El arma secreta de las estructuras de acero: Fundamentos de diseño para conexiones y nodos
En el ámbito de la construcción,Estructuras de aceroSe ha convertido en la opción predilecta para edificios emblemáticos modernos gracias a sus ventajas de alta resistencia, ligereza y eficiencia constructiva. Sin embargo, tras estas ventajas se esconde un secreto crucial, a menudo descuidado: el diseño preciso de conexiones y nodos.
Diseño nodal: el elemento vital deEstructuras de acero
Propiedades mecánicas en el núcleo
Los nodos son necesarios para soportar la transferencia de carga, resistir la deformación y distribuir la tensión. El diseño debe garantizar que:
Rigidez y resistencia para afrontar múltiples pruebas de peso propio, cargas de viento y fuerzas sísmicas.
Se prioriza el desempeño sísmico y se mejora la tenacidad estructural controlando la deformación plástica y la capacidad de disipación de energía.
Simplicidad estructural y viabilidad constructiva
El diseño de los nodos debe equilibrar la prefabricación en fábrica y la eficiencia de la instalación en el sitio:
Evite las concentraciones de tensiones causadas por costuras de soldadura superpuestas y dé preferencia a las conexiones atornilladas estandarizadas.
Deje un espacio de más de 20 mm entre los componentes para evitar la deformación de la soldadura.
Espesor de la placa del nodo ≥ 6 mm, se debe tener en cuenta el tamaño del error de fabricación
Tres tecnologías de conexión: potenciando la diversidad deestructuras de acero
Conexión soldada: alta eficiencia pero requiere un control preciso
Ventaja: ahorro de material, buena continuidad estructural, adecuado para nodos rígidos de vigas y columnas;
Desafío: es necesario combinar el material del electrodo de soldadura (por ejemplo, acero Q235 con electrodos tipo E43) y controlar estrictamente la temperatura para evitar la deformación.
Uniones atornilladas de alta resistencia: la clave para la resistencia sísmica
Los pernos de tipo fricción dependen de la precarga para resistir el corte y son adecuados para marcos en zonas sísmicas;
Los pernos de tipo compresión tienen una alta capacidad de carga, pero deben calcularse para la resistencia a la compresión de la pared del pozo.
Diseño de piezas críticas: detalles que determinan la estabilidad deestructuras de acero
Nodos rígidos de vigas y columnas
Se deben añadir nervaduras de refuerzo transversales en las posiciones de las almas de las columnas correspondientes a las alas de las vigas;
Relación ancho/espesor del dominio del nodo λn,s ≤ 0,8 (para edificios convencionales) o 1,2 (para edificios ligeros), con placas de refuerzo soldadas en caso de superar el límite.
Nodos de zapata de columna
Las zapatas de columnas articuladas reducen los momentos de flexión y son adecuadas para escenarios con bajas fuerzas laterales;
Se requieren llaves de corte para las bases de las columnas con apoyo en los extremos a fin de evitar el deslizamiento de la placa base.
Innovación tecnológica: reconstrucción digital deEstructuras de acerodiseño de nodo.
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