El marc d'acer és una tècnica de construcció amb un "marc esquelet" de columnes d'acer verticals i bigues en I horitzontals, construïts en una reixeta rectangular per suportar els sòls, el sostre i les parets d'un edifici que estan units al marc.El desenvolupament d'aquesta tècnica va fer possible la construcció del gratacels.
El "perfil" d'acer laminat o secció transversal de les columnes d'acer pren la forma de la lletra "I".Les dues brides amples d'una columna són més gruixudes i amples que les brides d'una biga, per suportar millor l'esforç de compressió a l'estructura.També es poden utilitzar seccions tubulars quadrades i rodones d'acer, sovint farcides de formigó.Les bigues d'acer estan connectades a les columnes amb cargols i fixacions roscades, i històricament connectades per reblons.La "web" central de la biga en I d'acer és sovint més ampla que una xarxa de columna per resistir els moments de flexió més elevats que es produeixen a les bigues.
Es poden utilitzar làmines amples de coberta d'acer per cobrir la part superior del marc d'acer com a "forma" o motlle corrugat, per sota d'una gruixuda capa de formigó i barres de reforç d'acer.Una altra alternativa popular és un sòl de sòls de formigó prefabricat amb algun tipus de coberta de formigó.Sovint, als edificis d'oficines, la superfície final del sòl la proporciona algun tipus de sistema de sòl elevat, amb el buit entre la superfície de caminada i el sòl estructural que s'utilitza per a cables i conductes de tractament d'aire.
El marc s'ha de protegir del foc perquè l'acer s'estova a alta temperatura i això pot provocar que l'edifici s'enfonsi parcialment.En el cas de les columnes això s'acostuma a fer encaixant-lo en algun tipus d'estructura ignífuga com ara maçoneria, formigó o placa de guix.Les bigues es poden revestir de formigó, plaques de guix o ruixades amb un recobriment per aïllar-les de la calor del foc o es poden protegir amb una construcció de sostre resistent al foc.L'amiant va ser un material popular per a la impermeabilització d'estructures d'acer fins a principis dels anys setanta, abans que s'entenguessin completament els riscos per a la salut de les fibres d'amiant.
La "pell" exterior de l'edifici s'ancora al marc mitjançant una varietat de tècniques constructives i seguint una gran varietat d'estils arquitectònics.Per cobrir el marc s'han utilitzat maons, pedra, formigó armat, vidre arquitectònic, xapa i simplement pintura per protegir l'acer de la intempèrie.
Els marcs d'acer format en fred també es coneixen com a marc d'acer lleuger (LSF).
Les làmines primes d'acer galvanitzat es poden conformar en fred en tacs d'acer per utilitzar-les com a material de construcció estructural o no estructural tant per a parets exteriors com de particions en projectes de construcció residencial, comercial i industrial (a la foto).La dimensió de l'habitació s'estableix amb una pista horitzontal que s'ancora al terra i al sostre per perfilar cada habitació.Els tacs verticals estan disposats a les vies, normalment espaciades a 16 polzades (410 mm) de distància, i subjectes a la part superior i inferior.
Els perfils típics que s'utilitzen en la construcció residencial són el tac en forma de C i la pista en forma d'U, i una varietat d'altres perfils.Els elements de marc es produeixen generalment amb un gruix de calibre 12 a 25.Els calibres pesats, com els calibres 12 i 14, s'utilitzen habitualment quan les càrregues axials (paral·leles a la longitud de l'element) són elevades, com en la construcció de càrrega.Els calibres mitjà-pesats, com els calibres 16 i 18, s'utilitzen habitualment quan no hi ha càrregues axials sinó càrregues laterals pesades (perpendiculars al membre), com ara tacs de paret exterior que necessiten resistir les càrregues del vent de la força de l'huracà al llarg de les costes.Els calibres lleugers, com el calibre 25, s'utilitzen habitualment on no hi ha càrregues axials i càrregues laterals molt lleugeres, com en la construcció d'interiors, on els membres serveixen d'emmarcament per desmuntar parets entre habitacions.L'acabat de la paret està ancorat als dos costats de la brida del tac, que varia de 1+1⁄4 a 3 polzades (32 a 76 mm) de gruix, i l'amplada de la banda oscil·la entre 1+5⁄8 a 14 polzades (41 polzades). fins a 356 mm).Les seccions rectangulars s'eliminen de la xarxa per proporcionar accés al cablejat elèctric.
Les fàbriques d'acer produeixen xapa d'acer galvanitzada, el material base per a la fabricació de perfils d'acer conformats en fred.A continuació, la xapa d'acer s'enrotlla en els perfils finals utilitzats per a l'emmarcació.Les làmines estan recobertes de zinc (galvanitzat) per evitar l'oxidació i la corrosió.L'estructura d'acer ofereix una excel·lent flexibilitat de disseny a causa de l'alta relació resistència-pes de l'acer, que li permet abastar llargues distàncies i també resistir les càrregues de vent i terratrèmols.
Les parets amb marc d'acer es poden dissenyar per oferir excel·lents propietats tèrmiques i acústiques: una de les consideracions específiques quan es construeix amb acer format en fred és que es poden produir ponts tèrmics a través del sistema de parets entre l'entorn exterior i l'espai interior condicionat.Es pot protegir contra els ponts tèrmics instal·lant una capa d'aïllament fixat externament al llarg de l'estructura d'acer, que normalment es coneix com a "ruptura tèrmica".
L'espai entre els tacs sol ser de 16 polzades al centre per a les parets exteriors i interiors de la llar, depenent dels requisits de càrrega dissenyats.A les suites d'oficines, l'espai és de 24 polzades (610 mm) al centre per a totes les parets, excepte els pous de l'ascensor i les escales.
L'ús de l'acer en comptes del ferro per a finalitats estructurals va ser inicialment lent.El primer edifici amb estructura de ferro, Ditherington Flax Mill, s'havia construït el 1797, però no va ser fins al desenvolupament del procés Bessemer el 1855 que la producció d'acer es va fer prou eficient perquè l'acer fos un material àmpliament utilitzat.Els acers barats, que tenien una gran resistència a la tracció i compressió i una bona ductilitat, estaven disponibles a partir del 1870, però el ferro forjat i el ferro colat van continuar satisfent la major part de la demanda de productes de construcció a base de ferro, a causa principalment dels problemes de producció d'acer a partir de minerals alcalins.Aquests problemes, causats principalment per la presència de fòsfor, van ser resolts per Sidney Gilchrist Thomas el 1879.
No va ser fins al 1880 que va començar una era de construcció basada en acer suau fiable.En aquesta data, la qualitat dels acers produïts s'havia tornat raonablement constant.[1]
L'edifici d'assegurances de la llar, acabat el 1885, va ser el primer que va utilitzar la construcció d'esquelet, eliminant completament la funció de suport de càrrega del seu revestiment de maçoneria.En aquest cas, les columnes de ferro estan simplement encastades a les parets, i la seva capacitat de càrrega sembla ser secundària a la capacitat de la maçoneria, especialment per a les càrregues del vent.Als Estats Units, el primer edifici amb estructura d'acer va ser l'edifici Rand McNally de Chicago, erigit el 1890.
Hora de publicació: Jun-06-2022