Como una forma de industrialización de la construcción, el número de edificios prefabricados de ingeniería de estructuras de acero aumenta año tras año en comparación con los anteriores. Desarrollar activamente edificios prefabricados de acero es uno de los portadores más importantes para practicar el concepto de desarrollo ecológico verde.
En los edificios prefabricados, el diseño del piso es extremadamente importante, ya que afecta la seguridad y el impacto económico de la estructura. Por ello, este artículo presenta de forma sistemática el mantenimiento regular de la ingeniería de estructuras de acero, las ventajas y desventajas de los sistemas de ingeniería de estructuras de acero y la importancia de la selección de materiales del sistema de cerramiento.
1. Requisitos de mantenimiento para edificios de estructuras de acero
Como todos sabemos, el “Nido de Pájaro” construido para los Juegos Olímpicos de Beijing 2008 se edificó con ingeniería de estructuras de acero. Sin embargo, esta presenta una desventaja evidente: la facilidad de corrosión. Según estadísticas incompletas, el costo económico de la corrosión de materiales en el mundo representa entre 3 % y 5 % del PIB mundial cada año, y en China equivale aproximadamente al 3,4–5 % del PIB nacional.
El valor de referencia de durabilidad económica de las construcciones de acero mantenidas regularmente suele ser de unos 70 años, mientras que el promedio de las estructuras de hormigón armado (marcos, muros de corte, etc.) es de 50 años. Se puede ver que el mantenimiento regular después de la construcción es especialmente importante para prolongar la vida útil dentro de la ingeniería de estructuras de acero.
Sin embargo, investigaciones recientes revelan que muchos usuarios desconocen que las estructuras de acero requieren mantenimiento periódico, lo que provoca corrosión grave en zonas difíciles de inspeccionar y genera peligros ocultos que reducen la seguridad y funcionalidad de los sistemas de ingeniería de estructuras de acero. A continuación se explican correctamente los requisitos de uso y mantenimiento.
Mantenimiento y cuidado:
Si una estructura de acero está expuesta al aire por largos períodos o en ambientes de baja humedad sin protección de materiales anticorrosivos, el acero se corroe, se deforma y falla bajo tensión, provocando roturas prematuras. Por lo tanto, para que el sistema de ingeniería de estructuras de acero funcione correctamente y alcance su vida útil prevista, es fundamental realizar inspecciones, mantenimiento y cuidado regulares.
El mantenimiento incluye tratamientos anticorrosivos, antióxido y de protección contra incendios, además de revisar deformaciones (como estructura vertical, flexión plana o variaciones de luz en los componentes principales).
Tratamiento anticorrosivo periódico:
En general, la vida útil de una estructura dentro de la ingeniería de estructuras de acero se calcula en unos 50 años al diseñarse. Durante su uso, el daño por sobrecarga es mínimo; la mayoría de los deterioros provienen de la corrosión. Normalmente, las estructuras deben mantenerse cada 3 años, aplicando pinturas del mismo tipo y especificación que el recubrimiento original.
Si los tipos de pintura difieren, la capa protectora no cumplirá con los requisitos anticorrosivos, provocando daños mayores y afectando la estabilidad del sistema de ingeniería de estructuras de acero.
2. Cómo elegir el material del sistema de cerramiento y su importancia
Actualmente, los proyectos de ingeniería de estructuras de acero se aplican ampliamente en diversos campos de la construcción. Al mismo tiempo, las láminas de acero corrugado se utilizan en el sistema de cerramiento de los talleres metálicos.
Los diferentes tipos de láminas pueden satisfacer las funciones estructurales y arquitectónicas, pero también debe considerarse la rentabilidad.
Por lo tanto, al seleccionar el tipo de material, se deben analizar de manera integral varios factores clave dentro de los sistemas de ingeniería de estructuras de acero.
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1. El sistema de cerramiento es fundamental en la selección de materiales.
En términos de durabilidad, la resistencia al envejecimiento, a la intemperie y a la deformación determina la vida útil del cerramiento y la solidez del edificio.
Desde el punto de vista estético, la ingeniería de estructuras de acero resalta color y textura, creando una imagen arquitectónica distintiva.
Desde la fase de diseño, las exigencias de color y textura deben reflejar la intención arquitectónica.
Desde el punto de vista económico, se deben considerar los costos iniciales y los gastos de mantenimiento y sustitución, que influyen notablemente en el presupuesto y los beneficios a largo plazo del sistema de ingeniería de estructuras de acero.
2. Resistencia: debe soportar cargas externas como viento, truenos y lluvia, siendo la prioridad al elegir la lámina. Generalmente, a mayor altura de onda y grosor de placa, mayor inercia y resistencia; sin embargo, aumenta el consumo de acero y deben ajustarse las separaciones de correas. Cuanto mayor sea el espaciamiento, mayores serán las exigencias de resistencia del material de cerramiento.
3. Los materiales del tipo de placa requieren estrictos estándares de protección contra incendios y aislamiento térmico dentro de la ingeniería de estructuras de acero.
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4. Diferentes edificios requieren distintos niveles de aislamiento y protección contra incendios. Los requisitos específicos son los siguientes:
- Placa de acero perfilada: material incombustible, con un límite de resistencia al fuego de 15 minutos.
- Panel sándwich de poliestireno: índice de oxígeno ≥ 30 %, densidad ≥ 15 kg/m³, conductividad térmica ≤ 0,041 W/mk; debido a su baja resistencia al fuego, se usa raramente en proyectos formales de ingeniería de estructuras de acero.
- Panel sándwich de lana de roca o de lana de vidrio: material inorgánico no combustible, espesor ≥ 80 mm (resistencia al fuego ≥ 60 min), espesor < 80 mm (resistencia ≥ 30 min), densidad ≥ 100 kg/m³, conductividad ≤ 0,044 W/mk. Peso elevado e instalación más compleja, especialmente en sistemas de ingeniería de estructuras de acero para grandes talleres.
- Panel sándwich de poliuretano rígido: material de clase B1, densidad ≥ 30 kg/m³, conductividad ≤ 0,027 W/mk, alta resistencia, buena apariencia pero costo elevado. Es actualmente uno de los mejores materiales aislantes para la ingeniería de estructuras de acero, con baja conductividad térmica, gran capacidad portante, alta rigidez y excelente durabilidad.
- Generalmente se utilizan placas de acero galvanizado con aluminio o placas de acero revestidas. Al elegir la placa base, su espesor y fabricante deben ajustarse a los requisitos de uso y función. El espesor ideal oscila entre 0,4 y 0,8 mm. Si la placa de color exterior es demasiado delgada, con el tiempo puede corroerse, deformarse por temperatura o presión de nieve, provocando fugas en el sistema de ingeniería de estructuras de acero.
Ventajas y desventajas del sistema de ingeniería de estructuras de acero del cerramiento
1. El sistema de cerramiento está compuesto por productos terminados y puede reutilizarse. Su método de construcción es relativamente sencillo, aunque tras varios usos pueden aparecer filtraciones; por ello, durante la instalación es fundamental reforzar las medidas de impermeabilización dentro de los sistemas de ingeniería de estructuras de acero.
2. La estructura metálica del cerramiento genera ruido durante la construcción. Normalmente no se utilizan grúas para techos de gran luz, ya que la rigidez del sistema es baja y las placas de color pueden deformarse. Por eso, en la ingeniería de estructuras de acero se suele emplear izado semi-inclinado para evitar daños estructurales.
3. Los remates y molduras del sistema de cerramiento no solo delinean las líneas del edificio, sino que también aportan diseño visual y conexión estructural. Además, mejoran la protección contra viento y lluvia, haciendo que el edificio sea más fuerte y duradero.
Resumen
El sistema de ingeniería de estructuras de acero del cerramiento utiliza menos acero, requiere menos tiempo de instalación y diseño, y se aplica ampliamente en la producción industrial de estructuras metálicas.
Actualmente, estos sistemas de ingeniería de estructuras de acero se emplean en fábricas, talleres y pabellones de exposición pequeños.
En la construcción de capas exteriores se recomienda priorizar placas de acero de color ocultas, que evitan la expansión térmica y la contracción que pueden cortar los tornillos autoperforantes y evitar el envejecimiento de las juntas de goma en zonas lluviosas o de tifones, reduciendo la oxidación y las fugas.
En las regiones del norte con poca lluvia, se sugiere usar aleros de caída libre, más económicos y con mejor estanqueidad.
Este tipo de soluciones dentro de la ingeniería de estructuras de acero se aplica ampliamente en proyectos que no requieren grandes alturas de alero.
