Na indústria da construção civil atual, além da concretagem, a construção em estrutura metálica desempenha um papel fundamental. Existem milhares de empresas de engenharia de estruturas metálicas na China, e essa técnica é amplamente utilizada na construção global, principalmente no desenvolvimento de infraestrutura industrial. As fundações são indispensáveis para qualquer projeto de construção, então como a engenharia de estruturas metálicas pode acelerar o desenvolvimento da infraestrutura industrial? Que trabalho preparatório precisa ser feito?
Requisitos de fundação para estruturas de aço no desenvolvimento de infraestrutura fabril
No desenvolvimento da infraestrutura fabril, a construção com estruturas metálicas não é adequada para fundações parcialmente naturais e parcialmente artificiais, baseadas em uma única unidade estrutural. Portanto, a fundação em estruturas metálicas utilizadas no desenvolvimento da infraestrutura fabril deve possuir estabilidade absoluta. Quanto ao método de tratamento da fundação, o método de adensamento é geralmente adotado; outra alternativa é o método de fundação profunda, ou seja, quando a edificação não atende aos requisitos de deformação e resistência da fundação, o tratamento da fundação pode ser realizado em solos de baixa capacidade.
Para garantir a construção subsequente de estruturas metálicas em projetos de infraestrutura industrial, é fundamental assegurar a estabilidade absoluta da fundação. Uma fundação perfeita não só facilita a construção da estrutura metálica, como também garante sua utilização segura posteriormente. Trata-se, portanto, de um elemento crucial para a engenharia de estruturas metálicas em projetos de infraestrutura industrial.
Como um dos principais países produtores de aço, a China há muito tempo utiliza o aço no desenvolvimento da infraestrutura fabril e na construção de fábricas. Especificamente, a produção industrial se divide em fábricas de aço leve e fábricas de aço pesado.
Componentes estruturais de edifícios fabris com estrutura de aço no desenvolvimento da infraestrutura industrial
No projeto de desenvolvimento da infraestrutura fabril, a construção de edifícios fabris com estrutura de aço divide-se principalmente nas seguintes partes:
- Componentes embutidos (parafusos de ancoragem): Proporcionam estabilidade estrutural para edifícios fabris e servem como elementos de ancoragem fundamentais em instalações industriais com estrutura de aço durante o desenvolvimento da infraestrutura.
- Colunas: Normalmente construídas com aço de seção H ou aço de seção C (comumente combinadas com conectores de aço angular), formando a principal estrutura de suporte de carga para fábricas com estrutura de aço em projetos de infraestrutura industrial.
- Vigas: Geralmente fabricadas em aço com seção em C ou em H (com a altura da alma determinada pelos requisitos do vão), definem a capacidade de carga dos espaços interiores em edifícios industriais com estrutura de aço.
- Terças: Elementos de aço, predominantemente com seção em C ou em Z, que fornecem sistemas de suporte secundário para telhados de edifícios industriais com estrutura metálica.
- Contraventamento: Elementos de tensão cilíndricos de aço que melhoram a estabilidade estrutural geral na construção de instalações industriais de aço.
- Revestimento: Dois tipos principais: Painéis de chapa única ondulada (chapas de aço coloridas): Solução econômica para projetos de infraestrutura industrial com orçamento limitado. Painéis compostos tipo sanduíche: Proporcionam isolamento térmico (mantendo a estabilidade da temperatura), amortecimento acústico e resistência ao fogo – ideais para instalações com requisitos ambientais e funcionais rigorosos.
No desenvolvimento da infraestrutura de fábricas, a fôrma para pilares de fundação em estrutura metálica também é chamada de fôrma para fundação independente em estrutura metálica. Em relação ao seu modo de produção, a base geralmente serve como plataforma para a concretagem, e os pontos de apoio são soldados ao redor da fôrma. Como a base precisa ser equipada com peças embutidas para conectar a estrutura metálica, a fôrma adota o método de fôrma invertida devido a diversos fatores.
De acordo com as normas de customização pertinentes, os painéis e as nervuras de reforço nas conexões aparafusadas são todos modelos reforçados. A seleção do material deve ser baseada nas dimensões específicas da fundação em aço-concreto, e então a fôrma de aço é montada e soldada seguindo as etapas de construção específicas. As dimensões da fôrma da fundação pré-fabricada em aço são rigorosamente determinadas de acordo com as dimensões específicas do galpão industrial, pois estas determinam os requisitos de resistência da fundação, garantindo um suporte confiável para o desenvolvimento da infraestrutura da fábrica.
Principais vantagens das estruturas metálicas no desenvolvimento da infraestrutura fabril
Leveza, alta resistência e grandes vãos : Embora a densidade do aço seja maior que a de outros materiais de construção, sua resistência é muito alta. Sob a mesma força, o peso próprio da estrutura de aço é pequeno, permitindo a construção de estruturas com grandes vãos, o que é particularmente adequado para atender à demanda por grandes espaços no desenvolvimento da infraestrutura industrial.
Período de construção curto : Os componentes da estrutura do edifício da fábrica são, em sua maioria, pré-fabricados na fábrica e instalados após serem transportados para o local. A montagem é facilitada, o que reduz significativamente o ciclo de desenvolvimento da infraestrutura da fábrica e os custos de construção.
Alta resistência ao fogo : Quando a temperatura da superfície do aço está abaixo de 150 °C, sua resistência varia muito pouco. Quando a temperatura ultrapassa 150 °C, sua resistência diminui significativamente. Geralmente, um revestimento retardante de chamas é aplicado na superfície da estrutura de aço para formar uma película protetora e aumentar o limite de resistência ao fogo do componente. Naturalmente, a divisão adequada de áreas de contenção de incêndio e o uso de portas corta-fogo também são muito importantes. Essas medidas garantem a segurança contra incêndio no desenvolvimento da infraestrutura fabril.
Anti-infiltração e impermeabilização : A infiltração de água da chuva ocorre principalmente através de nós ou frestas, sendo essencial a impermeabilização e a vedação adequadas. Para isso, é necessário utilizar fixação oculta com junta de vedação na abertura do parafuso e aplicar selante ou solda nas sobreposições das placas. O ideal é utilizar placas de dimensões correspondentes para evitar sobreposições. Além disso, um tratamento rigoroso de impermeabilização é realizado em diversos pontos de contato para garantir que os equipamentos internos e a produção da fábrica não sejam afetados pela chuva durante a construção da infraestrutura fabril.
Isolamento acústico e térmico : Preencha a camada de cobertura metálica com materiais de isolamento acústico ou aplique tinta refletora de isolamento térmico na superfície das telhas metálicas para criar um bom ambiente de produção para o desenvolvimento da infraestrutura da fábrica e reduzir o consumo de energia.
Ventilação e refrigeração : Geralmente, não há equipamentos de aquecimento de alta potência instalados especificamente para esse fim nas fábricas, a quantidade de funcionários não é muito grande e não há odores ou poeira, portanto, um ventilador de telhado pode ser utilizado. Para fábricas com estrutura metálica, com vãos maiores e estruturas mais altas, o ideal é instalar um grande exaustor no telhado para expelir o ar para o exterior, criando uma pressão negativa interna e forçando a entrada de uma grande quantidade de ar fresco no galpão, promovendo a convecção. Esse processo é mais eficaz e atende às necessidades de ventilação de diferentes tipos de fábricas, conforme o desenvolvimento da infraestrutura fabril.
Boa iluminação : Instale claraboias ou painéis de vidro em locais específicos do telhado para fornecer luz natural suficiente para o desenvolvimento da infraestrutura da fábrica e economizar energia elétrica com iluminação artificial. No entanto, a vida útil da claraboia e a sua integração com o painel do telhado também devem ser consideradas, e as juntas devem ser impermeabilizadas.
Normas de propriedades mecânicas para aço estrutural no desenvolvimento de instalações industriais
No desenvolvimento da infraestrutura fabril, o aço utilizado na estrutura metálica deve apresentar as seguintes propriedades:
- Maior resistência. Ou seja, a resistência à tração e o limite de escoamento são relativamente altos. Um limite de escoamento elevado permite reduzir a seção transversal, diminuindo assim o peso próprio, economizando aço e reduzindo custos. Uma alta resistência à tração aumenta a segurança da estrutura e garante a estabilidade da estrutura de aço no desenvolvimento da infraestrutura industrial.
- Capacidade de deformação suficiente. Ou seja, boa plasticidade e tenacidade. Boa plasticidade significa que a deformação antes da ruptura da estrutura é mais evidente, evitando assim o risco de ruptura repentina, e a deformação plástica também pode ajustar a tensão máxima local, tornando-a mais suave. Boa tenacidade significa que mais energia é absorvida quando a estrutura se rompe sob carga dinâmica, reduzindo também o risco de falha frágil. Para estruturas com projeto plástico e estruturas em zonas sísmicas, a capacidade de deformação do aço é de particular importância, garantindo o desenvolvimento da infraestrutura fabril para lidar com condições de trabalho complexas.
- Bom desempenho de processamento. É adequado para processamento a frio e a quente e possui boa soldabilidade. Não apresenta efeito adverso significativo na resistência, plasticidade e tenacidade devido a esses processos, o que facilita a produção e a instalação de estruturas de aço no desenvolvimento da infraestrutura fabril.
Além disso, dependendo das condições específicas de funcionamento das estruturas no desenvolvimento da infraestrutura da planta, é necessário atentar para os parâmetros do aço em termos de adaptação a baixas temperaturas, corrosão atmosférica e altas cargas.
Tecnologias-chave de estruturas de aço no desenvolvimento de infraestrutura industrial
Tecnologia de estruturas espaciais : No desenvolvimento da infraestrutura fabril, as estruturas espaciais oferecem vantagens como baixo peso próprio, alta rigidez, design estético e rapidez de construção. Estruturas como treliças de placas com nós esféricos, treliças de seção variável multicamadas e estruturas em casca com tubos de aço como elementos são as formas estruturais mais utilizadas em aplicações de estruturas espaciais de aço na China. Essas estruturas apresentam alta rigidez espacial e baixo consumo de aço, com regulamentações de projeto, construção e inspeção estabelecidas, e podem fornecer desenhos CAD completos. Além das estruturas em grelha, as estruturas espaciais também incluem estruturas treliçadas e estruturas treliçadas tubulares de formato irregular, que atendem à demanda por grandes vãos e estruturas espaciais especiais no desenvolvimento da infraestrutura fabril.
Tecnologia de estrutura de aço leve: Com a nova forma estrutural composta por paredes e cobertura em chapa de aço de cor clara, essa tecnologia é amplamente utilizada no desenvolvimento de infraestrutura industrial. O sistema de estrutura de aço leve é composto por vigas de parede e terças de cobertura em aço de seção transversal larga e paredes finas, soldadas ou laminadas a partir de chapas de aço com espessura de 5 mm ou mais, um sistema de suporte flexível em aço redondo e conexões aparafusadas de alta resistência.
O espaçamento entre colunas pode variar de 6m a 9m, o vão pode atingir 30m ou mais, a altura pode ultrapassar os dez metros, o consumo de aço pode chegar a 20-30 kg/m² e permite a instalação de equipamentos de elevação leves. Atualmente, existem procedimentos de projeto padronizados e empresas de produção especializadas, que oferecem produtos de alta qualidade, instalação rápida, baixo peso, baixo investimento e construção não afetada por fatores ambientais. Trata-se de uma escolha ideal para edifícios industriais leves no desenvolvimento da infraestrutura fabril.
Tecnologia de estruturas mistas de aço e concreto: A estrutura de suporte de carga composta por vigas e pilares de aço ou aço e componentes de concreto é uma estrutura mista de aço e concreto, e seu escopo de aplicação no desenvolvimento de infraestrutura industrial está em expansão. A estrutura mista possui as vantagens tanto do aço quanto do concreto, com alta resistência geral, boa rigidez e bom desempenho sísmico.
Quando se utiliza uma estrutura externa de concreto, esta apresenta melhor resistência ao fogo e à corrosão. Componentes estruturais compostos geralmente permitem reduzir a quantidade de aço em 15 a 20%. A combinação de lajes e componentes de concreto armado também oferece as vantagens de menor ou nenhuma necessidade de fôrmas, construção prática e rápida, além de grande potencial de desenvolvimento. São adequados para vigas, pilares e lajes de edifícios de múltiplos pavimentos ou arranha-céus que suportam cargas pesadas em infraestruturas fabris, pilares e lajes de edifícios industriais, etc.
Tecnologia de conexão e soldagem com parafusos de alta resistência: Os parafusos de alta resistência transmitem tensão por atrito e são compostos por três partes: parafusos, porcas e arruelas. A conexão com parafusos de alta resistência apresenta vantagens como construção simples, desmontagem flexível, alta capacidade de carga, boa resistência à fadiga, travamento automático e alta segurança. Substituiu a rebitagem e a soldagem parcial na produção e instalação de estruturas de aço para o desenvolvimento da infraestrutura industrial, tornando-se o principal meio de conexão. Os componentes de aço fabricados em oficina devem adotar as tecnologias de soldagem automática por arco submerso e soldagem por eletroescória. Na instalação e construção em campo, devem ser utilizadas tecnologias de soldagem semiautomática e soldagem com proteção gasosa para garantir a qualidade e a confiabilidade das conexões de estruturas de aço no desenvolvimento da infraestrutura industrial.
Tecnologia de proteção de estruturas de aço: A proteção de estruturas de aço em projetos de infraestrutura fabril inclui prevenção contra incêndio, corrosão e ferrugem. Geralmente, considera-se que, após o tratamento com revestimento retardante de chamas, não é necessário tratamento anticorrosivo, porém, em edifícios expostos a gases corrosivos, o tratamento anticorrosivo ainda é imprescindível. Durante a construção, revestimentos e espessuras adequadas devem ser selecionados de acordo com o tipo de estrutura de aço, os requisitos de resistência ao fogo e as exigências ambientais, visando prolongar a vida útil das estruturas de aço em projetos de infraestrutura fabril.
Resumir
As estruturas de aço tornaram-se uma escolha ideal para o desenvolvimento da infraestrutura moderna de fábricas devido às suas excelentes propriedades mecânicas, modo de construção eficiente, sustentabilidade excepcional e boa compatibilidade com tecnologias inteligentes.
A XTD Steel Structure atua no setor há mais de 20 anos e acumulou vasta experiência em engenharia. De hangares de grandes vãos a diversas fábricas de máquinas pesadas, infraestrutura civil e edifícios de concreto de grande altura, a empresa oferece soluções personalizadas baseadas na tecnologia de fabricação mais avançada do mundo, ajudando as empresas a construir espaços industriais modernos para o futuro.
