Una combinación de diferentes partes o elementos que juntas forman un edificio se llama estructura. Estas partes o elementos suelen ser lo suficientemente fuertes como para soportar diferentes tipos de cargas. La capacidad de carga de un edificio depende de la manera en que se combina su forma. Hoy en día, las estructuras de acero y las paredes de carga son los tipos de estructuras de edificios más populares. Generalmente, se les conoce como “marcos y paredes soportantes”.
¿Qué es una estructura de acero (estructura con marco de acero)?
La estructura de acero está soportada por componentes estructurales de acero como vigas, columnas y losas. Puede resistir el peso y diversas cargas laterales. En la mayoría de los casos, las estructuras de acero se utilizan para soportar grandes fuerzas y momentos que ocurren cuando se aplican cargas. También se les conoce como marcos viga-columna.
En una estructura de acero, las cargas se transfieren verticalmente desde el piso o la losa hacia las vigas de acero, que luego las transfieren a las columnas de acero y finalmente al suelo. Haga clic aquí para conocer más sobre ¿Qué es la capacidad de carga estructural?
Los edificios de varios pisos deben construirse utilizando estructuras de acero. Generalmente se utilizan para oficinas, instalaciones de restauración y edificios públicos. Las estructuras de acero comunes son edificios metálicos para talleres, oficinas metálicas o edificios grandes. Tienen escaleras y ascensores para que las personas se desplacen y pueden ocupar hasta el 20% del área del piso.
¿Qué es una estructura soportante?
La estructura más antigua y común en la construcción es la estructura soportante. En esta estructura, la carga del techo y las cargas laterales (por ejemplo, viento, terremotos, etc.) son soportadas por las paredes. Luego, las paredes transfieren estas cargas a los pisos inferiores y, finalmente, a la cimentación. Esta estructura también se conoce como una «estructura soportante». Puede que se pregunte: ¿No es la estructura de acero muy resistente? ¿Por qué se necesita una pared para soportarla? Después de leer este artículo sobre por qué el refuerzo de paredes de acero es beneficioso, puede que encuentre la respuesta a esa pregunta.
Una estructura soportante es un edificio con paredes de ladrillo macizo, piedra o concreto aireado que soportan todo el edificio. En un sistema soportante, la presión se transfiere verticalmente desde el piso o la losa del piso hacia las paredes y luego, desde las paredes, hacia la cimentación soportante, es decir, el suelo. Una estructura soportante solo puede construirse hasta una altura limitada. Estas son menos estables que los edificios con marco de acero.
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¿Cuál es la diferencia entre una estructura de acero y una estructura soportante?
Las vigas y columnas de acero forman el “esqueleto” de un edificio con estructura metálica. Estas transfieren las diferentes cargas a los soportes. Las paredes soportantes del marco soportan el peso del edificio. Normalmente, estas paredes de carga son de piedra, aunque también pueden ser de concreto reforzado. En este caso, las paredes transfieren el peso a los soportes.
Existe una diferencia clave entre las estructuras soportantes y las estructuras con marco de acero: los componentes que soportan el peso y lo transfieren a la cimentación son diferentes. En las estructuras soportantes, las paredes soportan el peso. En las estructuras de acero, las vigas y columnas de acero soportan el peso y lo transfieren a la cimentación.
Aquí hay algunas de las principales diferencias entre las estructuras de acero y las estructuras soportantes.
Resistencia sísmica
Los edificios de acero son más estables y menos propensos a ser dañados por terremotos. Esto se debe a que las columnas, vigas y losas forman el marco de la estructura como una unidad única. Sin embargo, las rutas de carga horizontal deben ser claramente definidas, planificadas y descritas.
Por otro lado, es muy difícil construir estructuras soportantes que puedan soportar cargas pesadas, especialmente aquellas que pueden resistir terremotos. Esto se debe a que están hechas de materiales de albañilería como piedras, ladrillos y bloques que están pegados entre sí. Por lo tanto, las estructuras soportantes son menos resistentes a los terremotos. Las estructuras soportantes son adecuadas para la construcción de edificios de poca altura. Sin embargo, también requieren una planificación y construcción cuidadosas.
Espesor de las paredes y espacio útil en el piso
Todas las paredes en un edificio con estructura metálica son más delgadas. Además, las paredes se construyen después de que el marco de acero está listo. Debido a que las paredes de un edificio con estructura metálica son más pequeñas, hay más espacio disponible para colocar alfombras. Por esta razón, los ingenieros y constructores prefieren utilizar estructuras de acero para edificios grandes.
Por otro lado, las estructuras soportantes son el tipo de construcción más antiguo utilizado por el ser humano. Sin embargo, sus paredes son más gruesas, y las paredes de los pisos inferiores son aún más gruesas. Este tipo de construcción no tiene vigas ni columnas. Por esto, las paredes deben construirse primero. Debido a que las paredes en las estructuras soportantes son más gruesas, hay menos área disponible para alfombras. Esto significa que el área de alfombra no se planifica de manera tan eficiente. Por lo tanto, este tipo de construcción rara vez se utiliza en la sociedad moderna.
Diferencias en la construcción y mano de obra
La construcción de acero requiere menos excavación. Aunque no requiere mucho trabajo, sí requiere una variedad de habilidades. Por lo tanto, la construcción de acero requiere trabajadores calificados. Dado que la construcción de acero está hecha de acero, se puede construir más rápidamente.
Se requiere más trabajo de excavación para las estructuras soportantes. Debido a que se construyen con piedras, ladrillos y bloques, lleva más tiempo construirlas. Sin embargo, tanto los trabajadores calificados como los no calificados pueden construirlas.
Diferencias en los materiales
Las estructuras de acero utilizan menos material y, por lo tanto, son más ligeras. Como todo el marco está hecho de acero, puede verse afectado por la corrosión. Si no se emplean las técnicas adecuadas y no se siguen estrictamente las normas o regulaciones, la vida útil de una estructura de acero se reduce.
Las estructuras soportantes requieren más material. Por esta razón, también tienen una carga estática más alta. Sin embargo, utilizan menos acero y, por lo tanto, no requieren protección contra el óxido. Mientras no se violen ciertas normas, la vida útil de una estructura soportante no cambia significativamente.
Uniformidad de las paredes
El grosor de las paredes en una estructura de acero puede mantenerse constante. A medida que aumenta la altura, el grosor de las paredes se mantiene igual. Esto significa que las dimensiones del plano del piso no cambian de un piso a otro.
En las estructuras soportantes, no todos los pisos pueden tener el mismo grosor de paredes. A medida que aumenta la altura de los pisos, las paredes se hacen más gruesas. Esto significa que las dimensiones del plano del piso son diferentes en cada piso.
Flexibilidad en el diseño
La construcción de acero es flexible porque la posición de las paredes puede cambiarse. Se pueden hacer diseños de edificios más útiles. Estas áreas pueden utilizarse para una variedad de fines, y no es necesario construir paredes sobre otras paredes. Además, la construcción de acero permite cortar grandes agujeros en las paredes. Se puede construir cualquier pared en cualquier lugar, lo que facilita el uso y diseño.
En cuanto a la construcción, las estructuras soportantes no pueden ajustarse. Dado que no se pueden mover ni eliminar las paredes, esto reduce su practicidad. En los edificios de carga, las paredes deben construirse piso por piso porque soportan peso. Así que no se pueden mover las paredes, lo que reduce la flexibilidad de uso. Además, existen ciertas restricciones para perforar agujeros en las paredes, ya que esto afectaría la circulación de luz y aire dentro del edificio o la vivienda.
Complejidad del diseño
Con una estructura de marco de acero, no es tan fácil diseñarla como una estructura soportante. Es necesario saber cómo diseñarla y cómo calcular las cargas en la estructura de acero. Si se utiliza un sistema de estructura de acero, se pueden tener vanos más grandes. Se pueden cubrir los espacios tan grandes como se necesite. Además, se pueden agregar elementos voladizos a este sistema.
Por otro lado, es fácil diseñar un edificio con una estructura soportante. Lo que debe tenerse en cuenta es que no es fácil agregar elementos voladizos a este sistema. Y no es posible lograr grandes vanos. Aún existen restricciones en el vano o el tamaño de la habitación.
Diferencias en el costo
Incluso si la cimentación de una estructura de acero es más profunda, el costo no aumenta mucho. Para el desarrollo, las estructuras de acero requieren herramientas y equipos grandes. Normalmente, el marco de acero se construye primero, seguido de las paredes exteriores e interiores. Esto acelera el proceso de construcción.
Por otro lado, la cimentación de una estructura soportante cuesta más que la de una estructura con marco de acero. Sin embargo, la estructura soportante puede construirse sin herramientas y equipos caros. Además, dado que las paredes soportan las losas del piso o el techo, deben construirse primero. Esto significa que todas las paredes deben construirse al mismo tiempo, lo que lleva más tiempo.
Alteraciones en los elementos estructurales
Todas las partes de una estructura de acero son importantes, ya que es un elemento estructural activo. Cualquier alteración en los elementos estructurales puede afectar la seguridad del edificio. Sin embargo, se pueden hacer modificaciones en las paredes de este tipo de construcción.
Las paredes son parte de la estructura soportante y no pueden alterarse. Es importante señalar que las paredes de la estructura soportante no pueden modificarse, eliminarse ni dañarse.
Resumen
En la mayoría de los casos, las estructuras soportantes son más económicas que las estructuras de acero. Sin embargo, esto solo ocurre si las unidades de albañilería utilizadas en la estructura soportante son más baratas que el acero utilizado para las vigas y columnas de una estructura de marco de acero, y si la profundidad de la cimentación está entre 1 y 2 metros.
Cuando el edificio es más grande y necesita construirse de una manera diferente, la construcción de acero suele ser superior a la construcción soportante. Este es el caso, por ejemplo, cuando no se quieren construir paredes sobre otras paredes o cuando el edificio abarca un área grande. La construcción soportante solo es rentable si materiales como ladrillos, piedras y bloques están fácilmente disponibles y son asequibles. Para la mayoría de los edificios, la construcción de acero es, por lo tanto, más fuerte, más duradera y más económica.