Las estructuras metálicas son grandes armazones de acero, mismos que son dispuestos para diversos fines constructivos, principalmente en obras de gran envergadura donde se requiere de fuerza, durabilidad y sobre todo resistencia.
Aunado a esto, las estructuras logran establecerse con diferentes formas, tamaños y diseños, pero dependerá de las necesidades que el proyecto requiera y donde se instalarán. ¡No dejes de leer este blog y conoce todo acerca de las estructuras metálicas y su aplicación en la construcción!
¿Qué función tiene la estructura metálica?
Primeramente, la función de las estructuras metálicas es estabilizar la construcción, con esto es posible transferir el peso a diferentes zonas del armazón, lo que evita que este se deforme o en casos extremos, se derrumbe debido a la fuerza de compresión que se ejerce sobre ella, ya que sin importar de cuantos elementos se componga la estructura, todos repartirán la fuerza hacía un mismo punto.
Pero para entender mejor la función que debe cumplir este esqueleto de acero, es importante saber que existen dos tipos de cubiertas metálicas, las principales y las secundarias.
En la misma línea, una estructura principal será la encargada de darle estabilidad a todo el conjunto a la par en que contrarresta posibles deformaciones y casi siempre se conforma de vigas y pilares para su soporte.
Por otro lado, la estructura secundaria está dispuesta sobre la principal, de este modo, podrá funcionar como cubierta y fachada para la construcción. Al momento de trabajar, este elemento secundario soporta fuerzas de flexión y compresión.
¿Cómo se clasifican las estructuras metálicas?
Las estructuras metálicas se clasifican en diferentes diseños y se agrupan de acuerdo a su forma y función, por lo que es factible encontrar seis diferentes diseños de estructuras, mismos que son ampliamente utilizados en todo tipo de sitios constructivos alrededor del planeta. A continuación, te presentamos las distintas clasificaciones de estructuras metálicas para que puedas conocer sus principales diferencias.
Estructuras entramadas
Las estructuras metálicas entramadas se pueden definir como las más fáciles de ocupar dentro de cualquier construcción, ya que es común observarlas en la mayoría de las zonas urbanas, pues generalmente se utilizan para la fabricación de edificios.
Para el diseño de estas estructuras, se requieren diversos elementos como vigas, pilares o columnas, que serán colocados de manera vertical u horizontal para el reparto de fuerzas que mantendrán en pie al armazón.
Pese a que requieren múltiples elementos, las estructuras entramadas son bastante ligeras, lo que les permite levantar edificaciones de gran altura, un ejemplo de ello, es el edificio Burj Khalifa, el rascacielos más alto del mundo con 828 metros de altura.
Estructuras metálicas abovedadas
Con respecto a las estructuras metálicas abovedadas, estas se componen de bóvedas, cúpulas o arcos en su construcción; gracias a su diseño se logran cubrir claros más amplios, además se acepta dejar espacios para la ventilación e iluminación del recinto que cubrirán.
Este tipo de diseño abovedado permite equilibrar y repartir el peso de todo el edificio. Los arcos y bóvedas que conforman estas estructuras metálicas se les conoce como dovelas, mismas que se encargan de resistir las fuerzas que reciben.
En cuanto a los ejemplos de las estructuras metálicas abovedadas, se encuentran presentes en diversos sitios arquitectónicos, entre los que podemos destacar las iglesias o catedrales.
Estructuras metálicas trianguladas
Por lo que se refiere a las estructuras trianguladas, estas se componen como indica su nombre, de elementos completamente triangulares, principalmente de barras que están dispuestas de dicha forma.
Al diseño de estas estructuras metálicas también se les conoce como cerchas o celosías; además de ser muy ligeras, son económicas y bastante resistentes, lo que evita deformaciones estructurales.
Particularmente, las estructuras trianguladas se encuentran en distintos proyectos arquitectónicos como lo son naves industriales, puentes o torres. Por ejemplo, un gran referente de este tipo de estructura metálica, es la famosa Torre Eiffel en París, Francia. Misma que integra todos los elementos que componen a una estructura triangular.
Estructuras metálicas colgantes
Mientras tanto, las estructuras metálicas colgantes son aquellas que presentan cables o barras, también conocidas como tirantes, los cuales se unen a los soportes de la estructura, ya sean cimientos o pilares. Estos cables o tirantes son los encargados de soportar el peso estructural, además de brindarle estabilidad.
Los tirantes son los encargados de soportar la fuerza de tracción para mantener en pie a la estructura, por ello, los cables son fabricados con materiales fuertes, en este caso, de acero. Este tipo de estructuras son muy económicas, duraderas y flexibles, aunque claro, cada cierto tiempo es necesario darle su debido mantenimiento.
Dentro de las estructuras metálicas colgantes más famosas del mundo, la más reconocible por encima de todas, es el puente Golden Gate, un puente colgante ubicado en la ciudad de San Francisco, Estados Unidos. En él se puede observar a detalle el funcionamiento de una estructura colgante.
Estructuras metálicas laminares
Las estructuras laminares se caracterizan por ser delgadas y con diseños curvos, además están compuestas por láminas de metal unidas entre sí. Aunque en apariencia estas estructuras parecen débiles, lo cierto es que son capaces de soportar grandes cargas de peso.
La eficiencia que presentan estas estructuras metálicas se debe a la curvatura con la que cuentan, así como la flexibilidad que presentan. Para que este tipo de diseño funcione en estos armazones, hay que contrarrestar en mayor medida las fuerzas de flexión.
Por consiguiente, una de las estructuras laminares que se puede tener como referencia con este diseño, es la famosa Ópera de Sídney, en Australia, la cual se distingue gracias a su forma tan particular.
Estructuras metálicas geodésicas
Finalmente, dentro de la última clasificación de las estructuras metálicas se encuentran las geodésicas. Estos particulares armazones son poco comunes y se componen con un diseño de semiesfera, mismas que se forman a partir de hexágonos o pentágonos.
Pese a no ser muy utilizadas, son ampliamente resistentes, ligeras y con un aspecto que se puede considerar como innovador. Las piezas que conforman un esqueleto geodésico se ensamblan entre sí hasta formar un caparazón.
Una construcción que tiene presente este diseño es la base Amundsen-Scott, la cual se ubica en la Antártida, en ella es posible identificar perfectamente la presencia de una estructura metálica geodésica.
¿Cuáles son las estructuras metálicas más utilizadas?
Como ya lo has podido leer, las estructuras metálicas presentan distintos diseños y formas, por lo que cada una de ellas se utiliza en diferentes sitios y obras arquitectónicas alrededor del mundo. Sin embargo, cuando se trata de saber cuál de estas estructuras es la más utilizada, resulta que son los armazones entramados los que se consideran como las estructuras metálicas con el más amplio aprovechamiento en la construcción.
En síntesis, las estructuras entramadas se ubican en diversos sitios urbanos ya que son los que conforman la mayoría de los edificios, casas y construcciones en el entorno, además de que su diseño sí se considera como un sistema constructivo, el cual puede ser empleado para erigir elementos de gran altura.
Ventajas
Las estructuras metálicas poseen un amplio abanico de beneficios, lo que permite que al utilizarlas dentro de una construcción funcionen de manera efectiva gracias a las ventajas que presentan, mismas que te contamos en el siguiente listado:
- Son económicas.
- Presentan gran resistencia.
- Diseños innovadores.
- Buena estética.
- Tienen buena igualdad y balance en sus materiales.
- Son maleables.
- Soportan movimientos telúricos.
- Se emplean a nivel mundial.
¿Qué se necesita para una estructura metálica?
Los elementos que se necesitan para conformar a las estructuras metálicas son variados, sin embargo, lo que no pueden faltar son los cálculos necesarios para el levantamiento del armazón, así como las fuerzas que deberá soportar y cómo la repartirá al resto de la estructura, lo que depende del diseño que se vaya a requerir.
En segundo lugar, se encuentra todo el equipo de levantamiento y distribución de peso como lo son las grúas, ya que estas permitirán un mejor manejo de cada una de las piezas que conformarán el cuerpo de las estructuras metálicas.
Seguidamente, otro elemento que se necesita para una estructura metálica es el acero, por lo que para este tipo de esqueletos, su construcción puede efectuarse con diferentes perfiles estructurales, mismos que serán dispuestos de manera horizontal y fungirán como columnas y soportes en el entramado metálico.
Dentro de los perfiles que pueden utilizarse para la creación de las estructuras metálicas se encuentra el canal cps, muy común dentro de estructuras pequeñas, medianas y grandes. Asimismo, las vigas IPR e IPS también forman parte del armazón que le dará el diseño a la construcción gracias a su ligereza y versatilidad.
Si quieres conocer más acerca de los perfiles estructurales y cómo se desempeñan dentro de una obra, te recomendamos ver nuestro video titulado “Los perfiles estructurales más usados en construcción ¡Conócelos todos!”, el cual podrás encontrar a través de nuestro canal de YouTube.
Finalmente, es importante contar con las uniones para la estructura, de este modo, es posible tener dos diferentes métodos para unir cada uno de los elementos estructurales, el primero de ellos es por medio de tornillos.
Estos fungirán como conexiones rápidas para elementos ligeros como vigas. El segundo método de unión, es a través de la soldadura, en el que mediante el calor, se logran unir dos o más piezas para que queden completamente fijas.
¿Dónde se aplican?
Las estructuras metálicas se implementan principalmente dentro del sector de la construcción, donde se abarcan ramos industriales, de ingeniería y arquitectura debido a todos los procesos que se requieren para el levantamiento de una estructura de esta clase. Por ello, este tipo de estructuras metálicas se localizan en una gran variedad de espacios como lo son:
- Hospitales.
- Hoteles.
- Almacenes.
- Bodegas Industriales.
- Torres eléctricas.
- Edificios.
- Puentes.
- Casas.
¿Qué tiene que soportar una estructura metálica?
Como lo explicamos con anterioridad dentro de las clasificaciones de las estructuras metálicas, cada una de ellas está sometida a diferentes fuerzas que debe contrarrestar y repartir al resto del esqueleto para que este tenga un funcionamiento ideal.
Los tipos de fuerza que soportan las estructuras metálicas se clasifican en cinco tipos diferentes, donde cada una busca deformar al armazón. A continuación te las presentamos junto a sus características:
- Compresión: Se presenta cuando las fuerzas tienden a aplastarlo y deformarlo.
- Tracción: Sucede en el momento en que las fuerzas estiran o alargan la estructura.
- Torsión: Pasa inmediatamente que las fuerzas tienden a retorcer los elementos.
- Flexión: Puede observarse cuando las fuerzas doblan el material.
- Cortante: Ocurre cada vez que las fuerzas cortan las estructuras.
Estas son las cinco fuerzas que soportan las estructuras metálicas, por esta razón, la construcción de estos elementos se realiza de manera meticulosa, ya que es vital para evitar incidentes fatales que comprometan la integridad del armazón, así como de las personas que podrían estar dentro o cerca de ellas.
Como conclusión, las estructuras metálicas son elementos de gran relevancia dentro del sector de la construcción gracias a las grandes obras arquitectónicas que permiten construir. Su importancia va más allá de servir como elementos estéticos, pues gracias a ellas se han logrado diseñar, fabricar y erigir recintos que de otra manera sería imposible conseguir, además permite mejorar los métodos de construcción y alcanza cada vez más obras arquitectónicas de gran envergadura.
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