Edificio de acero

Un edificio de acero es una estructura metálica fabricada con acero para el soporte interno y el revestimiento exterior, a diferencia de los edificios con estructura de acero, que generalmente utilizan otros materiales para pisos, paredes y envolvente exterior. Los edificios de acero se utilizan para diversos fines, como almacenamiento, espacios de trabajo y vivienda. Se clasifican en tipos específicos según su uso.

El acero ofrece varias ventajas sobre otros materiales de construcción, como la madera :

• El acero es estructuralmente sólido y se fabrica siguiendo especificaciones y tolerancias estrictas.
• El acero no se deforma, se abomba, se tuerce ni se dobla fácilmente, por lo que es fácil de modificar y ofrece flexibilidad de diseño. Además, el acero es fácil de instalar.
• El acero es económico y su precio rara vez fluctúa .
• El acero permite una mejor calidad de construcción y un menor mantenimiento. ^{[ 2 ]}
• Con la propagación de moho y hongos en edificios residenciales, el uso de acero minimiza estas infestaciones. El moho necesita material húmedo y poroso para crecer. Los montantes de acero no presentan esos problemas. ^{[ 3 ]}

• Conductividad térmica: Los cálculos muestran que el alma de un montante de acero de calibre 18 es aproximadamente 31 veces más delgada que la de un montante de madera de 2x; sin embargo, el acero conduce el calor 310 veces más eficientemente que la madera. Como resultado neto, un montante de acero de 2x conducirá 10 veces más calor que un montante de madera de 2x. ^{[ 4 ]}
• Corrosión: Un diseño defectuoso provoca la corrosión del hierro y el acero en los edificios, lo que conlleva un colapso parcial. ^{[ 5 ] [ 6 ]}
• Puede doblarse en el fuego. ^{[ 7 ]}

Algunos tipos comunes de edificios de acero son los de "pared recta" y "arco", o los barracones Nissen o Quonset . ^{[ 8 ]} Además, el tipo estructural puede clasificarse como de luz libre o de múltiples luces. Un edificio de luz libre no tiene soportes estructurales (por ejemplo, columnas) en el espacio interior ocupado.

Los términos «de paredes rectas» y «de arco» se refieren a la forma exterior del edificio. En términos generales, ambas son formas de arco estructural si se basan en una estructura de armazón rígido. Sin embargo, las estructuras de techo curvas suelen asociarse con el término «arco».

Los edificios con estructura de arco de acero pueden ser rentables para aplicaciones específicas. Se utilizan comúnmente en la industria agrícola. Los edificios de paredes rectas ofrecen un espacio útil mayor que los de arco y se integran mejor en la arquitectura existente. Estos últimos se utilizan habitualmente para uso comercial, industrial y muchos otros tipos de ocupación.

El término "luz libre" se refiere a la estructura interna. Los edificios de acero de luz libre utilizan grandes vigas de soporte superiores, lo que reduce la necesidad de columnas de soporte internas. Estos edificios suelen ser menos rentables que las estructuras con columnas interiores. Sin embargo, otras consideraciones prácticas pueden influir en la selección del estilo de estructura, como el uso del espacio, donde las obstrucciones estructurales internas son indeseables (por ejemplo, hangares de aviones o estadios deportivos). ^{[ 9 ]}

Los edificios Long Bay están diseñados para usarse en vanos de más de 35 pies. Utilizan marcos metálicos prefabricados combinados con vigas convencionales para proporcionar aberturas y espacios libres más grandes en los edificios.

Los contenedores Uniport, originarios del Reino Unido en 1965 tras su desarrollo pionero por Alfred Booth & Co. en 1948, se han implementado ampliamente en todo el mundo, incluyendo el Ártico canadiense, la selva africana y el desierto de Kuwait. Se ensamblan fácilmente con herramientas básicas, son aptos para mano de obra no especializada y se pueden desmontar y reubicar rápidamente. Los contenedores Uniport ofrecen versatilidad, permitiendo extensiones y conexiones, además de opciones de aislamiento y tabiquería. Compactos y eficientes, hasta 60 contenedores Uniport Mark 1 pueden caber en un solo contenedor de 20 pies.

Las partes de un edificio que se ensamblan en taller antes de su envío a la obra se denominan comúnmente prefabricadas . Los edificios de acero más pequeños suelen ser prefabricados o lo suficientemente sencillos como para que cualquiera pueda construirlos. La prefabricación ofrece las ventajas de ser menos costosa que los métodos tradicionales y es más respetuosa con el medio ambiente (ya que no se generan residuos en la obra). ^{[ 10 ]} Los edificios de acero más grandes requieren trabajadores de la construcción cualificados, como los montadores de estructuras metálicas , para garantizar un montaje adecuado y seguro. ^{[ 11 ]}

Existen cinco tipos principales de componentes estructurales que conforman una estructura de acero: elementos a tracción, elementos a compresión, elementos a flexión, elementos de fuerza combinada y sus conexiones. Los elementos a tracción se encuentran generalmente como almas y cordones en cerchas y viguetas de acero de alma abierta. Idealmente, los elementos a tracción soportan únicamente fuerzas de tracción, y se asume que sus conexiones de extremo son articuladas. Las conexiones articuladas impiden que se apliquen momentos (rotación) o fuerzas cortantes al elemento. Los elementos a compresión también se consideran columnas, puntales o postes. Son elementos verticales o almas y cordones en cerchas y viguetas que están sometidos a compresión o aplastamiento. Los elementos a flexión también se conocen como vigas, viguetas, dinteles, correas, dinteles y largueros. Cada uno de estos elementos tiene su propia aplicación estructural, pero normalmente los elementos a flexión soportan momentos flectores y fuerzas cortantes como cargas primarias, y fuerzas axiales y torsión como cargas secundarias. Los elementos sometidos a fuerzas combinadas se conocen comúnmente como vigas-columnas y están sometidos a flexión y compresión axial. Las conexiones son las que unen todo el edificio. Unen estos elementos y deben garantizar que funcionen juntos como una sola unidad. ^{[ 12 ]}

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