Construcciones metálicas de marco rígido de un solo tramo, o modulares de varios tramos

¿Qué es mejor para su edificación : Marcos rígidos de un solo tramo o de varios tramos?

¿Qué es mejor para su edificio: marcos rígidos de un solo tramo o de varios tramos? La respuesta, como en muchas decisiones, es "Depende".

Depende de qué tan grande sea su edificación. Depende de lo que pretenda hacer con la edificación. Y depende de si puede tolerar un espacio interrumpido por columnas. Tener en cuenta estas "dependencias" le ayuda a determinar si su estructura es factible con un solo tramo o si necesitará varios tramos con las columnas correspondientes.

¿Qué se entiende por Construcción de Marco Rígido?

La construcción de marco rígido también se denomina construcción de marco fijo o resistente a momentos. Estos marcos tienen conexiones rígidas para proporcionar estabilidad en al menos una dirección, y las conexiones transfieren fuerzas de momento de flexión a la base. Existe una continuidad estructural completa entre dos miembros adyacentes y son apropiados cuando se desea eliminar los arriostramientos verticales en una o ambas direcciones.

La construcción de marco estructural con pasadores, también llamada conexión simple, y la construcción de marco semirrígido, también llamada conexión de resistencia parcial, difieren del marco rígido en que las conexiones están hechas para permitir la transferencia de fuerzas axiales y cortantes pero no momentos de flexión.

En una junta con pasador, las conexiones simples pueden proporcionar una ligera cantidad de rigidez, pero tan poca como para ser ignorada en el diseño estructural. Las conexiones con pasador incluyen placas de extremo con listones, delgadas o de profundidad parcial y conexiones de placa de aleta.

Las conexiones semirrígidas o de resistencia parcial tienen continuidad pero no se clasifican como de resistencia total ya que no tienen la resistencia a la flexión de los miembros conectados. El entramado semirrígido se utiliza en construcciones de poca altura con fuerzas horizontales más pequeñas o en vigas con fijación final para ayudar a controlar las deflexiones .

Construcción de Marco Rígido de un solo tramo

El beneficio principal de la construcción de un solo tramo es la capacidad de crear espacios abiertos sin interrupciones por columnas.

La construcción de un solo tramo es apropiada para estructuras más pequeñas con un ancho de marco entre 18m y 36m y alturas de alero entre 3m y 7m. También se prefiere cuando el espacio para la cabeza en las paredes exteriores no es crítico, ya que el tramo se inclina hasta una altura máxima en el centro del ancho de la edificación y se inclina hacia las paredes laterales exteriores.

La rodilla es la parte más profunda del marco, donde se unen la viga y la columna. Un diseño típico es un marco de dos bisagras donde la sección del marco es el medio menos profundo entre la rodilla y la cresta. Los empalmes se realizan típicamente en la rodilla, la cresta y, si es necesario, en otra parte de la viga. Los empalmes se realizan con conexiones de placa de extremo atornilladas.

La construcción de un solo tramo permite columnas ahusadas y los marcos se clasifican en perfil alto, medio y bajo, haciendo referencia a la pendiente del techo metálico.

• Se considera que el perfil bajo tiene una pendiente de 1/4: 12 a 1:12.
• El perfil medio se refiere a pendientes de 2:12 y 3:12.
• El perfil alto tiene una pendiente de 4:12, adecuado para techos que requieren una pendiente significativa del techo o para edificios que requieren alturas grandes y despejadas cerca del tramo medio.

Los marcos de un solo tramo pueden alcanzar anchos de más de 70m para una mayor flexibilidad de diseño y función. Se prefiere la construcción de un solo tramo para auditorios, gimnasios, hangares de aviones, almacenes e instalaciones recreativas donde se desea un espacio sin obstrucciones.

El vano despejado simétrico a dos aguas, el vano despejado asimétrico a dos aguas, el vano despejado de una sola pendiente y los marcos de edificios inclinados son todos ejemplos de diseño de marco rígido de un solo tramo.

Construcción de Marco Rígido de varios tramos

La construcción de varios tramos se utiliza para las estructuras más grandes, como centros de distribución, instalaciones de recuperación de recursos o cualquier otra edificación extremadamente ancha sin muros de carga interiores.

Donde los anchos de un solo tramo están típicamente limitados a 36m debido a la economía, una edificación de varios tramos puede alcanzar 90m de ancho o más. Aún es factible algo más de 90m, pero el movimiento térmico puede requerir la adición de juntas de expansión para estructuras tan gigantescas.

• El entramado de tramos múltiples también se denomina marco modular, de postes y vigas continuas.
• Los marcos de varios tramos se pueden ensamblar utilizando columnas cónicas o rectas. Las columnas ahusadas se colocan en el exterior.
• Las vigas suelen ser miembros cónicos y se consideran anclados, en lugar de conexiones de momento completo.
• Las columnas están diseñadas solo para cargas axiales.

Las edificaciones de varios tramos pueden tener un movimiento de construcción desigual a medida que se asientan diferentes partes del suelo. El efecto es más notorio que en edificaciones sin soportes interiores. Además, una vez que se establecen las columnas, es difícil y costoso moverlas en el futuro. Si es posible que se requiera una renovación o remodelación más adelante en la vida útil de la estructura, es posible que desee reconsiderar el marco rígido de varios tramos.

Determinando el marco rígido más adecuado para Usted.

Dado que el tamaño es la principal diferencia entre la construcción de un solo tramo y de varios tramos, puede comenzar determinando el ancho del marco, el tramo libre y los requisitos de altura del alero de su diseño.

• El ancho del marco se mide entre las superficies exteriores de las vigas o los puntales del alero.
• El tramo libre (espacio despejado) se mide entre las caras interiores de las columnas a cada lado del espacio libre.
• La altura del alero se mide entre la parte inferior de la placa base de una columna de pared y la parte superior del montante del alero.

Los anchos de estructuras metálicas de 36m o menos, son apropiados para la construcción de un solo tramo. Puede construir un solo tramo de hasta 60m de ancho pero con rendimientos financieros decrecientes. Cuanto más grande sea una edificación de un solo tramo, menos rentables serán el diseño y los materiales. A menos que realmente necesite una extensión sin obstrucciones de 60m de ancho, es posible que desee considerar varios tramos para edificios de entre 10m y 60m de ancho.

Para edificaciones extremadamente grandes, la elección es un marco estructural rígido de varios tramos. La mayoría de las estructuras de marco rígido de varios tramos se utilizan para almacenamiento, donde la columna interior ocasional no importa. Para otros usos, como espacios de oficinas, siempre puede ocultar las columnas dentro de las paredes o utilizar las columnas por interés arquitectónico. No existe una longitud máxima establecida para una edificación de estructura rígida, aunque el tamaño del sitio de construcción ciertamente limitará ese factor.

La distribución de momentos en la construcción de un marco estructural rígido se basa en varias variables, incluido el tamaño de los miembros. Por lo tanto, debe establecer el tamaño de los miembros que espera usar al principio del proceso de diseño.

La construcción de marco rígido de un solo tramo y varios tramos se unió a la corriente principal hace décadas y sigue siendo el diseño "de referencia" para estructuras que requieren un espacio abierto sin obstrucciones por columnas o estructuras extremadamente grandes en las que el espacio se extiende a nivel del suelo en lugar de elevándose hacia arriba.

Armado con el ancho del marco, la altura del alero y el espacio libre, tiene suficientes datos para decidir qué estilo de estructura de marco rígido es el adecuado para sus operaciones.