Metrado de Estructuras Metálicas

 

Metrado de estructuras metálicas 1.  1.  Introducción 1.1.  Resumen y palabras claves: 1.1. Actualmente la construcción con Estructuras Metálicas está siendo difundida en varios países, ya que constituye un sistema constructivo importante. Este tipo de construcción se elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de obra, coste de materiales, etc. Las estructuras metálicas poseen una gran ccapacidad apacidad resistente;; esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, resistente como cubrir grandes luces y cargas importantes. Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios con  medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de duración de la obra significativamente. Lo cual significa un importante aporte para la construcción. construcc ión. El presente trabajo desarrolla el Metrado de una estructura metálica perteneciente a la ampliación y remodelación del CC. El Quinde  – Cajamarca. Para cumplir con nuestro propósito, este trabajo se compone de dos partes. En la primera se desarrolla el tema de estructuras metálicas, definición, perfiles y materiales utilizados para la soldadura; en la segunda parte se presenta la metodología utilizada para el cálculo de metrados y estimación del presupuesto. 1.2. Planteamiento del problema Para que las distintas actividades de la construcción co nstrucción funcionen en armonía, además de la disponibilidad de nuevas tecnologías, existe otro componente, el de la ingeniería de detalle, del que depende en gran medida el éxito de un proyecto. El contar con ingeniería de detalle bien realizada marca la pauta para que un proyecto se desarrolle dentro de un cronograma establecido, de forma segura y con presupuestos reales.

1.3.Justificación e importancia de la investigación En la actualidad las exigencias dadas por el creciente desarrollo en infraestructura motivan a la preparación y pronta respuesta de los  profesionales a responder a es esas as exigencia exigencias. s. Las múltiples tecnologías existentes y en crecimiento requieren cada vez de un estudio, conocimiento y habilidad mayores en su aplicación La preparación técnica básica es fundamental para poder ahondar en conocimientos más especializados, algo que desde el punto de la ingeniería civil es su campo de aplicación, teniendo en cuenta que nunca se está separada de las visiones económicas, sociales y ambientales. Una de las tecnologías más utilizadas en infraestructura es el uso de Estructuras Metálicas, su conocimiento básico abarca bases teóricas en estructuras, materiales, equipos, maquinarias, procesos constructivos y aplicaciones; con cálculos precisos y correctamente evaluados desde la idealización, el modelado, la construcción en obra y posterior funcionamiento;

 

todo en función de normas establecidas y en constante actualización; según la necesidad que se determinó será resuelta. JUSTIFICACIÓN TÉCNICA El detalle constructivo de las estructuras en acero que abarca los tipos de  perfiles, soldadura, fijación (según un diseño previo) requiere de un análisis  preciso. Los requerimientos requerimientos en obra atiend atienden en a una necesidad necesidad de calidad, que comparte responsabilidad el diseño como los materiales en su proceso constructivo. La construcción requiere de una amplia gama de materiales, según especificaciones que deben ser elegidas para que cumplan su función estructural. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA Los costos de los materiales metálicos, así como sus procesos constructivos (movimiento, armado, soldadura) son un poco elevados, en el proceso de Metrado se da un primer avance en calidad económica al cuantificar y evaluar de forma precisa, con un adecuado estudio de mercado. 1.5. OBJETIVOS Objetivo General -  Objetivos Específicos

2.  2.  Marco teórico 2.1.   Marco conceptual 2.1. A.  Perfiles Los lingotes de acero se laminan para formar placas de anchos y espesores. variables; diversos perfiles estructurales; barras redondas, cuadradas y rectangulares; y tubos. La mayor parte del laminado se efectúa sobre el acero en caliente, y el producto se llama "acero laminado en caliente", que pueden ser productos no planos (perfiles ángulos, canales, perfiles alas anchas, tubos, varillas lisas, etc.) y los productos planos, que son las planchas. Algunas de las placas más delgadas se laminan o doblan aún más, después de enfriadas, para hacer productos de acero laminados en frío o "formados en frío”.  De las planchas, sean éstas laminadas en caliente o en frío, se obtienen los llamados Perfiles Plegados, y los Perfiles Soldados que son un segundo tipo de perfiles más empleado en la práctica.

 

  1)  1)  Tipos de perfiles observados en el plano de trabajo: a)  a)  Perfiles W El perfil estructural que se usa con mayor frecuencia es el perfil de patín ancho o W. Este perfilconsiste es doblemente simétrico (tantorectangular con respecto al eje de las como para eje de las y), que en dos patines de forma conectados porxuna placa deelalma también rectangular. Hay alguna variación debido al desgaste del rodillo laminador y otros factores, pero la distancia se mantiene constante dentro de las tolerancias de la ASTM. En general, la máxima variación permisible en el peralte, medida en el plano del alma es ± 1/8 pulg ó 3 mm. La designación: W16 x 40 significa un peralte nominal total de 16 pulg y con un peso de 40 lb/pie. b)  b)  Perfiles S Son perfiles doblemente simétricos producidos de acuerdo con las dimensiones adoptadas en 1896 y que se conocían anteriormente como vigas I o vigas American Standard. Hay tres diferencias esenciales entre los perfiles S y W: 1.  1.  El ancho del patín del perfil S es menor. 2.  2.  La cara interna del patín tiene una pendiente de aproximadamente 16.7°. 3.  3.  El peralte teórico es el mismo que el peralte nominal. Una viga v iga S510 x 111.6 es un perfil con peralte nominal 510 mm x 111.6 kg/rn (S20 x 75). c)  c)  Perfiles C Son perfiles de canal, producidos de acuerdo con estándares dimensionales adoptados en 1896. La pendiente interna del patín es la misma que la de los perfiles S. Estos canales se llamaban anteriormente canales Standard o American Standard. Los peraltes teóricos y nominales son idénticos. Un C150 x 19.3 es un perfil estándar de canal con un peralte nominal de 150 mm y una masa de 19.3 kg/m (C6 x 13).

 

2)  2)  Acero estructural A36 Acero estructural de buena soldabilidad, adecuado para la fabricación de vigas soldadas para edificios, estructuras remachadas, y atornilladas, bases de columnas, piezas para puentes y depósitos de combustibles. Aplicaciones: Construcción de puentes, estanques, estructuras para industrias, edificios, torres y aplicaciones estructurales en general. Composición quimica Composición Química (Valores Típicos)

%C ≤ 0,26 

%Mn 0,80 -1,20

%Si

%P

%S

≤ 0,40 

≤ 0,04 

≤ 0,05 

Propiedades Como la mayoría de los aceros, el A36, tiene una densidad de 7850 kg/m³ (0.28 lb/in³). El acero A36 en barras, planchas y perfiles estructurales con espesores menores de 8 pulg (203,2 mm) tiene un límite de fluencia mínimo de 250 MPA (36 ksi), y un límite de rotura mínimo de 410 MPa (58 ksi). Las planchas con espesores mayores de 8 plg (203,2 mm) tienen un límite de fluencia mínimo de 220 MPA (32 ksi), y el mismo límite de rotura. Propiedades Mecánicas

Esfuerzo Fluencia (Kg/mm²) MPa 25,5 (mín) 250 (min.)

Esfuerzo Tracción (Kg/mm²) (Kg/mm²) MPa 40,8 (mín) 400 (mín.)

Elongación % 20 (mín.)

Métodos de unión Las piezas hechas a partir de acero A36 son fácilmente unidas mediante casi todos los procesos de soldadura. Los más comúnmente usados para el A36 son los menos costosos y rápidos como la Soldadura por arco metálico protegido (SMAW, Shielded metal arcwelding), Soldadura con arco metálico y gas (GMAW, Gas metal arc welding), y soldadura oxiacetilénica. El acero A36 es también comúnmente atornillado y remachado en las aplicaciones estructurales: edificios, puentes, torres, etc. B.  B.  Materiales utilizados para las uniones Soldaduras Soldaduras de Tope 1a.Área Efectiva Se debe considerar el area efectiva de las soldaduras de tope como la longitud de la soldadura por el espesor de la garganta efectiva. El espesor de la garganta g arganta efectiva de una soldadura de tope co con n junta de penetración completa (CJP) debe ser el espesor de la parte mas delgada conectada. El espesor de garganta efectivo de una soldadura de tope con junta de penetracion parcial (PJP) debe ser el que se muestra en la Tabla J2.1.

 

  Se permiten espesores de garganta efectiva mayores para un procedimiento de soldado especificado (WPS) que los mostrados en la Tabla J2.2, siempre que el fabricante pueda establecer por calificación la producción consistente de tales espesores mayores de garganta efectiva. La calificación debe consistir en el seccionamiento de soldaduras normales en su eje en la mitad y en sus extremos terminales. Tal seccionamiento debe ser realizado en un número de combinaciones de tamaños de material representativo del rango a ser utilizado en la fabricación.

1b. Limitaciones El espesor minimo de la garganta efectiva de una soldadura de tope con junta de penetración parcial no debe ser menor que el tamano requerido para transmitir las fuerzas calculadas ni el tamano mostrado en la Tabla J2.3. El tamano de soldadura minimo se determina como la mas delgada de las dos partes unidas.

 

  2a. Área Efectiva El área efectiva de una soldadura de filete será la longitud efectiva multiplicada por la garganta efectiva. La garganta efectiva de una soldadura de filete debe ser la menor distancia desde la raíz hasta la superficie de la soldadura. Se permite un aumento en la garganta efectiva si se demuestra una penetración consistente mas alla de la raíz de la soldadura mediante ensayos consistentes al proceso de producción y las variables de procedimiento. Paracentral soldadura filete en perforaciones y ranuras, longitud efectiva debe ser laEnlongitud eje de ladesoldadura a lo largo del plano que la pasa a través de la garganta. el casodel de filetes traslapados, el área efectiva no debe exceder el área nominal de la perforación o ranura, en el plano de la superficie de contacto. 2b. Limitaciones El tamaño mínimo de las soldaduras de filete no debe ser menor que el tamaño requerido para transmitir las fuerzas calculadas, ni menor que el tamaño que se muestra en la Tabla J2.4. Estas disposiciones no aplican para refuerzos de soldadura de filete en soldaduras de tope con junta de penetración parcial o completa.

El tamano maximo de soldadura de filete para partes conectadas debe ser: (a) A lo largo de los bordes del material con espesor menor a 6 mm, no mayor que el espesor del material. (b) A lo largo de los bordes del material con espesor igual o mayor a 6 mm, no mayor que el espesor del material menos 2 mm, a no ser que la soldadura sea designada especialmente en

 

los planos para ser ejecutada de manera de obtener el espesor de la garganta completa. En la condicion de soldado, se permite que la distancia entre el borde del metal base y el talon de la soldadura sea menor que 2 mm siempre que sea posible verificar el tamano de la soldadura. La longitud efectiva minima de las soldaduras de filete disenadas por resistencia no debe ser menor que cuatro veces el tamano nominal, en caso contrario, se debe considerar que el tamano de la soldadura no exceda un cuarto de su longitud efectiva. Cuando las soldaduras de filete longitudinales son empleadas solamente en las conexiones de los extremos de los miembros modelados como estructuras de barras planas solicitadas a traccion, la longitud de cada filete de soldadura no debe ser menor que la distancia perpendicular entre ellas. Ver la Seccion D3.3 para el efecto de la longitud de soldadura de filete longitudinal en conexiones extremas que consideran el area efectiva del miembro conectado.