Estrutura de aço -Steel frame
Steel frame é uma técnica de construção com uma " estrutura de esqueleto " de colunas de aço verticais e vigas I horizontais , construídas em uma grade retangular para suportar os pisos, teto e paredes de um edifício que estão todos presos à estrutura. O desenvolvimento desta técnica tornou possível a construção do arranha -céu .
Conceito
O "perfil" de aço laminado ou seção transversal de colunas de aço assume a forma da letra " I ". Os dois banzos largos de uma coluna são mais grossos e mais largos do que os banzos de uma viga , para melhor suportar as tensões de compressão na estrutura. Seções tubulares quadradas e redondas de aço também podem ser usadas, muitas vezes preenchidas com concreto. As vigas de aço são conectadas às colunas com parafusos e fixadores rosqueados e historicamente conectadas por rebites . A "alma" central da viga I de aço é muitas vezes mais larga do que a alma de um pilar para resistir aos momentos fletores mais altos que ocorrem nas vigas.
Folhas largas de steel deck podem ser usadas para cobrir o topo da estrutura de aço como uma "forma" ou molde corrugado , abaixo de uma espessa camada de concreto e barras de reforço de aço . Outra alternativa popular é um piso de unidades de piso de concreto pré-moldado com alguma forma de cobertura de concreto. Muitas vezes, em edifícios de escritórios, a superfície final do piso é fornecida por algum tipo de sistema de piso elevado com o vazio entre a superfície de passagem e o piso estrutural sendo usado para cabos e dutos de tratamento de ar.
A estrutura precisa ser protegida do fogo porque o aço amolece em alta temperatura e isso pode causar o colapso parcial do edifício. No caso das colunas, isso geralmente é feito envolvendo-as em alguma forma de estrutura resistente ao fogo, como alvenaria, concreto ou gesso cartonado. As vigas podem ser revestidas em concreto, gesso cartonado ou pulverizadas com um revestimento para isolá-las do calor do fogo ou podem ser protegidas por uma construção de teto resistente ao fogo. O amianto era um material popular para estruturas de aço à prova de fogo até o início da década de 1970, antes que os riscos à saúde das fibras de amianto fossem totalmente compreendidos.
A "pele" exterior do edifício é ancorada à estrutura utilizando uma variedade de técnicas construtivas e seguindo uma enorme variedade de estilos arquitectónicos . Tijolos , pedra , concreto armado , vidro arquitetônico , chapas de metal e simplesmente tinta foram usados para cobrir a estrutura para proteger o aço das intempéries.
Estruturas de aço formadas a frio
As estruturas de aço formadas a frio também são conhecidas como estruturas de aço leve (LSF).
Folhas finas de aço galvanizado podem ser moldadas a frio em pinos de aço para uso como material de construção estrutural ou não estrutural para paredes externas e divisórias em projetos de construção residencial, comercial e industrial (foto). A dimensão da sala é estabelecida com um trilho horizontal que é ancorado no piso e no teto para delinear cada sala. Os pinos verticais são dispostos nos trilhos, geralmente espaçados de 16 polegadas (410 mm) e presos na parte superior e inferior.
Os perfis típicos usados na construção residencial são o pino em forma de C e o trilho em forma de U, e uma variedade de outros perfis. Os membros da estrutura são geralmente produzidos em espessuras de 12 a 25 gauge . Calibres pesados, como calibre 12 e 14, são comumente usados quando as cargas axiais (paralelas ao comprimento do membro) são altas, como na construção de suporte de carga. Medidores de peso médio, como calibre 16 e 18, são comumente usados quando não há cargas axiais, mas cargas laterais pesadas (perpendiculares ao membro), como vigas de parede externa que precisam resistir a cargas de vento com força de furacão ao longo da costa. As bitolas leves, como a bitola 25, são comumente usadas onde não há cargas axiais e cargas laterais muito leves, como na construção de interiores, onde os membros servem como estrutura para paredes de desmembramento entre salas. O acabamento da parede é ancorado nos dois lados do flange do pino, que varia de 1+1 ⁄ 4 a 3 polegadas (32 a 76 mm) de espessura, e a largura da teia varia de 1+5 / 8 a 14 polegadas (41 a 356 mm). As seções retangulares são removidas da teia para fornecer acesso à fiação elétrica.
As siderúrgicas produzem chapas de aço galvanizado, material base para a fabricação de perfis de aço formados a frio. A chapa de aço é então formada por rolos nos perfis finais usados para a estrutura. As chapas são zincadas (galvanizadas) para evitar oxidação e corrosão . A estrutura de aço oferece excelente flexibilidade de projeto devido à alta relação resistência-peso do aço, que permite que ele se estenda por longas distâncias e também resista a cargas de vento e terremotos.
As paredes com estrutura de aço podem ser projetadas para oferecer excelentes propriedades térmicas e acústicas – uma das considerações específicas ao construir usando aço moldado a frio é que a ponte térmica pode ocorrer através do sistema de parede entre o ambiente externo e o espaço condicionado interno. A ponte térmica pode ser protegida pela instalação de uma camada de isolamento fixo externamente ao longo da estrutura de aço – normalmente referida como 'ruptura térmica'.
O espaçamento entre os pinos é normalmente de 16 polegadas no centro para paredes externas e internas da casa, dependendo dos requisitos de carga projetados. Em suítes de escritório, o espaçamento é de 24 polegadas (610 mm) no centro para todas as paredes, exceto para poços de elevador e escada.
História
O uso de aço em vez de ferro para fins estruturais foi inicialmente lento. O primeiro edifício com estrutura de ferro, Ditherington Flax Mill , foi construído em 1797, mas foi somente com o desenvolvimento do processo Bessemer em 1855 que a produção de aço se tornou eficiente o suficiente para que o aço fosse um material amplamente utilizado. Aços baratos, que tinham alta resistência à tração e compressão e boa ductilidade, estavam disponíveis por volta de 1870, mas ferro forjado e fundido continuaram a satisfazer a maior parte da demanda por produtos de construção à base de ferro, devido principalmente a problemas de produção de aço a partir de minérios alcalinos. Esses problemas, causados principalmente pela presença de fósforo, foram resolvidos por Sidney Gilchrist Thomas em 1879.
Não foi até 1880 que uma era de construção baseada em aço macio confiável começou. Naquela data, a qualidade dos aços produzidos havia se tornado razoavelmente consistente.
O Edifício do Seguro Residencial , concluído em 1885, foi o primeiro a utilizar a construção de estrutura de esqueleto, removendo completamente a função de suporte de carga de seu revestimento de alvenaria. Neste caso as colunas de ferro são meramente embutidas nas paredes, e sua capacidade de carga parece ser secundária à capacidade da alvenaria, principalmente para cargas de vento. Nos Estados Unidos, o primeiro edifício com estrutura de aço foi o Rand McNally Building em Chicago, erguido em 1890.
O Royal Insurance Building em Liverpool projetado por James Francis Doyle em 1895 (erguido de 1896 a 1903) foi o primeiro a usar uma estrutura de aço no Reino Unido.
Veja também
- Estrutura reforçada com flambagem (BRBF)
- Parede cortina (arquitetura)
- Pré-fabricados
- Construção de aço
- Aço estrutural
- Robustez estrutural
Referências
links externos
- Desenvolvimento Histórico do Ferro e Aço em Edificações
- "Está aqui - todos os edifícios de aço." Popular Science Monthly , novembro de 1928, p. 33.
- Site da Steel Framing Industry Association
- Site da Steel Framing Alliance
- Informações Tata Steel/BCSA/SCI