¿Un breve análisis del sistema residencial de estructura ligera de acero de varios pisos en los Estados Unidos?
La tecnología residencial estadounidense de estructura de acero liviano de varios pisos es una tecnología integral que integra estructura de acero liviano, ahorro de energía y aislamiento térmico de edificios, protección contra incendios de edificios, aislamiento acústico de edificios, nuevos materiales de construcción y diseño y construcción. . La división social del trabajo es clara y los fabricantes, constructores y diseñadores de diversos productos trabajan en estrecha colaboración. Impulsado por la Asociación Norteamericana de Estructuras Metálicas y basándose en estándares de diseño de estructuras ligeras de acero recientemente compilados y una amplia publicidad, se ha desarrollado rápidamente. Es previsible que la construcción de estructuras de acero ligeras sea una importante dirección de desarrollo estructural para la construcción de apartamentos y hoteles de varios pisos en los Estados Unidos.
La cuestión más crítica en el desarrollo de tecnología residencial de estructura de acero ligera de varios pisos es el rendimiento de la estructura misma. La estructura del suelo debe tener una luz adecuada y ser lo más ligera posible. Se espera que el suelo tenga una buena rigidez en el plano. La estructura del muro debe soportar cargas verticales (peso propio y cargas vivas del piso) y cargas laterales (cargas de viento y efectos sísmicos horizontales). Las características de los edificios residenciales de acero liviano de varios pisos en los Estados Unidos son las siguientes:
1. El sistema de piso liviano consta de quillas de acero liviano en forma de C y placas delgadas colocadas sobre las quillas. Generalmente, la luz de las vigas es de 3,6 m a 4,8 m, la altura de las vigas es de 254 mm (la luz máxima de las vigas puede alcanzar los 11 m) y el espacio entre las vigas es de 600 mm. El producto de viga patentado desarrollado por American Dietrich Company tiene un gran orificio en el alma, lo cual es muy conveniente para el paso y disposición de las tuberías. Hay tres métodos para pisos, a saber: tablero de fibrocemento de madera de alta densidad; colocación de placa de acero perfilada y vertido de concreto agregado liviano de ceramsita; tablero de fibra de madera orientada desplegable o madera contrachapada laminada de alta densidad. Estos suelos ligeros pueden soportar una carga de 316~365 kg por metro cuadrado.
El peso del sistema estructural del piso es sólo de un cuarto a un sexto del sistema de piso de concreto tradicional de mi país, pero la altura estructural del piso será entre 100 y 120 mm más alta que la del concreto ordinario. losas.
2. Para estructuras de paredes verticales, las paredes horizontales internas se utilizan generalmente como muros de carga. Las columnas de pared son componentes de acero livianos en forma de C. El espesor de la pared es generalmente de 0,84 ~ 2 mm, dependiendo de la carga. el espacio entre las columnas de la pared es generalmente de 400 a 600 mm. El extremo inferior de la columna de pared es una viga de canal inferior con una abertura en forma de U hacia arriba, y el extremo superior de la columna de pared es una viga de canal superior con una abertura en forma de U hacia abajo, y la viga se fija en el lado de la viga del canal superior. Para mejorar la estabilidad de las columnas de pared, generalmente se instalan tres soportes de acero ligeros dentro del rango de altura de las columnas de pared. Este tipo de disposición de estructura de pared puede soportar de manera efectiva y transmitir de manera confiable cargas verticales y es conveniente de colocar, pero la estructura de pared no puede soportar cargas horizontales.
Para resistir cargas de viento horizontales y terremotos, existen dos métodos para sistemas residenciales livianos de acero de varios pisos en los Estados Unidos, a saber, el uso de muros de corte de acero livianos o el uso de estructuras generales de estructura de acero. con tirantes transversales. Los muros de corte de acero liviano generalmente se colocan en paredes residenciales. Los paneles de yeso se cubren con láminas de acero galvanizado de 0,5 mm y luego se fijan sobre columnas de pared de acero liviano para formar un muro de corte similar a una estructura de piel tensionada. Se instalan componentes especiales entre cada capa para conectar los muros de corte superior e inferior, transmitiendo efectivamente las fuerzas de corte horizontales y la tensión causada por las fuerzas horizontales que actúan sobre las columnas de los muros. En áreas sísmicas, para garantizar la seguridad estructural, los marcos de acero con tirantes horizontales se utilizan generalmente como estructuras resistentes a fuerzas laterales, formando un sistema estructural híbrido en el que el acero liviano soporta cargas verticales y el acero general soporta cargas horizontales.
3. Aislamiento de edificios y tecnología de ahorro de energía
En el sistema residencial estadounidense de acero ligero, la tecnología de aislamiento y ahorro de energía ha recibido gran atención. Para las paredes, para garantizar el efecto de aislamiento térmico, en general, además de rellenar la fibra de vidrio entre las columnas de la pared, se pega una capa de material aislante en el exterior de la pared para aislar eficazmente el puente térmico de las columnas de la pared para los paneles de las paredes exteriores están rellenos de fibra de vidrio para reducir la transferencia de calor a través de los pisos; todas las paredes interiores están rellenas de fibra de vidrio entre los montantes de las paredes para reducir la transferencia de calor entre las paredes.
4. Tecnología de protección contra incendios en edificios
Una de las cuestiones más críticas en las estructuras de acero ligeras es la aplicación de tecnología de protección contra incendios. Se pegan paneles de yeso ignífugos en ambos lados de la pared y en el techo del piso. Los cortafuegos comunes y las paredes residenciales están protegidos por paneles de yeso de 25,4 mm (1 pulgada) de espesor para cumplir con el requisito de protección contra incendios de 1 hora. Además, el relleno de fibra de vidrio entre los montantes de la pared y las vigas del suelo también desempeña un papel positivo en la protección contra incendios y la transferencia de calor. Estos productos han pasado pruebas y certificaciones por parte de laboratorios certificados por UL en los Estados Unidos.
Los requisitos para el límite de resistencia al fuego de las casas estadounidenses son más bajos que los de China. Esto está relacionado con el hecho de que el diseño residencial estadounidense pone más énfasis en garantizar el tiempo necesario para escapar, en lugar de poner demasiado énfasis en los requisitos del límite de resistencia al fuego. la casa misma.
5. Tecnología de aislamiento acústico de edificios En los edificios ligeros de acero, el trabajo de investigación y desarrollo estadounidense ha realizado grandes esfuerzos en el tratamiento del aislamiento acústico. Se rellena lana de vidrio entre las paredes internas y externas y las vigas del piso para evitar eficazmente que los componentes de audio se transmitan a través del aire. Para los sonidos de impacto propagados a través de sólidos, las casas livianas de acero de varios pisos en los Estados Unidos han realizado los siguientes tratamientos estructurales: para las paredes del hogar, se utilizan dos columnas de pared para formar dos paredes, dejando un espacio pequeño en el medio para los techos suspendidos; Se utilizan quillas con placas de yeso fijas. Se utiliza una estructura elástica con pequeñas ranuras para reducir eficazmente la transmisión de sonido sólido entre pisos.
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