Edificios de talleres con estructura de acero prefabricada con componentes de acero en forma de H​

I. Materiales de construcción de estructura de acero en forma de H
El acero en forma de H es un tipo de acero económico y eficiente con una forma de sección transversal en "H". Debido a sus características de sección transversal (alas anchas, almas delgadas y distribución simétrica), se utiliza ampliamente en el campo de las estructuras de acero y es el material principal para los talleres de estructura de acero prefabricada.

1. Propiedades del material
Excelentes propiedades mecánicas: ala ancha, gran módulo de sección, fuerte resistencia a la flexión y a la compresión, adecuado para soportar grandes luces y cargas pesadas (como vigas de grúa de fábrica, cerchas de techo, etc.).
Conexión conveniente: El ala es perpendicular al alma, lo que es conveniente para la conexión con pernos o soldadura. Se puede lograr un procesamiento de alta precisión durante la prefabricación en fábrica, y la eficiencia del montaje en el sitio es alta.
Adaptación a la producción industrial: Especificaciones estandarizadas (como altura 200-1000 mm, ancho de ala 100-400 mm, etc.), adecuadas para la producción en masa, con calidad estable y controlable.
2. Tipos comunes
Acero en forma de H laminado en caliente: Formado directamente a través del proceso de laminación de acero, presenta dimensiones de sección transversal precisas y excelentes propiedades mecánicas, y se utiliza ampliamente en componentes principales de carga (como columnas y vigas de acero).
Acero en forma de H soldado: Se fabrica soldando y empalmando placas de acero y se puede personalizar a especificaciones especiales (como altura y grosor no estándar), y se utiliza para componentes no estándar o piezas de refuerzo locales.

II. Edificios de fábrica con estructura de acero prefabricada
Los talleres con estructura de acero prefabricada son un tipo de edificio que utiliza acero en forma de H como marco principal, combinado con otros componentes prefabricados (como techos de chapa de acero de color, paneles de pared, losas de cubierta de piso, etc.). La estructura principal se procesa en la fábrica y luego se transporta al sitio para un montaje rápido.

1. Composición del sistema estructural
Estructura principal de carga:
Columnas de acero: Por lo general, se utiliza acero en forma de H laminado en caliente o soldado para soportar cargas verticales (peso propio, peso del equipo, etc.).
Vigas de acero: Se utilizan vigas de acero en forma de H (como acero en forma de H soldado o acero en forma de H soldado de alta frecuencia) para la carga lateral del techo/piso y se conectan a las columnas de acero a través de pernos de alta resistencia o soldadura para formar un sistema de marco.
Sistema de soporte: Incluye soportes entre columnas (para resistir fuerzas horizontales longitudinales) y soportes de techo (para garantizar la estabilidad fuera del plano), y en su mayoría utiliza perfiles de acero angular, acero redondo o secciones de acero en forma de H.
Estructura de cerramiento
Sistema de techo: Comúnmente se utilizan chapas de acero de color (como chapas de acero recubiertas de zinc aluminizado) + rollos impermeables/algodón aislante, fijados con correas (acero en forma de C o acero en forma de Z). Algunos edificios de fábrica adoptan losas de cubierta de piso compuestas de chapa de acero perfilada (que también sirven como encofrado y capa de carga).
Sistema de pared: Paneles de pared de chapa de acero de color (con ventanas y aberturas de ventilación) o paneles sándwich (con mejor rendimiento de aislamiento térmico y acústico), fijados a las columnas de acero a través de correas o quillas.
Sistema auxiliar:
Conexión básica: La parte inferior de la columna de acero está anclada a la cimentación de hormigón a través de pernos de anclaje para garantizar la estabilidad general.
Interfaces de puertas y ventanas/equipos: Reserve interfaces para aberturas de puertas y ventanas, rieles de vigas de grúa (para edificios de fábrica pesados), conductos de ventilación, etc., para cumplir con los requisitos de producción.
2. Escenarios de aplicación
Plantas industriales: Talleres para fabricación mecánica, montaje de automóviles, procesamiento electrónico, etc., que requieren gran luz (24-60 m), gran espacio (8-12 m) y alta capacidad de carga (tonelaje de grúa 5-50 t).
Almacenamiento y logística: Almacenes de comercio electrónico, centros logísticos de cadena de frío, que requieren una construcción rápida y una alta utilización del espacio.
Edificios públicos: estadios, salas de exposiciones e instalaciones temporales de emergencia (como pabellones de aislamiento de epidemias), que deben tener un período de construcción corto y ser desmontables y reutilizables.
Casas con estructura de acero ligero: edificios de poca altura como edificios de oficinas, dormitorios y casetas de vigilancia, con materiales de cerramiento ligeros (como tableros OSB, tableros de lana de roca).
3. Ventajas principales
Período de construcción corto: Prefabricación en fábrica (precisión de los componentes que alcanza el nivel de milímetros) + conexión con pernos en el sitio, lo que acorta el período de construcción en más del 50% en comparación con las estructuras de hormigón tradicionales (por ejemplo, un edificio de fábrica de 10,000 metros cuadrados se puede completar en aproximadamente 2-3 meses).
Verde y respetuoso con el medio ambiente: El acero se puede reciclar al 100%, con menos trabajo en húmedo en el sitio (sin vertido de hormigón a gran escala) y baja contaminación acústica y por polvo.
Economía: La estandarización de los componentes reduce la pérdida de material y reduce los costos de mano de obra de instalación. La renovación posterior es flexible (como agregar o quitar tabiques, ajustar el diseño);
Capacidad de carga y adaptabilidad: La alta resistencia del acero en forma de H puede cumplir con los requisitos de grandes luces y cargas pesadas, y tiene un excelente rendimiento sísmico (buena ductilidad), lo que lo hace adecuado para áreas propensas a terremotos.
Bajo costo de mantenimiento: El sistema de cerramiento de chapa de acero de color es resistente a la corrosión (protegido por revestimiento), tiene un buen rendimiento a prueba de agua y su vida útil puede superar los 25 años.

III. Puntos clave del diseño típico
Diseño de protección contra incendios: Las estructuras de acero deben recubrirse con revestimientos ignífugos (tipo delgado/tipo grueso) o envolverse con tableros ignífugos para cumplir con los requisitos de límite de resistencia al fuego del "Código para el diseño de protección contra incendios de edificios" (por ejemplo, en un edificio de fábrica con una clasificación de resistencia al fuego de grado II, el límite de resistencia al fuego de las columnas/vigas de acero debe ser ≥2.5 horas /1.5 horas).
Diseño anticorrosión: La superficie de los componentes de acero debe galvanizarse en caliente o recubrirse con pintura anticorrosión (como imprimación epoxi rica en zinc + capa superior de poliuretano), y se requiere una protección mejorada en áreas costeras o de alta humedad.
Diseño de nodos: Los nodos de conexión viga-columna deben cumplir con el principio de nodos fuertes y componentes débiles (como el uso de pernos de alta resistencia tipo fricción + placas de extremo para la conexión) para garantizar la transmisión efectiva de la fuerza durante un terremoto.

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