Componentes básicos del marco estructural en acero
El marco estructural se compone de una serie de componentes básicos que se combinan en el sitio de construcción. Los elementos principales que comprenden un marco estructural son:
- Pernos de anclaje
- Columnas
- Vigas
- Cubiertas
- arriostramientos
Los elementos secundarios que forman parte del marco de acero incluyen:
- Marcos de puertas
- Marcos de ventanas
- Escaleras
- Pasamanos
- Dinteles
Pernos de anclaje
Debido a que el acero estructural es solo uno de los muchos componentes en el sitio de construcción, su llegada debe coordinarse con otras actividades y oficios. Por lo general, los primeros artículos en llegar al sitio son los pernos de anclaje. Los pernos de anclaje atan el marco estructural a los cimientos y deben ser capaces de resistir cargas laterales y, en muchos casos, elevar cargas.
Para una carga normal, el perno de anclaje suele tener 3/4 pulg. (20 mm) a 1-1/2 pulg. (38 mm) de diámetro y 16 a 24 pulg. (400 a 600 mm) de longitud.
INSERTAR IMAGEN
Los pernos de anclaje deben extenderse por encima de la parte superior de la base de concreto para lidiar con los ajustes de elevación de la placa base, proporcionar un espacio para la lechada y tener una longitud suficiente que se extienda por encima de la placa base de la columna para permitir una tuerca y una arandela.
Columnas
Las columnas son los miembros verticales que soportan todas las cargas de piso y techo de la estructura y transfieren estas cargas a los cimientos. Para distribuir la carga uniformemente sobre la base y para asegurar la columna a los pernos de anclaje, se utiliza una placa base.
Las placas base ligeras, de hasta 2 pulg. (50 mm) en camión, normalmente están soldadas a la columna en el taller. Las placas base más gruesas, de más de 2 pulg. (50 mm) de espesor, normalmente llegan al sitio sin pegarse. Las placas base vienen con orificios que son de 1/4 pulg. (6 mm) más grandes que los pernos de anclaje que los sostienen en su lugar para permitir el ajuste lateral. Las placas base grandes que vienen sin sujetar tienen ángulos de clip soldados a ellas para ayudar a ubicar la sección de la columna una vez que la placa base se ha fijado. Los ángulos también pueden servir como orejetas de elevación.
INSERTAR IMAGEN
Las formas comunes para las columnas son secciones W, redondas o cuadradas HSS. Para cargas pesadas, las columnas también se pueden construir soldando o atornillando varias formas en una sola unidad. En estructuras de varios pisos, las columnas normalmente se extienden más de un piso y se empalman 1-1/2 a 2 pies (450 a 600 mm) por encima del nivel de las vigas del piso para evitar interferencias entre los empalmes de la columna y las conexiones de viga o viga a columna.
Cuando las columnas se apoyan de extremo a extremo, las columnas se muelen para proporcionar una longitud exacta y asegurar una superficie nivelada para la transferencia de carga de una sección de columna a la otra.
Vigas
Las vigas, los miembros horizontales principales de un marco, se extienden de columna en columna y sostienen las vigas intermedias del piso. Llevan cargas de pared y partición y las cargas puntuales que les transmiten las vigas. Las formas W enrolladas o las formas I soldadas de tres placas se usan normalmente como vigas. Las conexiones entre vigas y columnas pueden ser conexiones tipo pin o conexiones resistentes al momento.
Las conexiones tipo pin están diseñadas para resistir solo cargas verticales. Estas conexiones consisten en ángulos o placas atornilladas o soldadas a la banda de la viga y generalmente atornilladas a la brida o banda de la columna de soporte.
INSERTAR IMAGEN 259
Un ángulo de clip, generalmente de 4 pulg. X 4 pulg. X 1/4 pulg. (100 mm X 100 mm X 6 mm), se suelda a la columna y a la brida superior de la viga para proporcionar soporte lateral para la viga. Debido a su flexibilidad, no se puede confiar en las conexiones de tipo pin para resistir cargas laterales.
Por lo tanto, no proporcionan estabilidad lateral al marco estructural. Se deben usar arriostramientos cruzados, muros de corte o un núcleo de concreto para absorber los efectos de las fuerzas laterales y proporcionar la estabilidad necesaria.
Viguetas de acero de red abierta
Las viguetas de acero de banda abierta son productos manufacturados, que proporcionan una alternativa liviana a las secciones laminadas para usar como armazón de techo y piso. Las viguetas de acero de banda abierta normalmente se fabrican en profundidades que van de 10 a 48 pulgadas (250 a 1,200 mm) y en longitudes que varían de 10 a 100 pies (3 a 30 m). Las viguetas se fabrican normalmente en un enfoque de línea de montaje que proporciona economía, uniformidad y calidad en el producto final.
INSERTAR IMAGEN
La fabricación de viguetas de banda abierta está cubierta por una sección especial del código de acero para estructuras que proporciona un estándar mínimo según el cual deben fabricarse todas las viguetas. Pautas detalladas para el tamaño, tipo y ubicación del puente; detalles con viguetas; y el anclaje de la viga al marco estructural están claramente establecidos.
Un ingeniero estructural calificado debe aprobar todas las adiciones y desviaciones del detalle de la viga estándar. Los fabricantes proporcionan catálogos de sus diversas líneas de productos, enumerando las capacidades de carga de los diversos tamaños y tramos de viguetas, lo que permite una fácil selección en la etapa de diseño.
