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Un edificio de acero es una estructura de metal fabricada con acero para el soporte interno y para 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 una variedad de propósitos que incluyen almacenamiento, espacios de trabajo y viviendas. Se clasifican en tipos específicos según cómo se utilicen.
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. Los edificios de acero han sido ampliamente aceptados, en parte debido a su rentabilidad. La gama de aplicaciones se ha ampliado con mejores materiales, productos y capacidades de diseño con la disponibilidad de software de diseño asistido por computadora. [ cita requerida ]
El acero ofrece varias ventajas sobre otros materiales de construcción, como la madera :
Algunos tipos comunes de edificios de acero son "de paredes rectas" y "arco", o cabaña Nissen o Quonset . [4] Además, el tipo estructural puede clasificarse como tramo libre o tramo múltiple. Un edificio de luz libre 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 curvo se asocian típicamente con el término arco.
Los edificios con arcos de acero pueden ser 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 usos comerciales, industriales y muchos otros tipos de ocupación.
El tramo claro 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 encuadre, como una ocupación donde las obstrucciones estructurales interiores son indeseables (por ejemplo, hangares de aeronaves o estadios deportivos). [5]
Los edificios de Long Bay están diseñados para usarse en tramos de bahía de más de 35 '. Utilizan marcos de metal prefabricados combinados con vigas convencionales para proporcionar aberturas y espacios libres más grandes en los edificios.
Las partes de la construcción que se ensamblan en el taller antes del envío al sitio se denominan comúnmente prefabricadas . Los edificios de acero más pequeños tienden a ser prefabricados o lo suficientemente simples como para que cualquiera los construya. 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 en el sitio). [6] Los edificios de acero más grandes requieren trabajadores de la construcción calificados, como los trabajadores del hierro , 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 combinados y sus conexiones. Los miembros de tensión se encuentran generalmente como miembros de alma y cuerda en cerchas y viguetas de acero de alma abierta. Idealmente, los miembros de tensión soportan fuerzas de tracción, o fuerzas de tracción, solo y se supone que sus conexiones de extremo están clavadas. Las conexiones de pasador evitan que se aplique cualquier momento (rotación) o fuerzas cortantes al miembro. Los miembros de compresión también se consideran columnas, puntales o postes. Son miembros verticales o miembros de alma y cuerda en cerchas y viguetas que están comprimidos o aplastados. Los miembros de flexión también se conocen como vigas, vigas, vigas, enjutas, correas, dinteles y tirantes. Cada uno de estos miembros tiene su propia aplicación estructural,pero normalmente los elementos de flexión llevarán momentos de flexión y fuerzas cortantes como cargas primarias y fuerzas axiales y torsión como cargas secundarias. Los elementos de fuerza combinados se conocen comúnmente como vigas-columnas y están sujetos a flexión y compresión axial. Las conexiones son las que unen a todo el edificio. Ellos unen a estos miembros y deben asegurarse de que funcionen juntos como una sola unidad.[8]