Viga de acero de carga primaria

Estas vigas de acero que soportan carga primaria son los componentes centrales responsables de transferir cargas verticales dentro de la estructura de acero. A diferencia de las vigas secundarias (como las vigas en I estándar o los canales de acero) que manejan cargas localizadas o distribuidas, estas vigas primarias soportan las cargas concentradas de la plataforma del piso, las vigas secundarias, el equipo y el techo, transfiriéndolas de manera estable a las columnas de acero verticales. La línea de productos comprende tres categorías principales: vigas en H soldadas, vigas en H de sección variable y vigas de sección en caja, todas fabricadas con placas de acero mediante soldadura por arco sumergido y sometidas a pruebas no destructivas (NDT) integrales, así como a tratamientos anticorrosión y resistentes al fuego de múltiples etapas.

Clasificación de categorías de productos

1. Ámbito de aplicación de tres categorías de tes principales

- Vigas en H soldadas de sección constante: Las vigas de acero para carga primaria más utilizadas en el mercado; dimensiones de sección transversal uniformes en todas partes; ciclos de fabricación cortos y costos moderados; Adecuado para luces de piso estándar de 6 a 24 m y requisitos de carga de piso típicos de fábrica.

- Vigas en H de sección variable: tramos más profundos en la mitad del vano y tramos cónicos en los apoyos; diseñado para alinearse con la distribución del momento de flexión del techo; específicamente para techos de fábrica con estructura rígida de pórtico para minimizar el uso ineficiente de acero.

- Vigas cajón soldadas: Sección cajón cerrada de cuatro lados con rigidez torsional bidireccional equilibrada; adecuado para luces extragrandes (24 a 36 m), cargas de grúa excéntricas y megaestructuras de gran altura; aborda las limitaciones de rigidez del eje débil de las vigas en H.

2. Reglas generales de especificación de secciones transversales

- Especificación de vigas en H: H × B × tw × tf (que representa la profundidad de la viga, el ancho del ala, el espesor del alma y el espesor del ala, respectivamente); rango de profundidad del haz: 300–2000 mm.

- Especificación de la viga de caja: B × H × t (que representa el ancho de la sección, la profundidad de la sección y el espesor de la pared de la caja, respectivamente); rango de espesor de pared: 12–50 mm.

- Longitud de dovela terminada en fábrica: Longitudes estándar de 9 my 12 m; las longitudes superiores se prefabrican en segmentos y se empalman/montan en altura in situ.

3. Criterios de selección de materiales primarios

- Q355B: Material de la industria convencional; el límite elástico supera con creces el acero al carbono ordinario; Cumple con los requisitos del 90% de las fábricas de carga pesada y pisos intermedios de gran altura.

- Q235B: Limitado a pisos intermedios interiores de baja altura y carga liviana (luces inferiores a 6 m); baja redundancia de carga; No se recomienda el uso en exteriores.

- Q355NL: Para regiones frígidas con temperaturas de -20°C o inferiores; Posee tenacidad certificada al impacto a baja temperatura para evitar fracturas frágiles en condiciones de frío.

Configuración estandarizada suministrada por la fábrica

1. Configuración del cuerpo de la te principal

Todas las tes principales se fabrican mediante corte, ensamblaje y soldadura de placas de acero; Los perfiles laminados en caliente no se utilizan para modificaciones. La viga principal extralarga se corta en segmentos según los límites de altura de transporte, con biseles de soldadura y márgenes para juntas a tope preconfigurados para evitar problemas asociados con el transporte marítimo o por carretera de gran tamaño; Al llegar al sitio, la alineación y el empalme a gran altitud pueden proceder de inmediato.

2. Componentes de conexión rígida para extremos viga-columna

- Placas terminales atornilladas: el espesor de la placa varía de 18 mm a 50 mm (calculado en función de la fuerza de reacción máxima del soporte); Cuenta con orificios preperforados para pernos de alta resistencia de grado 10,9. Este es el método de conexión más común para vigas de piso primario, eliminando la necesidad de trabajo en caliente en el sitio (soldadura).

- Soldaduras de ranura de penetración total: diseñadas específicamente para vigas primarias de sección en caja de gran altura; Implica el biselado de doble cara de almas y bridas para lograr una unión a tope con una resistencia igual a la del metal base, cumpliendo con los requisitos del código sísmico para estructuras de gran altura.

- Refuerzos de soporte (horizontales y verticales): componentes estructurales obligatorios para vigas primarias; previenen la deformación por cortante del alma en el apoyo y eliminan el riesgo de aplastamiento o colapso local en el extremo de la viga, cumpliendo con las normas estructurales nacionales.

3. Componentes estructurales laterales para cuerpos de vigas

- Refuerzos transversales a mitad de tramo: colocados en puntos de cargas concentradas del equipo o momentos de flexión máximos a mitad de tramo para suprimir la deformación por corte del alma.

- Ménsulas/soportes de viga secundaria: soldados simétricamente en ambos lados de la viga primaria para soportar vigas secundarias desde varias direcciones, acomodando configuraciones de conexión en forma de cruz, diagonales y otras.

- Placas de refuerzo para aberturas de servicios públicos: Placas de refuerzo anulares instaladas alrededor de las aberturas del alma para líneas MEP (mecánica, eléctrica y de plomería) para garantizar que no se reduzca la capacidad de carga de la sección transversal.

- Studs de corte: Las especificaciones incluyen Φ16 y Φ19; Se utiliza para vigas primarias en sistemas de piso de concreto compuesto para permitir la carga colaborativa entre el acero y el concreto, aumentando así la capacidad de carga general.

4. Accesorios de construcción en sitio

- Orejas de elevación prefabricadas: preinstaladas simétricamente en ambos extremos de vigas primarias con un peso superior a 5 toneladas; verificado mediante cálculos de mecánica de elevación y diseñado para elevación vertical de toda la unidad de viga.

- Placas de Conexión Temporal: Se utilizan para la alineación temporal de vigas primarias segmentadas; controla la desalineación de las articulaciones a menos de 2 mm; eliminado mediante molienda una vez finalizado.

5. Tratamiento Integrado Anticorrosión e Ignífugo

- Proceso de eliminación de óxido: las vigas de acero que soportan carga primaria se someten a un granallado estandarizado de grado Sa2.5 para eliminar las incrustaciones de rodadura y el óxido de soldadura suelto, lo que garantiza una adhesión óptima de la película de pintura.

- Sistema de recubrimiento multicapa: Imprimación epoxi rica en zinc + capa intermedia de óxido de hierro micáceo epoxi + acabado de poliuretano; espesor total de película seca de 100 a 160 μm.

- Tratamiento de protección contra incendios: Aplicación de revestimientos ignífugos intumescentes de capa fina o gruesa en función de la clasificación de resistencia al fuego del edificio, cubriendo tiempos totales de resistencia al fuego de 1, 2 ó 3 horas.

- Opción entorno costero: Galvanizado en caliente (componente completo); Espesor del revestimiento de zinc ≥85 μm para resistir la corrosión por niebla salina marina a largo plazo.

6. Accesorios y consumibles de instalación

El suministro estándar incluye pernos, tuercas, arandelas planas y arandelas cónicas de alta resistencia de grado 10.9; Todos los consumibles cumplen con las normas nacionales para conexiones de estructuras de acero.

7. Tres tipos principales de conjuntos de vigas primarias.

- Viga primaria de suelo de sección en H: cuerpo de sección en H + testeras engrosadas en ambos extremos + rigidizadores portantes + ménsulas de viga secundaria + pernos cortantes de ala superior + tratamiento completo anticorrosión y protección contra incendios.

- Viga primaria de cubierta de sección variable con pórtico: Viga en H de sección variable + testeras + refuerzos portantes + listones de correas de ala + tratamiento anticorrosión.

- Viga primaria de sección cajón de alta resistencia: Cuerpo de sección cajón + soldaduras de ranura de penetración total en los extremos + anillos de refuerzo internos y externos + soportes laterales + placas de cierre de extremos engrosadas.

8. Documentación de entrega en fábrica

Certificados de calidad de materiales originales, informes de pruebas 100% ultrasónicas (UT) para soldaduras de Grado I, informes de inspección dimensional y listas de identificación/recubrimiento de componentes.

¿Cuáles son las ventajas clave de utilizar estas vigas de acero para carga primaria?

- Alta capacidad de carga; resistente al pandeo o deformación plástica bajo estrés a largo plazo en aplicaciones de luces largas.

- Alta rigidez general del marco con rendimiento sísmico y de compresión estable; garantiza amplios márgenes de seguridad para los entrepisos.

- Totalmente prefabricado en fábrica con precisión dimensional controlada; solo requiere atornillado en el sitio, lo que resulta en un ciclo de construcción corto.

- La sección transversal compacta de la viga minimiza el consumo de espacio vertical, preservando el espacio útil interior.

- El tratamiento anticorrosión multicapa combinado con una protección contra incendios compatible garantiza una vida útil de más de 50 años tanto para aplicaciones interiores como exteriores.

- Tipos de tramo, profundidad de sección y conexión viga-columna personalizables; adaptable a distribuciones interiores irregulares.

Comparación de características del perfil

1. Diferencias estructurales de carga

- Vigas principales de acero portantes: espesor de placa personalizable; cubre vanos de 6 a 36 m; resistencia a la torsión bidireccional ajustable; Soporta cargas concentradas en todo el suelo.

- Vigas en I y canales de acero: las secciones fijas laminadas en caliente no se pueden modificar; rigidez lateral insuficiente a lo largo del eje débil; soporta sólo cargas puntuales aisladas; luz máxima limitada a 6m.

- Perfiles en C y perfiles huecos circulares: perfiles cerrados de paredes delgadas con poca capacidad de carga concentrada; apto sólo para arriostramiento o marco secundario; prohibido su uso como vigas de carga verticales primarias.

2. Diferencias entre los nodos de conexión

- Vigas principales de acero de carga: Soporta soldadura densa de múltiples soportes (refuerzos) en ambos lados; admite conexiones de vigas secundarias de múltiples ángulos; Adecuado para uniones complejas entre vigas y columnas.

- Secciones laminadas en caliente: Las bridas presentan superficies inclinadas, lo que dificulta el contacto de soldadura extenso; limita la densidad de los puntos de conexión de la viga secundaria.

3. Diferencias en la construcción y el uso del acero

- Vigas principales de acero que soportan carga: los diseños de sección variable permiten que el espesor de la placa disminuya de acuerdo con la reducción del momento flector; Minimiza con precisión el desperdicio de acero y reduce los costos generales.

- Acero estructural laminado en caliente: Dimensiones de sección fijas con un gran margen de seguridad de carga; eficiente para luces cortas pero extremadamente costosa para luces largas.

4. Resumen del alcance de la aplicación de ingeniería.

Las vigas de acero de carga primaria manejan la transferencia de carga principal para pisos, techos y plataformas de equipos completos; otros componentes estructurales de acero sirven como vigas secundarias, soportes o marcos de cerramiento; las dos categorías no son intercambiables.

Proceso de fabricación estandarizado de principio a fin

1. Inspección de materia prima

Verificar los certificados de calidad del material del fabricante original; inspeccionar si hay laminaciones o deformaciones; aplanar las placas no conformes utilizando una máquina niveladora de placas; Analice simultáneamente dibujos para generar listas de corte para alas, almas, refuerzos y placas de conexión.

2. Corte CNC

Cortar placas utilizando equipos de plasma o llama CNC; aplicar biselado uniforme en las ubicaciones de empalme de las vigas primarias; realice cortes de perfiles para almas de vigas de sección variable, dejando un margen de 2 a 3 mm para la contracción de la soldadura.

3. Montaje basado en plantilla

- Vigas primarias en forma de H: Fijar las alas superior e inferior en las plantillas de montaje; instalar webs verticalmente; Utilice soldadura por puntos para posicionar y alinear el centrado del alma y la perpendicularidad de la brida.

- Vigas primarias en forma de cajón: encerrar las cuatro placas dentro de una plantilla de montaje; diafragmas internos preinstalados y soldados por puntos; Controle la desalineación (desplazamiento) de la placa en las juntas.

4. Soldadura automática por arco sumergido (SAW) para costuras principales

- Vigas primarias en forma de H: realice un SAW de un solo lado, luego voltee la viga y use un ranurado con arco de aire para limpiar la raíz; complete la SAW de penetración total en el reverso para eliminar los defectos internos de soldadura.

- Vigas primarias en forma de cajón: Suelde primero las juntas internas de filete del diafragma y luego suelde simultáneamente las cuatro costuras longitudinales principales de la sección de cajón.

- Requisitos de calidad: todas las uniones de las vigas principales deben cumplir con los estándares de soldadura de Grado I; Se requiere 100% de pruebas ultrasónicas (UT) al finalizar.

5. Corrección y enderezamiento de tensiones posteriores a la soldadura.

Utilice una máquina enderezadora hidráulica para corregir la curvatura del ala y el barrido de la viga (flexión lateral); aliviar la tensión residual de la soldadura; Asegúrese de que la rectitud del haz cumpla con los requisitos de tolerancia.

6. Montaje y soldadura de componentes auxiliares.

Marque con precisión las ubicaciones según los dibujos para refuerzos, ménsulas y listones de correas. Los componentes pequeños se sueldan a la viga mediante soldadura protegida con gas CO2; finalmente se ensamblan y sueldan completamente las placas de conexión de los extremos.

7. Perforación de agujeros CNC de precisión

Se utilizan máquinas perforadoras CNC para todas las placas de extremo y placas de conexión de soporte para garantizar la coaxialidad de los orificios de los pernos y eliminar la necesidad de escariado o retrabajo en el sitio.

8. Soldadura por cizallamiento de pernos

Para las vigas principales que soportan losas de piso de concreto compuesto, se utilizan máquinas soldadoras de pernos especializadas para soldar pernos de corte de Φ16 y Φ19, con una desviación de la verticalidad de los pernos controlada dentro de 1°.

9. Acabado y rectificado general

Los cordones de soldadura y las rebabas se eliminan de toda la viga; Se reparan las zonas de refuerzo de la abertura del alma y los defectos superficiales localizados.

10. Aplicación estandarizada anticorrosión e ignífuga

Granallado general hasta grado Sa2.5; aplicación secuencial de imprimación, capa intermedia y capa final con verificación del espesor de la película seca; Aplicación de recubrimientos resistentes al fuego según las clasificaciones de fuego requeridas para zonas específicas.

11. Identificación, Inspección Final y Almacenamiento

Se aplican números de identificación de componentes y marcas de eje/elevación; se verifica la precisión dimensional, los informes de detección de fallas y la documentación del material; Al pasar la inspección, los componentes se empaquetan a prueba de agua para su envío.

Parámetros básicos de rendimiento

1. Tolerancias de fabricación geométrica

- Rectitud del haz: ≤L/1000

- Verticalidad de la brida: ≤B/100

- Desviación dimensional de la sección transversal: ±2 a 3 mm

- Longitudes estándar de segmento terminado: 9m, 12m; Los componentes extralargos se prefabrican en segmentos.

2. Propiedades mecánicas del material base

3. Parámetros estructurales transversales

- Viga en H: Excelente comportamiento a la flexión sobre el eje fuerte; menor rigidez lateral alrededor del eje débil (se basa en losas de piso y vigas secundarias para la restricción lateral); La capacidad de carga aumenta entre un 35% y un 55% después de la modernización con material compuesto de acero y hormigón.

- Viga cajón: Rendimiento bidireccional equilibrado a flexión y torsión; Adecuado para aplicaciones de viga principal de carga excéntrica y puente grúa.

- Coeficiente de resistencia al viento: viga H 1,35, viga cajón 1,55.

- Se deben agregar refuerzos transversales en los puntos de carga concentrada para evitar el pandeo local del alma debido a la tensión del soporte.

4. Parámetros de aceptación de soldadura

- Uniones a tope de viga principal y soldaduras de apoyos críticos: Soldaduras Grado I, 100% Ensayos Ultrasónicos (UT)

- Soldaduras de filete de refuerzo y bracket: Soldaduras Grado II, 20% de Pruebas Ultrasónicas (UT) aleatorias

5. Parámetros anticorrosión e ignífugos.

- Grado de eliminación de óxido: Sa2.5

- Espesor de la película seca de pintura: 100–160 μm

- Duración de la resistencia al fuego: 1h, 2h, 3h

- Espesor del zinc galvanizado en caliente: ≥85 μm

6. Parámetros de conexión

- Pernos de conexión viga-columna: Pernos de alta resistencia grado 10.9

- Grosor de la placa final: 18–50 mm

- Especificaciones de los pernos cortantes: Φ16, Φ19; material: ML15

Ventajas de elegir HAISHENG

- Procesamiento totalmente interno: líneas de producción patentadas para corte de placas de acero, soldadura por arco sumergido y detección de defectos; sin subcontratación, asegurando dimensiones controlables y calidad de soldadura.

- Entrega transfronteriza conforme: entrega simultánea de informes de inspección completos en inglés y documentación de despacho de aduanas para cumplir con los requisitos de supervisión de ingeniería y auditorías aduaneras en el extranjero.

- Soluciones de transporte sobredimensionadas: Suministro de planos constructivos completos para la prefabricación seccional y empalme en obra de vigas principales extralargas, superando las limitaciones del transporte transfronterizo.

- Verificación técnica gratuita: Verificación previa a la venta de la luz de la viga principal, carga y selección de conexiones para mitigar los riesgos de diseño estructural.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cómo elijo entre vigas principales de sección en H y de sección en cajón?

A: Utilice vigas de sección en H para luces inferiores a 24 m con cargas verticales unidireccionales; Utilice vigas de sección cajón para luces superiores a 24 m, cargas excéntricas bidireccionales o cargas de grúa alternativas.

P2: ¿Cortar aberturas en el alma de la viga principal afecta la seguridad estructural?

R: Las aberturas realizadas en lugares distintos de los puntos de momento de flexión máximo (cuando se refuerzan con placas de refuerzo anulares) no comprometen la capacidad de carga; sin embargo, se prohíben las aberturas arbitrarias en zonas de alto momento flector a mitad del vano.

P3: ¿Se puede aplicar in situ el revestimiento resistente al fuego para vigas de acero que soportan carga primaria en una etapa posterior?

R: La aplicación se puede realizar mediante un revestimiento previo en fábrica o mediante un revestimiento en el sitio; El recubrimiento de fábrica garantiza un espesor de película uniforme y, en general, se alinea mejor con los requisitos de programación de proyectos en el extranjero.