UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGEIERÍA MECÁNICA
DISEÑO, FABRICACIÓN Y MONTAJE DE ESTRUCTURAS
¡
INDICE
Pág. PRÓLOGO
CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN
2
ANTECEDE ANTECEDENTES NTES.. .. 2 2
OBJETVOS 4
3
JUSTIFICACIÓN. JUSTIFICACIÓN .... ... 4
4
ALCANCES
CAPITULO 11 FNDAMENTOS TEÓRCOS 2
5 6
.. DEFNCÓN DE NAVE NDUSTRIAL .. 6 2 Venta Ventajas jas de las naves in in dustrales . . 7 22 Desventajas de las naves industrales . . 8
22
DMENSONES DE UNA NAVE INDSTRIAL
. 9
IV
266 Aplicaciones de os Pefies de acero formados en frío............... 24 CAPITULO : IDENTFICACION DEL PROBLEMA Y PLANTEAMENTO DE LA HIPOTESIS
27
3.1
IDENTFCACI ÓN DEL PROBLEMA ...................................... 27
3.2
PLANTEAMIENTO DE LA HPTESIS Y DEL OBJETIVO PRNCPAL ..... 29
CAPTULO IV DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA NAVE NDUSTRAL 4.1
31
CONSDERACIONES PARA EL DSEÑ ................................31
42 CÁLCULO DE CARGAS........................................ 33 421 Cargas para pórtico prncipa............. 33 42.2. Cargas para Coreas ........................................ 34 43
COMBNAC ÓN DE CARGAS ........................................ 38 431 Combinación de cargas para Pórtico Pincipa..................... 38 4.32 Combinación de cagas para coreas ................................... 38
V
52
CRONOGR MAS DE ACTIVIDADES. ...................................... 52
5.3
METRADO DE MATERIALES Y EQUIPOS ................................. 52
5.4
METRADO DE MATERIALES DE ESTRUCTURA METÁLICA. .............. 52
55
REQUISITOS DE LA MANO DE OBRA ............................... 52
5.6
REQUISITO DE MAQUINAS, HERRAMIENTAS Y ELEMENTOS DE PROTECCIÓN.................................................................. 53
57
TIEMPO DE EJECUCIÓN DE LA FABRICACIÓN ....................... 56
5.8
PROCESO DE FABRICACIÓN......................................... 56 58.1 Inspección ................................................... 57 582 Trazado y Habilitado ..................................................... 57 58.3 Armado y Apuntalado ................................................... 58
5.9
SOLDADUR ....................................................... 61 59.1 Tipos de Soldadura
62
VI
CAPITULO VI: MONTAJE 6.1
8 3
GENERALIDADES ......................................................... 83 611 Embarque de las Piezas a la Obra ............................... 84 612 Recepción y Manejo del Embaqe en la Obra .......................... 85 6.13 Prepaación de as Piezas en la Oba ...................................... 86 614 Montaje.................................................... 87 615 Cronogama de Actividades ....................................... 87
6.2
OPERACIÓN DE MONTAJE ........................................ 88
63
REQUERIMIENTO PARA EL MONTAJE .................................. 88 6.3.1 Mateiales ......................................................88
64
MAO DE OBRA ...................................................... 89
6.5
PERSOAL MOTAJISTA ................... 89
66
MAQUIAS, HERRMIENTAS Y EQUIPOS ADICIONALES
..... 89
VI
7.2
COSTOS DE FABRICACION DE ESTRUCTURAS .................. 98 7.21 Mano de obra de fabricación ................................... 98 72.2 Equpos y maquinas .......................................... 99 7.23 Equipos de protección personal y seguridad................. 99 724 Consumibles, varios ..................................... 100 7.25 Materiales ......................... 101
7.3
COSTOS DE MONTAJE DE STRUCTURAS. ....................... 102 731 Mano de obra ................................ 102 732 Equipos y herramientas .......................... 103 733 Equipos de protección personal......................................... 103 7.34 Consumibles................................... . 103 735 Transporte de estructura metálica ...................... 104 7.3.6 Grúa ........................................................... 105
PRÓLOGO
El presente trabajo titulado Diseño, fabricación y montae de estuctuas metálicas con Sistema Tubest para una planta ndustial ubicado en zona industial de Lurín consta de siete capítulos que contienen los siguientes puntos: En el Capítulo 1, se pesenta la intoducción al tema, los antecedentes, el obetivo
del estudio y sus alcances. En el Capítulo 11 se descibe el fundamento teórico para el diseño fabricación y
montaje de los elementos estucturales de la nave industrial En el Capítulo 111 se identifica el problema y la hipótesis del tabajo. En el Capítulo IV se desarrolla el diseño de la estructura metálica estableciéndose
2
CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN
1.1
ANTECEDENTES
En el Perú, debido al creciente desarrollo del sector industrial y minero se ha incrementado la construcción de naves industriaes cuyos diseños tienen que satsfacer requisitos de resistenca durablidad y además tener precios
3
acero está húmedo dificulta la labor del armador o calderero para realizar trazos sobre el acero, haciendo que se prolongue el tiempo de acabado. Para realizar cortes con equipos de oxicorte la superficie del acero ferroso debe estar seco, caso contrario se necesitaría tiempo adicional para el secado lo que retardaría el trabajo de corte. Para aumentar la capacidad de producción, reducir los tiempos muertos por las lluvias, por el cuidado de la salud y seguridad del trabajador.
Para proteger los equipos e instalaciones eléctricas y mecánicas se ace necesaria
la
construcción
de
una
nave
pertinentemente para cada uso en particular.
e trabajo s
á el
Industrial
implementada
4
1.2
OBJETIVOS Objetivo principal:
El objetivo prncpal del proyecto consiste en dseñar, fabrcar y montar las estructuras metálicas de una Nave Industrial múltiple con el sistema Tubest para una planta ubicada en la zona ndustral de Lurín.
Ojetivos específicos
1) Realizar el diseño de una nave industrial múltiple considerando os criterios de diseño establecdos en e reglamento nacional de edificacones 2) Realizar la fabrcación de la nave ndustrial 3) Realizar el montaje de la nave industrial 4) Determinar los costos del proyecto y el plan de ejecución
5
1.4
ALCANCES
El presente informe tiene como alcance presetar
a manera como se ha
reaizado e diseño de os elementos estructuaes de una nave industia mútipe, formado por tres naves mútipe a dos aguas de estructura metálica con póico de marco rígido de 20.00 m de uz, con un ancho tota de 60m, 4800 m de onitud, atura a hombro de 700 m, una pendiente del 20% y con una área construida de 288000 m 2, as como e de presentar el proceso de fabricación montaje y os costos de las estructuras metácas.
6
CAPITULO 11 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1
DEFINICIÓN DE NAVE INDUSTRIAL Nave Industrial es un edificio de uso industrial destinado a almacenar los bienes industriales y a albergar la producción de la industria. Una nave industrial es una construcción techada adaptable a un gran número
7
La nave industrial se caracteriza porque es un edificio grande, de una sola panta, con e techo alto y sin divisiones que se usa como fábrica como granja o como almacén para resolver problemas operacionales de una industria.
2.11
Ventajas de las naves industriales
a) Rapidez- Una nave industrial es muy fácil y rápida de construir ya que a mayoría de los elementos son prefabricados se construyen en plantas o talleres y sólo se colocan y se ensamblan en campo para esto se utizan grúas las cuales son fáciles de mover y rápidamente colocan los prefabricados por consecuencia se pueden construir estas naves en corto tiempo
b) Economía- En la construcción de naves industriaes exste una gran
8
21.2
Desventajas de las naves industriales
a) Susceptibidad al fuego- Aunque los miembros estructurares son
ncombustbes, su resstenca se reduce consderabemente durante los ncendos mentras os otros materaes se queman e acero a ser vunerabe a caor debta a estructura.
b) Condiciones desfavorables de iluminación Por as grandes áreas que
cubren as naves ndustraes pueden egar a nteferr con la entrada de lumnacón por o cua en ocasones es necesaro sstemas o dsposcones especaes que permtan a umnacón natural o artfca de espaco como e uso de teatnas o caraboyas, panees trasucdos entre otros
9
2.2
DIMENSONES DE UNA NAVE NDUSTRAL as dmensones de una nave ndustral quedan defnia en funcón de a sguentes magntue: ) Ah z () mpltud neesara apa de ubrr el ano máxmo proyetado en el dseño ) H A ú (H) ambén llamada altura de olumna, equvale a la altura dsponble para la nstalan de equpos aesrs al alpn o la altura neesara para el paso de veíulos s fuera neearo ) P (P) nulo de la veente on respeto a la orontal que pasa por los extremos de las olumnas eberá representar la nlnan neesara que mpda e efeo pleno del vento sobre la veentes además debe evauar onvenentemente el auas de las lluvas y permtr su apropado deslamento
10
2.3
COMPONENTES TÍPICOS DE UNA NAVE NDUSTRAL Como se aprecia en la figura 2. 1 la estructura de una nave está formada por pórticos separada a distancias convenientes, generalmente es cada 60 metros por un tema de la longitud comercial de los perfiles
(:;. lft�r,•·
C�·iu,r.1 péc:;
l !.:·1J, .
.
"-: �•.
.
1
Para gaantiza la rgidez y esseca ncesas paa as fues prdcas po s acciones de simo , vieto o puentes gús se dspnen de riostrametos hzontaes qe s ubca n e teco arrosametos vtes que e bcan en as paedes fachadas que son os ecagados de canaza y tansm s socitacos ctantes a as cimeacnes.
2.4
TIPOS DE NAVE NDUSTRAL
Exsen dvesos ps de naves ndustaes qu depend de un stem etructra que sea sgo y económco a seección d esas es la fas más dfíc y a a vez ms poante de a In enieía Esrctua A md se euieen vros estudos inependientes de deees soiones anes de ded cuá s a rma más apopiada (maco amadua arco c) Una vez tomada a decsin se spcifcan as cagas mateaes spocin de los
12
a) Al número de tramos. D cu gp cfc p y p - Naves de tramo simle: cu cu q p pc c g, u c c LUZ DE NAVE (TRAMO)
o Q <
Fig. 22 Nave de tmo simple
13
b) A la incinación del techo.
De acuerdo a la ncinacón del techo los galpones se clasfcan en galpón con techo de un agua y galpón con techo de dos o más aguas.
- Naves con techo a una agua: son utzados en ambentes de anchos reducidos, e ado de menor altura debe estar en la dreccón contrara al eje del vento predomnante en que se encuentra ubcado la nave
14
Los galpones pueden ser de pórticos con vigas laminadas y/o sodadas y vigas de ceosías.
c) Póricos con vigas laminadas soldadas: pueden ser empotrados, b
articuados y tri-artculados.
A) EMPOTRADO
(B) SI-ARTCULAO
C) TRIARTCULAO
Fig. 26 Póricos con vgas lamnadas o soldadas
En nenera estructural, una ceosía es una estructura reticular de barras
15
d) Póicos con marcos rígidos.
Los marcos rígidos se usan a menudo en edificios
y
se componen de vigas
y
columnas que están aicuadas o bien son rgidas en sus cimentacione s. Los marcos pueden ser bidmensionales o tridmensionaes. La carga en un marco ocasiona flexión en sus miembros,
y
debido a las conexiones entre barras
rgidas esta estructura es generalmente "indeterminada desde e punto de vista del anáisis estructura.
16
puentes y techos, mientras que las amaduras espaciales tienen miembros en tres dimensiones y son apopiadas para gúas y torres. Debido al arreglo geométrico de sus miembros, las cargas que causan la flexión en las amaduras se convieen en fuea de tensión o compesión en los miembros, y por esto una de las ventajas de la armadura, respeo a una viga, que utiliza menos material para sopoar una carga determinada, pudéndose adaptar de varias maneras para sopoar una carga impuesta. En las armaduras de cubieas de naves industriales la carga se transmite a través de los nudos por medio de una serie de largueros. La armadura de cubiertas unto con sus columnas de sopoe se llama marco Ordinariamente, as armaduras de techo están soportadas por columnas de acero concreto armado o por muros de mampostería.
17
f Otros sistemas estructurales.
Los arcos constituyen otra solución. Estas son generalmente utiizadas para cubieas de naves industriales o hangares, como también en estructuras de puentes. Al igual que los cabes, los arcos pueden usarse para reducir os momentos flexionantes en estructuras de grandes claros Esencialmente un arco es un cable inveido, por lo que recibe su carga principal en compresión aunque, debido a su rigidez debe resistir cierta fexión y fuea cortante dependiendo de cómo este cargado y conformado.
18
2.5
SOLICITACIONES EN LAS NAVES INDUSTRIALES
251
Carga Mue
Se llama carga muerta al conjunto de acciones que se producen por el peso propio de la construcción; incluye el peso de la estructura misma y el de los elementos no estructurales, como los muros divisorios os revestimientos de piso muros y fachadas ventanas las instalaciones y todos los elementos aquellos que conservan una posición ija en a construcción de manera que gravitan en forma constante sobre a estructura. La carga muerta es a principal acción permanente
E cálculo de la carga muerta en general requiere a determinación de los volúmenes de los distintos componentes de la construcción y su
19
mercancías equipos y personas. La carga viva es la principal acción variable que debe considerarse en el diseño
2.53
Carga de Viento Son causadas por el efecto del vento sobre la superficie tales coo techo, paredes laterales y frontales Se ha considerado una velocidad de viento mínima de 75 km/h
254
Carga Sísmica Los movimientos del suelo provocados por sisos pueden ocasionar efectos perjudciales, principalmente las cargas horizontales que se presentan, producen altas dstorsiones en las zonas de mayor luz
20
Los pefiles doblados en trio se obienen de láminas planas o barras de acero a las cuales se aplican operacones de conformado a emperaura ambienal, en lugar de los procesos a alas emperauras usados para la fabricación de los perfiles esrucurales laminados pesados usados en la consrucción de edificios meálicos. En el proceso de doblado en trio una delgada lámina plana de acero se hace pasar a ravés de una sere
de
rodillos
cada
una
de
las
cuales
la
va
curando
progresivamene hasa lograr la forma final con el amaño y caracerísicas deseadas El número de pases puede variar enre 5 y 20 aproximadamene dependiendo de la complejidad de la forma a obener De esa manera se pueden fabricar en sere los perfiles doblados en fro acelerando as su producción y disminuyendo el coso uniario sin embargo cuando se necesian canidades limiadas de
21
•
Facilidad
•
Complemento para cualquier sistema estructural debido a su
y
rapidez en la instalación.
compatibilidad con cualquier material o sistema constructivo. •
Economía y facilidad en el transpoe con gran manejabiidad en la obra
•
Material reciclable, recuperable, no combustible
y
resistente al
ataque de hongos. •
Elementos formados con gran exactitud
•
Mantenimientos mnimos.
•
Facilidad
y
sencillez de efectuar uniones en los miembros que
conforman la estructura empleándose soldaduras por cordones remaches en fro grapas o anclaes especficos.
22
desarrolo de la sección transversa. Posteriormente estas tras entran a una serie de bastidores con parejas de rodios compementarios que poco a poco transforman as tiras panas en os peies deseados.
2.64
Tipos de peles de acero formados en frío Existen varios tipos de peies que pueden ser casificados según su geometría e acabado, dimensiones y espesores (caibre) Segn su geometría pueden ser Peril C Pei Z pei sigma pe, ohm entre otros. En a figura 2.9 y 210 secciones
se muestran modeos de pefies y
23
Las correas o costaneras son peles en forma de Z o C. En la fgura 211 se muestra la sección de una canaleta y a del pel Z
R y
Bs
H x-1x ,
e A
X
lR=e B
Fig. 213 SISTEMA DE COSTANRAS DE TCHO Y CIERRE LATERAL
Características de materiales de acero formados en frío
(
24
ASTM A570/A570M, Steel Sheet and Strip Carbon HotRolled Structural Quality. ASTM
A572572M,
igh-Strength
LowAlloy
Columbium
Vanadium Structural Steel. ASTM A588/A588M HighStrength LowAlloy Structural Steel with 50 ksi (345 MPa) Mnimum Yield Point to 4 in. (100 mm) Thick ASTM A606 Steel Sheet and Strip High Strength Low Alloy Hot Rolled and Cold-Roled wth lmproved Atmospheric Corroson Resistance ASTM A607 Steel Sheet and Strp High Strength Low Alloy Columbium or Vanadium or both Hot-Rolled and ColdRoled ASTM A611 (Grades A B C and D) Steel Sheet Carbon Cold Rolled Structural Quality.
25
estructuras para cubieas, cerchas, póicos carrocerías estanterías, silos, torres industriales paneles dvisorios, mezzanines y escaleras. La utilzación de los perfiles de acero formados en frío es idónea en la consttucón de entramados estructurales que han de resistir cargas ligeras o moderadas, o bien en luces coas, en las cuales el empleo de los
perfiles
convencionales
laminados
en
caliente
no
resulta
económico motivo por el cual han adquirdo un extraordinario auge y representa para el ingeniero un nuevo campo de aplicación de incalculables posibilidades. El uso de los perfiles de acero formados en frío no excluye como tal la utlización de productos laminados en caliente, entendiéndose por tanto que ambos tipos se complementan mutuamente. En algunos casos las estructuras se proyectan de manera que los miembros principales
26
Esta
familia
de
peiles
presenta
grandes
ventajas
para
as
maestranzas ya que las columnas y vigas se forman con la unión de dos pares de peiles abetos Sgma y Ohm, los cuales se sueldan mediante electrodos convencionales soldadura MIG o arco sumergido sin necesidad de contar con complejos equipos de pre armado y enderezado logrando de esta forma un costo de operación muy competitivo.
Con estos peiles las maestranzas podrán aumentar en forma significativa su capacidad de producción de estructuras sin necesdad de nuevas inversiones ya que el tiempo para armar los marcos completos de una nave es inferior al requerido en los sistemas convenconales que se conocen en el mercado
27
CAPITULO 111 IDENTIFICACION DEL PROBLEMA Y PLANTEAMIENTO DE LA HIPOTESIS
3.1
IDENTFCACÓN DEL PROBLEMA - Tendido de la planta. Ante la necesidad de disponer mayor espacio para satsfacer la demanda de
28
Ubicación
El proyecto estructural de a Planta Metal Mecánica se ubca en el Dstrto de Lurín, Provnca y Depaamento de Lima. La edficacón ocupa una área construda de 6000 x 4800m es decr, 2 88000 m 2 medida a muros ,
permetrales Consste de estructuras de acero con pórtcos rígdos, columnas y vas metálcas de seccones tubulares rectangulares LAG conformados en frío
-
Características
La estructura propuesta consste de una nave ndustral múltple formada por tres naves a dos aguas con un sstema prmaro de póicos de acero fabrcados con peles metálcos conformados en frío, con una luz Trple de 2000m y espacados a 600 m entre ejes Un sstema secundaro de correas
29
En virtud de o señalado, el problema quedó identificado mediante la siguiente interrogante: ¿Es factibe e Diseño a Fabricación y e Montaje de una nave industria mútiple formada por tres naves de 20.00m de luz y 480m de longitud cada una usando el sistema tubest?
3.2
PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS Y DEL OBJETIVO PRINCIPAL Considerando que 1 Se comprendió el probema principa °
2 Por la formación profesiona y por la experiencia propia en e ramo de a °
construcción de estructuras metálicas se pudo preestabecer que •
Se podría realizar el diseño de una nave industria considerando os criterios de diseño establecidos en e regamento naciona de edifcaciones
30
20.00m de luz y 480m de longitud cada una, usando el sstema tubest en e Distrto de urín Provinca y Depaamento de ia para la empresa TUBOS Y PERFILES METALICOS SA (TUPEMESA) En la fgura 32 se muestra e correlato entre los objetvos secundaros y e objetvo principal
OBJETIVO PRINCIPAL
31
CAPITULO IV DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA NAVE INDUSTRIAL
4.1
CONSIDERACIONES PARA EL DSEÑO
El propósito de diseñar estructuras metálicas es lograr estructuras económicas, seguras y que cumpla con ciertos requistos funcionales y estéticos, para lograrlo se debe conocer sufcientemente los procesos de manufactura el
'
._
(sistema tubest) con techos a dos aguas y pendiente de 20%, la altura de las coumnas metálicas es de 7.00m medida al hombro del edificio La estructura propuesta consiste de un sistema aporticado de vigas y coumnas tubulares de acero fabricados con perfiles conformados en frío está formada por tres naves tienen una luz de 20.00m y longitud 4800m cada una pórticos espaciados a 600m entre ejes. Un sistea secundario de correas de canales Z que se apoya sobre los pórticos que sirven para el soporte y fijación del sistema de techos y fachadas. Todos los componentes del sistema estructral se encuentran convenientemente arriostrados para garantizar su acción en conunto y a estabilidad del edifcio. El Análisis y diseño están de acuerdo a os siguientes códigos y estándares: •
201 O LRFD Specification for design Steel Building AISC 201 O
•
2008 North American Specification for the Design of Cold-Fomed Steel
,
.
4.2
CÁLCULO DE CARGAS 421
Cargas para póico prncpal Tabla N 4.1 Cargas que sopoa e póico prncpa º
a)
CARGAS MUERTA DE TECHO Y DE PARES
Peso de la estrucura de echo Peso pane PV4 (=05 mm) nstalaciones CARGA MUERTA TECHO
Luz de pótco Searacón ócos Caga dsrbuda
Peso estrucurado de aed Peso ane PV4 (05 mm Otros CARGA MUERTA PARED CARGA VIVA DE TECHO
25.00
200 6.0 1500
DATOS PARA ESTIMAR L CARGA MERTA PARED
b)
CANTIDAD 15.0 50 50
CANTDAD 00 5.0 50 200
UNDAD kq/m2 kq/m2 k/m2 k/m2 m m
k/m UNDAD k/m2 k/m2 k/m2 k/m2
34
e)
CARGAS
V h Vh Ph
= =
DE VIENTO
Velocida del viento Atura sobre e terreno en m Velocidad de dseño en la atura h Presión dinámca de vento 0,005 x Cx Vh2
=
=
=
SCRPCÓN
PRSIN ISÑO Ph (k/m2) Wxk/m) +135 22.500 101 16875 19688 118 +51 8438 16.875 101
e
Pared Baroveno Pared Soaveno Techo Barlovento
08 -06 0.7 0.3 06
TechoSotavento d)
UNIA CANTIA kph 75.0 m 80 kph 750 kg /m 28125
CARGAS DE SISMO EN DRECCIÓN X-X e YY
SCRPCN Peso de techo 25 x 6.0 x 600 Peso aredes ejes A y B 20 x 6.0 x 70 /2 x 2 =
=
Peso oa P
Cara viva echo a 25% PL 025 X 30x 60 X 600 =
P T
=
P+ 25% P
CANTIA UNIA 9000 Kq 840 K 9840 Kq 2700
k g
12540
k g
35
4.3 APLCACIÓN DE CARGAS a) Aplicación de Carga Muea (O) Jl Fr• Span loa (O) A Ded
•
�,
"·
.f
I GLOBA 31Kgf, m. e
.
36
e) Aplicación d Carga d Vnto (Wx) i Fra� Sp4n l_o4ds (Wx) A Defne
· 12 �
37
e) Aplicación de Carga des·mo en eJe X" (EX) ,- � Jo in Lo a()
•
IGOBAL · 31Kgf, m.
38
4.3 COMBINACIÓN DE CARGAS 431
Combinación de cargas para Póico Principal Tabla º 4.3Combinaciones de cargas (LRFD) COM1 COM2 COM3 COM4 COM5 COM6 COM7 COM8 COM9 COM10 COM11 COM12
432
= = = = =
1.4 D 12 D + 16 Lr 12 D + 16 Lr + 08 Wx 1.2 + 16 Lr + 08 W1x 12 + 05 Lr +13 Wx 12 D + 05Lr + 13 W1x 09 D + 1.3 Wx 09 D + 13 W1x 1.2 D + Ex 12 D + Ex 12 D + Ey 1.2 -
Combinación de cargas para correas
Tabla º 44Combnación de cargas para correas (LRFD)
39
>.0 Y zm
fGLOBAL
-JIKgC
Fg. Nº 4.1 Numeración de nudos
4.5 DISEÑO ESTRUCTURAL 4.51
Diseño de Columna de Póico Principal
En la magen se muestra el dagrama de momentos del pórtco típco, la
40
Pu 2154 kg =
Escogemos un l de la sguente manera: 0bMn = 0*Fy*Sx � Mu Sx = Mu/ (0Fy) (esemos un er on mulo de seccón mayo al obtendo y veimos) Aumiendo
A lx Sx S H
= = = = = = =
TB-00x200x4x3
54.8 1855 74 715 84 cm 846 cm 7 cm
(Aea d seccón) (Momento de Ineca) (Módulo de seccón Sx= x/ ) 9 (La sección tabaja a %) (Rado d go en je x) X (Rado de go en eje y) (Atua d oumna)
2
4 3 3
Verfcación al pandeo exotoona
w =
= =
=
_ B
2 23 2 "
cm cm kcm kcm
U
(n mno pcn n amas (sf nc c Muo sc
_ X
41
Para Secciones no sometidas a pandeo torsonal n a pandeo fexotorsiona: ( Esfuero de Euler) Fe = , 2E/ 2 = 3027 kg/cm2 ( Eq.C4.1-1 Manual COL FORME STEE)
Fy
2
kg/cm
2531
>c =�(y/e) =
:
0.914
( Esfuero de Fuencia ) 5
( Esbetez críca ) ( EqC4 Manual COL FORME STEE)
0ccr =
516
kg/cm"
( Esero críco ) ( EqC42 Manua CO FORME STEEL)
0cPn= 0A
83080
Pu/ 0cPn
=
S Pu / 0cPn
< 02
pn
ux
y
y
020
entonces
P (M ) 2J, < < / +
( EqC4-1 Manual CO FORME STEE)
0026 <
Momento Nomina 0bMn = 0*ySx 0bMn 1628 kg-m 10641 kgm Mx = 1
kg
=
(omento Nomima de a seccón (Momento útimo actante 0013
+
0654
=
0.667
<
10
( OK
Mtn 3.3 Dgr•m (COMBJ
o
E
l
" A1 Fce D9a M8
�b C� i cí & -lf 1� ;
�
•
z
.
t.!
�J r •
1
·
o
!
'
'.7
Fg. N 43 diagrama de momentos y fuea axal de a vga del póco º
Mu= 11140 kg- Pu= 2688 kg
ú,U
43
Verifcación al pandeo flexotoional cm (ongitud del eemento no arrostado) L= 500 Sw = 20 cm (Separacón entre amas) Fy = 2530 kg/cm (Esfuerzo de fluenca de aceo) 2
US � 0.086*E/Fy
25
<
71383 (OK!)
Esbeltez .20 kx = 00 ky = 0000 Lx 5000 Ly = =kx Lx/x = Ay=kyLy/ =
cm cm 65
(La seccon asumda no se ve afectada por pandeo flexotorsona)
(Factor de longtud efectva en eje X, obtendo del pogama) (Factor de ongtud efectva en eje Y obtendo del programa) (Longtud no arostada en ee X) (Longtud no arrostrada en eje Y) (CONTROL)
59
Para Secciones no sometdas a pandeo torsonal n a pandeo fexotorsona: 4873 kg/cm 2 ( u u) ( Eq.C4.1-1 Maua COL FORME STEE) Fe= 2E/ ·" = Fy 2531 kg/cm 2 u u)
44
45.3
Diseño de Puntales
La combinación cítica e la COM 14: Pu 238 kg Suponiendo Tubo
A = x = r y
=
kx = k /x = k /y =
º
TB -100x100x30
2 3.9 3.9 .0 580 70 70
0.9D + Ey
Aal Force D19m (COMB4)
( CONTROA)
r Ss sds pd rs pd xrs ( Eq.C 41-1 ManualCOL FORMED STEEL kg/ F 959 Fy = 253 kg/ ( Eq4 ManuaCO FORE STEE =vy/e = .62 > 5 L = 75 kg/ ( E42 ManualCOLD FORMED SEEL) cFr ( EqC4 Maua FORMED 858 kg c c Fc ·A ( 0K) c > Usar Tubo TB 100x100x30
45
4.55
Diseño de Arriostres Hoizontales
La combinación crítica es la COM 2: Tu = 1700 kg Suponindo Barra Redondo iso 5/8" 0 =
1.9
cm
= ,Tn = ,Tn = 1 >
198
m
A
Usar
4.56
9*Fy*A 407
2 + .6Lr
2
( ECUACIÓN LRFD D1-1 ) kg (O.K)
Barra Redondo Liso 0 5/8"
Diseño de Correas de techo
a) MRAO D CARGAS • Caa Me Pso io Pso Pl máico PV4 Po Istlis
5.0 km2 15.0 km2 10 0 km 2
(P 4y oho
46
b) CALCULO DE FUERZS - Combinación de Caras (LRFD)
4
�
=
68 kg/m 82 kg/m 'CONRO) 76 kg/m 37 km 28 kg/m
= = =
W 1 = .2 W + .6 W W, = .2 Wn+6 W + 0.8 Ww � 0.9 Wn +3 Ww W = .2 Wn+16 W, - 08 W w
=
09 W n -1.3 Ww
- Fueras Acants TRAMOS EXTREMOS
TRAMOS INTERIR
Mometo Piti- Tm xtremos 505 kgm Mu max =
Mometo PositiTmos iteoes Mu max = 242 kgm
Mometo atyos extemossla Mu max = 700 kgm
Mometo atyos temTsaps Mu max 532 kgm
t
•
w ()
. -, ' l -, ¡ -¡ ·¡ r, l * l * 1 ' i zC
T
T
T /
1
l
T eo .3
1
.
067l
1
l
l
053L
,
l
T i
Trm 067L
05
0-H
{
-
L
-
.
O 39L /
47
) DIENSIONAINTO D A SCCIÓN Crr r Suponiendo
Z -1 X 50
X
5 X 30
c. Cálculo pa tramo cenal de Correas Exemas (Punto By N de Diagama de Momentos)
n este mo la scón sistente a as cagas es soo ua eta Popades de a seccó asumda: 7 .92 cm 270 00 cm4 x 40 30 cm• y = 34.60 cm3 x 2
=
34 60 cm3
Pandeo Local
o exise edcció de sección pand a, a sción acua a 00% fn 78 Kg Pandeo Latea Toona
=
d lyc = Cb
6 000 2 .00 .0 20.2 00
empado al eco de luz cm cm•
= <
76 87 2434 662
Kgm Kg gm gm
Lb
Me My Me M fn
Me= p· . . d yc / 2 ( My = 1 X 06My
fn > M máx
0
Controla
kg-m
K
( Ec. C3.12· MANUAL COL FORME STEEL) ( Ec. C31·5 MANUAL COL FORM E SEEL) Ec CJ.-3 MANUAL CO FORM ED SEEL
Ec C31.2- MANUAL CO FORMED SEEL
48
-
Pano aral Toial L 6000 m Lb 2 00 m ( empd tec de uz) = d 5.0 cm = 14. 2 cm Cb 00 :
4
534 602 674 460
Me My = Me < M = :
K-m Km Km K
382 K g-m q = = 242 q > Mu x
( Me= ¡ E . Cb d / 2 ' My = S x F 056My< Me< 27 8My yc
y
Controla
kgm
( Ec. CJ.1.2- MANUAL COL FORME STEEL) E. CJ125 MANAL COL FORME STEEL Ec CJ..23 MANA COL FORME STEE)
Ec. CJ21 MANAL COL ORM E STEEL
O.K
d.2) Cálcuo pra Zona e Trasla e Correas Iteras (Puto H el Dagrama e Mometos
E este m seccó esstete s gs s 2 Zets debd tspe 07 cm2 A = x = 368 cm = 47 . 6 cm Sx 4
3
= Lb = b = q
6 000 200 m empd tec de uz 00 2
382
Km
49
4.5 7
Diseño de Correas de pared
) RA D CAS Ph = 005•v = Fao de fra V = Vedad del Vento h = ra sobre e teeno en m = Veldad de diseño en a alra h = resión de diseño de ento = Psn de diseño de ento m epaaón @ aga disbuida W g
Preafón
080 75 k 75 m 7 ( T .
�kg
) CÁLCULO D S ) LR) w, = .3 ) ez A oo Mu ma =
1
59 kg
g=
,(
l \ '�
L
600
J
l
m
.
1� 2
M=w /8
_, -
:
l
L
"
-·
.�-
J '
50
CAPITULO V FABRICACIÓN
5.1
GENERALIDADES
Normalmente la fabricación de las estructuras metálicas se realizan en plantas especializadas, con los equipos más modernos y
adecuados para cada
proceso, con una cuidadosa seección del persona el cual se vigila
51
instituciones científcas, que permiten la obseanca y el seguimiento de las mismas, lograr óptimos resultados y prácticamente garantizar la ausencia de falas en éstos procesos. Contando con un diseño racional, un acero estructural de alta caldad y de acuerdo a la norma especficada, materiales de aportación de fabricación controlada y de una mano de obra calfcada tendremos como resultado una estructura de alta confiabilidad, que responde a los requerimientos de las sobrecargas con los cuales se inició el análiss y el diseño
5.1.1
Pedido de Material
Al hacer e pedido de os materiales necesarios, deberá tenerse en cuenta las dimensiones de las piezas a fabrcar, con objeto de ajustar las meddas de los
52
5.2
CRONOGRAMAS DE ACTIVIDADES El depaamento de obras dispone de un cronograma de actividades en donde se indica la secuencia a seguir y el tiempo que va a durar este proceso de fabricación, e cual se adjunta en el anexo 2.
5.3
METRADO DE MATERIALES Y EQUIPOS. El metrado de materiales es de importancia para determinar la mano de obra, el tiempo de ejecución de la obra y el costo tota Entre los materiales a metrar tenemos los pefies y tubos conformados en rio
pefiles redondos as
panchas el metrado considera también la depreciación de máquinas y herramientas y dimensionamiento de la cuadrilla de operaros, armadores, soldadores y ayudantes
53
Cuadro 5.1 Reación de personal
A
B
EMPLEADOS
Cantdad
Ingenero Producción
01
ng control caldad
01
Amacenero
01
EMPLEADOS
Cantidad
Capataz
01
Armador
05
Soldadores
04
Ofca
06
Ayudante
07
54
Cuadro 5.2 Equipos y herramientas EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ITEM
DESCRIPCION
UN
CANTIDAD
u
1
u
4
u
2
Taladro C base magnética -PARA METAL-CON 1 BROCA CORONA-220V Máquinas de soldar TRIFASCA -CON CABLES, 2 MENEKES Y EXENSONES COMPETOS Máquinas de soldar MONOFASCA CON CABLES 3 MENEKES Y EXENSONES COMPLETOS 4
Amoladora chica de 4-1/2"
u
3
5
Amoadora de 7 con extensón de 1 m
u
3
m
10
Manguera para Oxicorte 06 conectores y 12 6 abrazaderas
55
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ITEM
DESCRIPCION
UN
CANTIDAD
16
Nivel de mano
u
3
17
Escuadra metálica de 1O"
u
3
18
Combas de 4bras-uyustools
u
4
19
Winchas de 3m (6unidades)-5m(6 unidades)
u
12
20
Escuadras de tope y de 24 3 de c/u
u
3
21
Nvel de mano alumino Staney
u
3
u
2
u
1
Tenazas poa electrodo rojonegro made n italy 22 600 amp. 23
Tablero Eléctrico
Cuadro 53 EPP'S
56
5.7
TIEMPO DE EJECUCIÓN DE LA FABRCACIÓN
l proceso de fabricación se levara a cabo en 42 días, se trabajó en forma paralea os tres móduos, tanto el coe, armado, sodado arenado y fnamente e pintado. nclumos un agrama de Gantt en MS-Proet en donde se puede apreciar os tempos.
58
POCESO DE FABRCACÓN
PSO DE FABCIN
z
( <
TAD
HABILITA
AMADO Y APUNTADO
EN 01
57
5.8.1
Inspección •
Inspeccionar si en el almacén existen todos los elementos de seguridad EPP.
•
Se inspecciona todas las maquinaias, herramientas y accesoros espectivos su estado en que se encuentra los porta-electrodos, los cables el estado de los equipos los arneses tenen que estar en pefectas condiciones no se acepta cola de arneses con salpicaduras de soldadura Para esta obra se emplea aneses con cola de cables de acero
5.82
Trazado y Habilitado Antes deberá hacerse una inspección cuidadosa del material con el
58
Fig. 52 Trazado de elería, accesoos paa conexón Fuente: Eaboacón popa
59
soldadura, lo suficientemente fuees para que las piezas puedan moverse y voltearse sin correr e riesgo de que se rompan os puntos.
Detalamos el procedimiento para el armado del Tubest
PASO 1:
Se deben disponer os peiles OHM sobre la mesa de trabajo provistos de tacos laterales para ajustar la sección del perfil Tubest y dar estabilidad lateral al conjunto tal como lo indica la figura 1para luego disponer sobre estos un perfil SIGMA y proceder a pinchar en forma intermitente cada 300 mm la zona de contacto entre ambos perfiles como se muestra en la figura 2 Se recomienda disponer de un par de elementos en los extremos que
60
fI 1
Fra 2
3
Í
� ,i t� r V
u
J "i J
á·· ·· $ -------------5 mm
Fi 4
Zo d trsla
F 4b
OBSERVACIONES: Cuando se formen peiles Tubest cuyos lagos obliguen a empalma elementos. Estos deben hacerse de modo que a costura tansversal no
61
Fig. 55 Arado de columnas y vigas, instaación de accesorios Fuene: Elaboracn propia
5.9
SOLDADURA
Según la AWS define una soldadura como una coaescencia (unón de dos metales en uno) localzada de metal, donde esa conglutinación se produce por
62
[ ] = Espacio para el símbolo del tipo de unión. F = Símbolo del acabado (maquinado, maillado etc.) _ = Símbolo para el contorno de la soldadura A = Ángulo del bisel o de la V. R = Separación entre las piezas a soldar separación en la raz. = Número de puntos de soldadura. L = Longitud del cordón de soldadura P = Separación o paso entre codones T = Poceso de soldadura electrodo tolerancias etc. (N)
(opcinal
5.9.1
Tipos de Soldadura
Se pueden distinguir los siguientes tipos de soldadura:
63
Soldadura por fusión: se derrte el metal base y se agrega metal de apoe como relleno. Soldadura sin fusión No se derrte el metal base
PROCESOS DE SOLDADURA DE OS METALES
HETEROGEN
HOMEN O
O DE ALCION
AUTENA
SOLDADURA
SOLDADU
BLANDA
FUERTE
POR PRESION
w
1 o
I
z
w
< o z
w
C
t
�
w .
w
z
w
POR PRESON Y
POR FUSION
<
o
I
z
o
o
a
o
C .
<
o o < z
o o
o o
i
o
w
w
FUSION
< o
< o
i
i
w
< z
w
1
C
o
o
:
:
¡ w
z
:
z
:
<
<
o o
o
a
C w
�
z
o o
t w a
o
C
<
64
A continuación describiremos los procesos de soldadura y los tipos de unión utlizadas en la fabricación de las estructuras metálicas de las naves industriales, materia del presente informe:
5.92
Soldadura por Arco Eléctrico Revestido (SMAW)
En la actualidad, la soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de industrias. Es un sistema de reducido coso de fácil y rápida utilización, resultados perfecos y aplicables a oda clase de metales. Puede ser muy varado el proceso. El procedimiento de soldadura po arco con electrodo recubiero, soldadura de varilla o soldadura manual de arco metálico,
65
incandescente. Esto puede provocar la ionización de la atmósfera que rodea a la zona de contacto y que el aire se vuelva conductor, de modo que al separar los polos el paso de corriente eléctrica se mantenga de uno a otro a través del aire Antes de iniciar el trabajo de soldadura se deben fijar las piezas sobre una mesa o banco de trabajo de manera que permanezcan inmóviles a lo largo de todo el proceso Durante la operación, el soldador debe evitar la acumulación de escoria que presenta una coloración más clara que el metal El electrodo ha de mantenerse siempre inclinado formando un ángulo de 15 aproximadamente °
sobre el plano horizontal de la pieza y comunicar un movimiento lento en zigzag de poca amplitud para asegurar una distribución
66
adecuada. Las temperatuas que se generan son del orden de 3 500 ºC
SOLDADURA SMW
ELCTRODO
,.
Fuente
Ar c , . Ga Pot-� ; /
Cha de slddu
67
El me de apoe: rrtirs, frn gts qu s sitn sbr iz trbj n ugr chrc sur qu n sci sur y un s izs n qu s nin un junt sur. E dee s rrit junt cn t frn un gs y un c scri qu rtg rc y chrc sur funnt ii suici táic suinistr guns nts ción sur rtg t funi cntr xición y stbiiz rc L scri s rtir sués siificción
EQUIPO D SOLDADRA SMAW
68
acceso restringido significa que todavía encuentra un uso considerable en ciertas situaciones y aplicaciones.
La construcción pesada, tal como en la industria naval,
y
la soldadura
"en campo se basan en gran medida en el proceso SMAW Y aunue dicho
proceso
encuentra
una
amplia
aplicación
para
soldar
prácticamente todos los aceros y muchas de las aleaciones no ferrosas, se utiliza principalmente para unr aceros, tales como aceros suaves de bajo carbono aceros de baja aleación aceros de ata resistencia, aceros templados
y
revenidos aceros de alta aleación, aceros
inoxidables y diversas fundiciones El proceso SMAW también se utiliza para unir el níquel
y
sus aleaciones
y,
en menor grado, el cobre
aleaciones, aunque rara vez se utiliza para soldar aluminio
y
sus
69
5.94
•
La soldadura puede contener inclusiones de escoria
•
Los humos dificultan el control del proceso
Soldadura de Arco de Metal con Gas (MIG o GMAW) Este procedimiento se basa en aislar el arco y el metal fundido de la atmósfera, mediante un gas inee (helio argón, hidrógeno anhídrido carbónico, etc.) Existen varios procedimientos: con electrodo refractario método TIG y con electrodo consumible método MIG y MAG
Con electrodo consumible (método MIG y MAG La soldadur MIG: Es un proceso de soldadura al arco sumamente sencillo aunque requiere de habilidades técnicas muy específicas, el proceso permite al operador una mayor continuidad en la operación, al
70
corriente alterna para soldadura llevan un transformador que reduce la tensión de la red, generalmente de 220 voltios, a la de soldadura (inferor a 70 voltios). Estos equipos son más sencillos y económicos; por eso son los más empleados, sobre todo para algunos trabajos que se realizan en pequeños talleres
71
5.95
Aplicaciones y utilidades de la soldadura MIG o GMAW
Para empezar se puede decir que el proceso MIG demostró ser de alta utilidad en la sodadura racionalizada de aceros estructurales sin aleación y de baja aleación, hoy en día se puede poner al uso con aleaciones de aluminio y aceros estructurales de alta calidad gracias a la técnica de arco pulsado. La característica de la técnica del arco pulsado es la transferencia controlada del material En la fase de corriente a tierra el abastecimiento de corriente se reduce a tal grado que el arco es apenas estable la supeficie de la piea de trabajo es precalentada. La fase de corriente principal utilia un pulso de corriente preciso para el goteo deseado. Se descata un coto circuito no deseado con una explosión de gota así como salpicadura descontrolada de soldadura.
72
b) Automático
Todos los parámetros, incluso la velocidad de soldadura, se regulan previamente y se apican en forma automática. e) Robotizado
Este proceso de soldadura se puede robotizar a escala ndustrial En este caso todos los parámetros y las coordenadas de localización de la unión a soldar; se programan mediante una unidad específica para este fin La soldadura la realiza un obot al ejecutar la programacón
Vntajas d la soldadura MIG
•
La supeficie soldada queda limpia y sin escoria
•
Permite soldar con mayor facilidad espesores delgados
73
•
Grandes cordones sin nterrupción.
•
Eficienca del electrodo del 98%.
•
Hay un menor número de empalmes en cordones largos y hay pocas salpicaduras.
Desventajas de la sodadura MIG
•
Mayor costo del equipo
•
Distancia limitada entre el equipo y el lugar de trabajo
•
Dificultada para trabajar al aire libre.
•
Enfriamiento más rápido en comparacón con otros métodos.
•
Limitación en lugares de difícil acceso
•
Mano de obra calificada.
74
4.-Para espesores superiores a 20mm donde se desea soldar solo a un lado es aconsejable la preparación en U, ya que permite efectuar un buen depósito de material de apoe comparada con la de V
'" ;
3
5
<
�
!
:
4
.
�¿
b) Uniones de soldadura e Filete.
<
I
75
5.9.8
Inspección
Una vez soldada a pieza, deberá ser inspeccionada cuidadosamente revisando cada una de as juntas, teniendo en cuenta e tamaño de a sodadura ongitud y e aspecto exterior de a misma.
Para
esto
se recomienda usar una herramienta especial para poder remover a cáscara protectora de la sodadura. Deberá también revisarse la pieza soldada, con objeto de comprobar que no sufrió distorsiones en e proceso de sodado
599
•
Pruebas, Verificación y Acabados
Pruebas de sodadura de todas as estructuras Se verifica e diámetro de
cordón,
porosidades,
cristaiación,
socavaciones
sodadura
76
5.9.1 O Formatos de Control
f�E
�-:
/
S D GE D
F: 15/112013
Re. Pá:
E Dl Y VL
Y:
T l E:
!�
CU:
O!
FH
de
Pl
1. l& D
E
UI0 d 2 d� l. 3 S 4 U d Oí o C 5 yo• 6
RT J T
WCB
O
M�/A
fJ
C
LEYENDA:
C=COFORME
C=O CONFORME
a
T
77
Q,�
�
SIST GEO CDA
Q10
RS UQS P
FH
23
I
1
PRYCO: HN
1 d1
. llá l
D : Z : �
R
:
:
:
2. Mt ulza
c
Rm GANTESC O-A
n
3. l 1 minutos AWS L SEN V k : 4Grfo
GANTESC OA B ( todo E2a\b po soh,nt) (nte penen se
R 01
R Tip tn
GANTESC 101-A
AWS 11- 2010 Omnutos wz Narl
78
5.10 RESULTADOS DE FABRICACION
Los resultados de fabricación serán presentados a a gerencia en un informe detalado, consderando tiempo de trabajo deficencias encontradas o eemenos de proteccón que no se tomó en cuenta o si hubo o no incidentes o accdentes durante e proceso de fabricacón.
511 SISTEMA DE PROTECCION SUPERFICAL
5111 Limpieza y Pintura
Exsten diferentes métodos de impieza dependendo de grado de corrosión
o
impureas
que
contengan
os
materiaes
especfcaciones a tener en cuenta son os siguentes:
Las
79
alcalinas o con la combinación de ambos. La utilización de emulsiones está sujetas a una condición que después de la aplicación de las emulsones se tendrá tendr á que lavar la superficie superficie co agua a gua caliente caliente teniedo cuidado cuidado de que no queden residuos de d e la emulsión en la superficie
B) Herr Herramie amientas ntas manu manuales ales Estas especificaciones se siguen para la preparación de superficies metálicas para ser pintadas con el retiro de escamas, oxidacón y pntura existente por medio de un cepillado raspado o con alguna herramienta manual de mpacto Con este método no se garantiza que se retire el 100% de las impurezas quedará las que se encuentren incrustadas en el materal
C) Hera Heramienta mientas s mecán mecánicas icas
80
E) Cho Chorro rro de de arena arena o granallado granallado especificaciones ones se utilizan paa pepaa supeicies supeicies metálicas paa ser Estas especificaci pintadas,
po
medio
de
mateiales
abasivos
y
fuezas centífugas
gaantizando con éste el etio de toda impueza suelta o incustada mateial,
cuando
en el
la supeicie tenga un colo colo unifome indicaá que est está á
completamente lista paa se pintada o que está limpia limpia de pintua. pintua.
5.112 Aplicación de la Pintura Pintura La aplicación de la pintua sobe supeicies de aceo se hace nomalmente con bocha o con pistola de aie, con cualquiea de estos dos métodos de aplicación se puede gaantiza un ecubimiento satisfactoio de las supeicies se utiliza la pistola de aie cuando el áea o supeicie es
81
resistencia a la Aumenta la resistencia química de la protección, brinda resistencia abrasión y al desgaste y además proporciona color y brillo. Para nuestro caso se utilizó la pintura Shein Williams
La recomendación técnica impartida para proteger la superficie está compuesta por un sistema de pintado que abarca:
•
La preparación de la superficie a pintar Realizado el arenado al metal blanco SSPC SP5 antes de aplica la primera mano de pintura debe limpiarse la superficie con trapo limpio y seco o aire compimido
•
El número de capas por pintar.
•
El orden de aplicación de cada una de las capas
82
determinado espesor de la capa de pintura, el cual se debe revisar constantemente con un micrómetro. Las piezas antes de salir del taller deberán llevar en varias partes visibles de la misma su marca
y orientación
correspondiente de acuerdo con los planos
de montaje Con estas consideraciones las piezas están en condiciones de embarque.
83
CAPITULO VI MONTAJE
6.1
GENERALIDADES
El proceso de montaje, se lleva a cabo en el sitio de la obra y el cual es parte muy importante en el resultado de planear una obra con estructura metálica. La
estructura
metálica
está
compuesta
por
elementos
totalmente
84
El contro de calidad en el montaje se reduce a la vigilancia en la geometría de la estructura en lo que se refiere a pomos ejes niveles y a la eficiencia de las juntas. Es importante hace notar que, con un cuidadoso montaje de la estructura en que en su primer tramo se respetaron niveles plomos y posición de ejes queda prácticamente garantizada la eometra del resto de la estructura pues es norma de fabricación e respeto a éstos condicionamientos Por lo que se refiere a as juntas de campo especiamente as soldadas son sometidas a un control de eficiencia con inspecciones adecuadas y procedimientos normados que se inician con la selección y calificación de los operadores, aprobación de procedimientos elección de los materiaes y pruebas finaes con procedimientos adecuados para cada tipo de junta Con estos procedimientos y controles que se levan a
cabo
durante
el
85
que no se interrumpan los embarques de las piezas de la obra, teniendo de ésta forma un avance continúo y garantizado.
Una descripción de esta actividad puede ser la siguiente: El fabricante en coordinación con el encargado del montaje elabora una remisión (forma anexa) dirigida a la obra con una descripción de las piezas embarcadas, tanto en dimensiones con marcas que les correspondan a cada una de ellas El jefe del taller es la persona que realiza y verifica que la remisión corresponda con lo que se va a embarcar y el mismo da la autorización para la salida de esas piezas de la planta.
6.1.2
Recepción y Manejo del Embarque en la Obra
86
6.13
Preparación de las Piezas en la Obra
El ensamble de las piezas se hace siguiendo una secuencia lógica y teniendo mucho cuidado de que coincidan las marcas que nos ndican los planos de montaje. Por lo general, las dimensiones de las piezas son demasiado grandes en cuanto a su longitud se refiere por lo que la fabricación se tiene que realizar en secciones para poderlas transpotar
Es por esta razón que existen las
llamadas soldaduras de campo o preparación de pezas de las que hablaré adelante Este
procedimieto de fabricación exige al fabrcante teer especial cuidado
en el marcado de las piezas para evitar toda confusión de la gente de obra y poder terminar el trabajo de fabricación en la obra sin errores
87
3 Por último, que las pates que se van a solda o las que van a recibir la º
soldadura estén limpias y con la peparación adecuada.
6.14
Montaje
Los diseños estuctuales se deben preparar con una consideación muy amplia de la forma y facilidad con que pueden hacerse el montaje en la obra Se debe planear el arreglo, la cantidad, tipo y localización de los empalmes y conexiones de campo, para evitar la duplicación necesaria del equipo de construcción y proporcionar el plan de montae más simple posible con un mínimo de trabao de campo Una planeación cuidadosa del diseño en relación con el monae, reducirá al mínimo el costo total del proyecto
88
6.2
OPERACIÓN DE MONTAJE Las operaciones de montaje se dividen en grupos de trabajo tales como •
Montaje de columnas
•
Instalación de vigas
•
nstalación de viguetas
•
Instaación de arriostres
•
Instalación de cubiea de techo.
El montaje se realiza con el personal que estuvo en la fabricación y con el apoyo técnico de un maestro de obra montajista y a supervisión de n ingeniero residente Por la longitud del pórtico de 200 m de luz, se seleccionaron 01 grúas telescópicas de capacidad cada uno de 10 ton, con largo de puma 22 m.
89
elementos consumibles, soldadura pintura de retoque oxigeno acetileno discos de desbaste discos de corte etc.
6.4
MANO DE OBRA
Es importante destacar que todo el personal tendrá la suiciente experiencia en el trabajo de montaje soldadura, ayudantes y todos estén asegurados con póliza SCTR
65
PERSONAL MONTAJISTA
•
01 Residente de obra
•
01 Prevencionista de seguridad
•
0 Capataz 08 Operarios Montaistas
90
•
03 Tecles de 03 Ton.
•
01 Torquimetro 200-1000 LbFt
•
01 Tablero Eléctrico
•
02 Esmeriles de 7
•
Llaves corona y boca en medida respectiva de pernos a utiliza
•
03 Extntores PQS 12 kg
•
08 Un Llave Francesa de 1 O"
•
06 Un Llave Francesa de 12"
•
01 Baúl de herramientas
•
02 Rectifcadores
•
EPP de acuerdo a la tarea específica
91
Dar los lineamientos técnicos y requerimientos generales de seguridad, desarrollo mecanismos y medios a empear a fin de realizar las labores de montaje de estructuras metálicas.
6.92
Alcance
Este procedimiento será aplicable al montaje de Estructuras Metálicas, y será cumplido y avalado por el Gerente de Proyecto Jefe de Proyecto, Residente de Obra, Supevisor de Seguridad y al personal técnico involucrado en la ejecucón de los trabaos
693
Definiciones
•
Columna Metálica: Elemento estructural conformado por la unión
soldada de planchas metáicas compuesto por sigma y ohm, además
92
6.94
Documentación aplicable
Son de aplicación para la ejecución de los trabajos, el uso de especificaciones técnicas de proyecto normas aplicables y planos aprobados para construcción en su última revisión. Los planos necesario son:
695
•
Panos de Montaje de Estructuras Metálicas
•
Planos de Ubicación de Columnas
Responsabilidades
Jefe de Proecto •
Mantendrá una coordinación permanente con el CLIENTE para la correcta y oportuna ejecución de las actividades correspondientes así como de facilitar los recursos tanto materiales como humanos
93
•
Coordinará las actividades en campo conjuntamente con el lng. Residente de Obra.
•
Verificará
que
os
trabajos
procedmentos establecidos
y
se
realicen
respetando
os
controlando la cadad, salud
y
seguridad •
Insruir al personal medante el desarrollo dario del ATS
y
cumpr
el procedimiento propuesto.
6.96
Desarrollo • El ngenero Resdente de Obra se hará cargo de gestionar os correspondentes permisos de tabajo permiso general de trabajo seguro permiso de trabajo en altura perso de trabajos en
94
•
Verificacón de Terreno trazo y replanteo si así fuera el caso.
•
Habiltado
y
traslado
de
todos
los
materiales
equipos
y
herramientas requeridos para la ejecución de los trabaos. Este traslao puede realizarse medante una tráiler con plataforma •
Habiltación de zona de acceso para ngreso de tráiler con plataforma y grúa telescópca.
•
Demarcación del área de trabao tanto de montae como de pre ensamble y del lugar donde se almacenan las estrcturas, señalizando la zona con cinta roa en el nivel con carteles de peligro con cachacos para el nicio de la activiad
•
Habltación de punto de energía para corriente de 220 Voltios a que se utilzará para conexón de herramientas eléctricas de mano Armado de cuerpo de andamios (tipo ACRO)
95
•
Se nivelara las contratuercas, donde se apoyaran la placa base de la columna metálica.
•
Para el montaje de póricos se colocarán las piezas en posición para su armado, se ensambarán con los pernos de acuerdo a la posición de las bridas fijadas en los elementos y los planos de montaje
•
Los pernos de 0 1" A325 llevarán un ajuste de 637 Lb-pie, Los pernos de 0 5/8 A325 llevarán un ajuste de 148 Lb-pie. Los póicos se colocarán previamente en posición tal que coincida la plancha superior y ménsula de las columnas.
•
Se armarán 4 torres de andamios (dos a cada extremo del pórico en posición de las columnas ya colocadas con una altura no menor de 6.6 metros 2 cuerpos de andamios) a parir de aquí se izaran
96
•
Retoque de pintura en zonas locaes donde se aprecia aspones en la estructura producto de transpoe, maniobra etc.
97
CAPITULO VII COSTOS
7.1
GENERALIDADES
Los costos operativos directos por la construcción, fabricación y montaje comprenden os costos directos, siendo necesario mencionar los elementos que conforman as operaciones a seguir.
98
7.2
COSTOS DE FABRICACION DE ESTRUCTURAS.
Los componentes directos son los siguientes
7 2.1
Mano de obra de fabricación
Está conformado por los trabajadores de taller de la fabrcación de las estructras metálicas.
Cadro 7 1 de mano de obra en fabricación ITEM 1 2
CATEGORIA RESIDENTE TECNICO QC
T/H/T
COSTO/HH
COSTO {S/.}
306.00
1750
5,35500
30600
1375
4,20750
3
ALMACENERO
30600
1125
34425
4
CAPATAZ
30600
125
3,44250
5
ARMADOR
30600
75
2,677.50
6
ARMADOR
30600
75
2,67750
99
7.2.2
Equipos y maquinas Los equipos y herramientas prncpales empleadas son:
Cuadro 7.2 Equpos y Herramentas TEM
TEGORIA
NT
TIEMPO
SOLES/DA
COSTO (S/.)
1
MAQUINA DE DE SOLDAR SOLDAR MG - RIFASICO
4.00
45.00
60.00
0,800.00
2
ESMERIL DE MANO 7"
4.00
45.00
25.00
4500.00
3
ESMERL DE MANO 4"
200
24500
15.00
7350.00
4
EQUPO DE OXCORTE
2.00
2000
40.00
1600.00
5
TALADRO DE BANCO
2.00
2000
5000
200000
6
TRONZADORA
2.00
3000
4000
2400.00
7
MONTACARGA MONTAC ARGA 3 TN
1.00
45.00
7000
315000
8
COMPRESOR COMPR ESORA A - 350 CFM
1.00
30.00
40.00
1200.00
9
EQUIPO DE PNTAR DE ARENADO
1.00
3000
30.00
900.00
0
EQUPO DE PNTAR GRACO
200
3000
30.00
800.00
COSTO TOTAL S/.
35,700.00 1
100
7 .2.4
Consumibles, varios L pcp c d fccó d tct gt:
d
DESCRIPCIÓN PRESENTACION UN UNT
TEM 1
ANTISPATER
2
CANT COSTO (S/.)
FRASC
PZA
15.25
16
244
AMBRE MG 0.8MM
15KG
CJA
76.35
12.
9620
3
AMBRE MIG 1.0MM
15KG
CJA
7635
40
3,054
4
CINTA MASKING TAPE DE 1"
UNO
PZA
271
20
5420
5
CINTA VULCANZANTE
UNO
PZA
12.71
8
10168
6
DUYENTE EPXC
GN
GN
26
144
38304
7
DISCS DE CRTE 1/8" X 14" DEWALT
CJA/10UD
PZA
11.17
15
167.58
8
DISCS DE CRTE 3" X 45" NRTN
CAJA25UD
PZA
1.96
75
147.
9
DISCS DE CRTE 18" X 7" DEWALT
CAA/25UD
PZA
418
10
4175
10
DSCS DE CRTE 18" X 9" NRTN
CAJA25UD
PZA
628
47.50
29822
10
7 .25
Materiales
Se pone en consideración todos los costos de los materiaes que se utlzaron para a nave industra
Cuadro 7.5 Metrado ítem 010000 Marc 00100 Columnas Eje al ee 9 Pe Sigma Pe Ohm
Elemeno
Undad
500x200x4x3
Pza
36.00
700
Sigma 5 Ohm 2x4
P P
.00 8400
6 6
500x200x4x3
Pza
54.00
10.0
Sigma 5 Ohm 2x
P P
18200
Z 5x5x5 Z 5x5x5 Z 5x5x5
Pza P P
Cantidad
rgo
P. UniJml
Prec SI.
32.68 422
64693 2,2755
8200
6 6
3268 422
356835 6959
76 228 64
68 68 6
26 462 462
,6846 22,66.65 562.54
003.00 Vigas Ee a 9 (ees AyD) Pe Sigma Pe Ohm
02.00.00 Cneras Techo - Continua eemo Techo Contiua amo Pared Simp Jodo
102
Cuadro 7.6 Resumen de Costos de Fabricación
ITEM
TGORIA
1
COSTO DE MANO DE OBRA
67,717.80
2
COSTO DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
35,70000
3
COSTO DE EP P Y SEGURIDAD
4
COSTO DE MATERALES CONSUMIBLES
5
COSTO DE MATERIALES DE ESTRUCTURAS 1
169,55704
6
COSTO DE MATERIALES DE ESTRUCTURAS 2
30,44569
COSTO TOTAL S/.
7.3
COSTO {S/.)
4,48000 46,42209
354,322.62 1
COSTOS DE MONTAJE DE ESTRUCTURAS
Para el montaje intervienen varios factores que se describe a continuación:
7.3.1
Mano de obra
103
7.3.2
Equipos y herramentas
Los equipos y herramientas principales empleadas son:
Cuadro 7 .8 Equipos y Herramientas DESCRIPCION ndamios Torqumetros eces Rectfcadores quna de soldar Mg - Trfasco Esmer de mano
7.3.3
CTIDA Tiemo soles/día Costo(S/.) 16 3,24000 45 4.5 1 1,40000 20 70 2 40000 20 10 1 200.00 20 0 1 ,20000 20 60 25 20 50000 22 COSTO TOT SI. 6,940.00
Equpos de proteccón personal
Los principales son
104
Cuadro 7.1 O Consumibles en el Montaje.
IEM
OESCRPCN
UNO
P. US
CANT CNSUMA
CS(S/
1
LlA#100
PLG
1.27
7.00
8.90
2
X BD
GL
60.20
4.00
240.80
3
DILY X
G
26.60
1.00
26.60
4
BH2"
9.00
7.00
63.00
CST TTA
7 .3.5
5/.
339.30
Transpoe de estructura metálica El traslado se realiza tráier que tengan plataforma abierta y con a dimensionas requeridas para trasadar las estructuras metálicas a obra
Cuadro 7.11 Costo del trasado de estructura metáica.
105
7.3.6
Grúa
El uso de la grúa para el montaje de elementos pesados como el pórtico es de mucha utilidad porque permite una mayor producción de montaje.
Cuadro 7.12 Consumo de grúa para el montaje.
TEM
DUCION (HRS)
MARCA
MODELO
1 RMGRUAS
KOBELCO
RK-10
8.
110
2 RMGRUAS
KOBELCO
RK-10
8
110
3 RMGRUAS
KOBELCO
RK10
8
110
0
4 RMGRUAS
KOBELCO
RK10
8
110
0
5 RMGRUAS
KOBELCO
RK-10
8
110
6 RMGRUAS
KOBELCO
RK-10
8
110
0
7 RMGRUAS
KOBELCO
RK-10
8
110.
8 RMGRUAS
KOBECO
RK-10
8.
110
0
9 RMGRUAS
KOBELCO
RK-10
8
110
0
8 RMGRUAS
KOBELCO
RK10
8
110
0
8 RMGRUAS
KOBELCO
RK10
8
110
0
RMGRUAS
KOMATSU
LW11
8
110
0
PROVEEDOR
PRECO UNIT.
PARCIAL
106
7.4
RESUMEN DE COSTOS DE MONTAJE
Tabla N 7.13 Resumen de costos º
osto / Costo de mano de obra 42,763.50 Costo de equipos y herramientas 694000 Costo de EPP y seguridad 6145.60 Costo de materiales consumibles 339.30 Costo por traslado de estructuras metalicas 1120000 Costo de grua telescopia 14080.00 Costo de materiales 5595.00 / 8,0630
7.41
Reumen al de fabricación y mnaje
Taba N 714 Resumen tota en Fabricacón y Montaje °
107
INCIDENCIA EN LAS ETAPAS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE En el siguiente cuadro se determinó los costos más incidente en base al costo iecto consumio.
ITEM
COSTO EN ETAPAS
COSTO SI. INCIDENCIA %
1.0 RESUMEN DE COSTOS DE FABRICACION
8027%
1.1
COSTO DE NO DE OB
67,717.80
15.34%
12
COSTO DE EQUIPOS Y HERMIENTAS
35,700.00
8.09%
3
COSTO DE EPP Y SEGRDD
448000
0%
1.4
COSTO DE TERLES CONSUMBLES
46,422.09
1052%
15
COSTO DE TERLES DE ESUCTUS
169,55704
3841%
6
COSTO D E TERES DE ESUCTUS 2
3044569
690%
20 RESUMEN DE COSTOS DE MONTAJE
1973% 42,76350
969%
COSTO DE EQIPOS Y HERMIENTAS
694000
1.57%
2
COSTO DE EPP Y SEGURD
614560
1.39%
24
COSTO DE TERES CONSUMIBLES
33930
0.08%
21
COSTO DE NO DE OB
22
%
108
CONCLUSIONES
Habiéndose logrado: 1 El diseño estructural de una nave industrial múltiple, considerando los criterios de °
diseño establecidos en el Reglamento Nacional de Edificaciones y las Normas Americanas (ASCE-07, AIS). 2 La fabricación de la nave industrial requerida por el cliente TUPEMESA. °
109
RECOMENDACIONES
1)
Es muy impoante considerar en el proceso de fabricación un taller adecuado, que brinde todas las facilidades a los trabajadores en cuanto a superficies planas
niveladas para hacer trazos correctos también contar con las
herramientas y maquinarias en perfecto estado de funcionamento. Tener áreas para hacer seguimiento a los procesos de fabricación con lo cual se logre
un control adecuado del avance del personal y poder detectar
10
BIBLIOGRAFIA
1.
Diseño de Estructuras Del acero. Autor: Jack C MacCormac - Stephen F Csernak. Editoral Alfaomega 5a Edición
2.
Manual de sistemas y materiales de soldadura INDURA
3
E proyectista de estructuras de metálicas AutorR Nonnast, Editorial Paraninfo
11
AISC
American lnstitute of Steel
Constructon
* AISC 325-05 - Steel Construction Manual, Thirteenth Edition.
* ASC 341-05 - Seismic Provisions for Structural Steel Buildings
* ASC 36005 - Specification for Structural Steel Buildings
AISI
Amecan lron and Steel
lnstitute
112
ANEXOS
ANEXO 1
TABLAS PARA SELECCIÓN DE PERFILES
ANEXO 2
CRONOGRAMA DE FABRCACIÓN Y MONTAJE
ANEXO 3
PLANOS DE ESTRUCTURAS METÁLICAS
113
-
.
.
.•�-
A� P fl D UI T
,_
l
PERFIL Tules O •
_,1
•
H '
14
-
.! -b :
e-
T
m
35c
b b e b: b b ,
" � m
-.:t -. ,m: . ·-
.,
, -
.
c: · e·
:
.
:
�
s s
4
1: 1
4
: :
C
:
c·
-
:1
.
- i
; ·-
1 . I J
f.�r rn o,�
•J
-1
•
• J '
r ,
1
1
1
1
1
'
1
1 -
"
<
L
L1
t ' •
n
. =
.,
o
•J
h en
,
·I
•
.
-1
1
U
1
,
r'
�
·
-
U
"
,
n
i
1
1
. .�
'
1
<
"
" u
.,
n
_
'
t
" J
J
,
"
"
"
t 1 , l
-
u
. • J
. l ;
n
·• "
,
: "
'
,
(h .,
-
1
-T
r
w
_ ¡
. �
1
1
¡
t.
"
·.:-
d
J
'r
J·"
'
-
-
,
.
t"
,.
¡
n
16
Especifiaione Generles
Dm ensó E h x b
- . mm � -m
Largo normal:
12 m.
Recubrimiento
Nego
Extremos:
Lisos de máquina
Mdulo Resstete L1 Ri e Gir Ierca eto de : pes ;I 5ew.on fi Mo-m + i cm. cm ; ¡ cm' , . 1kg/ r c -¡1 lx - r-lyÍ - Wx r Wy , ix
- spes r, m
3
m
2
50 X 50
3
3,7
7,4
622
622
83
83
598
598
50 X 50
4
80
22,9
87
87
8
08
5,93
5,93
Caldades normas ASTM A500 grad B
50 X 50
5
223
284
98
98
3
3
588
588
Otras dimensons A pedido eva cosulta a CIAC.
200x200
3
8,4
23,4
506
506
5
5
8,2
8,2
20x200
4
243
30,9
970
97
97
197
7,97
7,97
200x20
5
30.
384
24
240
24
24
7,92
792
20x200
6
35,8
45,6
283
2830
283
283
7,88
7,88
25x250
4
30,6
39,0
396
3906
32
32
250x250
5
380
484
480
4800
384
384
997
9,97
250x250
6
45,2
57,6
567
5670
453
453
992
992
300x300
4
369
47,0
6824
6824
455
455
26 26
300x300
5
458
58,4
844
844
56
56
2.0 .0
300x30
6
547
69,4
9959
9959
664
664
,96 ,96
y
A
R=e
,
117
Costar eadón éic t ET-1
6
1
Abmie E : 5 narl, C Or�
6menia ;
- _
�v .
72
