Edificios de acero y oficinas comerciales — Enmarcos de varias plantas para arrendamiento, operación e imagen

Un edificio de oficinas se diseña en torno a dos duras realidades: su red de columnas debe servir a un plano de planta que se volverá a dividir cada cinco años, y su marco debe resistir el viento y las cargas sísmicas de un edificio que es alto, delgado y lleno de personas.

60F
Las tiendas de alto nivel
16el
Columna de la bahía
6KN/m2
Carga en directo de la oficina
3-4d/ piso
Rate de erección del marco
GB/EN/AISC
Códigos de diseño
Torre de oficinas comerciales de gran altura en acero, proyecto de torre de Guangdong de R&D de Tianjin
Torre de oficinas comerciales de gran altura en acero, proyecto de torre de Guangdong de R&D de Tianjin
¿Por qué el acero es usado en edificios comerciales?

Las cuatro economías de un marco de oficina de acero

Los desarrolladores eligen el acero no por su elegancia, sino por cuatro números de retorno sobre la inversión: flexibilidad de las placas de piso, velocidad de construcción, altura del piso del inquilino y el valor de reventa de un plan de arrendamiento sin columnas.

Las placas de arrendamiento sin columnas venden por más. Un marco de acero transporta cargas de oficina (2.5-4.0 kN/m2 carga en vivo más 1.0-1.5 kN/m2 particiones y 0.5 kN/m2 servicios) sobre las redes de columna de 8-16 m, frente a 6-8 m para una losa plana de hormigón armado. La diferencia es de 1-2 líneas de arrendamiento adicionales por piso para el mismo área bruta en alquileres de oficinas primas, el valor actual de esa flexibilidad excede rutinariamente la prima de acero de 5-15% sobre el hormigón. La placa de piso es también más poco: un piso de acero compuesto (150-200 mm cubierta + 120-150 mm hormigón, total 280-350 mm) ahorra 200-400 por piso frente a una losa de hormigón de 500-600 mm, que en 30 pisos significa 6-12 m de altura adicional de edificio dentro del límite de zonificación.

La velocidad de erección es el rendimiento oculto del marco de acero. Un marco de acero compuesto se erige a 3-4 plantas por semana con un equipo de 12-15 en comparación con 5-7 días por piso para el hormigón. La cáscara más rápida lleva al inquilino a un ajuste de 3-6 meses, lo que a una tasa de descuento del 6% en una torre de 20 plantas vale millones en valor presente neto. Lo más importante, la erección de acero no depende de la ventana de tiempo de curado que controla los derrames de hormigón en climas fríos o monzones el marco sube en heladas, en lluvia (protegida), y alrededor del reloj donde la ciudad lo permita.

El rendimiento sísmico es ingeniero, no improvisado. Un marco de acero de 20 a 60 pisos en una zona sísmica (GB 50011, intensidad 7-8) está diseñado con marcos de momento ductiles, marcos de corte de placas de acero o paredes de corte de acero: la capacidad de rotación de plástico del acero (θp de 0.03-0.05 rad por GB 50011 para la ductilidad media/alta) absorbe la energía sísmica que un marco de concreto frágil debe resistir con elasticidad. El límite de deriva del marco de H/550 a H/250 (servicio hasta el último) se verifica mediante análisis no lineal de tiempo-historia para el terremoto de diseño, a menudo con aislamiento de base (platajes LRB en 20-40% de las bases de columnas) para ocupaciones críticas.

La imagen es parte de la ingeniería. El horizonte es la marca del desarrollador. El acero permite a los inquilinos fotografiar las formas arquitectónicas: pisos de cranes (3-6 m), jardines del cielo, vestíbulos de doble altura a 8-12 m, y fachadas de BIPV/muro de cortina donde la estructura lleva las cargas de vidrio de una pared de cortina de 100 m. Nuestro portafolio de edificios de gran altura incluyendo la torre Tianjin R&F Guangdong de 265 m existe porque la oficina de ingeniería que mide el marco también coordina la fachada, el núcleo y el MEP a una tolerancia que el contratista de la pared de cortina puede construir.

El edificio comercial de acero es, en definitiva, ingeniería de grado de inversión: el marco es la mayor compra individual del desarrollador que no es tierra, y debe servir al mismo tiempo al plan de arrendamiento, al viento, al código sísmico y al horizonte del arquitecto.

Tipos de edificios

Seis configuraciones comerciales y de oficina

Cada uno se calcula según el piso, la placa del piso y el entorno sísmico del sitio.

Alzación

Las torres de oficinas de gran altura (20-60F)

Enmarcos de acero compuesto con redes de columnas de 8 a 16 m, altura de pisos de 3,0 a 4,2 m, marcos de momento o de acero y núcleos de acero y hormigón. 20-60 pisos, 100 a 300 m, todos sistemas estructurales de acero y de acero compuesto.

  • Grilla: espaciamiento de columnas de 8 a 16 m, profundidad de suelo de 2,6 a 3,6 m
  • Carga: 4.0 kN/m2 de oficina + 1,5 particiones + 0,5 servicios
  • Cuadro: cuadro de momento compuesto + núcleo, deriva H/500
  • Ereación: 3-4 pisos/semana, 12-15 tripulantes
Medio aumento

Edificios comerciales y de oficinas de mediana altura (6-20 F)

Enmarcos de acero optimizados para oficinas de 6 a 20 pisos, edificios institucionales y de uso mixto.

  • Grilla: 6-12 m, columnas CFST de 300-800 mm de diámetro
  • Plancha: cubierta compuesta, profundidad total de 280-350 mm
  • Velocidad: 3 a 4 pisos/semana, sin dependencia del clima
  • Flexibilidad: eliminación de columnas para el átrio cada 3a bahía
Uso mixto

Torres de uso mixto (retal + oficina + hotel)

Las estructuras de uso mixto complejas que combinan el comercio minorista de podio, los pisos de oficinas y los hoteles en una torre.

  • Traslado: celosías de 4-8 m de profundidad en la zona del podio
  • Podio: 8 m de red de venta al por menor, 6-10 m de altura
  • Torre: 12-16 m de altura, oficina/hotel en red
  • Fuego: pisos de transferencia 2-3 h nominal, salida gradual
El campus

Campus y sede corporativa

Grandes oficinas centrales y campus de un solo propietario con formas estructurales de firma: atrios de largo alcance (30-60 m), fachadas de pared cortina, puentes para el cielo a intervalos de 12-20 m y alas flexibles de oficina de 12-16 m.

  • Atrio: 30-60 m de luz transparente, de 2 a 6 pisos de altura
  • Ala de oficina: redes de 12 a 16 m, pisos de 3,6 a 4,5 m
  • Símbolo: cantilever de 3 a 6 m, lobby de cielo, plataforma de observación
  • Sustentabilidad: fachada BIPV + luz diurna, lista para LEED
Señal de la ciudad

Estructuras de torres y señalización

Las torres de señalización y las estructuras de observación de acero los sistemas de marco y celosía espaciales que transportan carteleras, pantallas LED y cubiertas de visualización a alturas de 30-120 m, diseñados para limitar las vibraciones del viento.

  • Alturas: 30-120 m, torres de red o tubulares
  • Viento: flujo de vórtice humedecido con masa sintonizada (1-3% de amortiguación)
  • Carga: 0,5-2,0 kN/m2 en señales, factor de ráfaga de 1,5-2,0
  • Acceso: escalera interna + plataforma de inspección a intervalos de 10 m
Residencia

Vivienda de acero y vivienda mixta

Enmarcos de acero de calibre luminoso y de sección H para edificios residenciales de 4 a 15 pisos, con núcleos de hormigón prefabricados o in situ, con una extensión transparente de 6-8 m en las zonas de vida.

  • Envases: 4-15, marcos de CFS o de secciones H
  • Escala: 6-8 m, profundidad del suelo 250-320 mm (acústica)
  • Acústica: STC 50-60 con pisos de escarabajo flotante
  • Fuego: 90-120 min por GB 50016 con protección de tablero
Características técnicas

Seis detalles de ingeniería de un marco comercial

Sistemas de pisos compuestos a 16 m

Deck de acero (0,9-1,2 mm Galvalume) + 120-150 mm de hormigón de peso normal o ligero con estampas de corte de φ19 mm a 150-200 mm de altura, vigas de 6-16 m y profundidades de suelo de 280-350 mm con un ahorro de masa del 10-15%.

Columnas de tubos de acero llenos de hormigón (CFST)

Las columnas CFST (φ300-800 mm) con relleno C30-C60 aumentan la capacidad axial en 1,5-2,0 × sobre el acero desnudo y proporcionan una resistencia al fuego inherente, reduciendo el presupuesto de recubrimiento intumescente en un 40-60% en las zonas protegidas.

Enmarcos sísmicos ductiles (GB 50011)

Enmarcos de momento con secciones de haz reducidas (RBS) a rotación de plástico de 0,03-0,05 rad, marcos de braza con brazales con retención de hebillas (BRB) a capacidad de deriva del 2% o paredes de corte de placas de acero todos verificados por análisis no lineal de historia temporal.

Pared de cortina y integración de BIPV

La estructura lleva la fachada: cargas verticales de 0,5-1,0 kN/m3 de la pared de cortina a altitudes de 3,0 a 4,5 m de pisos, cargas de viento de 1,0-2,5 kPa por zona, y paneles BIPV (150 a 250 W/m2) integrados en espandrels y doselones.

3-4 estadios/semana de erección

Las columnas se mezclan cada 2-3 pisos, las conexiones de vigas pre-perforaciones y un equipo de erección de acero de 12-15 personas que logran 3-4 pisos de acero completados por semana la ventaja de horario que lleva el caso de negocio del desarrollador.

60-120 minutos de protección contra incendios

Las columnas en caja o en tablero protegen durante 60-120 minutos por GB 50016; los pisos compuestos logran 90 minutos sin revestimiento adicional; las columnas CFST proporcionan 60-90 minutos inherentes. La protección presupuestada por zona, no por miembro.

Normas

Códigos aplicados al diseño de edificios comerciales

Diseño estructural

GB 50017 (acero), GB 50010 (compuesto y hormigón), GB 50011 (seismica con historial temporal no lineal para las altitudes), GB 50009 (cargas); EN 1993-1-1/EN 1994 (compuesto) para proyectos europeos; AISC 360/ANSI AISC para proyectos de América del Norte. Estudios de viento por ASCE 7 o GB informes de túnel de viento para torres superiores a 100 m o con formas inusuales.

Fabricación y erección

EN 1090-2 EXC3 (EXC4 para miembros sísmicos críticos), soldadura ISO 3834-2, material de la EN 10025 S355J2+N o equivalente, UT por nivel B de la ISO 17640 y ensayo de montaje de los primeros dos o tres pisos con el acristalamiento de la fachada verificado antes de comenzar la erección.

Servicio y confort

Confort de movimiento del viento según la norma ISO 10137 (aceleración de retorno de 10 años por debajo de 0,15-0,25 m/s2 en oficinas), vibración del suelo según la guía de diseño AISC 11 (1,0-1,5% amortiguación, límite de aceleración de 0,5% g a 4-8 Hz), y salida de fuego por GB 50016 con la densidad de ocupación de la placa del suelo.

Cartera comercial

Las torres comerciales y de oficinas que hemos entregado

Nuestro pedigrí comercial de acero incluye el La torre de R&D de Tianjin Guangdong una superaltura de 265 m cuyo marco de acero y compuesto se eleva a través de zonas de viento y sismica con la carga de la pared de cortina coordinada por nuestra oficina de ingeniería; Plaza Xuzhou Huilinwan, un complejo de uso mixto que combina un podio minorista y una torre de oficinas; Proyecto Shanghai Twin Hills, un desarrollo de uso mixto de firma con marco de acero y zonas de transferencia complejas; y Hotel Hangzhou Kaiyuan Senbo, un edificio de acero con atrios de gran luz. Xuzhou Huilinwan y Las colinas gemelas Los proyectos son típicos de la complejidad de la estructura de transferencia y el uso mixto que nuestra línea de fabricación maneja como rutina.

Lo que un desarrollador recibe de estos proyectos es un registro documentado de los números que importan: 3-4 pisos por semana de construcción de marcos, pisos compuestos con profundidad de 280-350 mm, control de deriva en H/500, y la coordinación de la pared de cortina que mantiene el curso de la fachada de una torre de 265 m. Cuando su informe es una torre de oficinas de 30 pisos, un campus corporativo con un atrio de 45 m, o un complejo de podio y torre de uso mixto, el esquema que regresamos está diseñado en el mismo camino de auditoría que las torres que ya hemos cerrado.

¿Planeando un edificio comercial o de oficinas?

Envíanos el programa de construcción (plantes, plancha de piso, preferencia de la red de columnas, tipo de inquilino), los datos de viento/seismica del sitio y la intención arquitectónica (atrio, cantilever, pared de cortina, BIPV).

Correo electrónico: market@permanentsteelstructure.com