¿Qué es una estructura de armadura de acero?
Una armadura de acero es una estructura de miembros rectos de acero conectados en sus extremos para formar una serie de triángulos. Debido a que un triángulo es geométricamente estable, la armadura soporta cargas principalmente en tensión y compresión axiales en lugar de flexión. Esto hace que las cerchas sean excepcionalmente eficientes: los tramos largos se pueden soportar con estructuras relativamente ligeras. Los elementos principales son el cordón superior, el cordón inferior, los miembros del alma (diagonales y verticales) y las cartelas o juntas donde se unen los miembros. Las cerchas se utilizan en tejados, puentes, estructuras de grúas y torres siempre que sean importantes los claros y el peso ligero.
Tipos de armaduras utilizadas en estructuras de grúas
| Tipo | Geometría | Aplicación típica de grúa |
|---|---|---|
| braguero Pratt | Las diagonales se inclinan hacia el centro; verticales llevan compresión | Plumas de grúa fijas de medianas a largas bajo carga por gravedad estándar |
| armadura Warren | Triángulos alternos continuos, sin miembros verticales. | Grúas con pluma de celosía, plumas para grúa sobre orugas, plumas para grúa sobre camión, plumas para grúa torre |
| Armazón de celosía (reticulada) | Diagonales delgadas muy espaciadas que forman una cuadrícula densa | Plumas ultra-pesadas-de gran longitud y estructura de grandes grúas pórtico para exteriores |
Por qué se utilizan cerchas en estructuras de grúas
Relación resistencia-a-peso: las trayectorias de carga triangulares soportan grandes fuerzas con un mínimo de acero, por lo que la estructura móvil de la grúa permanece liviana y se conserva la capacidad de elevación efectiva.
Comportamiento del viento: la celosía abierta deja pasar el viento a través de la estructura, reduciendo la carga de viento que actúa sobre botavaras y mástiles altos y mejorando la estabilidad en sitios expuestos.
Capacidad de luz-larga: las vigas de armadura resisten la flexión y el corte de manera eficiente a lo largo de decenas de metros, lo que brinda a las grúas pórtico y puente luces sin obstáculos y sin soportes intermedios.
Transporte y montaje: los miembros de la armadura se pueden prefabricar, agrupar en forma plana para su envío y montarlos en el sitio con pernos de alta-resistencia, lo que acorta el tiempo de montaje.
Comportamiento a la fatiga: con un detalle adecuado de las juntas y pruebas no-destructivas, las armaduras resisten las cargas dinámicas repetidas de las operaciones de las grúas.
Aplicaciones en sistemas de grúas
Vigas principales de pórtico y puente grúa: las vigas tipo celosía sustituyen a las vigas cajón para luces largas y servicio en exteriores donde la resistencia al viento y el peso ligero son decisivos.
Mástiles y foques de grúas torre: el mástil armado reduce el peso propio-y el área de viento en altura, lo que contribuye a la estabilidad en caso de vuelco.
Plumas de grúa sobre orugas: las plumas de celosía proporcionan el alcance y la rigidez necesarios para colocar componentes pesados en radios largos.
Puentes transportadores y marcos de soporte para pasarelas de grúas, donde los mismos principios de armadura transportan cargas distribuidas en grandes tramos.
Consideraciones de diseño y fabricación
Las estructuras de las grúas están diseñadas según normas de carga y seguridad específicas para equipos de elevación, como GB/T 3811 (especificación de diseño de grúa), ISO 8686-1 (principios de diseño para cargas) y EN 13001 (seguridad de grúa, diseño general), con estructuras de acero según el código estructural aplicable. Los miembros suelen ser de calidad S235, S355 o Q235B, Q355B/Q460, y las uniones soldadas las realizan soldadores certificados con pruebas no-destructivas en conexiones críticas. Debido a que las grúas son máquinas cargadas-por fatiga, los detalles de las juntas, la calidad de la soldadura y los requisitos de inspección merecen más atención que en los marcos de construcción ordinarios. GNEE suministra armaduras de acero y componentes de armaduras para aplicaciones industriales y de grúas, incluidas vigas de grúa de alta resistencia, columnas de caja y placas de refuerzo, fabricadas según las especificaciones del proyecto.
Preguntas frecuentes
¿Por qué los brazos de las grúas se construyen como vigas de celosía?Las plumas de celosía combinan un peso propio-muy bajo con una gran rigidez, por lo que hay más capacidad de la grúa disponible para la carga. La estructura abierta también reduce el área de viento, lo cual es importante en altura y en exteriores.
¿Cuál es la diferencia entre las armaduras Pratt y Warren?En una armadura Pratt, las diagonales se inclinan hacia el centro y las verticales soportan compresión, lo que se adapta a las cargas de gravedad. Una armadura Warren utiliza triángulos alternos sin verticales, lo que brinda un diseño más simple y liviano que es común en las vigas de celosía modernas.
¿Son las armaduras de acero más fuertes que las vigas de alma sólida-?Para un peso determinado, una armadura puede alcanzar mayor profundidad y rigidez que un alma sólida, pero la comparación depende de la aplicación. Se eligen cerchas donde gobiernan el peso ligero, la gran luz y el rendimiento frente al viento; Las vigas cajón a menudo se eligen cuando se requiere rigidez torsional y secciones cerradas.
¿Qué profundidad debe tener una armadura?Como regla general, la profundidad de la armadura suele estar en el rango de 1/10 a 1/15 del claro, pero la profundidad final la establecen las cargas de diseño, los límites de deflexión y las restricciones de espacio libre del proyecto específico.
¿Qué normas rigen el diseño de cerchas de acero para grúas?Las reglas-específicas de las grúas, como GB/T 3811, ISO 8686-1 y EN 13001, rigen las cargas y la seguridad, combinadas con el código de diseño de acero estructural para la ubicación del proyecto.
¿Cómo se conectan y protegen los miembros de la armadura?Los miembros se conectan mediante soldadura o pernos-de alta resistencia en placas de refuerzo. La protección normalmente consiste en granallado, sistemas de pintura o galvanizado en caliente-seleccionados para el entorno operativo.