¿Qué es una armadura de acero para techo?
Una armadura de acero para techo es un marco estructural prefabricado hecho de miembros de acero dispuestos en una serie de triángulos. La geometría triangular hace que la armadura sea inherentemente estable: las cargas se soportan principalmente como tensión axial y compresión en los miembros más que como flexión, por lo que se pueden lograr luces largas con relativamente poco material. Esta es la razón por la que las armaduras de techo son la solución estándar para almacenes, plantas industriales, hangares de aviones, gimnasios, edificios agrícolas y salas comerciales que necesitan grandes espacios interiores-libres de columnas.
Las armaduras de techo generalmente se fabrican en el taller a partir de secciones y placas de acero, luego se transportan al sitio y se montan con una grúa, con conexiones en el campo realizadas mediante pernos o soldaduras de alta-resistencia. El diseño y la fabricación siguen el código de estructura de acero aplicable a la región del proyecto, como GB 50017 en China, AISC 360 en Norteamérica o EN 1993 en Europa, utilizando grados de acero estructural como Q235B, Q355B, ASTM A36/A572 o EN 10025 S355.
Componentes principales de una armadura de acero para techo
acorde superior- el miembro límite superior que resiste la compresión axial y las fuerzas de flexión transmitidas desde las correas del techo.
acorde inferior- el miembro límite inferior que actúa como un tirante de tensión que resiste el empuje hacia afuera de la armadura.
Miembros web- miembros diagonales y verticales internos que conectan las cuerdas; transfieren cargas cortantes entre los cordones superior e inferior.
Nodos de cartela- placas de acero donde se cruzan cordones y miembros del alma, conectadas mediante pernos o soldadura.
Nodo ápice- el nodo de conexión más alto donde se unen los dos acordes superiores.
X-arriostramiento- miembros de refuerzo secundarios que proporcionan estabilidad lateral y resisten la torsión inducida por el viento-.
Placas de pared/placas de soporte- placas que soportan los extremos de la armadura y transfieren cargas del techo a columnas o paredes.
Tipos comunes de armaduras de acero para techos
| Tipo de armadura | Geometría | Uso típico |
|---|---|---|
| braguero fink | Redes en forma de W- | Talleres industriales estándar, invernaderos agrícolas, almacenes medianos. |
| braguero de howe | Verticales en compresión, diagonales en tensión. | Cargas pesadas concentradas en plantas industriales y soportes de puentes. |
| braguero Pratt | Verticales en tensión, diagonales en compresión. | Grandes centros logísticos y plantas de gran-envergadura bajo cargas por gravedad |
| braguero Warren | Correas de triángulo equilátero | Luces medianas a largas con cargas distribuidas uniformemente |
| Armazón de tijera | Cordones inferiores inclinados cruzados | Salas de exposiciones, iglesias, vestíbulos que requieran techos abovedados elevados |
| Mono-truss | Pendiente única-perfil-en ángulo recto | Cocheras, ampliaciones de instalaciones, cobertizos de una sola- pendiente |
| Armazón de ventilador | Redes radiantes en forma de abanico- | Amplia-talleres, auditorios y gimnasios |
| Armazón de poste rey | Poste vertical único con dos diagonales. | Garajes-de luz corta, cobertizos para herramientas, marcos de amarre secundarios |
| Armazón de poste reina | Dos puntales verticales simétricos | Cubiertas inclinadas industriales y civiles de luz media- |
La elección del tipo de cercha depende del espacio libre, la pendiente del techo, la carga y los requisitos arquitectónicos. Para un proyecto específico, la geometría de la armadura y los tamaños de los miembros siempre deben confirmarse mediante el diseño estructural de acuerdo con el código vigente.
Ventajas de las armaduras de techo de acero
Alta relación de resistencia-a-peso
Debido a que los miembros de la armadura trabajan principalmente en tensión y compresión axial, el acero se utiliza de manera eficiente y la carga muerta del techo es baja. Los techos más livianos reducen la carga sobre columnas y cimientos, lo cual es especialmente valioso en suelos pobres o donde los cimientos son costosos.
Largos claros
Al convertir los momentos de flexión en fuerzas axiales, las armaduras pueden extenderse mucho más que las vigas sólidas de peso similar, creando-espacios libres de columnas para almacenes, pabellones deportivos y edificios terminales.
Buen comportamiento sísmico y dinámico
La baja masa de una armadura de acero reduce la demanda sísmica y la ductilidad del acero permite que la estructura disipe la energía bajo la acción sísmica cuando las conexiones se detallan adecuadamente.
Construcción rápida e industrializada
Las armaduras se prefabrican en fábrica con cortes y soldaduras precisos, y el montaje en obra se basa principalmente en conexiones atornilladas. Esto acorta el programa de construcción y reduce-la mano de obra en el sitio y el riesgo climático.
Flexibilidad de diseño
La geometría de la armadura se puede adaptar a techos planos, inclinados o curvos, y la red abierta permite que servicios como conductos, tuberías e iluminación pasen a través de la profundidad de la armadura.
Armazones de techo de acero versus armazones de madera
| Artículo | Armazón de techo de acero | Armazón de techo de madera |
|---|---|---|
| Durabilidad | Material inorgánico; resistente a la putrefacción, las termitas y el moho cuando se recubre | Material orgánico; susceptible a los insectos-perforadores de la madera y a la humedad |
| Estabilidad dimensional | Estable; mínima contracción o deformación con el cambio de temperatura | Puede deformarse, dividirse o torcerse con los cambios estacionales de humedad. |
| Capacidad de luz | La alta relación de resistencia-a-peso permite largos espacios libres | Envergadura limitada; Se necesitan secciones pesadas o marcos adicionales para luces amplias. |
| Comportamiento del fuego | No-combustible; protegido por revestimientos- resistentes al fuego cuando sea necesario | Combustible; requiere tratamiento-ignífugo |
| Mano de obra-en el sitio | Montaje prefabricado atornillado, menos cambios en la obra | Amplio marco de campo y carpintería. |
Solicite un diseño y cotización de armadura de acero para techo
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuánto duran las vigas de acero para techos?
Con una protección contra la corrosión adecuada y un mantenimiento periódico, las armaduras de acero para techos pueden proporcionar una vida útil de varias décadas - generalmente del orden de 50 años o más cuando el sistema de revestimiento se adapta a la categoría de corrosividad del sitio y se mantiene. La vida real depende del medio ambiente, la calidad del recubrimiento y la frecuencia de inspección.
P: ¿Se puede fijar un techo interior a vigas de acero?
Sí, pero se deben diseñar los detalles de la conexión, ya que la cuerda inferior es un miembro portador de carga. Se pueden fijar colgadores, clips y marcos en nodos aprobados o a lo largo de la cuerda con conexiones de ingeniería; Un ingeniero estructural debe verificar las cargas de los acabados del techo, el aislamiento y la iluminación.
P: ¿Qué tipos de vigas de acero para techos están disponibles?
Los tipos comunes incluyen la armadura Pratt (diagonales en compresión, verticales en tensión), la armadura Fink (popular para tramos más pequeños y residenciales), la armadura Warren (cinchas triangulares equiláteras) y la armadura Howe (verticales en compresión). El mejor tipo depende de la luz, la pendiente y la carga.
P: ¿Cuál es el espacio típico para las vigas de techo de acero?
El espaciamiento depende de la carga muerta del techo, la luz y las cargas de viento o nieve. En los edificios industriales y comerciales estándar, las cerchas suelen estar espaciadas a intervalos de varios metros - a menudo en el rango de 3 ma 9 m de centro-a-centro - con correas que se extienden entre las cerchas. El espaciamiento exacto debe ser determinado por el diseño estructural.
P: ¿Las vigas de acero para techos requieren mantenimiento?
Las armaduras de acero necesitan mucho menos mantenimiento rutinario que las de madera, pero se recomiendan inspecciones periódicas -, especialmente comprobando el revestimiento en las uniones atornilladas, los detalles de las soldaduras y las áreas donde la pintura se ha rayado, para detectar la corrosión a tiempo.
P: ¿Qué grados de acero se utilizan para las vigas de techo?
Los grados típicos son Q235B y Q355B según GB/T 1591, ASTM A36 y A572 Grado 50 o EN 10025 S235 y S355. Se pueden usar grados de mayor-resistencia para tramos largos donde los tamaños de los miembros se rigen por la resistencia en lugar de la rigidez.