Diseño - Fabricación – Montaje Estructuras de Acero

1. Diseño - Fabricación – Montaje Estructuras de Acero Fernando Moyano Ojeda Ingeniero Civil Estructural, Universidad de Chile Santiago, Chile Marzo de 2007 Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con coordinación del Ing. Ricardo Herrera

2. Diseño - Fabricación – MontajeEstructuras de Acero CONTENIDO • Introducción. • Diseño Fabricación Montaje. • Casos. • Conclusiones.

3. 1. Introducción GENERAL • Las etapas previas a la Fabricación y Montaje son desarrolladas en la Ingeniería de Proyecto. En ella se desarrollan los cálculos que definen los elementos estructurales a disponer. • La forma tradicional era elaborar planos de diseño del proyecto en 2D y enviarlos a Maestranza para el detallamiento a nivel de Fabricación. • En general habían proyectistas de planos de diseño y proyectistas de planos de Fabricación. • Esta modalidad de trabajo permaneció por varias décadas llegando a tener un rendimiento de producción conocido, con metodologías de trabajo normadas.

4. 1. Introducción GENERAL • En la Ingeniería de Proyecto de los últimos diez años se ha producido un cambio importante en la forma de elaborar planos de diseño y fabricación de estructuras metálicas. • Las oficinas de Ingeniería y Maestranzas han introducido cambios tecnológicos en sus procesos productivos. • La oficina detalladora han implementado software que le permiten elaborar diseños con modelos virtuales en tres dimensiones. • Las maestranzas han incorporado software que les permiten interpretar estos modelos e incorporar los suyos propios de forma tal de tener una línea automatizada de producción por Proyecto.

5. 2. Diseño Fabricación Montaje EL DISEÑOTRADICIONAL CONDICIONES GENERALES ENTRE LA MEMORIA DE CALCULO Y PLANOS DISEÑO MCA • Se orientará con un sistema de coordenadas representadas por letras y números. • Los elementos se representaran con trazado unilineal indicando disposición de los perfiles. • Los perfiles se denominarán según manual vigente definidos por el proyecto. • Los perfiles no estandarizados se indicarán con sus características fundamentales (alto, ancho, espesores) agregando una sección ilustrativa. • Se indicarán las cargas o el N° de pernos necesarios para la conexión o la capacidad de la sección. • En planta , los perfiles se acotarán desde sus ejes a los sistemas coordenados. • En elevación , se acotarán a los distintos niveles y se indicará claramente si se están considerando los ejes de los perfiles o los topes superior o inferior de la estructura. • 8. En cada plano de diseño se dibujará una planta de ubicación del área representada. • 9. Las dimensiones serán en mm. PLANO DISEÑO

6. 2. Diseño Fabricación Montaje LA FABRICACIONTRADICIONAL CONDICIONES GENERALES PLANOS DE FABRICACIÓN • En los Planos se fabricarán piezas completas. • Las piezas a detallar serán las que correspondan a un determinado plano de diseño. • Se detallarán separadamente todas las piezas que se armen taller. • Cada Plano tendrá una lista de materiales. • Se indicarán las siguientes notas , Soldaduras, diámetros, agujeros. Las medidas se darán en mm. • No se indicarán escalas en las viñetas de los Planos solo en detalles. • Cada Pieza se dibujará en elevación agregándose todas las vistas y secciones necesarias para definirlas claramente. Todo elemento que en el conjunto no quede totalmente dimensionado, se detallara de forma separada. • Todas las piezas estarán identificadas con una marca de terreno y sus componentes con una de taller.

7. 2. Diseño Fabricación Montaje LA FABRICACIONTRADICIONAL CONDICIONES GENERALES PLANOS DE FABRICACIÓN • Las marcas de taller estarán identificadas con dos letras minúsculas, la primera indicará al elemento según su característica y la segunda indicará el orden correlativo según plano. • Las letras que identifican son: a) ángulos general , m) perfiles IN,H,C,ICA, p) planchas de conexión, b) placas bases, s)suples , x) tirantes. • Las marcas de Terreno son las que identificarán cada pieza desde su fabricación en taller hasta su montaje. Estas se definen con un número que corresponde al número del plano que la contiene más una letra mayúscula que indica el orden correlativo en el plano VIGA01-100 A. Las letras que se usarán para indicar el correlativo de las piezas son las siguientes A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,…

8. 2. Diseño Fabricación Montaje SECUENCIA LINEA PRODUCTIVA SECUENCIA LINEA PRODUCCION • Memoria de Cálculo • Modelos 3D PDMS o equivalente. ( Plant Design Management System) • Planos Complementarios Proveedores. • Envío Modelo 3D e informes a Maestranza • Modelamiento en X-STEEL o Equivalente (Importa modelo PDMS y procede a detallar planos de Fabricación). • Suministro de Materiales. • Fabricación de Estructuras. • Protección Anticorrosiva • Control de Calidad. • Transporte a Obra. • Montajes Especiales • Planificación y Programación. • Abastecimiento de materiales. • Preparación de materiales. • Fabricación de perfiles. • Procesamiento computacional. • Armado y soldado Perfiles. • Control Calidad. • Protección Anticorrosiva. • Despacho.

9. 2. Diseño Fabricación Montaje DISEÑO • En el diseño actual se reemplaza los planos en dos dimensiones por modelos virtuales en tres dimensiones. • Los tiempos y formas de ejecutar los proyectos actuales imponen plazos mínimos sin perder calidad , los modelos 3D permiten una coordinación interdisciplinaria que minimiza interferencias.

10. 2. Diseño Fabricación Montaje DISEÑO • El aseguramiento de calidad en el diseño sigue a cargo del Ingeniero y su equipo de proyectistas, lo que se modifica es la forma de chequear los diseños , se deben crear procedimientos para revisión de Maquetas. • En general se elabora un modelo 3d que representa los planos de diseño tradicionales , el cual se coordina con el resto de las especialidades. Una vez que el modelo se aprueba es enviado a Maestranza.

11. 2. Diseño Fabricación Montaje DIAGRAMA METODOLOGIA DE TRABAJO OFICINA DETALLADORA PDMS PDMS PDMS PDMS INGENIEROS ESTRUCTURALES MCA SECCIONES VENDORS OTRAS ESPECIALIDADES MAQUETA O MODELO 3D COORDINACION MAESTRANZA – OFICINA DETALLADORA CONSOLIDACION MAQUETA ENVIO MODELO + PLANOS 2D PLANOS 2D COMPLEMENTARIOS MAESTRANZA EMISION A TERRENO FILOSOFIA PDMS XSTEEL

12. 2. Diseño Fabricación Montaje ASPECTOS DEL MONTAJE • El proyecto de Ingeniería debe analizar los métodos constructivos más probables de forma de garantizar la viabilidad técnica del montaje. • Lo que aplique el constructor como método de montaje definitivo dependerá de sus recursos , experiencia y plazos de construcción , de esta forma se garantiza al cliente al menos una solución viable.

13. 2. Diseño Fabricación Montaje ASPECTOS DEL MONTAJE Las estructuras de Acero son sensibles a la Temperatura ambiente, a deformaciones locales y formas de transporte. La constructora que desarrolla el montaje debe verificar que la calidad de la estructura fabricada llegue de acuerdo a protocolo de fabricación y especificaciones técnicas del Proyecto de Ingeniería. Las condiciones ambientales de altas o bajas temperaturas implican definir juntas con dilataciones que permitan el montaje sin necesidad de aplicar sobre tensiones a la estructura.

14. 2. Diseño Fabricación Montaje ASPECTOS DEL MONTAJE Las uniones por terreno en general se definen apernadas , en caso de tener que definir uniones soldadas se recomienda instalar un taller de terreno de Soldadura, con permanente calificación de los Soldadores y precalificar con probetas de ensayo. Esto es de particular importancia si no se puede evitar posiciones sobre cabeza para el soldador. Para las uniones apernadas hoy se implementan golillas que marcan con pintura al llegar a la tensión requerida, por lo cual es más fácil de inspeccionar.

15. 3. Casos CASO REAL EDIFICIO EXISTENTE PLANTA GENERAL EDIFICIO MANTENCION UBICACION

16. 3. Casos EDIFICIO DE MANTENCION EXISTENTE D C B FRONTIS SUR EXISTENTE FACHADA ORIENTE EXISTENTE EJE 21 SENTIDO AMPLIACION CASO REAL EDIFICIO EXISTENTE

17. 3. Casos EDIFICIO EXISTENTE MANTENCION N AMPLIACION EDIFICIO MANTENCION 21 22 FACHADA ORIENTE AMPLIACION A B 34 MODELO PDMS C D CASO REAL EDIFICIO EXISTENTE

18. 3. Casos. PLANO COMPLEMENTA MODELO 3D CASO REAL EDIFICIO EXISTENTE

19. 3. Casos CASO REAL EDIFICIO EXISTENTE PLANO COMPLEMENTA MODELO 3D

20. 3. Casos CASO REAL EDIFICIO EXISTENTE DETALLES COMPLEMENATRIOS A MAQUETA COLUMNA BASE

21. 4. Conclusiones • Con estas nuevas innovaciones los tiempos asignados a estas actividades cambian. Se debe asignar tiempos a nuevos métodos de chequeo según la innovación tecnológica. • Es necesario rescatar del sistema tradicional todos aquellos procedimientos que permitan asegurar la calidad del proyecto. • El plano de diseño es cambiado por un modelo virtual en tres dimensiones a nivel de Proyectista. • A nivel de maestranza automatiza su proceso de elaboración de planos de fabricación , incluyendo aprovechamiento de planchas, optimización de sus líneas de producción, entre otros.En general son equipos de última generación operadas por control numérico, de tal manera que la fabricación física de las estructuras es comandada remotamente desde la oficina central.