Las estructuras de acero ligeras y las estructuras de acero pesadas son dos sistemas estructurales comunes en el campo de la construcción, cada uno con características y escenarios de aplicación únicos. La siguiente es una expansión detallada de estos dos sistemas estructurales:
I. Características y Aplicaciones de las Estructuras Ligeras de Acero
Los sistemas de construcción con estructuras de acero liviano utilizan principalmente acero estructural de alta-eficiencia y materiales funcionales de alta-eficiencia, como vigas H-ligeras laminadas en caliente, secciones de acero soldadas livianas, secciones de acero soldadas de alta-frecuencia, secciones de acero-con paredes delgadas-formadas en frío, placas de acero delgadas y tuberías de acero-de paredes delgadas. Estos materiales no sólo tienen una alta resistencia sino que también son livianos, lo que facilita el transporte y la instalación. Las estructuras de acero livianas vienen en varias formas, incluidas casas de pórtico livianas con estructura de acero, estructuras de acero-de paredes delgadas-formadas en frío y estructuras de tubos de acero.
Inicialmente, las estructuras ligeras de acero se utilizaban principalmente para edificios con cargas y luces relativamente pequeñas, como pequeños almacenes y edificios industriales sencillos. Sin embargo, desde la década de 1980, el ámbito de aplicación de las estructuras ligeras de acero se ha ampliado enormemente y ahora se utilizan ampliamente en almacenes, oficinas, plantas industriales, instalaciones deportivas y muchos otros tipos de edificios. Las estructuras de acero ligeras se diseñan teniendo en cuenta la resistencia después del pandeo del alma, lo que reduce la necesidad de refuerzos y, por tanto, reduce el consumo de acero. Las estructuras ligeras de acero son generalmente adecuadas para grúas con un tonelaje inferior a 20 toneladas. Para las grúas de gran-tonelaje, se requieren estructuras de acero pesadas para garantizar una seguridad suficiente.
II. Características y aplicaciones de estructuras de acero pesado
Las estructuras de acero pesado se utilizan principalmente en edificios que soportan grandes cargas y tienen grandes luces, como grandes plantas petroquímicas, grandes plantas de forja de maquinaria, instalaciones portuarias, estadios de gran-envergadura, centros de exposiciones y edificios con estructura de acero de gran-alza o muy alto-. Estos edificios requieren mayor estabilidad estructural y capacidad de carga-, por lo que los materiales y componentes utilizados son más gruesos y resistentes.
III. Definición de estructuras de acero ligeras y pesadas
No existe una frontera clara entre las estructuras de acero ligeras y pesadas. En aplicaciones prácticas, los diseñadores y directores de proyectos pueden determinar si una estructura pertenece a acero ligero o pesado en función de varios factores. Estos factores incluyen:
1. Capacidad de elevación de la grúa: Si la capacidad de elevación es mayor o igual a 25 toneladas, generalmente se considera una estructura de acero pesada.
2. Consumo de acero por metro cuadrado: Si el consumo de acero por metro cuadrado es mayor o igual a 50 kg/m², se puede considerar una estructura de acero pesada.
3. Espesor de las placas de acero del componente principal: si el espesor de las placas de acero del componente principal es mayor o igual a 10 mm, esto es relativamente raro en estructuras de acero livianas.
4. Otros valores de referencia: estos incluyen el costo por metro cuadrado, el peso máximo del componente, la luz máxima, la forma estructural, la altura del alero, etc. Todos estos pueden servir como datos empíricos para determinar si el edificio de una fábrica es de acero pesado o liviano.
5. Normas y documentos técnicos nacionales: De hecho, el término "acero pesado" no existe en las normas y documentos técnicos nacionales. Para distinguirlas de las estructuras de acero livianas, podría ser más apropiado llamar a las estructuras de acero generales "acero ordinario". Las estructuras de acero ordinarias tienen un amplio alcance, abarcando varias estructuras de acero independientemente de la capacidad de carga e incluso incluyen muchos aspectos de las estructuras de acero ligeras.
6. Definición de acero ligero: El acero ligero también es un término relativamente vago. Generalmente hay dos interpretaciones: una se refiere a las estructuras de acero livianas hechas de acero redondo y acero de ángulo pequeño mencionadas en el "Código para el diseño de estructuras de acero expreso" y la otra se refiere a las estructuras de marco de pórtico de un solo-piso sólido-con techos livianos y paredes exteriores especificadas en la "Especificación técnica para estructuras de acero livianas con marco de pórtico expreso". Actualmente, el término "acero ligero" se refiere principalmente a estos últimos, es decir, estructuras con materiales de revestimiento ligeros.
En resumen, la diferencia entre el acero ligero y el acero ordinario no radica en el peso de la estructura en sí, sino en el peso de los materiales de revestimiento que soporta. En términos de conceptos de diseño estructural, las estructuras de acero livianas y las estructuras de acero ordinarias son consistentes; ambos tienen como objetivo cumplir con los requisitos funcionales y de seguridad de los edificios.
