Características de los marcos de acero
Como con cualquier marco, el marco de acero estructural debe considerarse desde dos puntos de vista: (1) la resistencia de las secciones individuales que conforman el marco y (2) la estabilidad general del marco. En resumen, la estabilidad de cualquier estructura depende de la disposición de los miembros de la estructura y del tipo de conexiones utilizadas para unirlos.
Los marcos de acero estructural se pueden clasificar en dos tipos básicos:
- Marcos arriostrados
- Marcos no arriostrados
El concepto de un marco arriostrado implica que se utiliza algún tipo de refuerzo lateral para evitar el movimiento horizontal del marco. Por el contrario, en un marco sin refuerzo, la rigidez de las secciones de transporte de carga en el marco ensamblado debe resistir el movimiento horizontal que se anticipa.
Similar al marco de hormigón armado, las conexiones entre los miembros de la estructura pueden considerarse de tipo pin o resistentes al momento. Las conexiones tipo pin son flexibles y permiten que se produzca rotación entre los miembros conectados cuando se producen desviaciones debido a las cargas aplicadas.
Las conexiones rígidas o resistentes al momento agregan estabilidad al marco por su capacidad de resistir la rotación que ocurre entre las secciones del marco cuando el marco está bajo la influencia de cargas laterales. La cantidad de movimiento lateral experimentado por el marco sin refuerzo ahora depende de la rigidez relativa de los miembros del marco y la rigidez de las conexiones.
En los marcos de acero estructural, el arriostramiento generalmente consiste en arriostramiento transversal de tensión, siempre que no interfiera con las ubicaciones de apertura. Este tipo de arriostramiento permite inversiones de carga y asegura que se proporcione estabilidad en ambas direcciones. La eliminación de uno de estos aparatos producirá inestabilidad en el marco porque los aparatos de tensión no están diseñados para resistir cargas de compresión.
Cuando se utilizan conexiones resistentes al momento, se pueden eliminar los arriostramientos. Un edificio de acero estructural que usa curvas rígidas como se muestra en la siguiente figura es un ejemplo de un marco sin refuerzo que desarrolla su estabilidad a través de su conexión rígida en el anca.
Sin embargo, las conexiones utilizadas para unir las curvas entre sí se consideran del tipo de pasador, y se requieren refuerzos a lo largo del edificio para garantizar la estabilidad en esa dirección. Un edificio que usa marcos rígidos como estos abarca los principios aplicados a un marco arriostrado y un marco no arriostrado.
En una estructura tridimensional, para garantizar la estabilidad en todas las direcciones, el refuerzo debe proporcionarse en ambos planos de la estructura. En algunos casos, las paredes de mampostería o las escaleras de hormigón armado se utilizan para proporcionar estabilidad lateral.
Edificios metálicos prediseñados
Otro concepto utilizado en marcos de acero estructural es el del edificio de metal preingeniería (PEMB). Si bien este término puede considerarse un nombre inapropiado, ya que todos los edificios deben ser "prediseñados", se usa comúnmente para denotar un edificio que se fabrica y se envía como una unidad empaquetada.
En este caso, el metal generalmente se refiere al acero. Aunque está fabricado y montado de manera muy similar a un marco de acero normal, su diseño se basa en tamaños modulares estándar que se prefabrican y se suministran como unidades completas. Los marcos están diseñados para adaptarse a diferentes requisitos de carga en diferentes tramos, lo que le brinda al cliente una amplia gama de opciones.
Los marcos prediseñados son una combinación de construcción de marco rígido y construcción tipo pin. Por lo general, se colocan sobre cimientos relativamente simples con un piso de grado de losa, están listos para su ocupación en un período de tiempo relativamente corto desde el inicio de la construcción.
