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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM
A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO:
Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM
A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO:
Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL
PRESENTADO POR: YOBER CASTRO ATAU
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL
INGENIERIA CIVIL
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO CIVIL
Ayacucho, Septiembre 2010
UNSCH – FIMGC
EFP. INGENIERIA CIVIL
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
“El desarrollo sostenible es aquel que satisface las necesidades
del presente sin comprometer la capacidad de las futuras
generaciones de satisfacer sus propias necesidades”
ESTADO DEL ARTE
MATERIALES Y MÉTODOS
RESULTADOS Y DISC.
CONCLUSIONES Y RECOM.
ANEXO
INTRODUCCIÓN
Planteamiento del Problema
Justificación
Objetivos
Alcances y Limitaciones
Hipótesis
INTRODUCCIÓN
UNSCH – FIMGC
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
La Ingeniería Civil y la Construcción, se enfrentan a nuevos retos en
este presente siglo, sea por la situación económica del país y por el
irreversible deterioro del medio ambiente originado por la conducta
humana y por las actividades propias de esta profesión.
Desde el punto de vista ambiental, la tecnología del concreto
armado se antepone ante otras invenciones, arrastrando consigo la
manipulación de aceros de construcción ASTM A615, en forma
desmedida desde la concepción de los diseños de refuerzos que
originan corta vida útil de las estructuras planteadas, hasta su
empleo en la construcción que origina altos grados de desperdicios
de aceros, por efecto de cortes y doblados ineficientes. Dicho
problema origina sobre explotación de recursos y emisiones
contaminantes que favorecen al calentamiento glogal, del mismo
modo desfavorecen la disposición de recursos naturales de las
próximas generaciones.
En el contexto nacional y regional, el principal
indicador de crecimiento económico del País lo
proporciona la industria de la construcción y
la actualidad de este sector es prometedora.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
ACTUALIDAD DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN
UNSCH – FIMGC
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Graf. Crecimiento Demográfico en el Dpto . De Ayacucho
(1995 – 2015). Fuente: [INEI, 2009]
(Demografía)
Censo 1990 Proyección 2025
Rural 31.3 22.9
Urbana 68.7 77.1
Urbana:
68.7 %
Urbana:
77.1 %
Rural; Censo
1990; 31.3
Rural;
Proyección
2025; 22.9%Habitantes
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
DINÁMICAS DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN
(Población Nacional Rural y Urbana)
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
DINÁMICAS DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Graf. Construcción de Viviendas de Concreto.
Fuente: [INEI, 2009]
Graf. Producción de Barras de Construcción
Fuente: INEI 2009 (Aceros Arequipa / Sider Perú]
(Viviendas) (Producción Aceros)
Índices crecientes de consumo de barras de acero, cemento, agregados, y otros
materiales de construcción.
Fuente: [INEI, 2009]
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
MEDIO AMBIENTE vs SECTOR CONSTRUCCIÓN
Responsabilidad Ambiental del Sector Construcción
4040
%
50
%
50
%
5050
%
Consumo Genera
Fuente:[Arenas,2008]
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RECURSOS
NATURALES
ENERGÍA
RESIDUOS
“Los materiales de construcción empleados son de alto
impacto ambiental, el consumos energético y la
generación de residuos repercuten sobre el medio
natural a través de desechos, desmontes, generación de
gases de invernadero, etc., con consecuencias
irreversibles”.
Fuente: [SINIA, 2010]
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
ACEROS DE CONSTRUCCIÓN ASTM A615
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
1. En los proyectos estructurales, la insuficiencia de detalles
constructivos con aceros ASTM A615, repercute en
patologías, desmedros ambientales y económicos.
2. En obras de Concreto Armado, se generan entre el 7% al
27% de desperdicios de aceros.
3. Los desperdicios de aceros, repercuten en sobre explotación
y consumo innecesario de recursos naturales, satisfaciendo
las necesidades de la generación presente y
comprometiendo la capacidad de las generaciones futuras
para satisfacer sus propias necesidades.
4. El mal empleo del acero repercute negativamente en la
calidad y vida útil de la construcción, y deterioros
ambientales, por generación temprana de desechos
contaminantes.
Factores;
Proyecto;
42.0%
Factores;
Materiales;
14.6%
Factores;
Ejecución;
35.0%
Factores; Uso;
9.6%
Factores;
Causas
Naturales;
5.7%
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
FACTORES PATOLÓGICOS
EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
Los factores que determinan mayores daños en edificios, se deben en
mayor medida a defectos durante las fases de proyecto y ejecución.
Fuente: Patología de Estructuras. Pérez, 2000.
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
OBJETIVOS
 Demostrar la existencia de errores usuales en la
manipulación de aceros ASTM A615, desde la etapa de
proyecto hasta la etapa de construcción.
 Proponer conocimientos para la sistematización de
detalles, habilitación y armado de aceros, que
incrementen la productividad, disminuyan los costos de
construcción a través del control de desperdicios y
residuos, que reduzcan los efectos ambientales y nos
permita conducirnos al desarrollo sustentable.
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
OBJETIVOS
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
1. Cuantificar las patologías en el diseño de refuerzos de acero, en
la etapa de proyecto y uso en la etapa de construcción de
estructuras en CºAº.
2. Desarrollar una Metodología Eficiente de la ingeniería de
detalles, habilitación y armado de aceros, que otorguen calidad
a los trabajos, minimicen los desperdicios, reduzcan los costos de
producción, prolonguen la vida útil de las estructuras y
minimicen el impacto ambiental por consumo de materiales de
acero en la construcción.
3. Emplear algoritmos de investigación operativa, para minimizar el
desperdicio de cortes de aceros. E implementarlo
informáticamente para generar Planillas de Corte y Doblado
eficiente de Aceros.
4. Valorar cuantitativamente el impacto técnico, económico y
ambiental, para un caso de aplicación.
INTRODUCCIÓN
MATERIALES Y MÉTODOS
RESULTADOS Y DISC.
CONCLUSIONES Y RECOM.
ANEXO
ESTADO DEL ARTEESTADO DEL ARTE
Problema de Corte Unidimensional
Detalles de Reforzamiento con
Aceros ASTM A615
Conceptos de Detalles y Armados
con Aceros
Los Aceros de Construcción y el
Medio Ambiente
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PROBLEMA DE CORTE UNIDIMENSIONAL
The Cutting Stock, Trim Loss and Packing Problems
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Fuente: [Dyckhoff, 1990].
 Consiste en el corte de
materiales unidimensionales.
 Aplicación: procesos de corte
de barras metálicas, maderas,
plásticos, vidrios, rollos de
papel, etc.
Características del Problema
 Consiste en realizar cortes sobre los objetos para obtener los pedidos
con el menor número de objetos [Delgadillo, 2002].
 Manteniendo la dimensión original de la materia prima, el objetivo es
minimizar la cantidad de unidades de materia prima que se necesitan
(costo total) que es equivalente a minimizar el desperdicio
Fuente: [Rivero, 2005].
Long. Comercial
L=9,0 m
l1=6,5 m
d1=2
l2=4,5 m
d2=4
l3=3,0 m
d3=5
l4=1,0 m
d4=5
Pedidos o Demanda de Piezas en Obra
Combinaciones
PROBLEMA DE CORTE UNIDIMENSIONAL (pcu)
X1
EJEMPLO ILUSTRATIVO
Corte
• Manual
• Industrial
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X2 X3 X4
Patrones de Corte
1 2 3 4
PROBLEMA DE CORTE UNIDIMENSIONAL (pcu)
SOLUCIÓN ILUSTRADA
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l1 l2
l3
l4
Desp.
Función Objetivo
Restricciones
MODELO MATEMATICO DE PCU
CORTE UNIDIMENSIONAL
PATRONES DE CORTE
MODELO MATEMATICO
1 2 3 4
 FO: Minimizar el número posible de esquemas de corte.
 Restringir el número de piezas cortas, según las cantidades
requeridas.
 Las variables de decisión no deben ser negativas y deben ser enteras.
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CORTE UNIDIMENSIONAL
INVESTIGACIÓN OPERATIVA
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MODELOS DE PROGRAMACIÓN LINEAL
Es un procedimiento o enfoque para resolver problemas relacionados con la
toma de decisiones en diferentes campos de aplicación, tales como
ingeniería, economía, política, etc.
Es una técnica de optimización que consiste en la maximización o
minimización de una función lineal, llamada función objetivo, sujeta a
restricciones también lineales.
Z: función objetivo o variable a
Optimizar.
x1, x2,…,xn: variables de decisión.
c1, c2 ,...,cn , a11, a12 ,..., amn ,
b1, b2 ,..., bm: son los parámetros.
Si las variables de decisión son positivos y enteros, entonces entramos al
campo de la Programación Lineal Entera Pura, la cual se resuelve bajo otras
técnicas.
CORTE UNIDIMENSIONAL
MODELOS DE SOLUCIÓN BASADA EN PROGRAMACIÓN LINEAL
A este caso se le denomina un Problema de Programación Lineal Entera
Pura o Estricta, o simplemente un Problema de Programación Entera.
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1. Modelo de asignación (Kantorovich, 1939).
Basada en variables de asignación utilizando variables binarias para
relacionar las barras con el material disponible en stock.
CORTE UNIDIMENSIONAL
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2. Modelo basado en patrones de corte (Gilmore, Gomory, 1961).
Un patrón es factible si cumple la restricción (condición de la mochila):
3. Modelo de corte único (Dyckhoff, 1981).
4. Técnicas Generales de Resolución de Problemas de PLE
 Algoritmos de Ramificación y Acotación (Branch & Bound).
 Algoritmos de Planos de Corte.
 Algoritmos de Ramificación y Corte (Branch & Cut).
 Algoritmos Heurísticos.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
Los trabajos de ingeniería se representan
detalladamente en documentos técnicos que
comunican un propósito. Una desviación leve de este
requisito puede desvirtuar el proyecto, y es aquí donde
los ingenieros y diseñadores de detalles estructurales,
influyen con sus estilos, basados en normas y
prácticas de detalles y detallados de aceros ASTM
A615.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
Documentación de Obra:
• Memorias de cálculos.
• Planillas de cálculos.
• Planos generales de estructuras.
• Planos de doblado de fierros, detalles.
•Especificaciones Técnicas.
• Especialidades individuales.
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DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
EL ACERO DE CONSTRUCCIÓN
Producto de la fusión de diferentes
cargas metálicas, con contenido de
hierro, ferro aleaciones y carbono,
las cuales determinan su
estructura molecular.
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C
+ Resistencia a Tracción.
+ Índice de Fragilidad en Frío.
-Tenacidad.
- Ductibilidad.
El concreto armado es un material
compuesto. El refuerzo absorbe las
fuerzas de tracción que actúan en el
concreto debido a la solicitación de las
fuerzas exteriores.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
BARRAS DE ACERO COMO REFUERZO
NORMAS
 Barras de Construcción No Soldables
 Barras de Construcción Soldables
 NTP1 341.031 2001 Grado 60: Norma Técnica Peruana.
 ASTM A615 Grado 60: Standard Specification for Deformed and Plain
Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement.
 ASTM A496-95a: Standard Specification for Steel Wire, Deformed, for
Concrete Reinforcement.
 ASTM5 A706 Grado 60: Standard Specification for
Low-Alloy Steel Deformed and Plain Bars for Concrete
Reforcement.
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a) La composición química.
b) Las corrugas, su forma y geometría.
c) El peso métrico y su variación
permisible.
d) Las propiedades mecánicas del acero:
1) Limite de fluencia (fy).
2) Resistencia a la tracción (R).
3) Relación R/fy (Ductilidad).
4) Alargamiento a la rotura.
5) Doblado a 180º.
a) La composición química.
b) Las corrugas, su forma y geometría.
c) El peso métrico y su variación
permisible.
d) Las propiedades mecánicas del acero:
1) Limite de fluencia (fy).
2) Resistencia a la tracción (R).
3) Relación R/fy (Ductilidad).
4) Alargamiento a la rotura.
5) Doblado a 180º.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
CARACTERÍSTICAS DEL ACERO
Según las Normas:
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DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
UNSCH – FIMGC
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PRODUCTOS PERUANOS ACEROS ASTM A615
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
CONCEPTOS
Fuente:[Calavera,1999].
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DETALLADO
DIBUJOS DE COLOCACIÓN
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
HABILITACIÓN DE ACERO
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CORTE DOBLADO
CONCEPTOS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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ARMADO DE ACEROS
MONTAJE Y COLOCACÍÓN
CONCEPTOS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
NORMAS DE DETALLES Y DETALLADO
DE REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
1. E.060: Concreto Armado –RNE 2006 y 2008.
2. ACI 318S-057: Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario
3. ACI 318-08: Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary.
4. Manual 2004 - ACI DETAILING: Publication SP-66 (04).
a) Norma ACI 315-99: Details and Detailing of Concrete Reinforcement.
b) Norma ACI 315R-04: Manual of Structural and Placing Drawings for Reinforced
Concrete Structures.
c) Supporting Reference Data.
5. ACI 117-06: Standard Tolerances for Concrete Construction and Materials.
6. BS 6744: Stainless steel bars for the reinforcement of and use in concrete. Requirements
and test methods. London, BSI, 2001.
7. BS EN 1992-1-1:Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for
buildings.
8. BS 8666: Specification for scheduling, dimensioning, bending and cutting of steel
reinforcement for concrete.
9. BS EN 1992-1-1: Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for
buildings.
10. CP 114 Code of practice for reinforced concrete. London, British Standards Institution,
1948: revised 1957 and 1965. Metric version, 1969.
ACI: American Concrete Institute. BS: British Standards Institution.RNE: Reglamento Nacional de Edificaciones.
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
1. Amarra.
2. Principal.
3. Secundaria.
4. Repartición.
5. Retracción.
6. Cerco.
7. Gancho Sísmico.
8. Conexiones.
9. Estribo.
10. Fijación.
11.Traba.
12. Zuncho.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
TIPOS DE REFUERZO O ARMADURAS
Según las funciones que cumple dentro de un elemento estructural:
(1) Amarre rápida.
(2) Amarre simple con doble alambre.
(3) Amarre envolvente.
(4) Amarre para muros.
(5) Amarre retorcido.
(6) Amarre cruzado.
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
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Fijación:
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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DESCRIPCIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS PLANOS Y
ESPECIFICACIONES
Los planos, detalles y especificaciones deben incluir:
a) Nombre y fecha de publicación de la norma y sus suplementos de acuerdo con
los cuales esté hecho el diseño.
b) Cargas vivas y otras cargas utilizadas en el diseño.
c) Resistencia especificada a la compresión del concreto, a las edades o etapas de
construcción establecidas, para las cuales se diseñó cada parte de la estructura.
d) Resistencia especificada, tipo y calidad del acero de la armadura.
e) Tamaño y localización de todos los elementos estructurales, refuerzo y anclajes.
f) Precauciones por cambios en las dimensiones, producidos por flujo plástico,
retracción y temperatura.
g) Longitud de anclaje del refuerzo y localización, y longitud de los empalmes por
traslapes.
h) Tipo y localización de los empalmes soldados y mecánicos del refuerzo, si las
hubiere.
i) Ubicación y detallado de todas las juntas de contracción o expansión
especificadas para concreto simple.
Fuente: [ACI 318S-05, E060]
PLANOS EN CONJUNTO
PLANOS DE ESTRUCTURAS
PLANOS DE DETALLE
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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CARACTERÍSTICAS DE LOS PLANOS
Incluye una lista detallada de los materiales o despiece y un esquema de los tipos
y formas de las barras, con indicaciones de sus dimensiones parciales, longitud
total de desarrollo, codificación, y resumen de la cubicación del acero.
Contienen todos los antecedentes de las armaduras, siendo recomendable que
muestren los elementos en planta con sus elevaciones y cortes; para una mejor
visualización e interpretación de las formas y ubicaciones. Generalmente se dibuja
el elemento de concreto con una línea de contorno de trazo fino, y las barras
colocadas dentro con trazos gruesos. Luego, se realiza lo que se conoce como
destacado de la armadura.
Sólo Indica: Ø y cantidad de aceros que deben ser usadas.
Contiene: ubicación de los elementos de la estructura.
• Identificación: V: Vigas, C: Columnas, P: Pilotes, M: Muros, L: Losas, etc.
• Números para su posición respecto al piso, 100 a 199: Para el 1º piso, 400 a 499:
Para el 4º piso, 1200 a 1299: Para el 12º piso, etc.
DETALLES DE REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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TÉCNICAS DE DETALLAMIENTO
1. Método Tabular de Detallamiento.
2. Método de Detalles Típicos
• Empleados cuando se tiene una
librería de elementos y detalles
típicos.
3. Método de Superposición de Dibujo
• Son capas de información que se
usan para destacar a un solo
dibujo.
4. Método Computacional de Detallar
• Los métodos con este medio varían
de acuerdo al software, personal,
etc.
DETALLES DE REFORZAMIENTO DE VIGAS EN ESQUINAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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El refuerzo debe ser detallado de manera clara y sencilla, mostrando su forma y
ubicación exacta. La información sobre el dibujo debe dar una descripción ordenada
de la cantidad, los tipos, categoría, tamaño, centros, ubicación, comentarios, etc.
Fuente: Cuaderno INTEMAC Nº 49. Calavera, 2003.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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DETALLES DE REFORZAMIENTO EN MÉNSULAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO EN VIGAS Y COLUMNAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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Extremo de Columnas
Conexión de Vigas y Columnas
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
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Fig. Distintos tipos de falla de anclaje de
una barra simple embebida en hormigón
sin y con confinamiento.
Fuente: [Llopiz,2007]
Fig. Precaución a tomar cuando se
interrumpen barras cercanas a las
superficies libres de hormigón.
DETALLES DE REFORZAMIENTO EN VIGAS Y COLUMNAS
Fig. Tipica Falla de Compresión
de una Columna con Estribos
muy Separados.
Fuente:[Llopiz,2007]
Es una lista que permite verificar en forma ordenada la cubicación, las formas y
el detalle de las barras (como indica los planos). Orienta mejor la fabricación de
las armaduras.
CUBICACIÓN DE LAS ARMADURAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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Figura 3.15: Planilla de Metrado de Aceros. Fuente: [Autor]
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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FABRICACIÓN DE LAS ARMADURAS
Consiste en el despiece de las barras de acero, mediante cortes y doblado,
según el requerimiento para el armado de elementos estructurales.
Preparación: Consiste en el enderezado y la limpieza del acero.
Corte de Barras: La longitud de las barras debe ajustarse a la necesaria
para que después de doblada y elaborada según los planos, la armadura
cumpla con las tolerancias prescritas.
Tolerancias de Corte
de Barras:
Fuente: [ACI 315-99]
FABRICACIÓN DE LAS ARMADURAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
UNSCH – FIMGC
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
El doblado tiene por finalidad dar la forma definitiva a los refuerzos.
Diámetros Mínimos de Doblado
Estos no deben ser menores que los valores normados, evitando someter a
las barras a esfuerzos excesivos que pueden ocasionar rupturas, grietas o
fisuras e inutilizarlas.
Ganchos Estándar: Se
refiere a los dobleces y
extensiones hasta el
borde libre de las barras.
Fuente: [RNE, 2006 - ACI 318S-05]
Doblado
TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN
Según lo recomendado y aceptado por el "ACI Detailing Manual 2004", las
tolerancias estándares de fabricación para diferentes tipos o formas de
barras con diámetros de 8 a 36 mm.
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
UNSCH – FIMGC
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Fuente: [ACI 315R-04]
Simbologías y Tolerancias de Fabricación.
≤ 3600 mm
ARMADO E INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Se tener en cuenta, las longitudes de desarrollo, anclaje, empalmes,
fijaciones, espaciamientos y medidas establecidas.
Las armaduras deberán instalarse fijamente, niveladas, aplomadas,
amarradas y con la pendiente correcta e indicada, para que se mantengan
en su sitio durante el vaciado y vibrado del concreto, debido a que último en
su estado plástico ejerce fuerzas verticales y horizontales. Instalar
separadores, para no transgredir los espesores de recubrimientos
especificados.
CONSIDERACIONES EN LA INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Longitud de Desarrollo
Desarrollo para Barras Corrugadas y Rectas sujetas a Tracción
Desarrollo para Barras Corrugadas y Rectas sujetas a Compresión
CONSIDERACIONES EN LA INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS
Longitud de Desarrollo
Desarrollo para Ganchos Estándar en Tracción
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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Desarrollo para Barras en Paquetes
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS
Barras Dobladas por Cambio de Sección de Columnas
Armadura Transversal para Elementos en Compresión
1. Espirales
2. Estribos
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS
Empalme de Barras
Empalmes por traslape de Barras en Tracción
Empalmes por Traslape de Barras en Compresión
DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS
Fijación para las Armaduras
CONCEPTOS DE DETALLES Y ARMADO CON ACEROS
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Nociones Sobre Empuje al Vacío
Integridad Estructural
CONCEPTOS DE DETALLES Y ARMADO CON ACEROS
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
El detallado del refuerzo y conexiones, debe ser tal que los elementos de la
estructura queden eficazmente unidos entre sí para garantizar la integridad
de toda la estructura.
Espaciamiento de Refuerzos
Recubrimiento de Concreto
Este valor del recubrimiento varía con las condiciones del elemento y, según
algunos investigadores está comprendido entre 2, 5 y 3, 5 (Vandewalle
1992, Cairns 1995a y Walker 1999).
CONSIDERACIONES PARA EL DOBLADO EL ACEROS DE CONSTRUCCIÓN
Teoría de la Recuperación Elástica (Springback) Ductibilidad del Material (Grado de Deformación)
CONCEPTOS DE DETALLES Y ARMADO CON ACEROS
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Estrición
Elongación
Geometría del Doblado de Aceros
Radios Características de una Barra
Doblada. Fuente: [García,2005] Distribución de Deformaciones y Tensiones. Fuente: [García,2005]
Radio Mínimo de Doblado
LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Fabricación del Acero de Construcción
Fuente:[AcerosArequipa]
Implicancias Ambientales del Proceso de Fabricación del Acero
1 ton
(Acero Virgen)
1 ton
(Acero Virgen)
 1500 kg de ganga de hierro,
 225 kg de piedra caliza y
 750 kg de carbón.
 1500 kg de ganga de hierro,
 225 kg de piedra caliza y
 750 kg de carbón.
Consumo:
1 ton
(Acero
Fabricado)
1 ton
(Acero
Fabricado)
Generan:
 145 kg de escoria,
 230 kg de escoria granulada,
 Aprox. 150 000 litros de agua residual y
 Aprox. 2 toneladas de emisiones gaseosas
(incluyendo CO2, óxidos sulfurosos y óxidos de nitrógeno).
 145 kg de escoria,
 230 kg de escoria granulada,
 Aprox. 150 000 litros de agua residual y
 Aprox. 2 toneladas de emisiones gaseosas
(incluyendo CO2, óxidos sulfurosos y óxidos de nitrógeno).
LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Empleando Chatarras: La creación de una tonelada de escoria (durante la producción de 3,5
toneladas de metal fundido) ahorra entre 3 y 5 GJ de energía y puede evitar la cocción de 1000 kg
de calcárea, que tiene el potencial de generar entre 900 y 1200 kg de dióxido de carbono [Medina,
2006].
IMPLICANCIAS AMBIENTALES DE LA FABRICACIÓN DE ACEROS
DESPERDICIOS DE ACEROS EN LA CONSTRUCCIÓN
LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Es la pérdida del acero por mala manipulación en la construcción y que
generan, directa o indirectamente, costos que no adicionan valor alguno al
producto final que vienen a ser las armaduras o refuerzos colocados.
Clasificación de Desperdicios
Rentabilidad: Desperdicio Evitable
 Naturaleza : Elaboración de Productos defectuosos.
 Tipo de desperdicio: Desperdicio Indirecto
Estudios Sobre el Desperdicio de Aceros en la Construcción
 Reino Unido, Skoyles (1976): Constituye el 5%.
 Brasil, Soibelman (2000)[Soibelman, 2000]: Representa el 7% al 27%.
ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA (ACV)
LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Es una herramienta que permite evaluar el impacto
ambiental de un proceso o producto considerando
todas las etapas que intervienen, desde la extracción
de los recursos naturales hasta la distribución del
producto terminado o el tratamiento de los desechos
derivados, incluyendo requerimientos intermedios.
MetodologíayNormasdelACV
1.ISO14040Definicióndelobjetivoyalcance(1997).
2.ISO14041Análisisdeinventariodelciclodevida(1998).
3.ISO14042Evolucióndelimpactodelciclodevida(2000).
4.ISO14043Interpretacióndelosresultados(2000).
Fases del ACV de Acuerdo a ISO 14040. Fuente: [Guevara, 1997]
INTRODUCCIÓN
ESTADO DEL ARTE
RESULTADOS Y DISC.
CONCLUSIONES Y RECOM.
ANEXO
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
MATERIALES Y MÉTODOSMATERIALES Y MÉTODOS
Caracterización de la Tésis
Sistematización del Uso de Aceros
ASTM A615
Optimización del Corte y Doblado de
Barras de Acero
Implementación Informática de
GySof 2010
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
METODOLOGÍA PROPUESTA
Ruta de la Economía, Calidad, Durabilidad y Sostenibilidad
Ambiental de las Estructuras de Concreto Armado. Fuente
[Autor]
Ingeniería de Detalles
Optimación de Cortes y
Dobleces
Habilitación de Aceros
Colocación de
Armaduras
Evaluación del Proyecto
Estructural
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
Es una Metodología de Sistematización
Eficiente, aplicada al uso racional del
Aceros ASTM A615 en Concreto Armado.
Evaluación del Proyecto
Estructural
Ingeniería de Detalles
Optimación de Cortes y
Dobleces
Habilitación de Aceros
Colocación de
Armaduras
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
a) Planos Generales y Planos de Detalles de Estructuras.
b) Especificaciones Técnicas.
c) Costos.
1
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
METODOLOGÍA PROPUESTA
a) Compatibilizar la información.
b) Distinguir: estructuras, elementos estructurales y piezas.
c) Diseño de piezas:
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
d) Codificación de piezas:
e) Lista de despiece de aceros:
Evaluación del Proyecto
Estructural
Ingeniería de Detalles
Optimación de Cortes y
Dobleces
Habilitación de Aceros
Colocación de
Armaduras
• Tolerancias,
• Recubrimientos,
• Anclajes,
• Empalmes,
• Doblados, etc.
• V312,
• C01,
• CI01,
• etc.
• Código,
• Forma,
• Diámetro,
• Cantidad,
• Longitud.
2
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METODOLOGÍA PROPUESTA
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
a) Procesamiento de la lista de despiece de aceros.
b) Incorporar longitudes eficientes a partir de las formas.
c) Planillas de corte y doblado eficiente.
Evaluación del Proyecto
Estructural
Ingeniería de Detalles
Optimación de Cortes y
Dobleces
Habilitación de Aceros
Colocación de
Armaduras
Rmd
R1R2R3R4
Rmd
C1C2C3
Rmd
3
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METODOLOGÍA PROPUESTA
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
a) Corte eficiente y clasificación de piezas.
b) Doblado eficiente.
c) Montaje o Armado de Estructuras de Acero.
Evaluación del Proyecto
Estructural
Ingeniería de Detalles
Optimación de Cortes y
Dobleces
Habilitación de Aceros
Colocación de
Armaduras
• Tolerancia de Corte.
4
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
METODOLOGÍA PROPUESTA
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
a) Instalación y fijación de las armaduras.Evaluación del Proyecto
Estructural
Ingeniería de Detalles
Optimación de Cortes y
Dobleces
Habilitación de Aceros
Colocación de
Armaduras
b) Respetar las tolerancias.
• Posición de refuerzos,
• Recubrimientos,
• Empalmes,
• Juntas,
• Confinamientos, etc.
5
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
METODOLOGÍA PROPUESTA
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
OPTIMACIÓN DE CORTES Y DOBLECES
CON GySof 2010
Fuente: [Autor]
Lista de Despiece de
Aceros
Planilla de
Corte y Doblado Eficiente
Corrección de
Longitudes por
Doblado
1. Método de Coeficiente de Línea
Neutra (K)
2. Método Sistemático de
Conformación de Patrones de
Corte.
3. Método Linprog del Matlab
Basado en Branch and Bound
Función xlswrite del MatLab
Modo Manual
Función xlsread del MatLab
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OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K)
Long. Ensayada = 0,30 m
Ø 5/8”
Ejemplo Ilustrativo:
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
TENSIÓN
COMPRESIÓN
Distribución de Deformaciones y Tensiones a lo Largo
del Diámetro de la Barra. Fuente: [García, 2005]
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
bd
t
K 
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K)
Ø
0,460.db
Len=1,00 m
Lin = 0,94 m
Lex=1,10 m
Doblado a 135º
Dmd=6.db
Rmd=4,76 cm
Ángulo de Doblado
.f
Línea de Curva
LíneadeCurva
Radio de Doblado
db
Diámetro Nominal
Longitud Desarrollada
Cara Exterior
Cara Interior
Curva
Eje Neutro
Eje NeutroLongitud Desarrollada
Cara Exterior
Cara Interior
Lex=0,40 m
Lex=0,30 m
Lin=0,24 m
t
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
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Coeficiente de Línea Neutra:
Según la Teoría de Doblado Plástico
Elongación e Incremento Geométrico en Barras Dobladas
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K)
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Eje Neutro y Longitud
Desarrollada en Refuerzos
A. Procedimiento Experimental:
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K)
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
B. Procedimiento Teórico (Teoría de doblado plástico):
(Radio del eje neutro)
(Coeficiente de LN)
(Long. de Línea Neutra)
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K)
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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Formas Básicas de Piezas de Acero Dobladas:
Incorporado en GySof
Tab. Longitud Desarrollada
Doblado de Aceros Bajo Tolerancias de Diámetros Mínimos
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K)
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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EFP. INGENIERIA CIVIL
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
2. MÉTODO SISTEMÁTICO DE CONFORMACIÓN DE PATRONES DE CORTE
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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Función Patrones de Corte:
Fig. Algoritmo de Búsqueda
Sistemática de Conformación
de Patrones de Corte.
Fuente: [Autor]
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
3. MÉTODO LINPROG DEL MATLAB BASADO EN BRANCH AND BOUND
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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SOLUCIÓN DEL MODELO DE PLE
(Linprog y B&B)
Fig. Algoritmo de Ramificación y Acotación (B&B)
Patrones de Corte:
Modelo Matemático:
Relajación, Separación, Eliminación.
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO
3. MÉTODO LINPROG DEL MATLAB BASADO EN BRANCH AND BOUND
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
UNSCH – FIMGC
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Ejemplo Ilustrativo de Linprog y B&B: Relajación, Separación, Eliminación.
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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Estructura del Programa
Fig. Algoritmo de GySof
Mediante Diagrama de Flujo.
Fuente: [Autor]
Fig. Un Proyecto Según
GySof. Fuente: [Autor]
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
UNSCH – FIMGC
EFP. INGENIERIA CIVIL
Fig. Interfaz GySof. Fuente: [Autor]
Interfaz de Usuario del Entorno GySof 2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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Fig. Interfaz GySof. Fuente: [Autor]
Secuencia de Información Requerida y Devuelta por GySof
Aceros ASTM
A61511
Demanda de
Piezas
22
Corrección por
Elongación de
Barras Dobladas.
33
Selección Patron:
1) Desp=0
2) 0≤Desp≤Lmin
3) Desp≥0
44
Resultados
55
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
OPTIMACIÓN DE CORTES Y DOBLECES
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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Fig. Medios y Propósitos de GySof.
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
UNSCH – FIMGC
EFP. INGENIERIA CIVIL
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES
ProgramaGySof2010
33
CORTE UNIDIMENSIONAL
IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
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(Corrección por Doblado)
Fig. Ensayos de arrancamiento de barras con ganchos.
Distribución de tensiones en el acero.
Fuente:[Llopiz,2007]
Refuerzos Longitudinales
Fuente:[Autor]
HABILITACIÓNDEACEROS
DobladoEficiente
HABILITACIÓNDEACEROS
DobladoEficiente
44
SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615
PATRONES DE DIAMETROS MÍNIMOS DE DOBLADO
PARA ACEROS ASTM A615
Refuerzos Estribos
Aplicación
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
INTRODUCCIÓN
ESTADO DEL ARTE
RESULTADOS Y DISC.
CONCLUSIONES Y RECOM.
ANEXO
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
MATERIALES Y MÉTODOS
RESULTADOS Y DISC.
Aplicación de la Metodología y
Programa a un Proyecto Real
Validación de Resultados Técnico,
Económico y Ambiental
Patologías del Uso de Aceros en
la Etapa de Proyectos
Patologías del Uso de Aceros en
la Etapa de Construcción
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS
RECUENTO CUALITATIVO DE ERRORES USUALES
EN LOS PLANOS GENERALES Y DE DETALLES
errores
Concepto
Nociones de Armado
Diseño de Refuerzos por
Elemento Independiente
Detalle con Empujes al Vacio
Recubrimientos
Generalizados
Detalles de Anclajes
carencias
Especificaciones Técnicas
Requisitos para la Integridad
Estructural
Planillas de Despiece y su
Cuantificación
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“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615
PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS
NIVEL DE CUMPLIMIENTO DEL MÍNIMO CONTENIDO DE INFORMACIÓN
- Recuento Nacional -
Fig. Nivel de Cumplimiento con el Mínimo Contenido de Información
– NACIONAL. Fuente: [Autor]
a) Nombre y fecha de publicación de la
norma.
b) Cargas vivas y otras cargas utilizadas.
c) Resistencia especificada a la compresión
del concreto.
d) Resistencia especificada, tipo y calidad
del acero.
e) Tamaño y localización de todos los
elementos estructurales, refuerzo y
anclajes.
f) Precauciones por cambios en las
dimensiones, producidos por flujo
plástico, retracción y temperatura.
g) Longitud de anclaje del refuerzo y
localización, y longitud de los empalmes
por traslapes.
h) Tipo y localización de los empalmes
soldados y mecánicos del refuerzo, si las
hubiere.
i) Ubicación y detallado de todas las juntas
de contracción o expansión especificadas
para concreto simple.
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS
NIVEL DE CUMPLIMIENTO DEL MÍNIMO CONTENIDO DE INFORMACIÓN
- Recuento Dpto. Ayacucho -
Fig. Nivel de Cumplimiento con el Mínimo Contenido de Información
– REGIONAL. Fuente: [Autor]
a) Nombre y fecha de publicación de la
norma.
b) Cargas vivas y otras cargas utilizadas.
c) Resistencia especificada a la compresión
del concreto.
d) Resistencia especificada, tipo y calidad
del acero.
e) Tamaño y localización de todos los
elementos estructurales, refuerzo y
anclajes.
f) Precauciones por cambios en las
dimensiones, producidos por flujo
plástico, retracción y temperatura.
g) Longitud de anclaje del refuerzo y
localización, y longitud de los empalmes
por traslapes.
h) Tipo y localización de los empalmes
soldados y mecánicos del refuerzo, si las
hubiere.
i) Ubicación y detallado de todas las juntas
de contracción o expansión especificadas
para concreto simple.
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS
NIVEL DE CUMPLIMIENTO DE ESPECIFICACIÓN DE ACEROS
- Recuento Nacional -
Fig. Nivel de especificación sobre el refuerzo de acero - Nacional. Fuente: Autor. Fuente: [Autor]
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
PROCESOS DE HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS
errores
Conducción del Proceso
Cortes de Acero Sin Control
Doblado de Aceros Sin
Control
carencias
Limitada Información Técnica
en Campo
Planillas de Despiece de Aceros
Control de Calidad
ANALISISDELPRIMERPROYECTO
(ProyectodeEdificacióndeViviendas)
DESPERDICIOS EN LOS PROCESOS DE CORTE DE ACEROS
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METRADO DE ACEROS CORRUGADOS
Básico = 69,4 ton.
Proyectado = 74,9 ton.
Liquidado = 83,8 ton.
Desperdicio = 20,1 %
Graf. Desperdicio Total de Aceros. Fuente: [Autor]
Graf. Desperdicio de Aceros por Diámetros.
Fuente: [Autor]
ANALISISDELSEGUNDOPROYECTO
(ProyectoEdificaciónLocalEscolar)
DESPERDICIOS EN LOS PROCESOS DE CORTE DE ACEROS
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
METRADO DE ACEROS CORRUGADOS
Básico = 3,59 ton.
Proyectado = 3,78 ton.
Liquidado = 4,32 ton.
Desperdicio = 20,0 %
Graf. Desperdicio Total de Aceros. Fuente: [Autor]
Graf. Desperdicio de Aceros por Diámetros.
Fuente: [Autor]
ANALISISDEOBRA01
(EdificaciónEducativaUniversitaria-UNSCH)
DOBLADO DE ACEROS PARA CONCRETO ARMADO
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
Estado de Diámetros Mínimos de Doblado
Estribos: Aceros ASTM A615 G60, 3/8”
Cantidad = 39 estribos.
Doblado 90º = 57
Doblado 135º = 19
Estribos Aceptados = 2
Estribos Rechazados = 17
Graf. Estado de los Estribos. Fuente: [Autor].Graf. Diámetros de doblado - Estribos.
Diámetro Mínimo = 3,80 cm ( 4 db)
ANALISISDEOBRA02
(EdificaciónCentrodeSalud–Hemoterapia-HRA)
DOBLADO DE ACEROS PARA CONCRETO ARMADO
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
Estado de Diámetros Mínimos de Doblado
Estribos: Aceros ASTM A615 G60, 3/8”
Cantidad = 10 estribos.
Doblado 90º = 30
Doblado 135º = 20
Estribos Aceptados = 0
Estribos Rechazados = 10
Graf. Estado de los Estribos. Fuente: [Autor].Graf. Diámetros de doblado - Estribos.
Diámetro Mínimo = 3,80 cm ( 4 db)
ANALISISDEOBRA03
(CanaldeDerivacióndeAguasPluviales–MPH)
DOBLADO DE ACEROS PARA CONCRETO ARMADO
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
Estado de Diámetros Mínimos de Doblado
Acero Longitudinal: Aceros ASTM A615 G60, 1/2”
Cantidad = 10 piezas.
Doblado 90º = 10
Estribos Aceptados = 0
Estribos Rechazados = 10
Diámetro Mínimo = 7,60 cm (12 db)
Graf. Estado de los Refuerzos. Fuente: [Autor].Graf. Diámetros de doblado-Refuerzos Longitudinales.
ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA
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Resultados Experimentales:
ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA
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Resultados Experimentales:
ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA
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Resultados Teóricos: Incremento y Decremento por Doblado de Refuerzos
6 mm 6
1/4"
8 mm 8
3/8" -
12 mm 12
1/2" -
5/8" -
3/4" -
7/8"
1" -
1 1/8"
1 1/4"
1 3/8" -
ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA
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PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
Resultados Teóricos: Incremento y Decremento por Doblado de Refuerzos
Δ:Incremento/Decremento(m)
Ángulo de Doblado
Ángulo de Doblado
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DIAGNÓSTICO DE ARMADOS ANTES DEL VACIADO DE CONCRETO
errores
De Concepto
carencias
Confinamiento en Uniones de
Elementos Estructurales
Control de Calidad
PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
Edificaciones de Vivienda :2026736.01
Habilitaciones Urbanas :293366.15
Terreno :290909.09
Supervisión :28707.59
Comisión de gestión :242880.05
Intereses del proceso :28633.67
Edificaciones de Vivienda :2026736.01
Habilitaciones Urbanas :293366.15
Terreno :290909.09
Supervisión :28707.59
Comisión de gestión :242880.05
Intereses del proceso :28633.67
Nombre : Construcción de la Residencial San Juan Bautista
Ubicación :
Dpto. Ayacucho.
Prov. Huamanga.
Dist. San Juan Bautista.
Lugar Barrio San Melchor.
Plazo : 06 meses meses.
Tipo de Contrato : A suma alzada.
Cliente y Financiamiento : Banco de Materiales SAC.
Promotor y Constructor : KB Investment SAC.
Presupuesto Total : s/. 3 017 583,72
(Inc. G.G. y Utilidad)
Nombre : Construcción de la Residencial San Juan Bautista
Ubicación :
Dpto. Ayacucho.
Prov. Huamanga.
Dist. San Juan Bautista.
Lugar Barrio San Melchor.
Plazo : 06 meses meses.
Tipo de Contrato : A suma alzada.
Cliente y Financiamiento : Banco de Materiales SAC.
Promotor y Constructor : KB Investment SAC.
Presupuesto Total : s/. 3 017 583,72
(Inc. G.G. y Utilidad)
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA
Información Básica
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
Composición del Presupuesto (s/.)
CORTE A-A'
Elementos
Estructurales
f’c (kg/cm2)
Cimentación Corrida 140
Cimentación Armada 175
Sobrecimiento Corrido 140
Sobrecimiento Armado 175
Columnas, Vigas 210
Columnetas 175
Losa Aligerada, Escaleras 210
Calidad de Concreto
Ficha Técnica
Tipo : Vivienda Unifamiliar.
Tecnología : Albañilería Armada.
Niveles : 02.
Cantidad : 19 viviendas.
Elementos : 09 por vivienda.
Tipo de pzas : 96 por vivienda.
CORTE UNIDIMENSIONAL
Fuente:[Autor]Fuente:[Expediente]
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Información Técnica
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
Información Económica y Metrado de Aceros ASTM A615
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA
CORTE UNIDIMENSIONAL
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Ejecución de Obra
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
CORTE UNIDIMENSIONAL
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Ejecución de Obra
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
SECUENCIA METODOLÓGICA
CORTE UNIDIMENSIONAL
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OBJETO DE APLICACIÓN : 19 Viviendas Unifamiliares Tipo A.
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
1. Evaluación del Proyecto Estructural
a. Evaluación Crítica de los Planos Generales y Planos de Detalles de Estructuras.
b. Especificaciones Técnicas.
c. Costo Unitario.
2. Ingeniería de Detalles
a. Se compatibilizó la información.
b. Cuantificación:
• Estructuras : 19
• Elementos estructurales por vivienda : 09
• Clases de piezas por vivienda : 96
• Total de piezas de acero : 37335,00
c. Diseño de piezas.
d. Codificación de piezas.
e. Lista de despiece de aceros.
Diámetro Nominal
de Barras
Cantidad de Piezas
6 mm 7 068
1/4” 12 198
8 mm 8 588
3/8” 5 776
1/2” 3 401
5/8” 304
Total 37 335
Demanda de Piezas
SECUENCIA METODOLÓGICA
CORTE UNIDIMENSIONAL
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
SECUENCIA METODOLÓGICA
CORTE UNIDIMENSIONAL
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
3. Optimación de Cortes y Dobleces con GySof
a. Corrección de Longitudes por Doblado de Piezas:
Longitud Nominal (Total)
= 11 029,12 m
Longitud Efectiva (Total)
= 10 561,34 m
Diferencia = 467,78 m
Varillas = 52
SECUENCIA METODOLÓGICA
CORTE UNIDIMENSIONAL
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
a. Procesamiento de la lista de despiece de aceros.
b. Resultado en Pantalla.
c. Planilla de corte y doblado eficiente
SECUENCIA METODOLÓGICA
CORTE UNIDIMENSIONAL
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
a. Procesamiento de la lista de despiece de aceros.
b. Resultado en Pantalla.
c. Planilla de corte y doblado eficiente
RESULTADO DE LA OPTIMACIÓN Y COMPARACIÓN DE LOS PROCESOS
CORTE UNIDIMENSIONAL
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APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
Resultados Económicos
CORTE UNIDIMENSIONAL
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VALIDACÍÓN DE RESULTADOS TÉCNICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL
Resultados Ambientales
CORTE UNIDIMENSIONAL
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VALIDACÍÓN DE RESULTADOS TÉCNICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL
Resultados Ambientales
CORTE UNIDIMENSIONAL
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VALIDACÍÓN DE RESULTADOS TÉCNICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL
INTRODUCCIÓN
ESTADO DEL ARTE
RESULTADOS Y DISC.
CONCLUSIONES Y RECOM.
ANEXO
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
MATERIALES Y MÉTODOS
CONCLUSIONES Y REC. Sobre la Metodología de
Sistematización Propuesta.
Sobre el Programa de Optimación
de Cortes y Dobleces Eficientes.
Sobre los Proyectos Estructurales.
Sobre los Proyectos en Ejecución
CONCLUSIONES
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PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
1. SOBRE LOS PROYECTOS ESTRUCTURALES
1. Los errores usuales cometidos en ésta etapa son los Errores de Concepción,
Carencia de Especificaciones Técnicas, se atenta contra la Integridad Estructural,
falta de Nociones de Armado, el Diseño de Refuerzos Independiente para todos los
Elementos, algunos detalles de refuerzos originan Empujes al Vacio, Recubrimientos
Generalizados, Inconvenientes Detalles de Anclajes y Ausencia de Planilla de
Despiece.
2. Sólo el 60% de los proyectos nacionales evaluados cumplen con integrar en los
planos la información necesaria, y debiéndose tener en cuenta que hacerlo nos da
una idea clara del nivel y calidad de los trabajos de consultorias para obras con
concreto armado, por el contrario su carencia produce incorrectas interpretaciones.
3. Las planillas de corte y los planos de detalles salen a obra, y deben transmitir a los
operarios, información clara sobre las dimensiones del concreto y tipo, diámetro y
ubicación de las armaduras, y deben ser de fácil interpretación y como mínimo
deben contener la siguiente información: Tipo de acero a utilizar, Cantidad,
diámetro, forma y ubicación de las barras de armaduras, Recubrimiento y
separaciones entre barras y cómputo de las necesidad de cada diámetro.
4. La carencia de especificaciones pueden dar lugar a la posibilidad de asignar a
barras lisas garantías que solo cumplen las barras de alta adherencia.
CONCLUSIONES
UNSCH – FIMGC
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1. SOBRE LOS PROYECTOS ESTRUCTURALES
5. Los errores cometidos en esta etapa son causa frecuente de las patologías en las
construcciones de estructuras de concreto armado.
6. Los proyectistas, calculistas y diseñadores de refuerzos, tienen un compromiso con
la durabilidad, considerando que los trabajos de calidad, representan un ahorro a
largo plazo.
7. Los detalles de reforzamiento correcto requieren de un conocimiento completo de
la distribución de esfuerzos en el interior de la estructura, pero también exige un
planteamiento práctico del proceso constructivo.
8. La disposición de los refuerzos en estructuras complejas se resuelve
satisfactoriamente con una minuciosa dedicación y un afecto a la construcción.
9. El consultores deben ser consciente del significado del arte del armado, como parte
de sus tareas parciales en la construcción, para lograr diseños óptimos de
armaduras.
10. Los dibujos de los planos estructurales, deben ser claros, para ser entendida sin
confusión por otros profesionales y técnicos, a escala suficiente, acotación
cuidadosa, rotulación inequívoca de los refuerzo, contener suficiente detalles de
armado y en especial las uniones, detalles de anclajes y un sin número de
indicaciones escritas a modo de notas que refuercen la información.
CONCLUSIONES
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2. SOBRE LOS PROYECTOS EN EJECUCIÓN
1. Las anomalías mas comunes halladas en ésta etapa son la Limitada Información
Técnica en Campo, el Error de Conducción del Proceso, realizar los Cortes de Acero
sin Control, Falta de Planillas de Despiece de Aceros y No Existe un Control de
Calidad.
2. Los desperdicios de aceros en obras, están en el orden del 20 %, y esto nos da una
idea clara del nivel de manejo de los trabajos con este material, y éste valor es
cercano a la hipótesis planteada, 7% a 27% [Soibelman, 2000].
3. A un riguroso control de calidad en la fabricación de piezas de aceros,
lamentablemente ocasionaría que todas las barras dobladas en las obras visitadas,
se rechazarían el 100% de estribos y barras principales dobladas, porque no
cumplen con la norma de diámetros mínimos de doblado y las jefaturas
desconocen éste concepto y sacrifican las propiedades de resistencia del acero.
4. Los planos de diseño para estructuras se deben presentar como planos de conjunto
y planos de detalles, y éstos deben contener la información necesaria para que a
partir de ellos se puedan realizar los detalles concretos y las listas de despiece,
estas últimas son necesarias para la realización del corte, doblado de los refuerzos
de aceros.
CONCLUSIONES
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2. SOBRE LOS PROYECTOS EN EJECUCIÓN
5. Este trabajo, con la metodología propuesta, permite incorporar conceptos y
prácticas de calidad para ser aplicadas en las construcciones, ante la expectación
del destino que adquieran las obras en el futuro, frente a las consecuencias de
nuestros impactos ambientales que generamos día a día. Porque se ha demostrado
que los temas de calidad en el uso del acero en obras de nuestro entorno, no han
avanzado, y tienen consecuencias patológicas en el concreto armado.
6. Los profesionales de la ingeniería civil, debemos mejorar nuestras habilidades y
raciocinios técnicos con sensibilidad humana y ambiental en la concepción y
construcción de infraestructuras que aprovechen al máximo el empleo del recurso
acero y hacerlas duraderas en el tiempo.
7. El incrementar la vida de servicio de las estructuras, a través de eficientes prácticas
de concepción y construcción, resultan soluciones sencillas y a largo plazo permiten
preservar los recursos naturales de la tierra.
8. Se reducen los recubrimientos previstos, debido al doblado de aceros, que no
toman en cuenta los efectos de la elongación, porque no consideran que el cortar
barras como indica las dimensiones de una pieza en el plano, conduce a obtener
piezas de dimensiones distintas. Originando sobre posición de refuerzos y pérdida
de recubrimientos, en muchos considerar recubrimiento iguales para todos los
elementos hace que los encuentros de aceros en una misma linea de accion,
inevitablemente exijan dobleces no contemplados que atentan contra las
propiedades mecánicas del acero, ocasionan la exposición del acero a la oxidación.
CONCLUSIONES
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2. SOBRE LA METODOLOGÍA DE SISTEMATIZACIÓN PROPUESTA
1. Nos ha permitido valorar los trabajos con los aceros de construcción, desde la
concepción a partir de los proyectos estructurales, hasta la fase de incorporación
en el concreto, contemplando aspectos no tan comunes, como son el uso racional,
control de desperdicios, controles de calidad, que conducen a la calidad técnica,
reducción de costos e incidencias ambientales.
2. Nos conduce a un mayor control sobre el uso racional del acero en cuestión.
3. Nos permite incorporar calidad y durabilidad a las estructuras de concreto armado.
4. Nos permite tener mayor control económico en la construcción por el uso eficiente
del material acero.
5. Nos permite desarrollar la partida de aceros de una manera sostenible
ambientalmente.
6. Conlleva a la economía del recurso acero a maximizar su beneficio y optimizar su
desempeño.
7. Conocer la elongación a través del conocimiento de la fibra neutra en barras
dobladas de acero, nos permite calcular la longitud del acero que necesitaremos
para construir las piezas, todo ello, sin necesidad de hacer pruebas de doblado o
prototipos previos.
CONCLUSIONES
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3. SOBRE LA OPTIMACIÓN DE CORTES Y DOBLECES EFICIENTES
1. Para la aplicación, el proyecto construido consumió 44,13 ton de acero, y el uso de
planes de corte y doblado eficiente reduce el consumo hasta 32,83 ton de acero,
lo que significa dejar de adquirir 11,30 ton de acero, dejar de gastar S/. 33101, 68 ,
dejar de emitir 23,34 ton de CO2 que equivalen a S/. 1236, 61 por la carga
ambiental. Finalmente nos permite ahorrar S/. 34338, 29.
2. El material adquirido en exceso por carencia de control en los desperdicios
repercute en la emisión de 2,07 ton CO2 por cada 1 ton de acero,
3. La relación de ambiental es S/. 109,43 de emisión del CO2/ton de acero.
4. La ingeniería civil puede ayudar al medio ambiente es a través del uso racional de
los materiales de construcción y en muchos casos apoyándonos en la optimización
de los recursos, que finalmente atribuyen calidad a nuestros trabajos, reducción
de costos por el control de los desperdicios y la disminución del impacto
ambiental, porque indirectamente al adquirir exceso de materiales, aportamos a
la emisión
del CO2y nos convertimos en agentes del calentamiento global.
203
La industria de la construcción es parte del problema debido a que usa los dos
materiales
de construcción que aportan una de las más importantes cantidades de dióxido de
carbono a la atmósfera durante su fabricación: el cemento y el acero.
La optimización y conservación de estos materiales son las vías por la cual la industria
“Las consecuencias son negativas de tener niveles altos
de desperdicio al reducir la disponibilidad futura de
materiales y de energía. Además rear requerimientos
innecesarios en los sistemas de transporte”.
Inglaterra, Wyatt (1978)
Optimización de aceros corrugados
Optimización de aceros corrugados
Optimización de aceros corrugados

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  • 1. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL PRESENTADO POR: YOBER CASTRO ATAU ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL Ayacucho, Septiembre 2010
  • 2. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” “El desarrollo sostenible es aquel que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones de satisfacer sus propias necesidades”
  • 3. ESTADO DEL ARTE MATERIALES Y MÉTODOS RESULTADOS Y DISC. CONCLUSIONES Y RECOM. ANEXO INTRODUCCIÓN Planteamiento del Problema Justificación Objetivos Alcances y Limitaciones Hipótesis INTRODUCCIÓN UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” La Ingeniería Civil y la Construcción, se enfrentan a nuevos retos en este presente siglo, sea por la situación económica del país y por el irreversible deterioro del medio ambiente originado por la conducta humana y por las actividades propias de esta profesión. Desde el punto de vista ambiental, la tecnología del concreto armado se antepone ante otras invenciones, arrastrando consigo la manipulación de aceros de construcción ASTM A615, en forma desmedida desde la concepción de los diseños de refuerzos que originan corta vida útil de las estructuras planteadas, hasta su empleo en la construcción que origina altos grados de desperdicios de aceros, por efecto de cortes y doblados ineficientes. Dicho problema origina sobre explotación de recursos y emisiones contaminantes que favorecen al calentamiento glogal, del mismo modo desfavorecen la disposición de recursos naturales de las próximas generaciones.
  • 5. En el contexto nacional y regional, el principal indicador de crecimiento económico del País lo proporciona la industria de la construcción y la actualidad de este sector es prometedora. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ACTUALIDAD DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Graf. Crecimiento Demográfico en el Dpto . De Ayacucho (1995 – 2015). Fuente: [INEI, 2009] (Demografía)
  • 6. Censo 1990 Proyección 2025 Rural 31.3 22.9 Urbana 68.7 77.1 Urbana: 68.7 % Urbana: 77.1 % Rural; Censo 1990; 31.3 Rural; Proyección 2025; 22.9%Habitantes PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DINÁMICAS DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN (Población Nacional Rural y Urbana) UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 7. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DINÁMICAS DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Graf. Construcción de Viviendas de Concreto. Fuente: [INEI, 2009] Graf. Producción de Barras de Construcción Fuente: INEI 2009 (Aceros Arequipa / Sider Perú] (Viviendas) (Producción Aceros) Índices crecientes de consumo de barras de acero, cemento, agregados, y otros materiales de construcción. Fuente: [INEI, 2009]
  • 8. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA MEDIO AMBIENTE vs SECTOR CONSTRUCCIÓN Responsabilidad Ambiental del Sector Construcción 4040 % 50 % 50 % 5050 % Consumo Genera Fuente:[Arenas,2008] UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” RECURSOS NATURALES ENERGÍA RESIDUOS “Los materiales de construcción empleados son de alto impacto ambiental, el consumos energético y la generación de residuos repercuten sobre el medio natural a través de desechos, desmontes, generación de gases de invernadero, etc., con consecuencias irreversibles”. Fuente: [SINIA, 2010]
  • 9. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ACEROS DE CONSTRUCCIÓN ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 1. En los proyectos estructurales, la insuficiencia de detalles constructivos con aceros ASTM A615, repercute en patologías, desmedros ambientales y económicos. 2. En obras de Concreto Armado, se generan entre el 7% al 27% de desperdicios de aceros. 3. Los desperdicios de aceros, repercuten en sobre explotación y consumo innecesario de recursos naturales, satisfaciendo las necesidades de la generación presente y comprometiendo la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades. 4. El mal empleo del acero repercute negativamente en la calidad y vida útil de la construcción, y deterioros ambientales, por generación temprana de desechos contaminantes.
  • 10. Factores; Proyecto; 42.0% Factores; Materiales; 14.6% Factores; Ejecución; 35.0% Factores; Uso; 9.6% Factores; Causas Naturales; 5.7% PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA FACTORES PATOLÓGICOS EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO Los factores que determinan mayores daños en edificios, se deben en mayor medida a defectos durante las fases de proyecto y ejecución. Fuente: Patología de Estructuras. Pérez, 2000. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 11. OBJETIVOS  Demostrar la existencia de errores usuales en la manipulación de aceros ASTM A615, desde la etapa de proyecto hasta la etapa de construcción.  Proponer conocimientos para la sistematización de detalles, habilitación y armado de aceros, que incrementen la productividad, disminuyan los costos de construcción a través del control de desperdicios y residuos, que reduzcan los efectos ambientales y nos permita conducirnos al desarrollo sustentable. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 12. OBJETIVOS UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 1. Cuantificar las patologías en el diseño de refuerzos de acero, en la etapa de proyecto y uso en la etapa de construcción de estructuras en CºAº. 2. Desarrollar una Metodología Eficiente de la ingeniería de detalles, habilitación y armado de aceros, que otorguen calidad a los trabajos, minimicen los desperdicios, reduzcan los costos de producción, prolonguen la vida útil de las estructuras y minimicen el impacto ambiental por consumo de materiales de acero en la construcción. 3. Emplear algoritmos de investigación operativa, para minimizar el desperdicio de cortes de aceros. E implementarlo informáticamente para generar Planillas de Corte y Doblado eficiente de Aceros. 4. Valorar cuantitativamente el impacto técnico, económico y ambiental, para un caso de aplicación.
  • 13. INTRODUCCIÓN MATERIALES Y MÉTODOS RESULTADOS Y DISC. CONCLUSIONES Y RECOM. ANEXO ESTADO DEL ARTEESTADO DEL ARTE Problema de Corte Unidimensional Detalles de Reforzamiento con Aceros ASTM A615 Conceptos de Detalles y Armados con Aceros Los Aceros de Construcción y el Medio Ambiente UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 14. PROBLEMA DE CORTE UNIDIMENSIONAL The Cutting Stock, Trim Loss and Packing Problems UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Fuente: [Dyckhoff, 1990].  Consiste en el corte de materiales unidimensionales.  Aplicación: procesos de corte de barras metálicas, maderas, plásticos, vidrios, rollos de papel, etc. Características del Problema  Consiste en realizar cortes sobre los objetos para obtener los pedidos con el menor número de objetos [Delgadillo, 2002].  Manteniendo la dimensión original de la materia prima, el objetivo es minimizar la cantidad de unidades de materia prima que se necesitan (costo total) que es equivalente a minimizar el desperdicio Fuente: [Rivero, 2005].
  • 15. Long. Comercial L=9,0 m l1=6,5 m d1=2 l2=4,5 m d2=4 l3=3,0 m d3=5 l4=1,0 m d4=5 Pedidos o Demanda de Piezas en Obra Combinaciones PROBLEMA DE CORTE UNIDIMENSIONAL (pcu) X1 EJEMPLO ILUSTRATIVO Corte • Manual • Industrial UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” X2 X3 X4 Patrones de Corte
  • 16. 1 2 3 4 PROBLEMA DE CORTE UNIDIMENSIONAL (pcu) SOLUCIÓN ILUSTRADA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” l1 l2 l3 l4 Desp.
  • 17. Función Objetivo Restricciones MODELO MATEMATICO DE PCU CORTE UNIDIMENSIONAL PATRONES DE CORTE MODELO MATEMATICO 1 2 3 4  FO: Minimizar el número posible de esquemas de corte.  Restringir el número de piezas cortas, según las cantidades requeridas.  Las variables de decisión no deben ser negativas y deben ser enteras. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 18. CORTE UNIDIMENSIONAL INVESTIGACIÓN OPERATIVA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” MODELOS DE PROGRAMACIÓN LINEAL Es un procedimiento o enfoque para resolver problemas relacionados con la toma de decisiones en diferentes campos de aplicación, tales como ingeniería, economía, política, etc. Es una técnica de optimización que consiste en la maximización o minimización de una función lineal, llamada función objetivo, sujeta a restricciones también lineales. Z: función objetivo o variable a Optimizar. x1, x2,…,xn: variables de decisión. c1, c2 ,...,cn , a11, a12 ,..., amn , b1, b2 ,..., bm: son los parámetros. Si las variables de decisión son positivos y enteros, entonces entramos al campo de la Programación Lineal Entera Pura, la cual se resuelve bajo otras técnicas.
  • 19. CORTE UNIDIMENSIONAL MODELOS DE SOLUCIÓN BASADA EN PROGRAMACIÓN LINEAL A este caso se le denomina un Problema de Programación Lineal Entera Pura o Estricta, o simplemente un Problema de Programación Entera. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 1. Modelo de asignación (Kantorovich, 1939). Basada en variables de asignación utilizando variables binarias para relacionar las barras con el material disponible en stock.
  • 20. CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 2. Modelo basado en patrones de corte (Gilmore, Gomory, 1961). Un patrón es factible si cumple la restricción (condición de la mochila): 3. Modelo de corte único (Dyckhoff, 1981). 4. Técnicas Generales de Resolución de Problemas de PLE  Algoritmos de Ramificación y Acotación (Branch & Bound).  Algoritmos de Planos de Corte.  Algoritmos de Ramificación y Corte (Branch & Cut).  Algoritmos Heurísticos.
  • 21. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 Los trabajos de ingeniería se representan detalladamente en documentos técnicos que comunican un propósito. Una desviación leve de este requisito puede desvirtuar el proyecto, y es aquí donde los ingenieros y diseñadores de detalles estructurales, influyen con sus estilos, basados en normas y prácticas de detalles y detallados de aceros ASTM A615. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 Documentación de Obra: • Memorias de cálculos. • Planillas de cálculos. • Planos generales de estructuras. • Planos de doblado de fierros, detalles. •Especificaciones Técnicas. • Especialidades individuales. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 22. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 EL ACERO DE CONSTRUCCIÓN Producto de la fusión de diferentes cargas metálicas, con contenido de hierro, ferro aleaciones y carbono, las cuales determinan su estructura molecular. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” C + Resistencia a Tracción. + Índice de Fragilidad en Frío. -Tenacidad. - Ductibilidad.
  • 23. El concreto armado es un material compuesto. El refuerzo absorbe las fuerzas de tracción que actúan en el concreto debido a la solicitación de las fuerzas exteriores. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 BARRAS DE ACERO COMO REFUERZO NORMAS  Barras de Construcción No Soldables  Barras de Construcción Soldables  NTP1 341.031 2001 Grado 60: Norma Técnica Peruana.  ASTM A615 Grado 60: Standard Specification for Deformed and Plain Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement.  ASTM A496-95a: Standard Specification for Steel Wire, Deformed, for Concrete Reinforcement.  ASTM5 A706 Grado 60: Standard Specification for Low-Alloy Steel Deformed and Plain Bars for Concrete Reforcement. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 24. a) La composición química. b) Las corrugas, su forma y geometría. c) El peso métrico y su variación permisible. d) Las propiedades mecánicas del acero: 1) Limite de fluencia (fy). 2) Resistencia a la tracción (R). 3) Relación R/fy (Ductilidad). 4) Alargamiento a la rotura. 5) Doblado a 180º. a) La composición química. b) Las corrugas, su forma y geometría. c) El peso métrico y su variación permisible. d) Las propiedades mecánicas del acero: 1) Limite de fluencia (fy). 2) Resistencia a la tracción (R). 3) Relación R/fy (Ductilidad). 4) Alargamiento a la rotura. 5) Doblado a 180º. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 CARACTERÍSTICAS DEL ACERO Según las Normas: UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 25. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PRODUCTOS PERUANOS ACEROS ASTM A615
  • 26. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 CONCEPTOS Fuente:[Calavera,1999]. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” DETALLADO DIBUJOS DE COLOCACIÓN
  • 27. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 HABILITACIÓN DE ACERO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” CORTE DOBLADO CONCEPTOS
  • 28. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” ARMADO DE ACEROS MONTAJE Y COLOCACÍÓN CONCEPTOS
  • 29. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 NORMAS DE DETALLES Y DETALLADO DE REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO 1. E.060: Concreto Armado –RNE 2006 y 2008. 2. ACI 318S-057: Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario 3. ACI 318-08: Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. 4. Manual 2004 - ACI DETAILING: Publication SP-66 (04). a) Norma ACI 315-99: Details and Detailing of Concrete Reinforcement. b) Norma ACI 315R-04: Manual of Structural and Placing Drawings for Reinforced Concrete Structures. c) Supporting Reference Data. 5. ACI 117-06: Standard Tolerances for Concrete Construction and Materials. 6. BS 6744: Stainless steel bars for the reinforcement of and use in concrete. Requirements and test methods. London, BSI, 2001. 7. BS EN 1992-1-1:Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for buildings. 8. BS 8666: Specification for scheduling, dimensioning, bending and cutting of steel reinforcement for concrete. 9. BS EN 1992-1-1: Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for buildings. 10. CP 114 Code of practice for reinforced concrete. London, British Standards Institution, 1948: revised 1957 and 1965. Metric version, 1969. ACI: American Concrete Institute. BS: British Standards Institution.RNE: Reglamento Nacional de Edificaciones. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 30. 1. Amarra. 2. Principal. 3. Secundaria. 4. Repartición. 5. Retracción. 6. Cerco. 7. Gancho Sísmico. 8. Conexiones. 9. Estribo. 10. Fijación. 11.Traba. 12. Zuncho. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 TIPOS DE REFUERZO O ARMADURAS Según las funciones que cumple dentro de un elemento estructural: (1) Amarre rápida. (2) Amarre simple con doble alambre. (3) Amarre envolvente. (4) Amarre para muros. (5) Amarre retorcido. (6) Amarre cruzado. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Fijación:
  • 31. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” DESCRIPCIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS PLANOS Y ESPECIFICACIONES Los planos, detalles y especificaciones deben incluir: a) Nombre y fecha de publicación de la norma y sus suplementos de acuerdo con los cuales esté hecho el diseño. b) Cargas vivas y otras cargas utilizadas en el diseño. c) Resistencia especificada a la compresión del concreto, a las edades o etapas de construcción establecidas, para las cuales se diseñó cada parte de la estructura. d) Resistencia especificada, tipo y calidad del acero de la armadura. e) Tamaño y localización de todos los elementos estructurales, refuerzo y anclajes. f) Precauciones por cambios en las dimensiones, producidos por flujo plástico, retracción y temperatura. g) Longitud de anclaje del refuerzo y localización, y longitud de los empalmes por traslapes. h) Tipo y localización de los empalmes soldados y mecánicos del refuerzo, si las hubiere. i) Ubicación y detallado de todas las juntas de contracción o expansión especificadas para concreto simple. Fuente: [ACI 318S-05, E060]
  • 32. PLANOS EN CONJUNTO PLANOS DE ESTRUCTURAS PLANOS DE DETALLE DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” CARACTERÍSTICAS DE LOS PLANOS Incluye una lista detallada de los materiales o despiece y un esquema de los tipos y formas de las barras, con indicaciones de sus dimensiones parciales, longitud total de desarrollo, codificación, y resumen de la cubicación del acero. Contienen todos los antecedentes de las armaduras, siendo recomendable que muestren los elementos en planta con sus elevaciones y cortes; para una mejor visualización e interpretación de las formas y ubicaciones. Generalmente se dibuja el elemento de concreto con una línea de contorno de trazo fino, y las barras colocadas dentro con trazos gruesos. Luego, se realiza lo que se conoce como destacado de la armadura. Sólo Indica: Ø y cantidad de aceros que deben ser usadas. Contiene: ubicación de los elementos de la estructura. • Identificación: V: Vigas, C: Columnas, P: Pilotes, M: Muros, L: Losas, etc. • Números para su posición respecto al piso, 100 a 199: Para el 1º piso, 400 a 499: Para el 4º piso, 1200 a 1299: Para el 12º piso, etc.
  • 33. DETALLES DE REFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” TÉCNICAS DE DETALLAMIENTO 1. Método Tabular de Detallamiento. 2. Método de Detalles Típicos • Empleados cuando se tiene una librería de elementos y detalles típicos. 3. Método de Superposición de Dibujo • Son capas de información que se usan para destacar a un solo dibujo. 4. Método Computacional de Detallar • Los métodos con este medio varían de acuerdo al software, personal, etc.
  • 34. DETALLES DE REFORZAMIENTO DE VIGAS EN ESQUINAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” El refuerzo debe ser detallado de manera clara y sencilla, mostrando su forma y ubicación exacta. La información sobre el dibujo debe dar una descripción ordenada de la cantidad, los tipos, categoría, tamaño, centros, ubicación, comentarios, etc.
  • 35. Fuente: Cuaderno INTEMAC Nº 49. Calavera, 2003. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” DETALLES DE REFORZAMIENTO EN MÉNSULAS
  • 36. DETALLES DE REFORZAMIENTO EN VIGAS Y COLUMNAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Extremo de Columnas Conexión de Vigas y Columnas
  • 37. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Fig. Distintos tipos de falla de anclaje de una barra simple embebida en hormigón sin y con confinamiento. Fuente: [Llopiz,2007] Fig. Precaución a tomar cuando se interrumpen barras cercanas a las superficies libres de hormigón. DETALLES DE REFORZAMIENTO EN VIGAS Y COLUMNAS Fig. Tipica Falla de Compresión de una Columna con Estribos muy Separados. Fuente:[Llopiz,2007]
  • 38. Es una lista que permite verificar en forma ordenada la cubicación, las formas y el detalle de las barras (como indica los planos). Orienta mejor la fabricación de las armaduras. CUBICACIÓN DE LAS ARMADURAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Figura 3.15: Planilla de Metrado de Aceros. Fuente: [Autor]
  • 39. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” FABRICACIÓN DE LAS ARMADURAS Consiste en el despiece de las barras de acero, mediante cortes y doblado, según el requerimiento para el armado de elementos estructurales. Preparación: Consiste en el enderezado y la limpieza del acero. Corte de Barras: La longitud de las barras debe ajustarse a la necesaria para que después de doblada y elaborada según los planos, la armadura cumpla con las tolerancias prescritas. Tolerancias de Corte de Barras: Fuente: [ACI 315-99]
  • 40. FABRICACIÓN DE LAS ARMADURAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” El doblado tiene por finalidad dar la forma definitiva a los refuerzos. Diámetros Mínimos de Doblado Estos no deben ser menores que los valores normados, evitando someter a las barras a esfuerzos excesivos que pueden ocasionar rupturas, grietas o fisuras e inutilizarlas. Ganchos Estándar: Se refiere a los dobleces y extensiones hasta el borde libre de las barras. Fuente: [RNE, 2006 - ACI 318S-05] Doblado
  • 41. TOLERANCIAS DE FABRICACIÓN Según lo recomendado y aceptado por el "ACI Detailing Manual 2004", las tolerancias estándares de fabricación para diferentes tipos o formas de barras con diámetros de 8 a 36 mm. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Fuente: [ACI 315R-04] Simbologías y Tolerancias de Fabricación. ≤ 3600 mm
  • 42. ARMADO E INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Se tener en cuenta, las longitudes de desarrollo, anclaje, empalmes, fijaciones, espaciamientos y medidas establecidas. Las armaduras deberán instalarse fijamente, niveladas, aplomadas, amarradas y con la pendiente correcta e indicada, para que se mantengan en su sitio durante el vaciado y vibrado del concreto, debido a que último en su estado plástico ejerce fuerzas verticales y horizontales. Instalar separadores, para no transgredir los espesores de recubrimientos especificados.
  • 43. CONSIDERACIONES EN LA INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Longitud de Desarrollo Desarrollo para Barras Corrugadas y Rectas sujetas a Tracción Desarrollo para Barras Corrugadas y Rectas sujetas a Compresión
  • 44. CONSIDERACIONES EN LA INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS Longitud de Desarrollo Desarrollo para Ganchos Estándar en Tracción DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Desarrollo para Barras en Paquetes
  • 45. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS Barras Dobladas por Cambio de Sección de Columnas Armadura Transversal para Elementos en Compresión 1. Espirales 2. Estribos
  • 46. DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS Empalme de Barras Empalmes por traslape de Barras en Tracción
  • 47. Empalmes por Traslape de Barras en Compresión DETALLES DE REFORZAMIENTO CON ACEROS ASTM A615 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” INSTALACIÓN DE LAS ARMADURAS Fijación para las Armaduras
  • 48. CONCEPTOS DE DETALLES Y ARMADO CON ACEROS UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Nociones Sobre Empuje al Vacío
  • 49. Integridad Estructural CONCEPTOS DE DETALLES Y ARMADO CON ACEROS UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” El detallado del refuerzo y conexiones, debe ser tal que los elementos de la estructura queden eficazmente unidos entre sí para garantizar la integridad de toda la estructura. Espaciamiento de Refuerzos Recubrimiento de Concreto Este valor del recubrimiento varía con las condiciones del elemento y, según algunos investigadores está comprendido entre 2, 5 y 3, 5 (Vandewalle 1992, Cairns 1995a y Walker 1999).
  • 50. CONSIDERACIONES PARA EL DOBLADO EL ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Teoría de la Recuperación Elástica (Springback) Ductibilidad del Material (Grado de Deformación) CONCEPTOS DE DETALLES Y ARMADO CON ACEROS UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Estrición Elongación Geometría del Doblado de Aceros Radios Características de una Barra Doblada. Fuente: [García,2005] Distribución de Deformaciones y Tensiones. Fuente: [García,2005] Radio Mínimo de Doblado
  • 51. LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Fabricación del Acero de Construcción Fuente:[AcerosArequipa] Implicancias Ambientales del Proceso de Fabricación del Acero 1 ton (Acero Virgen) 1 ton (Acero Virgen)  1500 kg de ganga de hierro,  225 kg de piedra caliza y  750 kg de carbón.  1500 kg de ganga de hierro,  225 kg de piedra caliza y  750 kg de carbón. Consumo: 1 ton (Acero Fabricado) 1 ton (Acero Fabricado) Generan:  145 kg de escoria,  230 kg de escoria granulada,  Aprox. 150 000 litros de agua residual y  Aprox. 2 toneladas de emisiones gaseosas (incluyendo CO2, óxidos sulfurosos y óxidos de nitrógeno).  145 kg de escoria,  230 kg de escoria granulada,  Aprox. 150 000 litros de agua residual y  Aprox. 2 toneladas de emisiones gaseosas (incluyendo CO2, óxidos sulfurosos y óxidos de nitrógeno).
  • 52. LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Empleando Chatarras: La creación de una tonelada de escoria (durante la producción de 3,5 toneladas de metal fundido) ahorra entre 3 y 5 GJ de energía y puede evitar la cocción de 1000 kg de calcárea, que tiene el potencial de generar entre 900 y 1200 kg de dióxido de carbono [Medina, 2006]. IMPLICANCIAS AMBIENTALES DE LA FABRICACIÓN DE ACEROS
  • 53. DESPERDICIOS DE ACEROS EN LA CONSTRUCCIÓN LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Es la pérdida del acero por mala manipulación en la construcción y que generan, directa o indirectamente, costos que no adicionan valor alguno al producto final que vienen a ser las armaduras o refuerzos colocados. Clasificación de Desperdicios Rentabilidad: Desperdicio Evitable  Naturaleza : Elaboración de Productos defectuosos.  Tipo de desperdicio: Desperdicio Indirecto Estudios Sobre el Desperdicio de Aceros en la Construcción  Reino Unido, Skoyles (1976): Constituye el 5%.  Brasil, Soibelman (2000)[Soibelman, 2000]: Representa el 7% al 27%.
  • 54. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA (ACV) LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Es una herramienta que permite evaluar el impacto ambiental de un proceso o producto considerando todas las etapas que intervienen, desde la extracción de los recursos naturales hasta la distribución del producto terminado o el tratamiento de los desechos derivados, incluyendo requerimientos intermedios. MetodologíayNormasdelACV 1.ISO14040Definicióndelobjetivoyalcance(1997). 2.ISO14041Análisisdeinventariodelciclodevida(1998). 3.ISO14042Evolucióndelimpactodelciclodevida(2000). 4.ISO14043Interpretacióndelosresultados(2000). Fases del ACV de Acuerdo a ISO 14040. Fuente: [Guevara, 1997]
  • 55. INTRODUCCIÓN ESTADO DEL ARTE RESULTADOS Y DISC. CONCLUSIONES Y RECOM. ANEXO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” MATERIALES Y MÉTODOSMATERIALES Y MÉTODOS Caracterización de la Tésis Sistematización del Uso de Aceros ASTM A615 Optimización del Corte y Doblado de Barras de Acero Implementación Informática de GySof 2010
  • 56. SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 METODOLOGÍA PROPUESTA Ruta de la Economía, Calidad, Durabilidad y Sostenibilidad Ambiental de las Estructuras de Concreto Armado. Fuente [Autor] Ingeniería de Detalles Optimación de Cortes y Dobleces Habilitación de Aceros Colocación de Armaduras Evaluación del Proyecto Estructural UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Es una Metodología de Sistematización Eficiente, aplicada al uso racional del Aceros ASTM A615 en Concreto Armado.
  • 57. Evaluación del Proyecto Estructural Ingeniería de Detalles Optimación de Cortes y Dobleces Habilitación de Aceros Colocación de Armaduras SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 a) Planos Generales y Planos de Detalles de Estructuras. b) Especificaciones Técnicas. c) Costos. 1 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” METODOLOGÍA PROPUESTA
  • 58. a) Compatibilizar la información. b) Distinguir: estructuras, elementos estructurales y piezas. c) Diseño de piezas: SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 d) Codificación de piezas: e) Lista de despiece de aceros: Evaluación del Proyecto Estructural Ingeniería de Detalles Optimación de Cortes y Dobleces Habilitación de Aceros Colocación de Armaduras • Tolerancias, • Recubrimientos, • Anclajes, • Empalmes, • Doblados, etc. • V312, • C01, • CI01, • etc. • Código, • Forma, • Diámetro, • Cantidad, • Longitud. 2 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” METODOLOGÍA PROPUESTA
  • 59. SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 a) Procesamiento de la lista de despiece de aceros. b) Incorporar longitudes eficientes a partir de las formas. c) Planillas de corte y doblado eficiente. Evaluación del Proyecto Estructural Ingeniería de Detalles Optimación de Cortes y Dobleces Habilitación de Aceros Colocación de Armaduras Rmd R1R2R3R4 Rmd C1C2C3 Rmd 3 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” METODOLOGÍA PROPUESTA
  • 60. SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 a) Corte eficiente y clasificación de piezas. b) Doblado eficiente. c) Montaje o Armado de Estructuras de Acero. Evaluación del Proyecto Estructural Ingeniería de Detalles Optimación de Cortes y Dobleces Habilitación de Aceros Colocación de Armaduras • Tolerancia de Corte. 4 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” METODOLOGÍA PROPUESTA
  • 61. SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 a) Instalación y fijación de las armaduras.Evaluación del Proyecto Estructural Ingeniería de Detalles Optimación de Cortes y Dobleces Habilitación de Aceros Colocación de Armaduras b) Respetar las tolerancias. • Posición de refuerzos, • Recubrimientos, • Empalmes, • Juntas, • Confinamientos, etc. 5 UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” METODOLOGÍA PROPUESTA
  • 62. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 OPTIMACIÓN DE CORTES Y DOBLECES CON GySof 2010 Fuente: [Autor] Lista de Despiece de Aceros Planilla de Corte y Doblado Eficiente Corrección de Longitudes por Doblado 1. Método de Coeficiente de Línea Neutra (K) 2. Método Sistemático de Conformación de Patrones de Corte. 3. Método Linprog del Matlab Basado en Branch and Bound Función xlswrite del MatLab Modo Manual Función xlsread del MatLab UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 63. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K) Long. Ensayada = 0,30 m Ø 5/8” Ejemplo Ilustrativo: UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” TENSIÓN COMPRESIÓN Distribución de Deformaciones y Tensiones a lo Largo del Diámetro de la Barra. Fuente: [García, 2005]
  • 64. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL bd t K  CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K) Ø 0,460.db Len=1,00 m Lin = 0,94 m Lex=1,10 m Doblado a 135º Dmd=6.db Rmd=4,76 cm Ángulo de Doblado .f Línea de Curva LíneadeCurva Radio de Doblado db Diámetro Nominal Longitud Desarrollada Cara Exterior Cara Interior Curva Eje Neutro Eje NeutroLongitud Desarrollada Cara Exterior Cara Interior Lex=0,40 m Lex=0,30 m Lin=0,24 m t UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Coeficiente de Línea Neutra: Según la Teoría de Doblado Plástico
  • 65. Elongación e Incremento Geométrico en Barras Dobladas OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K) UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Eje Neutro y Longitud Desarrollada en Refuerzos A. Procedimiento Experimental:
  • 66. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K) UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” B. Procedimiento Teórico (Teoría de doblado plástico): (Radio del eje neutro) (Coeficiente de LN) (Long. de Línea Neutra)
  • 67. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K) “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Formas Básicas de Piezas de Acero Dobladas: Incorporado en GySof Tab. Longitud Desarrollada
  • 68. Doblado de Aceros Bajo Tolerancias de Diámetros Mínimos OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 1. MÉTODO DE COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA (K) “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL
  • 69. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 2. MÉTODO SISTEMÁTICO DE CONFORMACIÓN DE PATRONES DE CORTE “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Función Patrones de Corte: Fig. Algoritmo de Búsqueda Sistemática de Conformación de Patrones de Corte. Fuente: [Autor]
  • 70. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 3. MÉTODO LINPROG DEL MATLAB BASADO EN BRANCH AND BOUND “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL SOLUCIÓN DEL MODELO DE PLE (Linprog y B&B) Fig. Algoritmo de Ramificación y Acotación (B&B) Patrones de Corte: Modelo Matemático: Relajación, Separación, Eliminación.
  • 71. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL CORRECCIÓN DE LONGITUDES POR DOBLADO 3. MÉTODO LINPROG DEL MATLAB BASADO EN BRANCH AND BOUND “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Ejemplo Ilustrativo de Linprog y B&B: Relajación, Separación, Eliminación.
  • 72. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010 “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Estructura del Programa Fig. Algoritmo de GySof Mediante Diagrama de Flujo. Fuente: [Autor] Fig. Un Proyecto Según GySof. Fuente: [Autor]
  • 73. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010 “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Fig. Interfaz GySof. Fuente: [Autor] Interfaz de Usuario del Entorno GySof 2010
  • 74. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010 “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Fig. Interfaz GySof. Fuente: [Autor] Secuencia de Información Requerida y Devuelta por GySof Aceros ASTM A61511 Demanda de Piezas 22 Corrección por Elongación de Barras Dobladas. 33 Selección Patron: 1) Desp=0 2) 0≤Desp≤Lmin 3) Desp≥0 44 Resultados 55
  • 75. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL OPTIMACIÓN DE CORTES Y DOBLECES “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL Fig. Medios y Propósitos de GySof.
  • 76. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010 “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL
  • 77. OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 OPTIMACIÓNDECORTESYDOBLECES ProgramaGySof2010 33 CORTE UNIDIMENSIONAL IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA DE GySof 2010 “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL (Corrección por Doblado)
  • 78. Fig. Ensayos de arrancamiento de barras con ganchos. Distribución de tensiones en el acero. Fuente:[Llopiz,2007] Refuerzos Longitudinales Fuente:[Autor] HABILITACIÓNDEACEROS DobladoEficiente HABILITACIÓNDEACEROS DobladoEficiente 44 SISTEMATIZACIÓN DEL USO DE ACEROS ASTM A615 PATRONES DE DIAMETROS MÍNIMOS DE DOBLADO PARA ACEROS ASTM A615 Refuerzos Estribos Aplicación UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
  • 79. INTRODUCCIÓN ESTADO DEL ARTE RESULTADOS Y DISC. CONCLUSIONES Y RECOM. ANEXO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” MATERIALES Y MÉTODOS RESULTADOS Y DISC. Aplicación de la Metodología y Programa a un Proyecto Real Validación de Resultados Técnico, Económico y Ambiental Patologías del Uso de Aceros en la Etapa de Proyectos Patologías del Uso de Aceros en la Etapa de Construcción
  • 80. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS RECUENTO CUALITATIVO DE ERRORES USUALES EN LOS PLANOS GENERALES Y DE DETALLES errores Concepto Nociones de Armado Diseño de Refuerzos por Elemento Independiente Detalle con Empujes al Vacio Recubrimientos Generalizados Detalles de Anclajes carencias Especificaciones Técnicas Requisitos para la Integridad Estructural Planillas de Despiece y su Cuantificación
  • 81. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS NIVEL DE CUMPLIMIENTO DEL MÍNIMO CONTENIDO DE INFORMACIÓN - Recuento Nacional - Fig. Nivel de Cumplimiento con el Mínimo Contenido de Información – NACIONAL. Fuente: [Autor] a) Nombre y fecha de publicación de la norma. b) Cargas vivas y otras cargas utilizadas. c) Resistencia especificada a la compresión del concreto. d) Resistencia especificada, tipo y calidad del acero. e) Tamaño y localización de todos los elementos estructurales, refuerzo y anclajes. f) Precauciones por cambios en las dimensiones, producidos por flujo plástico, retracción y temperatura. g) Longitud de anclaje del refuerzo y localización, y longitud de los empalmes por traslapes. h) Tipo y localización de los empalmes soldados y mecánicos del refuerzo, si las hubiere. i) Ubicación y detallado de todas las juntas de contracción o expansión especificadas para concreto simple.
  • 82. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS NIVEL DE CUMPLIMIENTO DEL MÍNIMO CONTENIDO DE INFORMACIÓN - Recuento Dpto. Ayacucho - Fig. Nivel de Cumplimiento con el Mínimo Contenido de Información – REGIONAL. Fuente: [Autor] a) Nombre y fecha de publicación de la norma. b) Cargas vivas y otras cargas utilizadas. c) Resistencia especificada a la compresión del concreto. d) Resistencia especificada, tipo y calidad del acero. e) Tamaño y localización de todos los elementos estructurales, refuerzo y anclajes. f) Precauciones por cambios en las dimensiones, producidos por flujo plástico, retracción y temperatura. g) Longitud de anclaje del refuerzo y localización, y longitud de los empalmes por traslapes. h) Tipo y localización de los empalmes soldados y mecánicos del refuerzo, si las hubiere. i) Ubicación y detallado de todas las juntas de contracción o expansión especificadas para concreto simple.
  • 83. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE PROYECTOS NIVEL DE CUMPLIMIENTO DE ESPECIFICACIÓN DE ACEROS - Recuento Nacional - Fig. Nivel de especificación sobre el refuerzo de acero - Nacional. Fuente: Autor. Fuente: [Autor]
  • 84. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN PROCESOS DE HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS errores Conducción del Proceso Cortes de Acero Sin Control Doblado de Aceros Sin Control carencias Limitada Información Técnica en Campo Planillas de Despiece de Aceros Control de Calidad
  • 85. ANALISISDELPRIMERPROYECTO (ProyectodeEdificacióndeViviendas) DESPERDICIOS EN LOS PROCESOS DE CORTE DE ACEROS UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN METRADO DE ACEROS CORRUGADOS Básico = 69,4 ton. Proyectado = 74,9 ton. Liquidado = 83,8 ton. Desperdicio = 20,1 % Graf. Desperdicio Total de Aceros. Fuente: [Autor] Graf. Desperdicio de Aceros por Diámetros. Fuente: [Autor]
  • 86. ANALISISDELSEGUNDOPROYECTO (ProyectoEdificaciónLocalEscolar) DESPERDICIOS EN LOS PROCESOS DE CORTE DE ACEROS UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN METRADO DE ACEROS CORRUGADOS Básico = 3,59 ton. Proyectado = 3,78 ton. Liquidado = 4,32 ton. Desperdicio = 20,0 % Graf. Desperdicio Total de Aceros. Fuente: [Autor] Graf. Desperdicio de Aceros por Diámetros. Fuente: [Autor]
  • 87. ANALISISDEOBRA01 (EdificaciónEducativaUniversitaria-UNSCH) DOBLADO DE ACEROS PARA CONCRETO ARMADO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Estado de Diámetros Mínimos de Doblado Estribos: Aceros ASTM A615 G60, 3/8” Cantidad = 39 estribos. Doblado 90º = 57 Doblado 135º = 19 Estribos Aceptados = 2 Estribos Rechazados = 17 Graf. Estado de los Estribos. Fuente: [Autor].Graf. Diámetros de doblado - Estribos. Diámetro Mínimo = 3,80 cm ( 4 db)
  • 88. ANALISISDEOBRA02 (EdificaciónCentrodeSalud–Hemoterapia-HRA) DOBLADO DE ACEROS PARA CONCRETO ARMADO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Estado de Diámetros Mínimos de Doblado Estribos: Aceros ASTM A615 G60, 3/8” Cantidad = 10 estribos. Doblado 90º = 30 Doblado 135º = 20 Estribos Aceptados = 0 Estribos Rechazados = 10 Graf. Estado de los Estribos. Fuente: [Autor].Graf. Diámetros de doblado - Estribos. Diámetro Mínimo = 3,80 cm ( 4 db)
  • 89. ANALISISDEOBRA03 (CanaldeDerivacióndeAguasPluviales–MPH) DOBLADO DE ACEROS PARA CONCRETO ARMADO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Estado de Diámetros Mínimos de Doblado Acero Longitudinal: Aceros ASTM A615 G60, 1/2” Cantidad = 10 piezas. Doblado 90º = 10 Estribos Aceptados = 0 Estribos Rechazados = 10 Diámetro Mínimo = 7,60 cm (12 db) Graf. Estado de los Refuerzos. Fuente: [Autor].Graf. Diámetros de doblado-Refuerzos Longitudinales.
  • 90. ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Resultados Experimentales:
  • 91. ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Resultados Experimentales:
  • 92. ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Resultados Teóricos: Incremento y Decremento por Doblado de Refuerzos
  • 93. 6 mm 6 1/4" 8 mm 8 3/8" - 12 mm 12 1/2" - 5/8" - 3/4" - 7/8" 1" - 1 1/8" 1 1/4" 1 3/8" - ELONGACIÓN DE REFUERZOS DOBLADOS Y EL COEFICIENTE DE LÍNEA NEUTRA UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Resultados Teóricos: Incremento y Decremento por Doblado de Refuerzos Δ:Incremento/Decremento(m) Ángulo de Doblado Ángulo de Doblado
  • 94. UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” DIAGNÓSTICO DE ARMADOS ANTES DEL VACIADO DE CONCRETO errores De Concepto carencias Confinamiento en Uniones de Elementos Estructurales Control de Calidad PATOLOGÍAS EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN
  • 95. Edificaciones de Vivienda :2026736.01 Habilitaciones Urbanas :293366.15 Terreno :290909.09 Supervisión :28707.59 Comisión de gestión :242880.05 Intereses del proceso :28633.67 Edificaciones de Vivienda :2026736.01 Habilitaciones Urbanas :293366.15 Terreno :290909.09 Supervisión :28707.59 Comisión de gestión :242880.05 Intereses del proceso :28633.67 Nombre : Construcción de la Residencial San Juan Bautista Ubicación : Dpto. Ayacucho. Prov. Huamanga. Dist. San Juan Bautista. Lugar Barrio San Melchor. Plazo : 06 meses meses. Tipo de Contrato : A suma alzada. Cliente y Financiamiento : Banco de Materiales SAC. Promotor y Constructor : KB Investment SAC. Presupuesto Total : s/. 3 017 583,72 (Inc. G.G. y Utilidad) Nombre : Construcción de la Residencial San Juan Bautista Ubicación : Dpto. Ayacucho. Prov. Huamanga. Dist. San Juan Bautista. Lugar Barrio San Melchor. Plazo : 06 meses meses. Tipo de Contrato : A suma alzada. Cliente y Financiamiento : Banco de Materiales SAC. Promotor y Constructor : KB Investment SAC. Presupuesto Total : s/. 3 017 583,72 (Inc. G.G. y Utilidad) UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA Información Básica APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL Composición del Presupuesto (s/.)
  • 96. CORTE A-A' Elementos Estructurales f’c (kg/cm2) Cimentación Corrida 140 Cimentación Armada 175 Sobrecimiento Corrido 140 Sobrecimiento Armado 175 Columnas, Vigas 210 Columnetas 175 Losa Aligerada, Escaleras 210 Calidad de Concreto Ficha Técnica Tipo : Vivienda Unifamiliar. Tecnología : Albañilería Armada. Niveles : 02. Cantidad : 19 viviendas. Elementos : 09 por vivienda. Tipo de pzas : 96 por vivienda. CORTE UNIDIMENSIONAL Fuente:[Autor]Fuente:[Expediente] UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Información Técnica APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
  • 97. Información Económica y Metrado de Aceros ASTM A615 APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA
  • 98. CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Ejecución de Obra APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
  • 99. CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” Ejecución de Obra APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A UN PROYECTO REAL
  • 100. SECUENCIA METODOLÓGICA CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” OBJETO DE APLICACIÓN : 19 Viviendas Unifamiliares Tipo A. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA 1. Evaluación del Proyecto Estructural a. Evaluación Crítica de los Planos Generales y Planos de Detalles de Estructuras. b. Especificaciones Técnicas. c. Costo Unitario. 2. Ingeniería de Detalles a. Se compatibilizó la información. b. Cuantificación: • Estructuras : 19 • Elementos estructurales por vivienda : 09 • Clases de piezas por vivienda : 96 • Total de piezas de acero : 37335,00 c. Diseño de piezas. d. Codificación de piezas. e. Lista de despiece de aceros. Diámetro Nominal de Barras Cantidad de Piezas 6 mm 7 068 1/4” 12 198 8 mm 8 588 3/8” 5 776 1/2” 3 401 5/8” 304 Total 37 335 Demanda de Piezas
  • 101. SECUENCIA METODOLÓGICA CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
  • 102. SECUENCIA METODOLÓGICA CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA 3. Optimación de Cortes y Dobleces con GySof a. Corrección de Longitudes por Doblado de Piezas: Longitud Nominal (Total) = 11 029,12 m Longitud Efectiva (Total) = 10 561,34 m Diferencia = 467,78 m Varillas = 52
  • 103. SECUENCIA METODOLÓGICA CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA a. Procesamiento de la lista de despiece de aceros. b. Resultado en Pantalla. c. Planilla de corte y doblado eficiente
  • 104. SECUENCIA METODOLÓGICA CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA a. Procesamiento de la lista de despiece de aceros. b. Resultado en Pantalla. c. Planilla de corte y doblado eficiente
  • 105. RESULTADO DE LA OPTIMACIÓN Y COMPARACIÓN DE LOS PROCESOS CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA GENERAL PROPUESTA
  • 106. Resultados Económicos CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” VALIDACÍÓN DE RESULTADOS TÉCNICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL
  • 107. Resultados Ambientales CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” VALIDACÍÓN DE RESULTADOS TÉCNICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL
  • 108. Resultados Ambientales CORTE UNIDIMENSIONAL UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” VALIDACÍÓN DE RESULTADOS TÉCNICO, ECONÓMICO Y AMBIENTAL
  • 109. INTRODUCCIÓN ESTADO DEL ARTE RESULTADOS Y DISC. CONCLUSIONES Y RECOM. ANEXO UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” MATERIALES Y MÉTODOS CONCLUSIONES Y REC. Sobre la Metodología de Sistematización Propuesta. Sobre el Programa de Optimación de Cortes y Dobleces Eficientes. Sobre los Proyectos Estructurales. Sobre los Proyectos en Ejecución
  • 110. CONCLUSIONES UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 1. SOBRE LOS PROYECTOS ESTRUCTURALES 1. Los errores usuales cometidos en ésta etapa son los Errores de Concepción, Carencia de Especificaciones Técnicas, se atenta contra la Integridad Estructural, falta de Nociones de Armado, el Diseño de Refuerzos Independiente para todos los Elementos, algunos detalles de refuerzos originan Empujes al Vacio, Recubrimientos Generalizados, Inconvenientes Detalles de Anclajes y Ausencia de Planilla de Despiece. 2. Sólo el 60% de los proyectos nacionales evaluados cumplen con integrar en los planos la información necesaria, y debiéndose tener en cuenta que hacerlo nos da una idea clara del nivel y calidad de los trabajos de consultorias para obras con concreto armado, por el contrario su carencia produce incorrectas interpretaciones. 3. Las planillas de corte y los planos de detalles salen a obra, y deben transmitir a los operarios, información clara sobre las dimensiones del concreto y tipo, diámetro y ubicación de las armaduras, y deben ser de fácil interpretación y como mínimo deben contener la siguiente información: Tipo de acero a utilizar, Cantidad, diámetro, forma y ubicación de las barras de armaduras, Recubrimiento y separaciones entre barras y cómputo de las necesidad de cada diámetro. 4. La carencia de especificaciones pueden dar lugar a la posibilidad de asignar a barras lisas garantías que solo cumplen las barras de alta adherencia.
  • 111. CONCLUSIONES UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 1. SOBRE LOS PROYECTOS ESTRUCTURALES 5. Los errores cometidos en esta etapa son causa frecuente de las patologías en las construcciones de estructuras de concreto armado. 6. Los proyectistas, calculistas y diseñadores de refuerzos, tienen un compromiso con la durabilidad, considerando que los trabajos de calidad, representan un ahorro a largo plazo. 7. Los detalles de reforzamiento correcto requieren de un conocimiento completo de la distribución de esfuerzos en el interior de la estructura, pero también exige un planteamiento práctico del proceso constructivo. 8. La disposición de los refuerzos en estructuras complejas se resuelve satisfactoriamente con una minuciosa dedicación y un afecto a la construcción. 9. El consultores deben ser consciente del significado del arte del armado, como parte de sus tareas parciales en la construcción, para lograr diseños óptimos de armaduras. 10. Los dibujos de los planos estructurales, deben ser claros, para ser entendida sin confusión por otros profesionales y técnicos, a escala suficiente, acotación cuidadosa, rotulación inequívoca de los refuerzo, contener suficiente detalles de armado y en especial las uniones, detalles de anclajes y un sin número de indicaciones escritas a modo de notas que refuercen la información.
  • 112. CONCLUSIONES UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 2. SOBRE LOS PROYECTOS EN EJECUCIÓN 1. Las anomalías mas comunes halladas en ésta etapa son la Limitada Información Técnica en Campo, el Error de Conducción del Proceso, realizar los Cortes de Acero sin Control, Falta de Planillas de Despiece de Aceros y No Existe un Control de Calidad. 2. Los desperdicios de aceros en obras, están en el orden del 20 %, y esto nos da una idea clara del nivel de manejo de los trabajos con este material, y éste valor es cercano a la hipótesis planteada, 7% a 27% [Soibelman, 2000]. 3. A un riguroso control de calidad en la fabricación de piezas de aceros, lamentablemente ocasionaría que todas las barras dobladas en las obras visitadas, se rechazarían el 100% de estribos y barras principales dobladas, porque no cumplen con la norma de diámetros mínimos de doblado y las jefaturas desconocen éste concepto y sacrifican las propiedades de resistencia del acero. 4. Los planos de diseño para estructuras se deben presentar como planos de conjunto y planos de detalles, y éstos deben contener la información necesaria para que a partir de ellos se puedan realizar los detalles concretos y las listas de despiece, estas últimas son necesarias para la realización del corte, doblado de los refuerzos de aceros.
  • 113. CONCLUSIONES UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 2. SOBRE LOS PROYECTOS EN EJECUCIÓN 5. Este trabajo, con la metodología propuesta, permite incorporar conceptos y prácticas de calidad para ser aplicadas en las construcciones, ante la expectación del destino que adquieran las obras en el futuro, frente a las consecuencias de nuestros impactos ambientales que generamos día a día. Porque se ha demostrado que los temas de calidad en el uso del acero en obras de nuestro entorno, no han avanzado, y tienen consecuencias patológicas en el concreto armado. 6. Los profesionales de la ingeniería civil, debemos mejorar nuestras habilidades y raciocinios técnicos con sensibilidad humana y ambiental en la concepción y construcción de infraestructuras que aprovechen al máximo el empleo del recurso acero y hacerlas duraderas en el tiempo. 7. El incrementar la vida de servicio de las estructuras, a través de eficientes prácticas de concepción y construcción, resultan soluciones sencillas y a largo plazo permiten preservar los recursos naturales de la tierra. 8. Se reducen los recubrimientos previstos, debido al doblado de aceros, que no toman en cuenta los efectos de la elongación, porque no consideran que el cortar barras como indica las dimensiones de una pieza en el plano, conduce a obtener piezas de dimensiones distintas. Originando sobre posición de refuerzos y pérdida de recubrimientos, en muchos considerar recubrimiento iguales para todos los elementos hace que los encuentros de aceros en una misma linea de accion, inevitablemente exijan dobleces no contemplados que atentan contra las propiedades mecánicas del acero, ocasionan la exposición del acero a la oxidación.
  • 114. CONCLUSIONES UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 2. SOBRE LA METODOLOGÍA DE SISTEMATIZACIÓN PROPUESTA 1. Nos ha permitido valorar los trabajos con los aceros de construcción, desde la concepción a partir de los proyectos estructurales, hasta la fase de incorporación en el concreto, contemplando aspectos no tan comunes, como son el uso racional, control de desperdicios, controles de calidad, que conducen a la calidad técnica, reducción de costos e incidencias ambientales. 2. Nos conduce a un mayor control sobre el uso racional del acero en cuestión. 3. Nos permite incorporar calidad y durabilidad a las estructuras de concreto armado. 4. Nos permite tener mayor control económico en la construcción por el uso eficiente del material acero. 5. Nos permite desarrollar la partida de aceros de una manera sostenible ambientalmente. 6. Conlleva a la economía del recurso acero a maximizar su beneficio y optimizar su desempeño. 7. Conocer la elongación a través del conocimiento de la fibra neutra en barras dobladas de acero, nos permite calcular la longitud del acero que necesitaremos para construir las piezas, todo ello, sin necesidad de hacer pruebas de doblado o prototipos previos.
  • 115. CONCLUSIONES UNSCH – FIMGC EFP. INGENIERIA CIVIL “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 3. SOBRE LA OPTIMACIÓN DE CORTES Y DOBLECES EFICIENTES 1. Para la aplicación, el proyecto construido consumió 44,13 ton de acero, y el uso de planes de corte y doblado eficiente reduce el consumo hasta 32,83 ton de acero, lo que significa dejar de adquirir 11,30 ton de acero, dejar de gastar S/. 33101, 68 , dejar de emitir 23,34 ton de CO2 que equivalen a S/. 1236, 61 por la carga ambiental. Finalmente nos permite ahorrar S/. 34338, 29. 2. El material adquirido en exceso por carencia de control en los desperdicios repercute en la emisión de 2,07 ton CO2 por cada 1 ton de acero, 3. La relación de ambiental es S/. 109,43 de emisión del CO2/ton de acero. 4. La ingeniería civil puede ayudar al medio ambiente es a través del uso racional de los materiales de construcción y en muchos casos apoyándonos en la optimización de los recursos, que finalmente atribuyen calidad a nuestros trabajos, reducción de costos por el control de los desperdicios y la disminución del impacto ambiental, porque indirectamente al adquirir exceso de materiales, aportamos a la emisión del CO2y nos convertimos en agentes del calentamiento global. 203 La industria de la construcción es parte del problema debido a que usa los dos materiales de construcción que aportan una de las más importantes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera durante su fabricación: el cemento y el acero. La optimización y conservación de estos materiales son las vías por la cual la industria
  • 116. “Las consecuencias son negativas de tener niveles altos de desperdicio al reducir la disponibilidad futura de materiales y de energía. Además rear requerimientos innecesarios en los sistemas de transporte”. Inglaterra, Wyatt (1978)