica.
- Redueix el-temps d'instal·lació al lloc.
- Millora el control de qualitat de la construcció.
Avantatges:
- Escurça els horaris generals de construcció.
- Redueix els-exigències de mà d'obra al lloc.
- Proporciona una qualitat de fabricació constant.
Els sistemes de marcs d'acer modulars s'utilitzen habitualment per a hotels, dormitoris, edificis d'apartaments, instal·lacions temporals i projectes de construcció ràpida.
Com triar el tipus de marc d'acer adequat
El millor tipus de marc d'acer depèn de diversos factors, com ara l'ús de l'edifici, els requisits d'espai, la ubicació, el pressupost i els plans futurs. Les diferents condicions requereixen diferents solucions estructurals.
Ús de l'edifici
La finalitat de l'edifici afecta l'espai, la força i la disposició requerits.
- Magatzems, tallers i edificis d'emmagatzematge: les estructures de marc de portal sovint són adequades perquè proporcionen grans espais oberts amb un ús eficient de l'acer.
- Hangars d'avions: es prefereixen els marcs d'armadura o els marcs espacials perquè poden crear àrees amples i lliures de columnes{0}.
- Edificis comercials de diversos-pisos: s'utilitzen habitualment marcs rígids o armadures per obtenir una major resistència i estabilitat.
Requisits de mida i amplitud de l'edifici
L'amplitud i l'espai interior necessaris afecten quin tipus de marc pot oferir el millor rendiment.
- Edificis de-abast mitjà amb dissenys oberts: els marcs de portal són una opció rendible-.
- Estructures de-envergadura molt gran que requereixen menys columnes: els marcs d'armadura o els marcs espacials són més adequats.
- Edificis que requereixen dissenys flexibles o capacitat de càrrega més alta: els marcs rígids poden oferir un millor rendiment estructural.
Situació i Condicions Ambientals
La ubicació del projecte pot influir en el nivell d'estabilitat estructural requerit.
- Zones amb forts vents o terratrèmols: Sovint es prefereixen els marcs arriostrats o els marcs rígids per a una millor estabilitat lateral.
- Zones costaneres amb alta humitat o exposició a la sal: es recomanen marcs d'acer amb protecció addicional contra la corrosió.
- Regions amb fortes càrregues de neu: els marcs s'han de dissenyar per suportar càrregues més altes del sostre.
Cronologia de construcció
La velocitat de construcció necessària pot afectar l'elecció del tipus de marc d'acer.
- Projectes que requereixen una instal·lació ràpida: els marcs de portal-predissenyats s'utilitzen habitualment perquè els components es poden fabricar amb antelació.
- Projectes amb calendaris de construcció molt curts: els marcs d'acer modulars poden reduir el treball-al lloc.
Requisits pressupostaris
El pressupost del projecte afecta l'equilibri entre el cost i el rendiment estructural.
- Magatzems i tallers rendibles-: els marcs de portal sovint es seleccionen a causa de l'ús eficient del material.
- Projectes que requereixen dissenys únics o traves molt llargues: les armadures o els marcs espacials poden requerir una inversió més gran, però ofereixen millors solucions.
Necessitats d'expansió futures
Els plans futurs s'han de considerar abans de seleccionar un tipus de marc.
- Edificis que poden necessitar ampliacions més endavant: els edificis de marc de portal sovint són més fàcils d'ampliar afegint badies addicionals.
- Edificis amb requisits funcionals canviants: els dissenys de marc flexible poden facilitar les modificacions futures.
El millor sistema d'estructura d'acer és el que s'adapta als vostres requisits d'edifici, condicions d'operació i objectius-a llarg termini. Una anàlisi estructural professional pot ajudar a determinar la solució més eficient alhora que equilibra els costos de seguretat, rendiment i construcció. Escollir el tipus adequat d'estructura d'acer és una part important per aconseguir el millor rendiment global de l'edifici.
Si necessiteu ajuda per triar el sistema de marc d'acer adequat,CNSSestà aquí per ajudar. Poseu-vos en contacte amb nosaltres per obtenir més informació sobre les nostres solucions de construcció d'acer.
