Materiais de construção em aço referem-se ao termo geral para vários materiais que são compostos principalmente de aço e são processados e formados por meio de fundição, laminação, soldagem, dobra a frio e outros processos, e são usados na estrutura principal ou sistema de fechamento de edifícios e estruturas. Ultrapassaram os materiais tradicionais de tijolo, madeira e pedra e tornaram-se o pilar central da moderna indústria da construção.
Os membros principais incluem:
Aço estrutural: como aço laminado a quente em forma de H, aço em forma de I (aço em forma de I), aço angular, canal de aço, tubo quadrado/retangular (aço em forma de caixa), tubo de aço redondo, chapa de aço, etc., que constituem o esqueleto do edifício (vigas, colunas, treliças).
Vergalhões: Aço roscado, barras de aço redondas lisas, etc., são embutidos no concreto para formar concreto armado, melhorando muito a resistência à tração.
Aço de paredes finas dobrado a frio: As placas de aço finas são dobradas a frio em seções transversais em forma de C, em forma de U, em forma de Z e outras, usadas para estruturas de aço leve (como edifícios residenciais baixos, mezaninos) e estruturas secundárias.
Placas de aço/placas metálicas: Usadas para decks de piso (placas de aço corrugado), sistemas de fechamento de parede/telhado (placas de aço coloridas, painéis sanduíche).
Conectores: Parafusos de alta resistência, materiais de soldagem, placas de conexão, etc., para garantir a integridade e estabilidade da estrutura.
Recursos principais:
Excelente resistência e leveza: A relação resistência-peso extremamente elevada permite a construção de edifícios com grandes vãos e vãos elevados, reduzindo a carga de fundação.
Homogeneidade e confiabilidade: O material é uniforme, as propriedades mecânicas são estáveis, o controle de qualidade do processo de produção é rigoroso e os resultados do cálculo do projeto são confiáveis.
Excelente resistência do plástico: pode absorver muita energia (como terremotos e cargas de vento) e não é propenso a fraturas frágeis repentinas.
Pré-fabricação de fábrica e montagem eficiente: Os componentes são pré-fabricados com precisão na fábrica e a conexão aparafusada ou soldagem é rápida no local, o que encurta muito o período de construção.
Verde e sustentável: Altamente reciclável (a taxa de reciclagem pode chegar a mais de 95%) e a poluição da construção é baixa (principalmente operação a seco).
Design flexível e modelagem livre: Plasticidade forte, fácil de obter formas arquitetônicas complexas e novas e grandes requisitos de espaço.
1. Por que escolher materiais de construção em aço?
Na competição de muitos materiais de construção, os materiais metálicos se destacam e suas vantagens são insubstituíveis:
Excelentes benefícios económicos:
Curto período de construção = rápida recuperação de capital: A velocidade de construção de pré-fabricação e montagem excede em muito as estruturas tradicionais de concreto, economizando muito tempo e custos de mão de obra, e o projeto é colocado em uso mais cedo para gerar benefícios.
Redução dos custos gerais: A redução do peso morto estrutural economiza custos de fundação; a produção fabril reduz o desperdício no local; os custos de manutenção posteriores são relativamente baixos; alta utilização de espaço (grande grade de pilares, pequena seção de vigas e pilares).
Valor a longo prazo: Forte durabilidade reduz a frequência de reformas, tem longa vida útil e bom valor residual (reciclável).
Principais vantagens de desempenho:
Seguro e confiável: Alta resistência e alta ductilidade proporcionam excelente resistência a terremotos e ventos, o que é uma escolha ideal para áreas propensas a terremotos e tufões.
Qualidade estável e controlável: O ambiente de produção da fábrica é rigoroso, os padrões de inspeção de qualidade são altos e a precisão dos componentes é garantida.
Grande vão e grande espaço: Realize facilmente estruturas de grande vão com nenhuma ou poucas colunas (como ginásios, fábricas, salas de exposição).
Fácil de transformar e ampliar: O sistema estrutural é claro, o que é conveniente para reforço posterior, adição de pisos ou redivisão de espaço.
Uma escolha verde para o desenvolvimento sustentável:
Um modelo de economia circular: O aço é um dos materiais com maior taxa de reciclagem atualmente. Pode ser reciclado quase infinitamente sem reduzir o desempenho, reduzindo significativamente o desperdício de construção e o consumo de recursos (de acordo com dados da World Steel Association).
Baixa pegada de carbono: Embora o consumo de energia de produção seja elevado, a sua longa vida, a reciclabilidade e a construção pré-fabricada reduzem o consumo de energia e as emissões no local, tornando competitivas as emissões de carbono de todo o ciclo de vida. O curto processo de utilização de sucata de forno elétrico a arco pode reduzir ainda mais as emissões de carbono.
Reduzir a poluição no local: A operação a seco é o método principal, que reduz bastante a poluição por ruído, poeira e águas residuais de operação úmida para o meio ambiente.
Compatível com tecnologia verde: A estrutura de aço é uma plataforma ideal para integrar tecnologias de poupança de energia, como painéis solares fotovoltaicos e telhados verdes.
Flexibilidade de projeto e construção:
Liberdade de forma: aproveite a criatividade desenfreada do arquiteto e crie muitos edifícios icônicos (como o Estádio Ninho de Pássaro e a Torre Eiffel).
Pré-fabricação e montagem: Método construtivo altamente industrializado e menos afetado pelas intempéries, com melhor qualidade e controle do período de construção, o que está em linha com a direção de desenvolvimento da industrialização da construção.
Alta precisão: A produção em fábrica garante dimensões precisas dos componentes e pequenos erros de montagem no canteiro de obras.
2. Principais áreas de aplicação de materiais de construção em aço
A forte adaptabilidade dos materiais de aço faz com que apareçam em todos os tipos de projetos de construção:
Edifícios industriais:
Fábrica/oficina: A forma estrutural preferida para fábricas de um ou vários andares. Grandes vãos e grandes espaços atendem ao layout dos equipamentos de produção e linhas de montagem.
Armazém/centro logístico: A estrutura de aço é a solução perfeita para grandes alturas livres e espaçamentos entre colunas para facilitar o armazenamento de cargas e a circulação eficiente.
Instalações industriais pesadas: como estruturas, plataformas de equipamentos e suportes de tubos de usinas de energia, refinarias e fábricas de produtos químicos.
Edifícios comerciais e públicos:
Grandes centros comerciais/centros comerciais: São necessários espaços interiores espaçosos e flexíveis para atrair clientes.
Prédios de escritórios/arranha-céus: A estrutura combinada com estrutura de aço em tubo central é a forma principal dos arranha-céus modernos (como a Torre de Xangai).
Estádios/Centros de Convenções e Exposições: Realize telhados supergrandes e arquibancadas desobstruídas para proporcionar uma experiência espacial chocante (como o Ninho de Pássaro e grandes terminais de aeroportos).
Escolas/Hospitais/Aeroportos/Centros de Transporte: Requerem construção rápida, baixa interferência e layout espacial flexível.
Infraestrutura:
Pontes: Os principais cabos, postes e tabuleiros de pontes de grande vão (pontes suspensas e pontes estaiadas) são componentes principais; pontes de aço de pequeno e médio vão são cada vez mais utilizadas.
Estruturas de mastro de torre: torres de energia, torres de comunicação, torres de turbinas eólicas, etc.
Plataformas offshore: A principal estrutura das plataformas offshore de perfuração de petróleo.
Campos emergentes e de vários andares:
Edifícios de vários andares: A aplicação de sistemas de quilha de aço leve em edifícios de escritórios, edifícios de apartamentos e hotéis (especialmente edifícios modulares) está a crescer rapidamente.
Edifícios baixos e residenciais:
Vilas/residências de aço leve: Sistemas de quilha de aço leve de paredes finas dobradas a frio, construção rápida, bom isolamento térmico e desempenho de economia de energia e excelente resistência a terremotos.
Edifícios residenciais com estrutura metálica de vários andares: Promova-os gradativamente para solucionar a “escassez de mão de obra” e melhorar a qualidade das construções e o nível de industrialização.
Estruturas especiais: Torres de transmissão, esculturas, construções temporárias (casas móveis, palcos), etc.
3. Perguntas frequentes (perguntas e respostas)
P: Os edifícios com estrutura de aço são mais caros do que os edifícios de concreto armado?
R: Não pode ser generalizado. O custo inicial do material pode ser ligeiramente mais elevado, mas considerando o custo abrangente (custos financeiros e de gestão poupados pelo período de construção reduzido, custos básicos reduzidos, benefícios trazidos pela elevada utilização do espaço, baixos custos de manutenção a longo prazo, valor recuperável, etc.), as estruturas de aço têm geralmente vantagens económicas significativas, especialmente em projectos industriais, comerciais e de construção sensíveis de grande escala.
P: O que devo fazer se o aço estiver sujeito a ferrugem e corrosão?
R: Isso é evitável e controlável. As estruturas metálicas modernas adotam múltiplas medidas de proteção:
Pré-tratamento de superfície: Jateamento de areia para remover ferrugem até o nível especificado.
Revestimento anticorrosivo de longo prazo: Primer em spray, tinta intermediária, acabamento (como primer epóxi rico em zinco epóxi ferro micáceo tinta intermediária de poliuretano), projete o sistema de revestimento e a espessura de acordo com o nível de corrosão ambiental.
Galvanização por imersão a quente: Muito eficaz para pequenos componentes ou peças em ambientes agressivos.
Aço resistente: Uma camada de ferrugem estável e densa se formará sob certas condições atmosféricas para proteger o substrato, eliminando a necessidade de pintura e manutenção (frequentemente usada para estruturas expostas).
Proteção catódica: Usada para estruturas subaquáticas ou subterrâneas (como fundações de estacas de plataformas offshore). O projeto padrão, a construção cuidadosa e a inspeção e manutenção regulares podem garantir o serviço de longo prazo das estruturas de aço.
P: O aço não é resistente ao fogo, o que devo fazer se ocorrer um incêndio?
R: Embora o aço não seja inflamável, sua resistência cairá drasticamente em altas temperaturas (acima de cerca de 550°C). Portanto, a proteção contra incêndio é um requisito obrigatório para o projeto de estruturas metálicas. Os métodos comuns incluem:
Revestimento retardador de fogo: Revestimento retardador de fogo intumescente (expande-se no fogo para formar uma camada isolante de carbono) ou não intumescente (isolamento espesso).
Embalagem de placa à prova de fogo: como placa de gesso, placa de silicato de cálcio, placa de lã de rocha, etc.
Envolvimento de concreto/argamassa: Forme uma camada protetora.
Estrutura cheia de água (camisa d'água).
Através do projeto e construção científicos, o limite de resistência ao fogo das estruturas de aço pode atender plenamente aos requisitos dos regulamentos de proteção contra incêndio em edifícios.
P: O isolamento acústico e o efeito de isolamento térmico dos edifícios com estrutura de aço são bons?
R: O aço em si é um bom condutor de calor (rápida condução de calor), mas o desempenho de isolamento térmico e acústico de edifícios com estrutura de aço depende principalmente de seu sistema de fechamento e materiais de enchimento (como lã de isolamento de parede/telhado, painéis sanduíche, painéis decorativos de parede interna e externa, estrutura de isolamento acústico de piso). Os sistemas modernos de estrutura de aço podem atender totalmente ou até mesmo exceder os requisitos de conforto dos edifícios tradicionais através de um design razoável de camadas de isolamento, uso de tecnologia de ponte quebrada (bloqueio de pontes térmicas), preenchimento com materiais de isolamento acústico de alto desempenho e outras medidas. A parede de quilha de aço leve preenchida com lã de vidro ou lã de rocha é uma excelente estrutura de isolamento térmico e acústico.
P: A estrutura de aço é adequada para uso residencial?
R: Muito adequado e uma das direções de desenvolvimento futuro.
O sistema de quilha de aço leve é amplamente utilizado em vilas baixas, casas rurais, apartamentos, casas modulares, reconstrução pós-desastre, etc., com as vantagens de boa resistência a terremotos, construção rápida, economia de energia e proteção ambiental e espaço flexível.
A tecnologia de edifícios residenciais de vários andares com estrutura de aço está madura e amplamente utilizada no exterior, e também está sendo ativamente promovida na China. Suas vantagens são a rápida velocidade de construção (cerca de 1/3 menor que as tradicionais), alta qualidade dos componentes produzidos na fábrica, alta taxa de casas, desempenho sísmico superior e fácil realização de edifícios verdes e construção industrializada (edifícios pré-fabricados).
Os materiais de construção em aço mudaram profundamente a arquitetura moderna com a sua resistência, resistência, velocidade de construção, flexibilidade de design e sustentabilidade incomparáveis. Desde magníficos edifícios emblemáticos até instalações industriais eficientes e práticas, desde pontes sobre fossos naturais até casas acolhedoras e confortáveis, as estruturas de aço estão a construir silenciosamente espaços mais seguros, mais eficientes e mais verdes para os seres humanos. Com o avanço contínuo da ciência dos materiais, da tecnologia de fabricação e dos conceitos de design, o aço, como esqueleto central dos edifícios, desempenhará um papel cada vez mais crítico na formação de um ambiente de vida futuro sustentável. Escolher o aço significa escolher um futuro da arquitetura forte, eficiente e verde.
