Beneficios de la estructura de acero ligero

Jul 17, 2023

Una de las principales ventajas de la estructura de acero ligero es su versatilidad y la variedad de tipos de edificios para los que se puede utilizar.

Las aplicaciones de la estructura de acero ligero van desde viviendas de poca altura hasta desarrollos de varios pisos y múltiples ocupaciones, incluidos marcos estructurales con paneles, sistemas de paredes de relleno externo y construcción modular fuera del sitio completamente terminada. La gama de tipos de edificios está indicada por los proyectos que se muestran en las Figuras 1 a 4.

La amplia gama de aplicaciones se suma a los beneficios que uno esperaría con un método de construcción moderno: rápida velocidad de construcción, alta calidad y rendimiento, excelente seguridad y rentabilidad. Un sector importante para la estructura de acero ligero son los edificios residenciales de cuatro a ocho pisos y los edificios de uso mixto que a menudo comprenden espacio comercial y estacionamiento de automóviles en los niveles inferiores. En estos casos, la característica de ligereza del sistema constructivo es crucial para minimizar las cargas sobre la estructura de soporte.

La estructura ligera de acero comprende secciones en C galvanizadas conformadas en frío de 70 mm a 100 mm de profundidad en los paneles de pared, y secciones en C o vigas de celosía de 150 mm a 300 mm de profundidad en los pisos. Se pueden lograr luces de hasta 6 m, lo que puede eliminar los muros de carga internos y, por lo tanto, genera flexibilidad en la planificación del espacio interno.

Los paneles de pared prefabricados suelen tener una altura de piso (es decir, de 2,7 m a 3,2 m) y hasta 8 m de largo, según el transporte y la elevación.

Se puede construir una casa con tan solo 12 paneles de pared y se pueden entregar hasta cuatro casas o apartamentos grandes por camión. Los pisos se pueden instalar en forma de cassettes de piso prefabricados o como vigas individuales. En la Figura 5 se muestra un proyecto típico de acero ligero durante la construcción.

La opción de usar losas de piso compuestas soportadas por paredes de acero liviano (como se muestra en la Figura 6) es popular en algunos sectores. En este caso, la losa del piso suele tener entre 150 mm y 180 mm de profundidad utilizando una plataforma de acero perfilado con hormigón in situ y luces de hasta 5,5 m cuando se apuntala temporalmente durante la construcción. El peso propio no solo es la mitad del de una losa plana de hormigón, sino que es menos profundo y permite el enrutamiento de conductos suspendidos de la plataforma.

Tanto los pisos con viguetas como los compuestos a menudo usan vigas de piso delgadas que se integran dentro de la zona del piso para crear un espacio más abierto, lo cual es particularmente útil en residencias de ancianos y áreas de vestíbulo. Las escaleras de hormigón y acero generalmente se entregan como parte del paquete de acero ligero y se integran en el modelo de información de construcción (BIM) proporcionado por el proveedor de acero ligero.

El desempeño estructural de las secciones conformadas en frío permite su uso en una amplia variedad de aplicaciones. Una sección en C de acero ligero de solo 1,5 mm de espesor puede soportar hasta 50 kN en compresión. El arriostramiento estructural está integrado en las paredes para mayor estabilidad, de modo que los edificios de mediana altura no requieran núcleos adicionales. Las soluciones de diseño eficientes se logran seleccionando el espesor del acero y la configuración de las secciones para adaptarse a las condiciones de carga específicas.

Los beneficios de la fabricación fuera del sitio y de la estructura de acero liviano en particular se destacan en proyectos residenciales urbanos que a menudo involucran una combinación de casas adosadas y edificios de apartamentos más grandes. La figura 7 muestra un hotel en el centro de la ciudad que utiliza una estructura de acero ligero. Las ventajas que se buscan por parte del cliente y contratista son:

Los desarrollos de uso mixto generalmente comprenden espacios comerciales o minoristas en los niveles inferiores y unidades residenciales en los niveles superiores. Un buen ejemplo es donde se construyen viviendas de tres o cuatro pisos sobre espacios comerciales, como supermercados en áreas urbanas. La naturaleza mixta del proyecto puede ser necesaria por razones de planificación o para maximizar el rendimiento del uso de la tierra.

El requisito clave es una superestructura liviana con la capacidad de extenderse entre las vigas de transferencia y que sea lo suficientemente robusta para tolerar las deflexiones diferenciales de los soportes. La estructura ligera de acero ha demostrado ser la solución perfecta, ya que pesa menos de 100 kg/m2 por planta y logra luces de hasta 6 m entre vigas.

La industria de estructuras de acero ligero está a la vanguardia en BIM, que es esencial para el proceso de fabricación y elimina los problemas en el sitio, especialmente con las interfaces con otros componentes. En una estructura de acero ligero, se crea un modelo BIM 3D de la estructura del edificio en formato IFC y se comparte con el arquitecto del proyecto durante las etapas formativas del diseño.

Es importante que el proveedor de acero ligero sea designado con anticipación para poder maximizar los beneficios de un modelo BIM integrado (ver Figura 8).

A partir de esto, el proveedor de acero ligero produce dibujos de paneles para su fabricación y también para los demás componentes, como vigas de acero y unidades de escalera, que se integran en el modelo. Esto permite una geometría e interfaces consistentes con otras partes clave del edificio, como fachadas y servicios. Los conflictos se identifican y resuelven en esta etapa. El contratista principal o el arquitecto del proyecto a menudo toma el modelo BIM y gestiona las actualizaciones posteriores para que esté disponible para el cliente y el administrador de las instalaciones.

El Steel Construction Institute (SCI) tiene más de 25 años de experiencia en I+D en el sector del acero ligero y trabaja con los principales proveedores de estructuras de acero ligero para preparar guías de diseño sobre diseño estructural, acústica, resistencia al fuego, rendimiento térmico y sostenibilidad. El SCI ha publicado una serie de Fichas Técnicas para orientar técnicamente al sector.

Está claro en el mercado que el futuro de la estructura de acero ligero se basa en los beneficios de valor ofrecidos por la adquisición de un solo punto y el diseño integrado y en responder a los impulsores del cliente para edificios de construcción rápida, livianos y adaptables.

La certificación de producto SCI independiente es beneficiosa para que los nuevos sistemas ganen aceptación en el mercado y se adapta a los sistemas típicos de construcción de acero liviano, que incluyen: Revestimiento y techado, Sistemas de paredes externas, Armazón de acero liviano y Modular.

El Steel Construction Institute desea agradecer a los miembros del Light Steel Forum (que se enumeran a continuación) por su colaboración y por proporcionar imágenes e información.

Metales de Ayrshire

Industrias BW

Rendimiento del edificio Etex

Sistemas de construcción de fusión

Estructura de acero Hadley

Soluciones de construcción de acero de Kingspan

Metek

Santo gobain

Sigmat

Fabricación basada en la visión

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