ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ANÁLISIS DE CAMBIO DE INSTALACIONES DE LA EMPRESA SECONSTRU, DISTRIBUCIÓN Y DISEÑO DE LA PLANTA QUE INCLUYE UNA NAVE INDUSTRIAL DE 1500 METROS CUADRADOS CON PUENTE GRÚA DE CAPACIDAD MÁXIMA 24 TONELADAS PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO FERNANDO XAVIER GUACHAMÍN CARRERA [email protected] OCTAVIO ENRIQUE QUINDE CUENCA [email protected] DIRECTOR: ING. MDI. CARLOS OSWALDO BALDEÓN VALENCIA [email protected] QUITO, JUNIO 2016 i DECLARACIÓN Nosotros, FERNANDO XAVIER GUACHAMÍN CARRERA y OCTAVIO ENRIQUE QUINDE CUENCA, declaramos que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. Fernando Xavier Guachamín Octavio Enrique Quinde Carrera Cuenca ii CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por FERNANDO XAVIER GUACHAMÍN CARRERA y OCTAVIO ENRIQUE QUINDE CUENCA bajo mi supervisión. Ing. MDI. Carlos Oswaldo Baldeón Valencia DIRECTOR DE PROYECTO iii AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios, por ser mi guía toda mi carrera, mi fortaleza en la debilidad y por darme una vida con mucho aprendizaje, experiencias y felicidad. A mis padres por darme el apoyo en todo instante, gracias por los valores que me han enseñado, y por darme la oportunidad de tener una excelente educación desde la niñez. A mis hermanos por ser parte de mi vida, representando la unidad familiar, y haber sido la compañía ideal a lo largo de mi vida. A Daniela Alejandra por llenar mis días de alegrías y amor cuando más lo he necesitado. Fernando Xavier Guachamín Carrera A mis padres Octavio y Piedad que me dieron la existencia, gracias por cobijarme cada instante de mi vida con su infinito amor, han sabido guiarme en cada paso de mi vida, brindándome su incansable apoyo y soporte, que con su ejemplo de lucha y fortaleza he aprendido a no rendirme jamás y hacer realidad mis sueños. A mis hermanos Rubén, Fernando e Isabel, que con su sabiduría han sabido mostrarme el camino correcto, gracias por su confianza, por estar siempre presentes en mis momentos de alegrías y tristezas, por ser mí mayor fuente de consejos y motivación para alcanzar nuevas metas. A mi grupo de amigos “Galán sin Chance”, su apoyo y ánimos durante toda la etapa universitaria han sido un pilar importante, gracias por su amistad desinteresada, estando en los buenos y malos momentos. Octavio Enrique Quinde Cuenca iv DEDICATORIA A mi madre, Zandra, ejemplo de mujer, luchadora quien está siempre presente para brindar el apoyo a sus hijos. Fernando Xavier Guachamín Carrera El presente proyecto se lo dedico a mis padres Octavio Enrique y Piedad Fabiola, que gracias a sus sacrificios me dieron lo mejor posible en mi vida. Octavio Enrique Quinde Cuenca v CONTENIDO DECLARACIÓN ........................................................................................................... i CERTIFICACIÓN ........................................................................................................ ii AGRADECIMIENTOS ................................................................................................ iii DEDICATORIA ........................................................................................................... iv CONTENIDO ............................................................................................................... v LISTA DE TABLAS..................................................................................................... ix LISTA DE FIGURAS .................................................................................................xiii LISTA DE ANEXOS ................................................................................................. xvi RESUMEN ...............................................................................................................xvii PRESENTACIÓN .................................................................................................... xviii CAPÍTULO I ................................................................................................................ 1 1 MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 1 1.1 GENERALIDADES DE LA EMPRESA SECONSTRU.................................... 1 1.1.1 SITUACIÓN ACTUAL .............................................................................. 1 1.1.2 ANTECEDENTES.................................................................................... 2 1.1.3 VISIÓN FUTURA ..................................................................................... 3 1.2 ESTRUCTURAS METÁLICAS, PÓRTICOS Y ARCOS ................................. 4 1.2.1 CARGAS ACTUANTES SOBRE LA ESTRUCTURA ............................... 5 1.2.2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE PÓRTICOS CON ARCOS ................... 17 1.2.3 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES en arcos......................................... 18 1.2.4 DISEÑO DE ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA METÁLICA ......... 22 1.3 CONEXIONES EN ESTRUCTURAS METÁLICAS ...................................... 31 1.3.1 CONEXIONES EMPERNADAS ............................................................. 31 1.3.2 CONEXIONES SOLDADAS .................................................................. 32 1.4 PUENTE GRÚA ........................................................................................... 34 1.4.1 DEFINICIÓN .......................................................................................... 34 1.4.2 ELEMENTOS CONSTITUYENTES DEL PUENTE GRÚA .................... 34 vi CAPÍTULO II ............................................................................................................. 37 2 REQUERIMIENTOS DE LA EMPRESA ............................................................. 37 2.1 AUMENTO DE LA CAPACIDAD .................................................................. 37 2.1.1 ESTRUCTURA DE LA PLANTA ............................................................ 37 2.1.2 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE LA PLANTA ................................ 37 2.2 INCLUSIÓN DE UNA NUEVA LÍNEA DE PRODUCCIÓN ........................... 38 2.3 REDISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA ............................................................ 40 2.4 CONSTRUCCIÓN DE UN GALPÓN ............................................................ 40 2.5 CONSTRUCCIÓN DE PUENTE GRÚA ....................................................... 41 CAPÍTULO III ............................................................................................................ 42 3 PLANTEAMIENTO DE PARÁMETROS DEL DISEÑO ....................................... 42 3.1 DISEÑO DE LA PLANTA ............................................................................. 42 3.1.1 DIAGRAMA DE FLUJO ......................................................................... 42 3.1.2 CHART DE RELACIONES .................................................................... 43 3.1.3 DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA ........................................................... 44 3.2 PARÁMETROS DEL PUENTE GRÚA ......................................................... 47 3.2.1 ALTERNATIVAS DE DISEÑO DEL PUENTE GRÚA ............................ 48 3.2.2 EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS ............................. 53 CAPÍTULO IV ............................................................................................................ 56 4 CÁLCULO, DISEÑO, PROCESOS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE ................ 56 4.1 DISEÑO DEL PUENTE GRÚA ..................................................................... 56 4.1.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL PUENTE GRÚA ....................... 56 4.1.2 CARGAS DEL PUENTE GRÚA ............................................................. 58 4.1.3 DISEÑO DE LA VIGA DE CARGA ........................................................ 59 4.1.4 DISEÑO DE VIGAS CARRILERAS ....................................................... 63 4.2 DISEÑO DEL GALPÓN................................................................................ 68 4.2.1 ANÁLISIS ESTRUCTURAL ................................................................... 68 4.2.2 CALCULO DE CARGAS DEL PÓRTICO .............................................. 70 vii 4.2.3 CÁLCULO DE REACCIONES, MOMENTOS DEL PÓRTICO ............... 77 4.2.4 DISEÑO DE CORREAS DEL TECHO ................................................... 92 4.2.5 DISEÑO DE COLUMNAS ...................................................................... 95 4.2.6 DISEÑO DE VIGA DE TRABE............................................................. 101 4.2.7 DISEÑO DE ARCOS DEL TECHO ...................................................... 104 4.2.8 ANÁLISIS DEL GALPÓN DEL ÁREA DE LA PLANTA ........................ 108 4.2.9 ANÁLISIS DEL GALPÓN DEL ÁREA DE PUENTE GRÚA ................. 110 4.2.10 DISEÑO DE CONEXIONES EMPERNADAS ...................................... 112 4.2.11 DISEÑO DE CIMENTACIONES .......................................................... 113 4.2.12 DISEÑO DE LA PLACA BASE ............................................................ 116 4.3 PROCESOS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE .......................................... 118 4.3.1 FABRICACIÓN DE ELEMENTOS ....................................................... 118 4.3.2 MONTAJE DE GALPÓN ...................................................................... 118 CAPÍTULO V ........................................................................................................... 125 5 ANÁLISIS DE COSTOS.................................................................................... 125 5.1 COSTO DE ELEMENTOS DEL PUENTE GRÚA ....................................... 125 5.2 COSTOS DE MATERIA PRIMA ................................................................. 125 5.2.1 ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL GALPÓN DEL ÁREA DE LA PLANTA ............................................................................................................ 126 5.2.2 5.3 ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL GALPÓN DEL PUENTE GRÚA 126 COSTOS DE MANO DE OBRA ................................................................. 127 5.3.1 MANO DE OBRA PARA MONTAJE DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES........................................................................................... 127 5.3.2 MANO DE OBRA PARA CONSTRUCCIONES CIVILES .................... 127 5.3.3 MANO DE OBRA PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS ................. 127 5.4 ANÁLISIS DE COSTOS UNITARIOS......................................................... 128 5.4.1 COSTOS DIRECTOS .......................................................................... 128 5.4.2 COSTOS ADMINISTRATIVOS ............................................................ 128 viii 5.4.3 COSTOS FINANCIEROS .................................................................... 128 5.4.4 UTILIDAD ............................................................................................ 128 5.5 COSTO TOTAL DEL PROYECTO ............................................................. 145 5.6 CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN ............................................................. 145 CAPÍTULO VI .......................................................................................................... 148 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................... 148 6.1 CONCLUSIONES....................................................................................... 148 6.2 RECOMENDACIONES .............................................................................. 150 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 151 ANEXOS ................................................................................................................. 152 ix LISTA DE TABLAS Tabla 1.1 Cargas vivas mínimas para cubiertas en kg/m 2........................................... 5 Tabla 1.2 Coeficiente de exposición Ce ...................................................................... 8 Tabla 1.3 Coeficiente de presión Cq ........................................................................... 9 Tabla 1.4 Presión de estancamiento qs ....................................................................... 9 Tabla 1.5 Factor de importancia Iw ............................................................................ 10 Tabla 1.6 Valor del factor Z ....................................................................................... 12 Tabla 1.7 Tipo de uso, destino e importancia de Estructuras .................................... 12 Tabla 1.8 Coeficiente de suelo S y coeficiente Cm ................................................... 13 Tabla 1.9 Coeficientes de reducción de respuesta estructural R .............................. 14 Tabla 1.10 Irregularidades de planta ......................................................................... 15 Tabla 1.11 Irregularidades de elevación ................................................................... 16 Tabla 1.12 Valores Aproximados de K ...................................................................... 22 Tabla 1.13 Selección para la aplicación de las secciones ......................................... 25 Tabla 2.1 Productos Producidos por SECONSTRU .................................................. 38 Tabla 3.1 Diagrama de flujo ...................................................................................... 42 Tabla 3.2 Nomenclatura del Chart de Relaciones ..................................................... 43 Tabla 3.3 Chart de Relaciones .................................................................................. 43 Tabla 3.4 Código de Colores - Diagramas de Relación de Actividades .................... 44 Tabla 3.5 Ponderación de Criterios ........................................................................... 54 Tabla 3.6 Ponderación Según Criterio de Costos ..................................................... 54 Tabla 3.7 Ponderación Según Criterios de Operación .............................................. 54 Tabla 3.8 Ponderación Según Criterio de Mantenimiento ......................................... 55 Tabla 3.9 Ponderación Según Criterio de Fiabilidad ................................................ 55 Tabla 3.3.10 Resultados de las Ponderaciones para Puente Grúa ........................... 55 Tabla 4.1 Características Técnicas del Puente Grúa ................................................ 57 Tabla 4.2 Elementos del Puente Grúa – Pesos......................................................... 58 Tabla 4.3 Perfiles W Considerados para Viga de Carga ........................................... 60 Tabla 4.4 Valores de para Viga de Carga ................................................................. 61 x Tabla 4.5 Valores de !", !# para Viga de Carga ....................................................... 61 Tabla 4.6 Valores de $%# para Viga de Carga ........................................................... 62 Tabla 4.7 Valores de para Viga de Carga ................................................................. 63 Tabla 4.9 Valores de $%# para Viga de Carga ........................................................... 67 Tabla 4.8 Valores de para Viga de Carga ................................................................. 65 Tabla 4.10 Valores de &', para Viga Carrilera ......................................................... 67 Tabla 4.11 Datos geométricos del pórtico del área de Planta ................................... 69 Tabla 4.12 Peso de elementos del pórtico ................................................................ 71 Tabla 4.13 Resumen de Cargas................................................................................ 73 Tabla 4.14 Constantes necesarias para diseño sísmico ........................................... 74 Tabla 4.15 Reacciones debido a la carga viva .......................................................... 81 Tabla 4.16 Reacciones debido a la carga de sismo .................................................. 82 Tabla 4.17 Reacciones debido a la carga de viento .................................................. 84 Tabla 4.18 Combinaciones de Cargas Resultantes .................................................. 85 Tabla 4.19 Cargas Generadas en las Columnas del Galpón de la Planta ................ 86 Tabla 4.20 Combinaciones de Carga para Columnas del Galpón de la Planta ......... 86 Tabla 4.21 Cargas sobre pórtico ............................................................................... 88 Tabla 4.22 Diseño sísmico ........................................................................................ 88 Tabla 4.23 Diseño de cargas de viento ..................................................................... 88 Tabla 4.24 Reacciones por cargas muertas .............................................................. 89 Tabla 4.25 Reacciones por cargas vivas ................................................................... 89 Tabla 4.26 Reacciones por cargas de sismo............................................................. 89 Tabla 4.27 Reacciones por cargas de viento ............................................................ 90 Tabla 4.28 Combinaciones da cargas resultantes..................................................... 90 Tabla 4.29 Cargas Generadas en las Columnas....................................................... 91 Tabla 4.30 Combinaciones de Cargas para las Columnas ....................................... 91 Tabla 4.32 Valores de para &', para Correa del Techo ........................................... 93 Tabla 4.31 Cargas Actuantes sobra la Correa del Techo .......................................... 92 Tabla 4.34 Valores de &', para Correas del Techo .................................................. 95 Tabla 4.33 Propiedades del Perfil UPN 140 .............................................................. 94 xi Tabla 4.36 Valores de &', para Columnas ............................................................. 100 Tabla 4.35 Valores de para Columnas ...................................................................... 99 Tabla 4.38 Valores de &', para Columnas ............................................................. 104 Tabla 4.37 Valores de para Viga de Trabe .............................................................. 102 Tabla 4.40 Valores de &', para Correas del Techo ................................................ 107 Tabla 4.39 Valores de para Arcos del Techo .......................................................... 105 Tabla 4.41 Detalle del Análisis del Galpón del Área de la Planta ............................ 109 Tabla 4.42 Detalle del Análisis del Galpón del Área Puente Grúa .......................... 111 Tabla 4.43 Detalle de Elementos del Galpón del Área de la Planta ........................ 111 Tabla 4.44 Detalle de Elementos del Galpón del Área Puente Grúa ....................... 111 Tabla 5.1 Costo de Elementos del Puente Grúa ..................................................... 125 Tabla 5.2 Costos de Elementos Estructurales - Galpón 1 ....................................... 126 Tabla 5.3 Costos de Elementos Estructurales - Galpón 1 ....................................... 126 Tabla 5.4 Costo de Mano de Obra para Elementos Estructurales .......................... 127 Tabla 5.5 Costo de Mano de Obra para Obra Civil ................................................. 127 Tabla 5.6 Costo de Mano de Obra para Instalaciones Eléctricas ............................ 127 Tabla 5.7 Costo Unitario - DESBROCE Y LIMPIEZA DEL TERRENO ................... 129 Tabla 5.8 Costo Unitario - REPLANTILLO DE CIMENTACIÓN .............................. 130 Tabla 5.9 Costo Unitario - ZAPATA DE CIMENTACIÓN ......................................... 131 Tabla 5.10 Costo Unitario - PLACA BASE .............................................................. 132 Tabla 5.11 Costo Unitario - Columnas HEB 260 ..................................................... 133 Tabla 5.12 Costo Unitario - COLUMNA HEB 280 ................................................... 134 Tabla 5.13 Costo Unitario - VIGA DE TRABE HEB 240 .......................................... 135 Tabla 5.14 Costo Unitario - ARCO DEL TECHO GALPÓN 1 .................................. 136 Tabla 5.15 Costo Unitario - ARCO DEL TECHO GALPÓN 2 .................................. 137 Tabla 5.16 Costo Unitario - VIGAS CARRILERAS .................................................. 138 Tabla 5.17 Costo Unitario - VOLADOS DEL TECHO .............................................. 139 Tabla 5.18 Costo Unitario – CUBIERTA .................................................................. 140 Tabla 5.19 Costo Unitario - PUENTE GRÚA ........................................................... 141 Tabla 5.20 Costo Unitario – CONTRAPISO ............................................................ 142 xii Tabla 5.21 Costo Unitario - LOSA DE TECHOS ..................................................... 143 Tabla 5.22 Costo Unitario – PAREDES ................................................................... 144 Tabla 5.23 Costo Total del Proyecto ....................................................................... 145 Tabla 5.24 Flujo de Caja del Proyecto .................................................................... 147 xiii LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Situación actual de la empresa SECONSTRU ........................................... 1 Figura 1.2 Área de almacenamiento ........................................................................... 2 Figura 1.3 Área de maquinado .................................................................................... 2 Figura 1.4 Terreno disponible...................................................................................... 3 Figura 1.5 Línea de productos futura .......................................................................... 3 Figura 1.6 Ecuador, zonas sísmicas para propósitos de diseño ............................... 11 Figura 1.7 Nomenclatura del pórtico ......................................................................... 17 Figura 1.8 Carga vertical ........................................................................................... 18 Figura 1.9 Carga horizontal ....................................................................................... 19 Figura 1.10 Cargas Iguales Sobre Ménsulas ............................................................ 21 Figura 1.11 Nomograma- desplazamiento permitido (marco rígido) ......................... 23 Figura 1.12 Conexiones empernadas en edificaciones ............................................. 31 Figura 1.13 Fallas en lo pernos ................................................................................. 32 Figura 1.14 Soldadura ............................................................................................... 33 Figura 1.15 Puente Grúa en La Industria .................................................................. 34 Figura 1.16 Diagrama de Puente Grúa ..................................................................... 35 Figura 2.1 Concretera fija .......................................................................................... 38 Figura 2.2 Mezcladora Móvil ..................................................................................... 39 Figura 2.3 Carga del Mini Mixer ................................................................................ 39 Figura 3.1 Diagrama de Relaciones - Áreas de la Planta .......................................... 45 Figura 3.2 Diagrama de Relaciones Optimizada ....................................................... 45 Figura 3.3 Diagrama Simplificado de Relaciones ...................................................... 46 Figura 3.4 Distribución de la Planta........................................................................... 46 Figura 3.5 Puente grúa monorriel .............................................................................. 48 Figura 3.6 Puente grúa Birriel.................................................................................... 49 Figura 3.7 Puente grúa pórtico .................................................................................. 50 Figura 3.8 Puente grúa semi pórtico ......................................................................... 51 Figura 3.9 Puente grúa de pluma giratoria ................................................................ 52 xiv Figura 4.1 Diagrama de Fuerzas - Viga de Carga ..................................................... 59 Figura 4.2 Diagrama de Cortante - Viga de Carga .................................................... 59 Figura 4.3 Diagrama de Momentos - Viga de Carga ................................................. 59 Figura 4.4 Momentos en los Puntos A,B,C - Viga de Carga ..................................... 62 Figura 4.5 Vigas Carrileras del Puente Grúa ............................................................. 63 Figura 4.6 Fuerza Resultante Considerada para el Diseño de Viga Carrilera ........... 64 Figura 4.7 Diagrama de Momento Flector - Viga Carrilera ........................................ 64 Figura 4.8 Distribución de áreas para el diseño ........................................................ 68 Figura 4.9 Geometría Básica..................................................................................... 69 Figura 4.10 Cubierta de la nave ................................................................................ 70 Figura 4.11 Elementos del pórtico ............................................................................. 71 Figura 4.12 Correas de la nave ................................................................................. 72 Figura 4.13 Diagrama general del pórtico ................................................................. 77 Figura 4.14 División geométrica del pórtico .............................................................. 78 Figura 4.15 Carga vertical muerta ............................................................................. 78 Figura 4.16 Carga vertical viva .................................................................................. 80 Figura 4.17 Carga horizontal de sismo ...................................................................... 81 Figura 4.18 Carga horizontal de viento ..................................................................... 83 Figura 4.19 Geometría Básica................................................................................... 87 Figura 4.20 Correas del Techo .................................................................................. 92 Figura 4.21 Diagrama de Cuerpo libre – Correa del Techo ....................................... 92 Figura 4.22 Diagrama de Momentos - Correa del Techo .......................................... 92 Figura 4.23 Representación de la Viga de Trabe .................................................... 101 Figura 4.24 Arco del Techo ..................................................................................... 104 Figura 4.25 Diseño del Galón del Área de la Planta en SAP2000 ........................... 108 Figura 4.26 Índice de Esfuerzos SAP2000 .............................................................. 109 Figura 4.27 Diseño del Galón del Área de Puente Grúa en SAP2000 .................... 110 Figura 4.28 Momento Flector Máximo ..................................................................... 113 Figura 4.29 Geometría de la paca base .................................................................. 114 Figura 4.30 Placa base y pernos de anclaje ........................................................... 119 xv Figura 4.31 Izaje de columnas ................................................................................ 120 Figura 4.32 Izaje de Viga Carrilera .......................................................................... 120 Figura 4.33 Izaje Vigas de Trabe ............................................................................ 121 Figura 4.34 Izaje de Viga de Techo ......................................................................... 121 Figura 4.35 Izaje Correa .......................................................................................... 122 Figura 4.36 Izaje de Correas ................................................................................... 122 Figura 4.37 Colocación del Techo ........................................................................... 123 Figura 4.38 Colocación de Rieles............................................................................ 124 Figura 4.39 Izaje del Puente Grúa........................................................................... 124 Figura 5.1 Cronograma ........................................................................................... 146 xvi LISTA DE ANEXOS Anexo A CARGA VIVA MÍNIMA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA, Lo, y CARGAS VIVAS MÍNIMAS CONCENTRADAS ...................................................................... 153 Anexo B CATÁLOGOS DE MATERIALES Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.... 156 Anexo C COTIZACIÓN DEL PUENTE GRÚA ......................................................... 162 Anexo D COTIZACIÓN DE MATERIALES ESTRUCTURALES .............................. 165 Anexo E ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) .... 168 Anexo F PLANOS DEL PROYECTO ...................................................................... 172 xvii RESUMEN En el Capítulo 1 se hace una introducción sobre de la empresa SECONSTRU, solicitante del proyecto, referenciando la situación actual de la planta, la maquinaria y herramientas con los que cuenta, además los trabajos con los que cumple la empresa. En este capítulo también se incluye el marco teórico en base al cual se desarrolla el proyecto, se desarrollada la teoría sobre estructuras metálicas y el procedimiento de diseño que se sigue para el cálculo de los elementos constituyentes. El Capítulo 2 trata los requerimientos de la empresa SECONSTRU para llevar a cabo el diseño, Aumento de capacidad de la planta, Redistribución de la Planta, Construcción de Instalaciones y el Montaje de Puente Grúa. En el Capítulo 3, Parámetros del diseño, se plantean las características con las que debe cumplir el diseño, las dimensiones que debe tener la planta, las capacidades del puente grúa y el tipo de funcionamiento que debe cumplir. Se incluye el análisis de la distribución de la planta para una mejor ubicación de cada departamento de la empresa con la finalidad de conseguir mejor desempeño de trabajo. En el Capítulo 4 consta del diseño de la Planta, se realizan los cálculos y el análisis de los elementos para obtener un diseño optimo que cumpla con los requerimientos de SECONSTRU. Para finalizar se plantean los procesos de fabricación y montaje con lo que se llevará a cabo la construcción de la obra. El análisis de los costos del proyecto se realiza en el Capítulo 5, donde se analiza los costos de la materia prima, la mano de obra, maquinaria y equipos. Con los datos se realiza un análisis de costos unitarios por rubros. El costo final del Proyecto se lo estima con la sumatoria del costo final de os rubros utilizados. xviii PRESENTACIÓN El siguiente proyecto tiene como objetivo principal el diseño estructural de una nave industrial destinada al uso con fines metalmecánicos, la empresa patrocinadora del proyecto es SECONSTRU, la misma que se dedica a la fabricación de equipamiento necesario en la zona de obra civil y construcción, por motivos de reordenamiento territorial municipal de la ciudad de Ambato, las instalaciones de la empresa se deben trasladar a una nueva ubicación en las afueras de la ciudad. El proyecto se lo realiza con la finalidad de reducir al máximo los costos en la instalación de la nueva planta de la nave industrial, realizando estudios de factibilidad en los criterios de diseño, selección de materiales, así como también en los procesos de fabricación y montaje de la planta. Primeramente, se parte de un estudio de la situación actual de la empresa SECONSTRU, analizando las líneas existentes de fabricación de equipos, así como la capacidad de producción de las mismas, para con esto proyectar la inclusión de una nueva línea productiva y sus respectivos requerimientos. A continuación, se procede a diseñar una nave industrial, que sea capaz de cubrir todas las necesidades de diseño de planta, así como también los requerimientos estructurales, que fueron establecidos anteriormente. Finalmente se realiza un estudio de fabricación de elementos y su posterior montaje, lo cual influye directamente en los costos, los cuales con los estudios criticidad se reducen a su mínimo posible, manteniendo en todo momento los criterios de aseguramiento y calidad estructural. 1 CAPÍTULO I 1 MARCO TEÓRICO 1.1 GENERALIDADES DE LA EMPRESA SECONSTRU SECONSTRU es una empresa metalmecánica, cuya actividad principal es la elaboración, mantenimiento y alquiler de equipos de construcción, la cual requiere del traslado de las actuales instalaciones cumpliendo así normativas municipales de ubicación, y además permitirá aumentar líneas de producción dentro de la empresa. 1.1.1 SITUACIÓN ACTUAL La empresa SECONSTRU actualmente se encuentra ubicada en el sector de Huachi Chico, en la Panamericana Sur, km 1.4 dentro la zona determinada como urbana de la ciudad de Ambato, en la figura 1.1 se observa la situación actual de la empresa. Figura 1.1 Situación actual de la empresa SECONSTRU Debido al plan de ordenamiento territorial Ambato 2020: “Reforma y codificación de la ordenanza general del plan de ordenamiento territorial de Ambato”; establecido por el municipio cantonal emitido en marzo de 2009, cuya aplicación total tiene como fecha límite hasta el año 2020, las instalaciones de la empresa se deben trasladar a una zona ubicada a 3.5 km de la actual ubicación, en el sector de Huachi Grande. 2 1.1.2 ANTECEDENTES En la actualidad opera en un terreno con área de 800 m 2, tiene como líneas de producción, la fabricación de concreteras de 1 y 2 kg de capacidad, elevadores de caballete, cajonetas, carretillas, cilindros para probetas de concreto, pisones mecánicos. El lugar actual de operación, es inadecuando tanto en espacios de trabajo, almacenamiento, transporte, bodega, así como en medidas de seguridad, en las figuras 1.2 y 1.3 se puede observar el estado actual de las instalaciones. Figura 1.2 Área de almacenamiento Figura 1.3 Área de maquinado 3 1.1.3 VISIÓN FUTURA El terreno destinado a la nueva ubicación de la empresa, es de forma trapezoidal tiendo en su ingreso una luz de 18 m y en su parte final de 21 m, de fondo tiene 97 m en lado mayor y 81 en su lado menor. Dando un área total 1587 m2. (Fig. 1.4) Figura 1.4 Terreno disponible Dentro del plan de aumento de capacidad de producción de las líneas de productos ya existentes, se prevé también la adición de una línea de construcción de Mini-Mixer de concreto Figura 1.5 Línea de productos futura, para lo cual debido a los elementos de los que se componen los “Mini Mixer”, se necesita un área específica para el manejo de grandes pesos, un sistema de elevación y transporte de cargas mayores a 20 toneladas. Figura 1.5 Línea de productos futura 4 1.2 ESTRUCTURAS METÁLICAS, PÓRTICOS Y ARCOS Una estructura metálica es cualquier estructura donde la mayoría de las partes que la forman son materiales metálicos, normalmente acero. Las estructuras metálicas se utilizan por norma general en el sector industrial porque tienen excelentes características para la construcción, son muy funcionales y su coste de producción suele ser más barato que otro tipo de estructuras. Vigas Son elementos horizontales que trabajan a flexión en la estructura metálica, las fibras inferiores están sometidas a tracción y las superiores a compresión. Viguetas Son las vigas de menor dimensión que se colocan cerca entre estas con la finalidad de soportar techos o pisos de las estructuras. Largueros o Vigas de Trabe También conocidas como travesaños o carreras son las que soportan cargas concentradas en puntos aislados a lo largo de la longitud de una estructura. Columnas Son pilares los cuales son elementos verticales, todos los pilares reciben esfuerzos de tipo axial, es decir, a compresión. Las estructuras metálicas se analizan en pórticos para facilitar el procedimiento, los Pórticos son el conjunto de elementos estructurales unidos en sus extremos mediante juntas, el sistema estructural de pórticos permite una gran libertad en los espacios, ya que las columnas están aisladas en sentido longitudinal. Los pórticos funcionan como estructuras planas ya que las acciones, reacciones luces y deformaciones se dan en un mismo plano. 5 El estudio de las estructuras metálicas comprende, el análisis de cargas (sección 1.2.1) y el análisis estructural (sección 1.2.2) 1.2.1 CARGAS ACTUANTES SOBRE LA ESTRUCTURA Las cargas actuantes sobre la estructura son cargas vivas, cargas muertas, cargas climáticas y cargas accidentales. Las cargas vivas vienen definidas por el uso que se le da a la instalación, y actúan verticalmente sobre el área proyectada el plano horizontal. (Tabla 1.1) Tabla 1.1 Cargas vivas mínimas para cubiertas en kg/m2 INCLINACIÓN DE LA CUBIERTA ÁREA TRIBUTARIA DE CARGA (m2) PARA CUALQUIER ELEMENTO ESTRUCTURAL 0 a 20 21 a 60 Sobre 60 Plana o con pendiente menor que 1:3. Arco o bóveda con flecha menor a 1/8 de luz. 100 80 60 Pendiente de 1:3 a menos de 1:1. Arco o bóveda con flecha de 1/8 de luz a menos de 3/8 de luz. 80 70 60 Pendiente de 1:1 y mayor. Arco o bóveda con flecha de 3/8 de luz o mayor 60 60 60 Marquesinas, excepto cubiertas con tela. 25 25 25 Invernaderos y edificios agrícolas. 50 50 50 FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 4 Las cargas muertas, vienen definidas por el peso de los elementos que componen la nave industrial ya sean estos estructurales o no, y que actúan verticalmente sobre la estructura. 6 Peso de la cubierta La carga () debido al peso de la cubierta viene dada por: Donde: () = " * + * ,-[./] (Ec. 1.1) () : Carga de la cubierta (kg) +: Longitud del arco de la cubierta (m) ": Peso de la cubierta, dado por el fabricante (kg/m 2) !: Luz del pórtico La carga uniforme debido al peso de la cubierta viene dada por: 0) = Peso del pórtico () ./ -1 3 ! 2 (Ec. 1.2) La carga (4 debido al peso del pórtico viene dada por: (4 = " * !4- [./] (Ec. 1.3) Donde: () : Carga del pórtico (kg) !4 : Longitud estimada de los perfiles (m) ": Peso de los perfiles, dados por el fabricante (kg/m) !: Luz del pórtico La carga uniforme debido al peso del pórtico viene dada por: 04 = (4 ./ -1 3 ! 2 (Ec. 1.4) 7 Peso de las correas La carga (5 debido al peso de las correas viene dado por: (5 = " * !5 [./] Donde: (Ec. 1.5) (5 : Carga de las correas (kg) !5 : Longitud estimada de los perfiles (m) ": Peso del perfil, dado por el fabricante (kg/m) !: Luz del pórtico La carga uniforme debido al peso del pórtico viene dada por: 05 = Carga de viento (5 ./ -1 3 ! 2 (Ec. 1.6) La carga de viento viene establecida por la presión generada sobre los elementos de la estructura, mediante: 6 = 78 * 79 * :; * <> -1 Donde: .? 3 2@ 6: Carga de viento (kN/m2) 78 : Coeficiente de exposición 79 : Coeficiente de presión :; : Presión de estancamiento del viento (kN/m2) <> : Factor de importancia (Ec. 1.7) 8 Coeficiente de exposición, AB Establecido según la tabla 1.2 Tabla 1.2 Coeficiente de exposición Ce FUENTE: UBC, Uniform Building Code; 1997; Capítulo 16; División III; Página 2-28 Los tipos de exposición se determinan por: Exposición B Áreas urbanas y suburbanas, áreas boscosas u otro terreno con numerosas obstrucciones, donde la superficie del terreno prevalece en la dirección de barlovento por una distancia de al menos 1 _61 Km 0 20% de la altura de la edificación, lo que sea mayor. Exposición C Terreno abierto, llanuras y sabanas con obstrucciones dispersas que tienen alturas promedio menores a 10 m. Exposición D Representa el caso más crítico con áreas planas no obstruidas expuestas al flujo de viento con velocidades de 80 mph (129 Km/h) o más por una distancia de al menos 1.61 Km (Imilla) o más. 9 Coeficiente de exposición, AC Establecido por la tabla 1.3 Tabla 1.3 Coeficiente de presión Cq FUENTE: UBC Uniform Building Code; 1997; Capítulo 16; División III; Página 2-29 Presión de estancamiento, CD Dado por la velocidad del viento; según la tabla 1.4 :; , será: Tabla 1.4 Presión de estancamiento qs UBC Uniform Building Code; 1997; Capítulo 16; División III; Página 2-28 Factor de importancia,-EF De acuerdo a la ocupación de la instalación; según la tabla 1.5, <> será: 10 Tabla 1.5 Factor de importancia Iw UBC Uniform Building Code; 1997; Capítulo 16; División III; Página 2-30 Carga de granizo La carga de granizo viene establecida; según la NEC1, por la altura de acumulación, la carga de granizo viene establecida por: Donde: G = H; * I; ! (Ec. 1.8) H; : Peso específico del granizo 1000kg/m3 I; =Altura de acumulación Recomendaciones mínimas de carga: Para cubiertas con pendientes menores a 15%, una carga mínima de 0.5 kN/m 3. Para cubiertas con pendientes menores a 5%, una carga mínima de 1 kN/m3. 1 NEC; Cargas (No Sísmicas) NEC-SE-CG; pág. 17 11 Carga de sismo Las fuerzas sísmicas son de acción lateral, debido a la distribución del cortante basal a lo largo de la estructura del pórtico. El cortante basal de diseño viene dado por: J= Donde: K*<*7 *( L * MN * MO J: Cortante basal total de diseño K: Factor de zona sísmica <: Coeficiente de importancia de la estructura 7: Cortante basal de diseño L: Factor de reducción de respuesta estructural MN : Factor de configuración en planta MO : Factor de configuración en elevación Factor de zona sísmica, P De acuerdo a la ubicación, viene dado por la figura 1.6 y la tabla 1.6 Figura 1.6 Ecuador, zonas sísmicas para propósitos de diseño Fuente: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 18 (Ec. 1.9) 12 Tabla 1.6 Valor del factor Z ZONA SÍSMICA Valor factor Z I II III IV 0.15 0.25 0.30 0.40 FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 18 Coeficiente de importancia de la estructura, E De acuerdo al uso de las instalaciones, viene dado por la tabla 1.7 Tabla 1.7 Tipo de uso, destino e importancia de Estructuras Categoría Edificaciones esenciales y/o peligrosas Estructuras de ocupación especial Otras Estructuras Tipo de uso, destino e importancia Hospitales, clínicas, Centros de salud o de emergencia sanitaria. Instalaciones militares, de policía, bomberos, defensa civil. Garajes o estacionamientos para vehículos y aviones que atienden emergencias. Torres de control aéreo. Estructuras de centros de telecomunicaciones u otros centros de atención de emergencias. Estructuras que albergan equipos de generación y distribución eléctrica. Tanques u otras estructuras utilizadas para depósito de agua u otras substancias anti-incendio. Estructuras que albergan depósitos tóxicos, explosivos, químicos u otras substancias peligrosas. Museos, iglesias, escuelas y centros de educación o deportivos que albergan más de trescientas personas. Todas las estructuras que albergan más de cinco mil personas. Edificios públicos que requieren operar continuamente. Factor I Todas las estructuras de edificación y otras que no clasifican dentro de las categorías anteriores 1.0 FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 24 1.5 1.3 13 Cortante basal de diseño, A Viene dado por: 7= Donde: QRST * G U V (Ec. 1.10) 7: Cortante basal de diseño G: Coeficiente de suelo V: Período fundamental de vibración Coeficiente de suelo, W De acuerdo al tipo de suelo de la zona de ubicación de la instalación viene dado por la tabla 1.8: Tabla 1.8 Coeficiente de suelo S y coeficiente Cm Perfil tipo Descripción S Cm S1 Roca o suelo firme 1.0 2.5 S2 Suelos intermedios 1.2 3.0 S3 Suelos blandos y estrato profundo 1.5 2.8 S4 Condiciones especiales de suelo 2.0* 2.5 FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 24 Período fundamental de vibración, X Viene dado por: V = 7Y * IY Z^ \ (Ec. 1.11) 14 Donde: V: Periodo fundamental de vibración 7Y : Factor de configuración de material I_ : Altura total del pórtico Factor de reducción de respuesta estructural, ` De acuerdo al tipo de sistema estructural, viene establecido por la tabla 1.9 Tabla 1.9 Coeficientes de reducción de respuesta estructural R Sistema estructural R Sistemas de pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas descolgadas o de acero laminado en caliente, con muros estructurales de hormigón armado (sistemas duales). 12 Sistemas de pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas descolgadas o de acero laminado en caliente. 10 Sistemas de pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas banda y muros estructurales de hormigón armado (sistemas duales). 10 Sistemas de pórticos espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas descolgadas y diagonales rigidizadoras.* 10 Sistemas de pórticos espaciales sismo-resistentes de hormigón armado con vigas banda y diagonales rigidizadoras. * 9 Sistemas de pórticos espaciales sismo-resistentes de hormigón armado con vigas banda. 8 Estructuras de acero con elementos armados de placas o con elementos de acero conformados en frío. Estructuras de aluminio. 7 Estructuras de madera 7 Estructura de mampostería reforzada o confinada 5 Estructuras con muros portantes de tierra reforzada o confinada FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 29 3 15 Factor de configuración en planta y elevación, ab c ad planta de la estructura para el caso de MN (Tabla 1.10), y de los niveles de la estructura Vienen dados por análisis de las características de regularidad e irregularidad de la para el caso de MO (Tabla 1.11). Tabla 1.10 Irregularidades de planta FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 27 16 Tabla 1.11 Irregularidades de elevación FUENTE: CPE INEN; Código Ecuatoriano de la Construcción; Parte 1; Página 27 En el caso de no existir irregularidades el valor de estos coeficientes será de 1. 17 1.2.2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE PÓRTICOS CON ARCOS Al realizar el análisis de cargas actuantes sobre el pórtico, para el presente caso de estudio se toma como suposición que los apoyos son articulados. La notación de dimensiones y cargas se muestra en la figura 1.7 Figura 1.7 Nomenclatura del pórtico Es necesario determinar las constantes físicas de la estructura parabólica: e= Efgh j * ! EhRi k l= m n o = p[Q q rsQRT q Sl q tRpl@ u] v= w[Q q QRTr q rl] o (Ec. 1.12) (Ec. 1.13) (Ec. 1.14) (Ec. 1.15) 18 1.2.3 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES EN ARCOS Dentro del análisis de cargas actuantes sobre el pórtico, se tiene dos casos que estarán presentes a lo largo del estudio: carga vertical uniformemente repartida y carga horizontal uniformemente repartida. Carga vertical uniformemente repartida En la figura 1.8 se observa la distribución de una carga vertical a lo largo de toda la luz del pórtico, y las reacciones generadas en los apoyos. Figura 1.8 Carga vertical Las reacciones en los apoyos vienen dadas por: ox = vx = (*!*r wl yQ q z o*n T o{ = v{ = ( S (Ec. 1.16) (Ec. 1.17) 19 Los momentos de flexión generados serán: &| = (*x x }Q ~ ~ o| sn q {u S ! (Ec. 1.18) Las fuerzas cortantes y axiales vienen dadas por: Para x @ Para x @ Q x ?| = o| s u q ( y ~ z +'s u S ! (Ec. 1.19) Q x | = ( y ~ z s u ~ o| +'s u S ! (Ec. 1.20) x Q ?| = o| s u q ( y ~ z +'s u ! S (Ec. 1.21) x Q | = o| +'s u ~ ( y ~ z s u ! S (Ec. 1.22) Carga horizontal uniformemente repartida En la figura 1.9 se observa la distribución de una carga horizontal a lo largo de toda la altura del pórtico, y las reacciones generadas en los apoyos. Figura 1.9 Carga horizontal 20 La constante del arco viene dada por: Q wl . = yQS q z T pS (Ec. 1.23) .rl z o (Ec. 1.24) Las reacciones en los apoyos vienen dadas por: v| = ( yv q o| = ~s( ~ v| u v = ( sSn q mu S! o = ~v (Ec. 1.25) (Ec. 1.26) (Ec. 1.27) Los momentos flectores, las fuerzas cortantes y axiales vienen dadas por: Para x @ &| = o x ~ ?| = y Para x @ ({ @ ~ o| sn q {u Sm ({ q o| z s u q o +'s u m ({ | = ~ y q o| z +'s u q o -s u m &| = v s! ~ xu ~ v sn q {u ?| = s( q o| u s u ~ o +'s u | = o %+s u q s( q o| u s u (Ec. 1.28) (Ec. 1.29) (Ec. 1.30) (Ec. 1.31) (Ec. 1.32) (Ec. 1.33) 21 Cargas Verticales Concentradas e iguales aplicadas en las ménsulas. Figura 1.10 Cargas Iguales Sobre Ménsulas & = 6 (Ec. 1.34) Ssn@ ~ 2@ u = on@ I = I\ = (Ec. 1.35) S& sv q u n (Ec. 1.36) J = J\ = 6 (Ec. 1.37) &@ = &Z = & ~ I\ n 7',-Q 2---c---& = ~s& ~ &@ u 7',-Q = 2---c---&_ = ~s& ~ &@ u 7',-Q = 2---c---&_@ = &@ 7',-Q 2---c---& = &@ n 2 n 2 ' q& n n q &sQ ~ u n n (Ec. 1.38) (Ec. 1.39) (Ec. 1.40) (Ec. 1.41) (Ec. 1.42) 22 1.2.4 DISEÑO DE ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA METÁLICA 1.2.4.1 DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESIÓN Este subcapítulo abarca el diseño de miembros solicitados a compresión axial en el simetría simple y doble. La resistencia de diseño en compresión, r) 6 , se determina eje centroidal. Los miembros a los que se refiere este apartado son para secciones de teniendo en consideración que la resistencia de compresión nominal, 6 , es el menor valor obtenido de acuerdo con los estados límite de pandeo por flexión. La resistencia de compresión es r) = tc (LRFD). Límites de Esbeltez y Longitud Efectiva El factor de longitud efectiva, K, para calcular la esbeltez de la columna es, ! # , donde: =Longitud no arriostrada lateralmente del miembro =Factor de longitud efectiva. =Radio de giro El factor de longitud efectiva, K, debe ser determinado de acuerdo a valores aproximados determinados en tablas como se muestra en la tabla 1.12 o mediante el método más común con el uso de nomogramas, estos se muestran en la figura 1.10. Tabla 1.12 Valores Aproximados de K FUENTE: AISC, 2005, pág. 16-310 23 Figura 1.11 Nomograma- desplazamiento permitido (marco rígido) Fuente: AISC, 2005, pág. 16-311 El nomograma para desplazamientos permitidos que se muestra en la figura 1.10, está basado en la ecuación 1.34, y representa a columnas que tienen desplazamiento permitido (marco rígido). @ } ~ s q u } ~ =t / } < ) <) } !) ! ) = = < ¡ <¡ } y ! ¡ !¡ z } (Ec. 1.43) (Ec. 1.34) Los subíndices A y B se refieren a las uniones en los extremos de la columna que está siendo considerada El símbolo Ɖ indica suma de todos los miembros que se encuentran unidos rígidamente a la unión que está en el plano en el cual el pandeo de la columna está siendo considerado. Ec es el módulo de elasticidad de la columna, Ic es el momento de Inercia de la columna y Lc es el largo no arriostrado de la columna. Eg es el módulo de elasticidad de la Viga, Ig es el momento de Inercia de la viga y Le es el largo no arriostrado de la viga o de otro miembro que ofrezca restricción Ic e Ig son respecto de los ejes perpendiculares al plano de pandeo del miembro que está 24 siendo considerado. El nomograma es válido para diferentes materiales cuando se usa una rigidez efectiva, El, apropiada en los cálculos de G. (AISC, 2005) Para columnas apoyadas en sus extremos, pero no rígidamente conectadas a una zapata o fundación G es teóricamente infinito, pero a menos que se diseñe como rótula perfecta, puede adoptarse el valor 10 para el diseño. Valores más pequeños pueden usarse SI se les justifica mediante análisis. Pandeo por Flexión Este apartado aplica para miembros solicitados en compresión con secciones compactas y no compactas. La resistencia de compresión nominal, 6 , debe ser determinado basándose en el estado límite de pandeo por flexión: 6 = $) o¡ (Ec. 1.45) Donde: o¡ $) =Área de la sección transversal =Tensión de pandeo por flexión. La Tensión de pandeo por flexión, $) , se determina según los casos: (a) Cuando (b) Cuando wRQ¢£ (o $8 ¥ tRww £ ) O ¤ $) = £¤ ¦tRTp £§ ¨ $ O ¤ (Ec. 1.46) wRQ¢£ (o $8 tRww £ ) O ¤ $) = tRpR $8 O ¤ (Ec. 1.47) 25 Donde $8 =Tensión crítica de pandeo elástico determinada de acuerdo a la ecuación 1.39 $8 = @ ! }# @ (Ec. 1.48) 1.2.4.2 DISEÑO DE ELEMENTOS A FLEXIÓN En este apartado se considera únicamente a los miembros de sección H de simetría doble y canales flectados en torno a su eje mayor, teniendo almas compactas y alas compactas como define las Sección B4 de la AISC 2005. Las formulas tomadas en este apartado se han tomado del capítulo F del Manual de la AISC 2005. Tabla 1.13 Selección para la aplicación de las secciones Fuente: AISC, 2005, pág. 16-101 26 La resistencia del diseño en flexión ϕbMn debe ser determinada, mediante ϕb = 0.9 (LRFD), y la resistencia de flexión nominal, Mn, debe ser determinada de acuerdo a las disposiciones detalladas en este capítulo. Las disposiciones en este capítulo están basadas en la suposición de que los puntos de apoyo de las vigas están restringidos contra la rotación en torno al eje longitudinal. 7© = Donde: QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) &ª«| = Valor absoluto del máximo momento en el segmento no arriostrado. & & &¬ Lª = Valor absoluto del momento en el primer cuarto del segmento no arriostrado. = Valor absoluto del momento en el centro del segmento no arriostrado. = Valor absoluto del momento en el tercer cuarto del segmento no arriostrado. = Parámetro de monosimetría de la sección transversal. Lª = QRt , para miembros con doble simetría Es permitido tomar 7© = Q en todos los casos. Para voladizos o extremos colgados donde el extremo libre no está arriostrado. La resistencia nominal de flexión Mn, debe ser el menor valor obtenido de acuerdo con los estados límite de fluencia (momento plástico) y pandeo lateral-torsional. Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) Donde $ K| =Tensión de fluencia mínima especificada del tipo de acero utilizado. =Módulo de sección plástico en torno al eje x. 27 Pandeo Lateral-Torsional (a) Cuando !© !4 El estado límite de Pandeo Lateral-Torsional no aplica (b) Cuando !© !4 ! !© ~ !4 & = 7© ¦&4 ~ ­&4 ~ tc$ G| ® ¯ °¨ &4 ! ~ !4 (c) Cuando !© ! & = $) G| &4 (Ec. 1.51) (Ec. 1.52) Donde !© =Longitud entre puntos que están o arriostrados contra desplazamientos laterales de compresión de ala o arriostrados contra giro de la sección. $) = ² G| 7© @ ! @ }# © Y; ±Q q tRtp ²% !© @ y z G| n³ #Y; (Ec. 1.53) =Módulo de Elasticidad del acero (29000 ksi, 200000 Mpa) =Constante Torsional, cm4 (cm4) =Módulo de sección elástico en torno al eje x, cm 3 (mm3) Las longitudes !4 y ! se determinan con las ecuaciones 1.45 y 1.46 !4 = QR-# ± $ (Ec. 1.54) 28 tR$ G| n³ @ ²% ´ ± ± ! = QRT#Y; Q q Q q R y z tR$ G| n³ ²% #Y; @ = µ< 7> G| % = QRt; para secciones H con simetría doble. % = n³ = distancia entre centroide de alas. (Ec. 1.55) (Ec. 1.56) ¶· @ ¢¬ ; para canales, donde: ¸¤ ¹ Si se toma el término raíz cuadrada conservadoramente igual a 1.0. en la ecuación 1.46 reduciéndose a: ! = #Y; ± tR$ (Ec. 1.57) Se debe tener presente que esta aproximación puede ser extremadamente conservadora. Para ecuaciones H con doble simetría y alas rectangulares, entonces: 7> = < n³ w (Ec. 1.58) < n³ SG| (Ec. 1.59) Entonces la ecuación 1.47 se reduce a: #Y; @ = #Y; puede ser aproximado conservadoramente como el radio de giro del ala en compresión más un sexto del alma: #Y; = º» Q n ´QS±Q q R > º» » (Ec. 1.60) 29 Vigas Continuas Las vigas continuas se diseñan de manera similar a la de las vigas simples. La principal diferencia consiste en que cuando se usan las especificaciones del AISC. si la sección es compacta y no se trata de una viga voladizo, se puede diseñar la sección usando uno de los dos modos. 0.9 multiplicado por el mayor momento negativo en el claro. Momento positivo, basado en el momento máximo positivo del diagrama de momentos + 0.1 multiplicado por el promedio de los momentos negativos en el claro. Estos momentos se basan en los momentos debidos a las cargas por formadas por la gravedad (D + L, D + L + S, etc. sin viento). Cuando la viga esté rígidamente conectada a una columna, también se puede reducir el valor del momento de diseño de la columna. en dicho lugar. Este procedimiento se basa en la aceptación del método de la formación de una articulación plástica y la resultante transferencia de momento de la zona negativa a la positiva, hasta que se forme finalmente una articulación en dicho punto. (BOWLES E., 1993, pág. 181) 1.2.4.3 DISEÑO DE ELEMENTOS PARA SOLICITACIONES COMBINADAS Los elementos que se tratan en esta sección se refieren a miembros con Simetría doble y simple que se encuentran solicitados a flexión y a compresión. La interacción de flexión y compresión en estos miembros, que cumplen con la relación tRQ y z tR, y que solamente están solicitados a flexión en torno a su eje ¸ ¸¤¼ ¤ geométrico (x y/o y) deben satisfacer las ecuaciones 1.52 y 1.53, donde <) es el momento de inercia en torno al eje y referido al ala en compresión. 30 (a) Cuando N½ ¥ tRS N ¼ (b) Cuando N½ N¼ 6 p &| & q ¯ q ° QRt 6) &)| &) (Ec. 1.61) 6 &| & q¯ q ° QRt S6) &)| &) (Ec. 1.62) tRS Donde 6 6) = r) 6 & =Resistencia de compresión axial requerida. =Resistencia de compresión axial disponible. =Resistencia de flexión requerida. &) = r & =Resistencia de flexión disponible. x =Subíndice que indica flexión en torno al eje fuerte. r) =Factor de resistencia en compresión { r =Subíndice que indica flexión en torno al eje débil. =Factor de resistencia en flexión 31 1.3 CONEXIONES EN ESTRUCTURAS METÁLICAS Para las estructuras es muy importante el método de conexiones o uniones de los elementos ya que un factor importante para que la estructura trabaje correctamente. Para realizar una conexión de elementos que constituyen una estructura metálica, se tienen las Conexiones Empernadas y Conexiones Soldadas 1.3.1 CONEXIONES EMPERNADAS Durante muchos años el método aceptado para conectar los miembros de una estructura fue el remachado. Pero el uso de remaches ha declinado debido al auge de la soldadura, y más recientemente, por el atornillado con pernos de alta resistencia. (McCORMAC, 2002, pág. 353). El montaje de estructuras de acero por medio de tornillos es un proceso muy rápido que requiere mano de obra menos especializada que con soldadura. Este proceso es muy utilizado en la industria (Figura 1.12) Figura 1.12 Conexiones empernadas en edificaciones FUENTE: INTERNET (Google-Imágenes) Las principales ventajas de los Tornillos de Alta Resistencia son que la mano de obra que se necesita para realizar este tipo de uniones no es tan especializada como para conexiones remachadas o soldadas. En comparación con los remaches, se requiere menor número de tornillos para proporcionar la misma resistencia. Resulta menos ruidoso en comparación con el remachado. El equipo que se necesita para realizar las 32 conexiones Empernadas es más barato para realizar conexiones soldadas. No hay riesgo de fuego ni peligro por el lanzamiento de los remaches calientes. La resistencia a la fatiga es igual o mayor que la obtenida con juntas soldadas. Los cambios en las conexiones son muy sencillos por la facilidad para quitar los tornillos. La posibilidad de falla en una junta traslapada por corte del tornillo en el plano entre los miembros (cortante simple).se muestra la posibilidad de una falla a tensión de una de las placas a través del agujero de un tornillo.se muestra la posible falla del tornillo o de la placa por aplastamiento entre ambos. Figura 1.13 Fallas en lo pernos FUENTE: (McCORMAC, 2002, pág. 367) 1.3.2 CONEXIONES SOLDADAS La soldadura es un proceso de unión de elementos en el que se unen partes metálicas mediante la fusión de los materiales permitiendo que las partes fluyan y se unan. La soldadura en Estructuras Metálicas se ha desarrollado de una forma importante en los últimos años debido a la aparición de procesos semiautomáticos y automáticos. 33 Figura 1.14 Soldadura La soldadura tiene un área de aplicación mucho mayor que los remaches o los tomillos ya que permite la conexión en varias posiciones y formas de perfiles estructurales. Al fusionar las partes hace a las estructuras realmente continuas, es decir que al aplicar soldadura los elementos se vuelven una sola pieza y las juntas. El uso de la soldadura permite grandes ahorros en el peso del acero utilizado. Las estructuras soldadas permiten eliminar un gran porcentaje de las placas de unión y de empalme. Inspección en la Soldadura Para asegurarse de una buena soldadura en un trabajo determinado, deben seguirse tres pasos. Primero se deben establecer buenos procedimientos de soldadura. Siempre Usar soldadores calificados y, por último. Emplear inspectores competentes en el taller y en la obra. Al seguir los procedimientos establecidos por la AWS y el AISC para soldaduras y cuando se utilizan los servicios de mano de obra calificada que hayan demostrado su habilidad. Para lograr una buena soldadura existen varios factores tales como la selección apropiada de electrodos, corriente y voltaje; propiedades del metal base y de aportación; posición de la soldadura. 34 1.4 PUENTE GRÚA 1.4.1 DEFINICIÓN El puente grúa según su definición técnica, es una máquina utilizada para el transporte de cargas de un punto a otro y la elevación de materiales y cargas pesadas que no pueden ser manipuladas por el ser hombre, en un área de trabajo especifica tanto en interiores como exteriores de una plana industrial. El desplazamiento de los elementos se lo hace de manera horizontal o vertical a lo largo y ancho de las áreas de trabajo. Su principal beneficio es que favorece considerablemente el ahorro en tiempos productivos, aunque su optimización se hace más evidente cuando para su elección, montaje y uso se tienen en cuenta diferentes aspectos relacionados con las necesidades reales de la empresa y el mantenimiento de la máquina. Figura 1.15 Puente Grúa en La Industria FUENTE: KONECRANES 1.4.2 ELEMENTOS CONSTITUYENTES DEL PUENTE GRÚA Los elementos principales que componen el puente grúa se detallan en la siguiente figura. 35 Figura 1.16 Diagrama de Puente Grúa FUENTE: AUTOR Viga De Carga Es la viga mediante la cual se desplaza el polipasto longitudinalmente, esta viga es la que soporta todo el peso de la carga izada por el polipasto. Carro Puente El carro puente es el mecanismo que permite la movilización del polipasto a lo largo de la viga principal. Testero Conocido también como viga testero, es el elemento que mueve la viga principal a lo largo del camino de rodadura que se encuentra sobre la viga carrilera. Riel Es el camino que seguirá el testero sobre la viga carrilera, este riel encamina el movimiento de la grúa sobre las vigas Carrileras. 36 Polipasto Es una máquina constituida por dos o más poleas y una cuerda. cable o cadena que alternativamente va pasando por diversos engranajes los mismos que van amplificando la fuerza aplicada a cada una de aquellas con la finalidad de poder levantar una carga y poder movilizarla. Gancho Es el elemento que se engancha a la carga a ser elevada, este elemento está conectado al polipasto y al carro mediante cables o cadenas. Viga Carrilera La viga carrilera es el elemento que soporta todo el peso del puente grúa con todo su conjunto y a su vez la carga levantada, además la viga carrilera es la que da la guía de movimiento de los carros longitudinalmente. 37 CAPÍTULO II 2 REQUERIMIENTOS DE LA EMPRESA 2.1 AUMENTO DE LA CAPACIDAD El análisis de aumento de capacidad tiene como variantes la estructura de la planta (sección 2.1.1) y la capacidad actual de producción de la planta (sección 2.1.2) 2.1.1 ESTRUCTURA DE LA PLANTA La infraestructura instalada de la empresa SECONSTRU, se conforma de las siguientes zonas para la fabricación de todas sus líneas de productos: área administrativa, área de almacenamiento, área de producción y área de montaje. En el área administrativa se encuentran ubicadas las oficinas tanto de gerencia, recepción y secretaría, así como también un espacio destinado al desarrollo de la ingeniería de los productos. En el área de almacenamiento, se destina un espacio para dar alojamiento tanto para la materia prima que ingresa, así como también una bodega para los productos terminados. Es el área de producción se manipula la materia prima para su transformación en los diferentes productos elaborados en la planta, consta de talleres de maquinado, soladura, corte. El área de ensamblaje esta destina al armado de las líneas de productos, fabricados en la planta, esta área esta destina al ensamble de partes de gran tamaño por lo cual cuenta con mecanismos de elevación y transporte de carga. 2.1.2 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN DE LA PLANTA Para la elaboración de los diferentes productos fabricados en las instalaciones de la planta, se cuenta con un taller de máquinas herramientas, realizando operaciones de corte, arranque de viruta, soldadura, conformado de piezas entre otras operaciones de menor impacto. 38 Para esto se cuenta con el siguiente equipamiento: tornos semi automáticos, limadoras, compresores, cortadoras, sierra eléctrica, baroladora, cizalla, tronzadoras, taladros de pedestal, equipos de suelda, autógena, MIG. En adición se cuenta con kits de herramientas de mano, necesarias para la elaboración de las partes componentes de los productos, tales como, martillos, herramientas de sujeción, destornilladores, etc. SECONSTRU en la actualidad tiene una capacidad productiva detallada en la Tabla 2.1 Productos Producidos por SECONSTRU. Tabla 2.1 Productos Producidos por SECONSTRU Producto Unidades / mes Concreteras 1 kg y 2 kg 12 Elevadores 6 Parihuelas 50 Carretillas 24 Cilindros probeta 40 2.2 INCLUSIÓN DE UNA NUEVA LÍNEA DE PRODUCCIÓN Las mezcladoras de concreto son un tipo de maquinaria semi automática, utilizada en el sector de la construcción, con la finalidad de elaborar el hormigón o el concreto necesario en las construcciones civiles. Existen dos tipos de mezcladores de concreto: fijas y móviles. Las mezcladoras fijas son de tamaño muy grande, aquí se prepara el concreto en las propias instalaciones, para luego ser transporto al lugar en se requiere el concreto. Figura 2.1 Concretera fija 39 Las mezcladoras móviles, pueden ser transportadas al lugar de la construcción, dándose la elaboración del concreto en el mismo lugar de la construcción. Requiriendo del esfuerzo físico de varias personas. Figura 2.2 Mezcladora Móvil Un Mini-Mixer de concreto parte del principio de funcionamiento de las mezcladoras móviles de concreto, con la diferencia, que cuenta con una estructura tipo carrocería capaz de dar movimiento a toda la mezcladora, pero la principal y mejor distinción es la existencia de varios tipos de mecanismos que permiten que el proceso de carga de los componentes y el mezclado se realice de manera mecánica, y bajo el control de un solo operario. Figura 2.3 Carga del Mini Mixer 40 2.3 REDISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA En la planta actual de la empresa SECONSTRU, existen problemas en la distribución de espacios entre los que podemos describir que hay una excesiva acumulación de materiales en los procesos de producción. Resulta difícil trasladarse de un lugar a otro por la mala distribución de los espacios. Se producen accidentes laborales menores. Es problemático el control de las operaciones y del personal. La redistribución de la planta se refiere a la nueva disposición de todas las instalaciones que tendrá la empresa en su nueva localización. Con las nuevas instalaciones se organizará de una mejor manera todas las facilidades de la empresa, es decir, se distribuirá de la forma más eficiente. Los objetivos de tener una distribución adecuada de la planta son, disminuir la congestión, suprimir áreas ocupadas innecesariamente, Disminuir los riesgos, Disminuir retrasos y tiempo de fabricación, Reducir riesgos para los trabajadores, Mejorar la supervisión y el control, Administrar mejor la Planta. Para la construcción de las nuevas instalaciones la empresa cuenta con un terreno como a se mencionó en el capítulo 1. 2.4 CONSTRUCCIÓN DE UN GALPÓN La reforma y codificación de la ordenanza general del plan de ordenamiento territorial de Ambato, en su sección segunda: de los usos principales de los suelos, indica que los suelos de uso industrial, están destinados a la realización de actividades de transformación de materias primas en bienes o productos materiales. Dentro de la codificación de la ordenanza, de acuerdo a las actividades de fabricación de productos que realiza la empresa SECONSTRU, se la categoriza como un establecimiento de alto impacto y de peligro (IAI), es decir existe generación de desechos sólidos, líquidos y gaseosos, generando niveles de contaminación sonora entre 60 y 70 dB. 41 Con esto las instalaciones de la Empresa SECONSTRU, se trasladan a una parcela ubicada en el sector de Huachi Grande, en la avenida Atahualpa a 200 m del redondel intercambiador del Paso lateral, cumpliendo con la normativa vigente. El traslado de las instalaciones requiere primeramente la construcción de una nave industrial que acoja al personal, maquinaria y de almacenamiento de productos existentes. 2.5 CONSTRUCCIÓN DE PUENTE GRÚA Debido a que el Puente Grúa es una máquina que sirve para el transporte y la elevación de cargas, es una herramienta indispensable para el trabajo en las nuevas instalaciones de la empresa SECONSTRU, por lo tanto, es necesario contar con un puente grúa en la planta. ELEVACIÓN DE CARGAS Como parte del proceso de producción es necesario contar con un instrumento que facilite la elevación de cargas para procesos de embarque en camiones hacia despacho. TRANSPORTE DE MATERIALES En la planta industrial es necesario el transporte de cargas por las diferentes zonas con la ayuda de grúas para cargas pesadas. MONTAJE DE CONCRETERAS La necesidad principal por la que es necesario la inclusión de un puente grúa en la planta industrial de SECONSTRU es para el montaje de Mixer en camiones, requeridos para la nueva línea de producción en la que la empresa incursionará. El puente grúa se requiere principalmente en la nueva línea de producción para utilizarlos en la construcción y montaje de minimixer (concreteras ensambladas sobre camiones). 42 CAPÍTULO III 3 PLANTEAMIENTO DE PARÁMETROS DEL DISEÑO 3.1 DISEÑO DE LA PLANTA La nueva planta de la empresa SECONSTRU consta de áreas correctamente distribuidas que harán que la producción mejore. Las Zonas con las que debe contar la planta industrial se describen a continuación. 3.1.1 DIAGRAMA DE FLUJO El proceso de fabricación de los productos de la empresa SECONSTRU, viene establecido por un diagrama de flujo que se presenta en la tabla 3.1. Tabla 3.1 Diagrama de flujo Operación Transporte Inspección Demora Almacenamiento Retroceso Recepción del 1 pedido Reunión de las 2 áreas de diseño y producción Coordinar 3 actividades Compra de la 4 materia prima Espera hasta la 5 llegada de la materia prima Inspección de las 6 materias primas Almacenamiento de 7 la materia prima 8 Verificar medidas Almacenamiento del 9 producto terminado 10 Embarque Trasporte del 11 pedido 12 Entrega al cliente Tiempo ● - - - - 2 horas ● - - D - 6 horas ● - - D - 2 horas ● - - - - 12 horas - - - D - 48 horas - - ◊ D - 2 horas - → - D - → ◊ D - → - D - - - D - 40 min - → - D - - ● - - - - - 2 horas - 5 min 7 min 43 3.1.2 CHART DE RELACIONES Para analizar las opciones que se tiene de distribución y localización de las áreas constituyentes de la empresa se determina el Chart de Relaciones el mismo que sirve para establecer la conveniencia de la proximidad entre departamentos, con la finalidad de obtener un modelo gráfico que sirva de guía para obtener una distribución adecuada de la Planta. Tabla 3.2 Nomenclatura del Chart de Relaciones NOMENCLATURA CHART DE RELACIONES VALOR IDENTIFICACIÓN A Absolutamente Necesario E Especialmente Importante I Importante O Ordinario U No Importante X No Deseable Tabla 3.3 Chart de Relaciones 1 ÁREA DE MONTAJE 2 ALMACENAMIENTO DE MATERIALES 3 ALMACENAMIENO DE MAQUINARIA 4 ÁREA DE PRODUCCIÓN 5 ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD A U A E I A O O E ÁREA DE PARQUEO X X X X X A U 8 X I ÁREA DE OFICINAS X I U E 7 U O ÁREA DE DESPACHO U U A 6 U 44 3.1.3 DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA De acuerdo a los análisis del Chart de Relaciones de los diferentes espacios que se tiene en la planta se ha llegado a tener un modelo de la disposición de la planta, con estos datos se puede plantear la distribución de la planta de la empresa SECONSTRU. Las Áreas con las que cuenta la empresa se detallan a continuación: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Área de Montaje Área de Almacenamiento de Materiales Área de Almacenamiento de Maquinaria Área de Producción Área de Control de Calidad Área de Despacho Área de Oficinas Área de Parqueaderos Para el análisis de distribución de la planta, se ha determinado una codificación para cada relación de actividades que tiene un área con otra, en la tabla 3.4 se detalla la codificación por color que tiene cada valor de relación. Tabla 3.4 Código de Colores - Diagramas de Relación de Actividades VALOR IDENTIFICACIÓN COLOR A Absolutamente Necesario E Especialmente Importante I Importante O Ordinario U X No Importante No Deseable Determinado la valoración de relaciones de actividades entre áreas, se puede representar las relaciones en un gráfico en el que constan las áreas de la empresa SECONSTRU, conectadas mediante una línea que representa la relación de actividades que existe entre estas. La figura 3.1 representa las áreas de la empresa, relacionadas entre sí mediante líneas de colores que representan la valoración mostrada en la tabla 3.4 45 1 2 8 3 7 4 6 5 | Figura 3.1 Diagrama de Relaciones - Áreas de la Planta Para una mejor disposición de las áreas, de tal manera que las interrelaciones se aprecien de mejor manera se ha modificado las posiciones de las áreas como muestra la figura 3.2, en la que se puede ver de mejor manera las relaciones. 1 2 4 3 5 7 6 8 Figura 3.2 Diagrama de Relaciones Optimizada Para la optimización de la representación se eliminarán las relaciones no deseables. La figura 3.3, muestra las relaciones relevantes entre las áreas de la empresa, y mediante este análisis y relacionando con la forma del terreno de la planta se establece que la disposición de las áreas de trabajo se tendrá de la forma en que indica la figura 3.3 46 1 2 4 3 5 7 6 8 Figura 3.3 Diagrama Simplificado de Relaciones De acuerdo con el diagrama de relaciones al optimizar las relaciones de cada área de la planta, el layout de la Planta se encuentra distribuido según se representa en la figura 3.4, donde se muestra la ubicación de cada área. Figura 3.4 Distribución de la Planta 47 3.2 PARÁMETROS DEL PUENTE GRÚA El puente grúa es requerido en el área de carga y ensamblaje. Su actividad comprende las tareas de elevación de materiales para el ensamblaje de los Minimixer (Nueva línea de producción de SECONSTRU. CAPACIDAD DEL PUENTE GRÚA La capacidad del Puente Grúa necesaria para la nueva línea de producción de los Minimixer es de 24 toneladas debido a que este es el peso que tiene el camión con la mezcladora instalada. Este parámetro es principal ya que de esta carga depende el diseño del puente grúa y este valor de carga será tomado para los diferentes cálculos necesarios del galpón. NÚMERO DE PUENTES GRÚA Por efectos de operaciones y según requerimientos de la empresa es necesario que la capacidad de 24 toneladas que soportará el puente grúa se distribuya en dos, es decir que la capacidad combinada sea 24 toneladas, es decir, se construirán 2 puentes grúa con capacidad de 12 toneladas cada uno. DIMENSIONES DEL PUENTE GRÚA El galpón en donde será instalado el puente grúa consta de un área de 1500 [m 2], de los cuales 500 [m2] están destinados a ser el área en donde opera la sección de ensamblaje, es decir el área donde se ubicará el puente grúa. En el gráfico expuesto a continuación se muestra las dimensiones del área en donde se ubicará el puente grúa. 48 3.2.1 ALTERNATIVAS DE DISEÑO DEL PUENTE GRÚA 3.2.1.1 Puente Grúa Monorriel La característica principal de este tipo de Puente Grúa es que está constituido por una sola viga principal (Fig. 3.5), esta configuración de Puente Grúa es bastante empleada gracias a su funcionamiento eficaz al transportar y elevar cargas, los movimientos que se pueden realizar con esta grúa son izamiento, desplazamiento longitudinal y desplazamiento transversal. Figura 3.5 Puente grúa monorriel Ventajas · Este tipo de grúas soportan pesos mayores a 10 toneladas, y el uso resulta adecuado para el diseño que se requiere. · La funcionalidad de la grúa es idónea para la industria metal mecánica debido a que la planta necesita los tres tipos de movimientos principales, elevación de cargas, transporte longitudinal de cargas y transporte transversal de cargas. · La operación manual de la grúa Monorriel es sencilla, el mando cuenta con los movimientos necesarios. Desventajas · Para el montaje se requiere maquinaria pesada lo que elevan costos. · Es complicado dar mantenimiento debido a la dificultad de acceder a los elementos. 49 3.2.1.2 Puente Grúa Birriel Consta de 2 vigas principales (Fig. 3.6), este tipo de Puentes Grúa son utilizados cuando la carga que va a ser levantada es alta, son ideales para aplicaciones con altas exigencias y prestaciones. El carro se poya en las dos vigas principales. Figura 3.6 Puente grúa Birriel Ventajas · Este tipo de grúas soportan pesos mayores a 10 toneladas, y el uso resulta adecuado para el diseño que se requiere. · La funcionalidad de la grúa es idónea para la industria metal mecánica debido a que la planta necesita los tres tipos de movimientos principales, es decir, elevación de cargas, transporte longitudinal de cargas y transporte transversal de cargas. · La operación manual de la grúa Birriel es sencilla, el mando cuenta con los movimientos necesarios. Desventajas · Altos costos de fabricación y montaje. · Mayor peso que deberá soportar la estructura del Galpón. · Es complicado dar mantenimiento debido a la dificultad de acceder a los elementos. 50 3.2.1.3 Puente Grúa Pórtico Este tipo de Puentes Grúa se utiliza generalmente el lugares en los que no se requiuere realizar obras civiles o montar estructuras que sirvan de apoyo para el uente Grúa, los puentes Grúa Tipo Pórtico son una solución mas económica cuando se requiere de izamiento de cargas (Fig. 3.7). Figura 3.7 Puente grúa pórtico Ventajas · El mantenimiento resulta más sencillo que el puente grúa tipo Riel, debido a que es más fácil acceder a los elementos constituyentes del puente grúa tipo Semi Pórtico. · El montaje de este tipo de Puente grúa es más fácil en comparación del montaje de grúa tipo Riel se requiere maquinaria. · Este tipo de grúa es de fácil utilización y se puede trasladar a lo largo de toda la planta. Desventajas · La capacidad de carga de este puente grúa es baja y no cumple con el requerimiento de la empresa. · Cuando no se esté utilizando la grúa se necesita espacio de almacenamiento lo cual reduce el área de trabajo efectivo. 51 3.2.1.4 Puente Grúa Semi Pórtico Es una Grúa fijada a un muro o una viga (Fig. 3.8), que se desplaza a lo largo de un camino de rodadura que funciona como Viga Carrilera. Se diferencia de las grúas puente y pórtico en que uno de los rieles de desplazamiento se encuentra elevado y el otro riel está normalmente apoyado en el suelo. Figura 3.8 Puente grúa semi pórtico Ventajas · El mantenimiento resulta más sencillo que el puente grúa tipo Riel, debido a que es más fácil acceder a los elementos constituyentes del puente grúa tipo Semi Pórtico. · El montaje de este tipo de Puente grúa es más fácil en comparación del montaje de grúa tipo Riel se requiere maquinaria. · Las grúas Semipórtico permiten el movimiento de cargas en todo tipo de industrias y en varias aplicaciones. Desventajas · Para una correcta funcionalidad se requiere que el espacio donde se localiza la guía del riel este siempre despejada, lo cual quita espacio disponible para trabajar en la planta. · Mayor riesgo de accidentes por estar expuesto la guía del riel de la grúa. 52 3.2.1.5 Puente Grúa Tipo Pluma Giratoria Las Grúas Tipo pluma giratorias (Fig. 3.9), son grúas para puestos de trabajo, que se destacan por su flexibilidad debido a que se pueden adaptar individualmente a las necesidades requeridas de la industria, las Grúas Tipo Pluma Giratoria ofrecen la posibilidad de fijación en el suelo, en la pared o en vigas ya existentes, y pueden equiparse con polipastos eléctricos de cadena o cable. La grúa pluma es ideal para el movimiento de cargas en una zona circular cercanas al puesto de trabajo. Figura 3.9 Puente grúa de pluma giratoria Ventajas · Permite al usuario tener una máquina automática fácil de manejar. · El costo de Instalación de esta grúa es bajo. Desventajas · Altos costos de fabricación y montaje. · No es posible transportar cargas a lo largo del taller debido a que este tipo de grúas es diseñado para puestos de trabajo fijos. · La capacidad de carga es menor y no abastece para las necesidades que se requieren en la empresa. 53 3.2.2 EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS La evaluación de las alternativas es una comparación entre las diferentes opciones que se tiene para implementar el puente grúa, mediante el criterio de valores ponderados se asignara un valor a criterios de selección para tener una referencia al momento de seleccionar la mejor alternativa. 3.2.2.1 Criterios de Valoración Con la finalidad de determinar cuál es la alternativa más conveniente para utilizar en el diseño de la planta se emplea el método de criterios ponderados. Los criterios determinantes para la evaluación son: costos de construcción, facilidad de operación, facilidad mantenimiento, funcionalidad adecuada. Los costos de construcción se refieren al costo total que se tiene para la implementación, este criterio busca la solución más económica, es decir la opción que sea barata. El manejo eficiente del dinero es una parte esencial del proyecto. La facilidad de operación se refiere a la comodidad con la que los operarios manejan la maquinaria, también está relacionado con la ergonomía al momento de la operación. La facilidad de mantenimiento de la maquinaria, se necesita que existan las facilidades correctas que den accesibilidad a los elementos constituyentes del Puente Grúa de una manera sencilla para que el trabajo de mantenimiento se pueda cumplir en tiempos cortos. Funcionalidad Adecuada o fiabilidad, se refiere a que la función que desempeñe el puente grúa sea adecuada, es decir, que se ajuste a las necesidades sin tener que implementar herramientas extra o acomodar las instalaciones existentes con nuevas. 54 3.2.2.2 Evaluación de Alternativas Se realiza un análisis de los criterios de valoración, tomando en cuenta el criterio de mayor importancia hasta el menos relevante, para poder dar así una valoración en una tabla, para efectos de valoración se toma en cuenta el criterio de mayor importancia según se indica: Costos > Operación > Mantenimiento > Fiabilidad. 1 0.5 0 Si el criterio de las filas es superior que el de las columnas. Si el criterio de las filas es equivalente al de las columnas. Si el criterio de las filas es inferior que el de las columnas. Determinada la valoración de los casilleros, se suman de los valores en la columna “ ”, en la columna “PONDERACIÓN” se efectúa la división de la sumatoria parcial con el sumatorio total. Este procedimiento se encuentra en las tablas 3.5 a la 3.9. Tabla 3.5 Ponderación de Criterios COSTOS OPERACIÓN MANTENIMIENTO 1 1 1 4.00 0.40 1 1 3.00 0.30 0.5 1.50 0.15 1.50 0.15 10 1 COSTOS OPERACIÓN 0 MANTENIMIENTO 0 0 FIABILIDAD 0 0 FIABILIDAD 0.5 SUMATORIA PONDERACIÓN Tabla 3.6 Ponderación Según Criterio de Costos COSTOS MONORRIEL MONORRIEL BIRRIEL PÓRTICO SEMIPÓRTICO PLUMA GIRATORIA ∑+1 PONDERACIÓN 1 0.5 0.5 1 4.00 0.25 0 0 0 1.00 0.06 0.5 0 3.00 0.19 0 3.00 0.19 5.00 0.31 16.00 1.00 BIRRIEL 0 PÓRTICO 0.5 1 SEMIPÓRTICO 0.5 1 0.5 PLUMA GIRATORIA 1 1 1 1 SUMATORIA Tabla 3.7 Ponderación Según Criterios de Operación OPERACIÓN MONORRIEL MONORRIEL BIRRIEL PÓRTICO SEMIPÓRTICO PLUMA GIRATORIA 0.5 0 0 0 BIRRIEL PÓRTICO SEMIPÓRTICO PLUMA GIRATORIA ∑+1 PONDERACIÓN 0.5 1 1 1 1 0.5 1 1 1 1 4.50 4.50 2.50 2.50 1.00 15.00 0.30 0.30 0.17 0.17 0.07 1.00 0 0 0 0.5 0 0 SUMATORIA 55 Tabla 3.8 Ponderación Según Criterio de Mantenimiento MANTENIMIENTO MONORRIEL BIRRIEL PÓRTICO SEMIPÓRTICO PLUMA GIRATORIA ∑+1 PONDERACIÓN 1 0 0 1 3.00 0.20 0 0 1 2.00 0.13 0.5 1 4.50 0.30 1 4.50 0.30 1.00 0.07 15.00 1.00 MONORRIEL BIRRIEL 0 PÓRTICO 1 1 SEMIPÓRTICO 1 1 0.5 PLUMA GIRATORIA 0 0 0 0 SUMATORIA Tabla 3.9 Ponderación Según Criterio de Fiabilidad FIABILIDAD MONORRIEL BIRRIEL PÓRTICO SEMIPÓRTICO PLUMA GIRATORIA ∑+1 PONDERACIÓN 0.5 1 1 1 4.50 0.30 1 1 1 4.50 0.30 0.5 1 2.50 0.17 1 2.50 0.17 1.00 0.07 15.00 1.00 MONORRIEL BIRRIEL 0.5 PÓRTICO 0 0 SEMIPÓRTICO 0 0 0.5 PLUMA GIRATORIA 0 0 0 0 SUMATORIA Selección de Alternativas De acuerdo con los resultados obtenidos de las ponderaciones de los diferentes criterios tomados en cuenta para la selección de alternativas se ha obtenido datos que muestran el orden de prioridad de cada opción que se tiene para el uso de la solución. El orden de prioridad se da teniendo en cuenta el valor mayor, obtenido de las sumas de os criterios tomados en cuenta para el análisis. Tabla 3.3.10 Resultados de las Ponderaciones para Puente Grúa CONCLUSIÓN COSTOS OPERACIÓN MANTENIMIENTO FIABILIDAD ∑ PRIORIDAD 0.05 0.27 1 0.05 0.18 4 0.05 0.03 0.20 2=3 0.05 0.05 0.03 0.20 2=3 0.02 0.01 0.01 0.17 5 MONORRIEL 0.10 0.09 0.03 BIRRIEL 0.03 0.09 0.02 PÓRTICO 0.08 0.05 SEMIPÓRTICO 0.08 PLUMA GIRATORIA 0.13 El tipo puente grúa con la mayor ponderación para la construcción en el galpón es el puente grúa tipo Monorriel. 56 CAPÍTULO IV 4 CÁLCULO, DISEÑO, PROCESOS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE En este capítulo se inicia con el cálculo del puente grúa, con los datos proporcionados de este cálculo se calcula el pórtico en el que estará apoyado. Para el cálculo de la estructura metálica, se tiene en cuenta que se hay dos galpones, el primer galpón se ha denominado como Galpón del Área de la planta, y el segundo galpón se ha denominado como Galpón del Área de Puente Grúa. Los procesos de Fabricación y Montaje También se tratan en este apartado, se detalla el procedimiento de Montaje dividido en las etapas del proceso. 4.1 DISEÑO DEL PUENTE GRÚA El diseño del puente grúa inicia con el análisis de las características técnicas desarrollado en la sección 4.1.1, seguidamente en la sección 4.1.2 se realiza los cálculos de cargas actuantes, el diseño de la viga de carga en la sección 4.1.3 y su respectiva validación, finalmente en la sección 4.1.4 se realiza el diseño de las vigas carrileras, necesarias para el traslado del puente grúa. 4.1.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL PUENTE GRÚA Para efectos del cálculo de la estructura del galpón, es necesario analizar las diferentes cargas que genera la inclusión del puente grúa dentro de la nave industrial. Para obtener los datos con los que se inician os cálculos se ha consultado con proveedores de esta maquinaria, cada empresa ha presentado la documentación requerida y las cotizaciones. 57 La empresa COMREPSA cotiza un puente grúa de 15 toneladas de capacidad por un monto de $98900. La empresa MECASER cotiza el puente grúa de 12.5 toneladas de capacidad por un monto de $60000. La empresa FÉNIX cotiza el puente grúa de 20 toneladas de capacidad por un monto de $82359.20. Debido a la diferencia de precios se decide optar por la opción que presenta MECASER que dispone de un puente grúa más cercano a la capacidad necesaria para este proyecto, además, es el precio más bajo de cotización. El puente grúa utilizado es provisto por la EMPRESA MECASER el cual consta de las especificaciones detalladas en la tabla 4.1, entregadas por el proveedor. Tabla 4.1 Características Técnicas del Puente Grúa FUENTE: Proforma de Puente Grúa MECASER 58 4.1.2 CARGAS DEL PUENTE GRÚA Cargas de peso propio puente grúa, b¾¿ El peso propio del puente grúa está determinado por todos los elementos que conforman el mecanismo, es decir, la viga de carga, los carros testeros, motores de movimientos, polipasto, elementos eléctricos. Tabla 4.2 Elementos del Puente Grúa – Pesos ELEMENTOS CONSTITUYENTES DEL PUENTE GRÚA Peso, P kg Cantidad Elemento 2 2 1 1 Carro Testero Mecanismo de Traslación Polipasto (Mecanismo) Elemento Eléctricos / Acoplados 675 800 5817 225 7517 FUENTE: Proforma MECASER Carga de Operación, AÁ¾ 64¡ -À-p-[']---- En la carga de operación se toma en cuenta el peso de la capacidad de carga del puente grúa, para el presente caso se toma en cuenta las 12.5 toneladas de capacidad, y la carga de seguridad recomendada de 30%. 7³4 = 7"%Â,,4¡ q tÃ-7"%Â,,4¡ Carga de Impacto vertical,-AÄ 7³4 = QRST-['] Se considera que la carga de impacto vertical que genera el puente grúa es el 10% de su capacidad. 7Å = QtÃ-7"%Â,,4¡ 7Å = QRST-['] 59 4.1.3 DISEÑO DE LA VIGA DE CARGA operación, carga de impacto, como se ve en la figura 4.1. : =Peso propio de la viga Para el análisis de este elemento se toma en cuenta su peso propio, la carga de (se asume 100 Æ¡ ª ). Figura 4.1 Diagrama de Fuerzas - Viga de Carga FUENTE: AUTOR $ = t, L q L@ = 64¡ q 7 q 7Å q : Los esfuerzos resultantes son: L = L@ Ç Qw-['] Jª«| = ÈQwÈ--['] &ª«| = QQ--['R 2] Figura 4.2 Diagrama de Cortante - Viga de Carga Figura 4.3 Diagrama de Momentos - Viga de Carga 60 Carga Requerida La carga requerida para el diseño se obtiene mediante la aplicación de las combinaciones de carga, para el caso de la viga de carga se tiene como combinación 1.2D+1.6L, ( =17.5[']=QRtS É ª Ê = tR É »Y Ê, (Ë =9.7[']=tRTp É ª Ê = tR É »Y Ê Y³ ÆÅ4 0Ì = QRS(Ë q QR( = SR 1 0Ì !@ &Ì = p ' 3 2 Y³ ÆÅ4 &Ì = pRp['R 2] = QTRwT[.ͺR Â'] Sección de la Viga de Carga Para seleccionar el tipo de perfil a utilizar como viga de carga se calcula la inercia &ª«| --c K| = QS-[Â'Z ] tR × $ requerida, mediante la expresión:! K| = Tabla 4.3 Perfiles W Considerados para Viga de Carga W24x84 PÎ- [ÄÏÐ ] W21x93 221.00 W18x106 230.00 Perfil W 224.00 FUENTE: Manual AISC Tabla 1-1 Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) 61 Tabla 4.4 Valores de para Viga de Carga Perfil W W24x84 PÎ c [ÄÏÐ ] ÑÒ c [ÓDÄ] ÔÏ c [ÓÕÖR ÄÏ] 224 50 11200 W21x93 221 50 11050 W18x106 230 50 11500 Se compara &Ì con & y se determina que la relación es &Ì & por lo que se FUENTE: Manual AISC Tabla 1-1 concluye que los perfiles seleccionados si son aptos para el análisis. Pandeo Lateral-Torsional !© = Q-2 = RSw-Â' !4 = QR-# ± $ ! = #Y; ± tR$ #Y; @ = µ< n³ SG| (Ec. 1.54) (Ec. 1.57) (Ec. 1.59) Tabla 4.5 Valores de k¾ , kØ para Viga de Carga Perfil W k¾ ÄÏ kØ ÄÏ W30x99 89.01 75.42 W18x143 114.44 91.25 W14x176 170.39 130.97 Determinados los valores de !© ,-!4 y ! . Se determina que el caso a tomar es Cuando !© ! por lo tanto se utiliza la ecuación: 62 & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) El factor 7© , se determina utilizando la ecuación: 7© = QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) Figura 4.4 Momentos en los Puntos A,B,C - Viga de Carga Con los valores tomados del diagrama de momentos se determina el valor de 7© 7© = QRS Para determinar el valor de la fuerza crítica se utiliza la ecuación 1.44, $) = 7© @ ! @ }# © Y; ±Q q tRtp ²% !© @ y z G| n³ #Y; = Sttt--[.+Â] (Ec. 1.13) Tabla 4.6 Valores de ÑÙØ para Viga de Carga W30x99 ØÚD [ÄÏ] 2.620 Û [ÄÏÜ ] 3.77 WÎ c [ÄÏÐ ] 269 jÁ c [ÄÏ] 29 ÑÙØ c [ÓDÄ] W18x143 3.170 19.2 282 18.2 30.27 W14x176 4.550 26.5 281 14 58.58 Perfil W 10.18 63 Utilizando la ecuación & = $) G| se obtienen los datos de & . Tabla 4.7 Valores de para Viga de Carga ÔÏ c [ÓÕÖR ÄÏ] ÝÔÏ c [ÓÕÖR ÄÏ] ÔÞ Ôß 2738.98 2465.09 ÝÔÏ ÔÞ NO CUMPLE 2.92 W18x143 8536.34 7682.71 CUMPLE 0.94 W14x176 16460.61 14814.55 CUMPLE 0.49 Perfil W W30x99 Determinados los esfuerzos se selecciona la viga W18x143 para viga de Carga debido Ô a que el factor de trabajo ÔÞ, está más próximo a 1, además, el esfuerzo de diseño es ß mayor al esfuerzo requerido, por lo que es apto para el uso. 4.1.4 DISEÑO DE VIGAS CARRILERAS Para el diseño de la viga carrilera se considerará los perfiles IPE ya que este tipo de perfiles son usados para generalmente para Estructuras Soporte de polipasto en puentes grúas o tecles Puentes y Rieles.2 Figura 4.5 Vigas Carrileras del Puente Grúa 2 Catálogo de Materiales de NAVACERO 2015, página 13 64 Se considera una posición extrema cuando los dos puentes grúa se encuentren sobre una misma viga, en este caso se analizará los esfuerzos resultantes en dicha viga, para el análisis también se toma en cuenta una viga IPE500 que nos sirve para considerar el peso propio, con estas consideraciones se efectúan los cálculos de reacciones para posteriormente obtener las cargas críticas y poder seleccionar una viga carrilera tomando en cuenta una viga continua. Figura 4.6 Fuerza Resultante Considerada para el Diseño de Viga Carrilera Figura 4.7 Diagrama de Momento Flector - Viga Carrilera Jª«| = QtRQp-['] &ª«| = RS--['R 2] Para este caso, se analiza a la viga como continua, el momento máximo se lo multiplicará por un factor de 0.9. 65 Carga Requerida La carga requerida para el diseño se obtiene mediante la aplicación de las combinaciones de carga, para este caso se tiene como combinación 1.2D+1.6L ( (Ë =30['] =Q É ª Ê =tRtt É Y³ Y³ Ê ª 0Ì = QRS(Ë q QR( = QRw 1 &Ì = ' 3 2 0Ì !@ = tttt-[/R %2] p Sección Requerida de la Viga Carrilera Para seleccionar el tipo de perfil a utilizar como viga de carga se calcula la sección &ª«| --c K| = QtwR-[%2Z ] tR × $ requerida, mediante la expresión:! K| = De acuerdo al análisis de selecciona un perfil IPE 450 de la tabla de propiedades de perfiles. Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) Ó¿ 3 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] Ùàh Tabla 4.8 Valores de para Viga de Carga Perfil IPE PÎ c [ÙàÐ ] ÑÒ c 1 IPE 400 1500 3515 5272500 FUENTE: Manual AISC Tabla 1-1 De acuerdo a los valores calculados &Ì & por lo que se concluye que el perfil seleccionado IPE 330 es apto para el análisis. 66 Pandeo Lateral-Torsional !© = -2 = tt-%2 !4 = QR-# ± $ (Ec. 1.54) ! = #Y; ± tR$ IPE 330 ØÒ [Ùà] 4.12 #Y; @ = (Ec. 1.57) µ< 7> G| (Ec. 1.59) EÒ c [ÙàÜ ] jÁ c [Ùà] WÎ c [ÙàÐ ] ØÚD [Ùà] k¾ c [Ùà]- kØ c [Ùà] 1680 43.54 851 6.56 174.68 593.41 Determinados los valores de !© ,-!4 y ! . Se determina que el caso a tomar es Cuando !© ! por lo tanto se utiliza la ecuación: & = $) G| &4 El factor 7© , se determina utilizando la ecuación: 7© = QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) Con los valores tomados del diagrama de momentos se determina el valor de 7© 7© = RQT-ÀRt Se considera 7© = , debido a que la formula indica que deben ser valores menores o iguales a 3. 67 Para determinar el valor de la fuerza crítica se utiliza la ecuación, $) = 7© @ ! @ }# © Y; ±Q q tRtp ²% !© @ y z G| n³ #Y; = SQtttt--[&6] (Ec. 1.53) Tabla 4.9 Valores de ÑÙØ para Viga de Carga Perfil IPE ÑÙØ c 1 IPE 450 Ó¿ 3 Ùàh 7220.32 Utilizando la ecuación & = $) G| se obtienen los datos de & . Tabla 4.10 Valores de ÔÏ , para Viga Carrilera Perfil W IPE 450 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÝÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ c [Ó¿R Ùà] 6144490.90 55300041.81 603000 ÝÔÏ ÔÞ CUMPLE ÔÞ Ôß 0.11 Determinados los esfuerzos se selecciona la viga IPE 450 para viga carrilera debido Ô a que el factor de trabajo ÔÞ, está más próximo a 1, además, el esfuerzo de diseño es ß mayor al esfuerzo requerido. 68 4.2 DISEÑO DEL GALPÓN El diseño del galpón se lo realiza de manera separada, considerando dos secciones de acuerdo a las actividades a realizarse en ellas, un área de planta y un área de carga, como se muestra en la figura 4.17. Figura 4.8 Distribución de áreas para el diseño 4.2.1 ANÁLISIS ESTRUCTURAL Al momento de realizar el diseño estructural, por motivos de facilidad de cálculos se realiza las siguientes consideraciones estructurales: · Se supone una estructura tipo pórtico parabólico con apoyos articulados. · La transmisión de esfuerzos entre los elementos es únicamente de tipo axiales, siendo constantes en toda la longitud del elemento. · Las cargas se suponen concentradas en las juntas, siendo estos puntos la transmisión de fuerzas. · La estructura se supone simétrica, y con sus apoyos nivelados respecto al piso 69 Sección 1: Área de Planta La primera sección a analizar es la de planta, destinando su espacio con fines taller de maquinado, almacenamiento, oficinas. La geometría general de la sección se muestra en la figura 4.18. Figura 4.9 Geometría Básica Siendo: Tabla 4.11 Datos geométricos del pórtico del área de Planta Parámetro Nomenclatura Valor (m) Luz del pórtico L 14 Altura de la Columna h 12 Fleche del arco f 1.68 Altura total HT 13.68 Distancia entre pórticos d 6 Profundidad del galpón D 48 Longitud del arco s 14.27 70 4.2.2 CALCULO DE CARGAS DEL PÓRTICO Se realiza el análisis de las cargas actuantes sobre la nave industrial es decir las cargas vivas, muertas, de sismo, viento, granizo, para al final con los datos y suposiciones establecidas obtener combinaciones de carga, necesarias para el diseño y validación de los parámetros seleccionados. 4.2.2.1 Cargas vivas Teniendo los siguientes datos: · Inclinación de la cubierta (f/L): 1.68/14 = 0.12 · Área tributaria de carga: L x d = 85.62 m2 De la tabla 1.1 se tiene: Carga viva mínima: 60 kg/m2 4.2.2.2 Cargas Muertas Peso de la cubierta Figura 4.10 Cubierta de la nave Tomando como punto de partida una plancha DIPANEL DP5 GALVALUME, la cual según datos del catálogo del distribuidor tiene un peso útil de 3.83 kg/m2. 71 La carga total de la cubierta mediante la Ec 1.1, será: () = Rp ./ * 2 * QwRS2 = Sp-./ 2@ Con esto, la correspondiente carga vertical 0) , distribuida a lo largo de la luz del pórtico será: 0) = Peso del pórtico Sp-./ = SRwS-./á2 Qw-2 Figura 4.11 Elementos del pórtico Los pórticos están constituidos por columnas, vigas de trabe y arcos del techo, con perfiles tipo W, las longitudes totales estimadas de estos elementos dentro de la nave, y los pesos propios establecidos por los fabricantes, se presentan en la Tabla 28 Tabla 4.12 Peso de elementos del pórtico ELEMENTO PESO (kg/m) LONGITUD (m) Columna 80 24 Viga de trabe 50 6 Arco del techo 50 14.27 TOTAL 180 72 Con estos datos, se aproxima el peso del pórtico mediante las expresiones: 04 = pt ª -x-Sw2 = SQR-./ Columna: 04 = Tt Viga de trabe: Æ¡ Æ¡ ª -x-2 = tt-./ 04 = Tt ª -x-QwRS-2 = QRT-./ Arco del techo: Æ¡ Obteniendo así un peso total de 1226.83 kg. Debido a la existencia de elementos de conexión como pernos, soldaduras, apoyos, al peso total obtenido se le agrega el 15% del mismo. 04 = QSSRp-./-x-tRQT = QpwRtS-./ Conexiones: La carga total del pórtico será de (4 = QwQtRp-./ La carga lineal debido al peso de los elementos se obtiene mediante la expresión: 04 = Peso de las correas QwQtRp-./ = QttRp-./á2 Qw2 Figura 4.12 Correas de la nave 73 En el análisis de las correas, se asume un elemento con un peso propio de 20.62 kg/m, dado por el fabricante. En los pórticos se tienen 14 correas, cada una con una longitud de 6 m, con lo que la longitud total de correas será de: Qw-x-2 = pw-2 Por tanto, la carga total de las correas viene dada por: (5 = -StRS ./ * pw2 = QSRtp-./ 2 Con esto la carga lineal debido a las correas será: 05 = QSRtp-./ = QSRS-./á2 Qw-2 Tabla 4.13 Resumen de Cargas CARGA MUERTA Cargas Peso kg/m Cubierta 23.42 Pórtico 100.78 Correas 123.72 TOTAL 247.92 La carga muerta por unidad de área será 20.66 kg/m2 4.2.2.3 Carga de sismo Para determinar el valor del cortante basal total (Ec. 1.9) es necesario establecer los coeficientes necesarios: Factor de zona sísmica, P! De acuerdo a la figura 1.6 y la tabla 1.7. El terreno destinado a la construcción de la nave industrial está ubicado en la ciudad de Ambato provincia de Tungurahua, en donde se tiene una zona sísmica tipo IV. Por tanto, el valor de factor Z es 0.40. 74 Coeficiente de suelo, W De acuerdo a datos del Instituto Espacial Ecuatoriano3 el perfil de suelo para la zona de la nave industrial es del tipo arcilloso-arenoso, que según el código ecuatoriano de la construcción pertenece a un perfil de suelo S2. Con esto, según la tabla 1.8, los coeficientes S y Cm son 1.2 y 3.0 respectivamente. Coeficiente de importancia de la estructura, E El factor I debido al tipo de uso, según la tabla 1.7, tiene un de 1.0 Factor de reducción de respuesta estructural, ` De acuerdo a la tabla 1.9, el factor de resistencia sísmica R, tiene un valor de 10 Factor de configuración en planta y elevación, ab, Al no presentar irregularidades según las tablas 1.10 y 1.11, los coeficientes tienen un valor de 1. Las constantes necesarias para el diseño sísmico se presentan en la siguiente tabla: Tabla 4.14 Constantes necesarias para diseño sísmico Coeficiente/Factor Valor Z 0.40 I 1 S 1.2 Cm 3 1 âNcO El periodo fundamental de vibración según la ecuación 1.11 tiene un valor de: V = tRw 3 YEROVI F.; Generación de geoinformación para la gestión del territorio a nivel nacional, escala 1:25000; INSTITUTO ESPACIAL ECUATORIANO; 2012; pág. 2. 75 El cortante basal de diseño, según la ecuación 1.10 será. 7 = SRtQ La condición de diseño indica que el cortante basal C no debe exceder el valor del coeficiente Cm establecido en la Tabla 34 C= 2.43 ˂ Cm (Cumpliéndose la condición de diseño). El cortante basal total según la ecuación 1.9, carga para cada pórtico es: J = Rp-./ 4.2.2.4 Carga de Granizo La norma CEP INEN, carece de un análisis de cargas de granizo, por lo cual, se acude a la norma NEC 2015, en donde por recomendación: 4.2.2.5 Cargas de viento ./ (¡ = QtQR 1 @ 3 2 Según las Tabla 1.2, el coeficiente de exposición Ce4, para una estructura de 13.68m de altura tiene un valor de 0.95. El coeficiente de presión Cq, generada por el viento, viene determinado por la tabla 1.3, y tiene yn valor de 1.4: De acuerdo al tipo de edificación a construir, de la tabla 1.5, el factor de importancia Iw tiene un valor de 1.0 De acuerdo con datos del INAMHI la velocidad promedio del viento para la zona de Ambato, es de 10 m/s (36 km/h), teniendo picos históricos5 de 20 m/s (72 km/h). De la tabla 1.4 se establece que la presión de estancamiento es de (0.6 kN/m2). Entonces la carga de viento según la ecuación 1.7 será: 6 = tRt 4 5 .? = ptRS-./á2@ @ 2 UBC Uniform Building Code; 1997; Capítulo 16; División III; Página 2-7 Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología; Anuario Meteorológico 2011; página 52 76 4.2.2.6 Carga viva del techo Producida durante trabajos de mantenimiento de equipos y materiales o por objetos movibles durante la vida de la estructura. Viene definida según la ASCE 2010 por: ! = !³ * L * L@ Donde: !³ : Carga mínima distribuida sobre el techo L {-L@ : Factores de reducción Carga mínima distribuida sobre el techo, kÁ Definida por el tipo de uso de la instalación, según la tabla del anexo A, para el tipo de manufactura pesada, se tiene un valor de 3000 lb Factores de reducción,-`f Ò-`h R1 R2 1 At ≤ 18.58 m2 1.2 – 0.001 At 18.58m2 ˂ At ˂ 55.74 m2 0.6 At ≥ 55.74 m2 1 F≤ 4 1.2 – 0.05 F 4 ˂ F ˂ 12 0.6 F ≥ 12 De los datos geométricos del pórtico se tiene, R1 =0.6 y R2 =1 De acuerdo con estos datos se tiene que: ! = pQRw-./ 77 4.2.3 CÁLCULO DE REACCIONES, MOMENTOS DEL PÓRTICO Figura 4.13 Diagrama general del pórtico Partiendo de que, dentro de la estructura, las columnas están sometidas a esfuerzos de flexo-compresión y que las vigas solamente a esfuerzos de flexión, la inercia de las columnas resulta ser mayor que la inercia de las vigas, por lo tanto, se asume que: < = QR <@ Se obtienen las siguientes constantes estructurales según las ecuaciones 1.12, 1.13, 1.14 y 1.15: r= < n * = QRp <@ ! l= m = tRQw n o = p[Q q rsQRT q Sl q tRpl@ u] = wRpS v= w[Q q QRTr q rl] = -tRw o 78 Es necesario determinar puntos de análisis sobre la curva del techo, estableciendo en cada uno de ellos las coordenadas y la tangente. Figura 4.14 División geométrica del pórtico 4.2.3.1 Carga vertical muerta uniformemente repartida Figura 4.15 Carga vertical muerta 79 Donde: (ã = wtRp-./m Las reacciones generadas en los apoyos de la estructura se determinan mediante las ecuaciones 1.16 y 1.17: ox = vx = SwQRw-./m o{ = v{ = QTRw-./m Con estas reacciones de los apoyos se obtiene los valores de los momentos Mx, fuerzas axiales Nx y fuerzas cortantes Qx en los puntos determinados de la curva de la cubierta. Mediante la ecuación 1.18 se obtiene los momentos flectores: Las fuerzas cortantes y axiales vienen dadas por las ecuaciones 1.19, 1.20, 1.21 y 1.22 Los valores obtenidos en los diferentes puntos de la curva de la cubierta son presentados en la siguiente tabla: x (m) 0 0,14 1,4 2,8 4,2 5,6 7 8,4 9,8 11,2 12,6 14 y (m) 0,00 0,07 0,60 1,08 1,41 1,61 1,68 1,61 1,41 1,08 0,60 0,00 φ deg 25,64 25,19 21,01 16,07 10,87 5,48 0,00 5,48 10,87 16,07 21,01 25,64 Mx (kgf*m) -2897,1 -2672,6 -856,5 730,7 1864,4 2544,6 2771,3 2544,6 1864,4 730,7 -856,5 -2897,1 Nx (kgf) 1055,5 342,2 1022,8 -591,4 -719,2 -80,6 241,4 -80,6 -719,2 -591,4 1022,8 1055,5 Qx (kgf) 1398,6 1683,3 -969,4 -890,4 151,5 415,0 0,0 -415,0 -151,5 890,4 969,4 -1398,6 80 4.2.3.2 Carga vertical viva uniformemente repartida Figura 4.16 Carga vertical viva (ä = TQRSt-./m Las reacciones generadas en los apoyos de la estructura se determinan mediante las ecuaciones 1.16 y 1.17: ox = vx = TR-./m o{ = v{ = Tt-./m Con estas reacciones de los apoyos se obtiene los valores de los momentos Mx, fuerzas axiales Nx y fuerzas cortantes Qx en los puntos determinados de la curva de la cubierta. Mediante la ecuación 1.18 se obtiene los momentos flectores: Las fuerzas cortantes y axiales vienen dadas por las ecuaciones 1.19, 1.20, 1.21 y 1.22 81 Los valores obtenidos en los diferentes puntos de la curva de la cubierta son presentados en la siguiente tabla: Tabla 4.15 Reacciones debido a la carga viva x (m) y (m) φ deg Mx (kgf*m) Nx (kgf) Qx (kgf) 0,00 0,14 1,40 2,80 4,20 5,60 7,00 8,40 9,80 11,20 12,60 14,00 0,00 0,07 0,60 1,08 1,41 1,61 1,68 1,61 1,41 1,08 0,60 0,00 25,64 25,19 21,01 16,07 10,87 5,48 0,00 5,48 10,87 16,07 21,01 25,64 -4287,99 -3955,75 -1267,67 1081,47 2759,43 3766,20 4101,79 3766,20 2759,43 1081,47 -1267,67 -4287,99 1562,20 506,52 1513,80 -875,28 -1064,44 -119,32 357,33 -937,88 206,88 -1909,29 206,03 973,88 2070,00 2491,50 -1434,79 -1317,86 224,27 614,30 0,00 2417,80 2534,03 -839,54 -1568,57 -484,64 4.2.3.3 Carga de sismo uniformemente repartida Figura 4.17 Carga horizontal de sismo (U = Rp-./m 82 La constante de la estructura según la Ec. 1.23 es: .= w-x-RtRQw Q yQS q z = SR pS T Las reacciones generadas en los apoyos de la estructura se determinan mediante las ecuaciones 1.24, 1.25, 1.26 y 1.27: v| = QwRQT./m o| = ~QRS-./m v = tRwS-./m o = ~tRwS-./m Con estas reacciones de los apoyos se obtiene los valores de los momentos Mx, fuerzas axiales Nx y fuerzas cortantes Qx en los puntos determinados de la curva de la cubierta. Mediante las ecuaciones 1.28 y 1.31 se obtienen los momentos flectores: Las fuerzas cortantes y axiales vienen dadas por las ecuaciones 1.29, 1.30, 1.32 y 1.33. Los valores obtenidos en los diferentes puntos de la curva de la cubierta son presentados en la tabla 4.17. Tabla 4.16 Reacciones debido a la carga de sismo x (m) 0 0,14 1,4 2,8 4,2 5,6 7 8,4 9,8 11,2 12,6 14 y (m) 0,00 0,07 0,60 1,08 1,41 1,61 1,68 1,61 1,41 1,08 0,60 φ deg Mx (kgf*m) 25,64 2078,74 25,19 2046,50 21,01 1713,58 16,07 1282,52 10,87 823,65 5,48 364,16 0,00 -79,61 5,48 2362,14 10,87 2307,90 16,07 1829,66 21,01 1319,25 0,00 25,64 830,90 Nx (kgf) -301,92 -191,31 -162,02 270,29 328,80 101,67 -172,43 293,99 182,28 166,88 -262,27 Qx (kgf) -186,01 -299,36 214,36 304,74 148,49 -107,64 -309,42 -190,42 -299,11 307,96 232,17 -327,73 -123,62 83 4.2.3.4 Carga de viento horizontal uniformemente repartida Figura 4.18 Carga horizontal de viento (å = QtpRQ-./m La constante de la estructura según la Ec. 1.23 es: .= w-x-RtRQw Q yQS q z = SR pS T Las reacciones generadas en los apoyos de la estructura se determinan mediante las ecuaciones 1.24, 1.25, 1.26 y 1.27: v| = TwRSp-./m o| = ~TRp-./m v = QttRQS./m o = ~QttRQS-./m Con estas reacciones de los apoyos se obtiene los valores de los momentos Mx, fuerzas axiales Nx y fuerzas cortantes Qx en los puntos determinados de la curva de la cubierta. 84 Tabla 4.17 Reacciones debido a la carga de viento x (m) 0,00 0,14 1,40 2,80 4,20 5,60 7,00 8,40 9,80 11,20 12,60 14,00 y (m) 0,00 0,07 0,60 1,08 1,41 1,61 1,68 1,61 1,41 1,08 0,60 0,00 φ deg Mx (kgf*m) 25,64 6765,90 25,19 6660,97 21,01 5577,39 16,07 4174,38 10,87 2680,82 5,48 1185,28 0,00 -259,11 5,48 7688,31 10,87 7511,77 16,07 5955,21 21,01 4293,92 25,64 2704,44 Nx (kgf) -982,68 -579,36 -745,60 223,18 953,57 1063,95 534,28 956,87 593,27 543,18 -853,63 -1066,70 Qx (kgf) -605,42 -974,36 697,69 991,86 483,30 -350,34 -1007,12 -619,80 -973,54 1002,35 755,68 -402,36 4.2.3.5 Combinaciones de cargas Para completar el análisis de cargas se utilizan las combinaciones de cargas que se presentan a continuación según la norma ASCE 20106. Símbolos y Notación D = Carga Muerta E = Carga de Sismo L = Carga Viva Lt = Carga viva de la Cubierta S = Carga de Granizo W = Carga de Viento Cuando sea apropiado, se deberá investigar cada estado límite de resistencia. Los efectos más desfavorables, tanto de viento como de sismo, no necesitan ser considerados simultáneamente. Las estructuras, componentes y cimentaciones, 6 ASCE; Minimum Desing Loads for Buildings and Other Structures; 2010, pág. 7 85 deberán ser diseñadas de tal manera que la resistencia de diseño iguale o exceda los efectos de las cargas incrementadas, de acuerdo a las siguientes combinaciones: 1) 1.4 D 2) 1.2 D + 1.6 L + 0.5 max (Lt; S; R) 3) 1.2 D + 1.6 max (L; S; R) + max (L; 0.5 W) 4) 1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 max (Lt; S) 5) 1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S 6) 0.9 D + 1.0 W 7) 0.9 D + 1.0 E Aplicando las combinaciones de cargas descritas, anteriormente se tiene los siguientes resultados: Tabla 4.18 Combinaciones de Cargas Resultantes C1 -4055,95 -3741,69 -1199,07 1022,95 2610,11 3562,40 3879,83 3562,40 2610,11 1022,95 -1199,07 -4055,95 C2 -13981,03 -12897,77 -4133,24 3526,15 8997,14 12279,74 13373,94 12279,74 8997,14 3526,15 -4133,24 -13981,03 C3 -19424,41 -17919,40 -5742,48 4899,02 12500,10 17060,74 18580,96 17060,74 12500,10 4899,02 -5742,48 -19424,41 C4 -4642,33 -3863,35 2204,75 7051,64 10022,31 11205,30 10653,75 17708,33 14853,26 8832,48 921,28 -8703,80 C5 -7143,27 -6460,98 -1012,74 3608,40 6758,24 8463,98 8741,95 10461,96 8242,49 4155,54 -1407,07 -8391,10 C6 4158,51 4255,60 4806,56 4831,99 4358,75 3475,40 2235,07 9978,42 9189,69 6612,82 3523,09 97,04 C7 -528,66 -358,88 942,75 1940,14 2501,57 2654,28 2414,57 4652,25 3985,82 2487,27 548,42 -1776,49 86 4.2.3.1 Cargas en las Columnas Del Galpón del Área de Carga Tabla 4.19 Cargas Generadas en las Columnas del Galpón de la Planta CARGAS GENERADAS EN LAS COLUMNAS H (m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 -724.28 -1072.00 519.68 1691.48 -724.28 -1072.00 6 -1448.55 -2143.99 1039.37 3382.95 -1448.55 -2143.99 9 -2172.83 -3215.99 1559.05 5074.43 -2172.83 -3215.99 12 -2897.11 -4287.99 2078.74 6765.90 -2897.11 -4287.99 Tabla 4.20 Combinaciones de Carga para Columnas del Galpón de la Planta COMBINACIONES DE CARGA EN LAS COLUMNAS H (m) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 -1013.99 -3495.26 -4856.10 -291.45 -1785.82 1039.63 -132.16 6 -2027.98 -6990.51 -9712.21 -582.90 -3571.63 2079.25 -264.33 9 -3041.96 -10485.77 -14568.31 -874.35 -5357.45 3118.88 -396.49 12 -4055.95 -13981.03 -19424.41 -4642.33 -7143.27 4158.51 -528.66 87 Sección 2: Área de carga º Figura 4.19 Geometría Básica Siendo: Parámetro Nomenclatura Valor (m) Luz del portico L 18 Altura de la Columna h 11.19 Fleche del Arco f 1.99 Altura total HT 13.18 Distancia entre porticos d 6 Profundiad del Galpón D 30 Longitud del Arco s 18.58 Aplicando los mismos criterios de diseño utilizados en la sección 1 del área de planta, los resultados obtenidos para la variación de datos de la sección de carga se resumen en las siguientes tablas: 88 Tabla 4.21 Cargas sobre pórtico TIPO DE CARGA VALOR Carga viva 60 kg/m2 Carga de la cubierta 22.98 kg/m Carga de correas 123.7 kg/m Carga de pórticos 212.1 kg/m Carga muerta total 51.77 kg/m Tabla 4.22 Diseño sísmico Coeficientes de sismo Valor Factor zona sísmica Z 0,40 Coeficiente importancia I 1 Coeficiente de suelo (S2) S 1,2 Coeficiente Cm 3 Factor reducción de respuesta R 10 Factor de configuración φP,E 1 Factor acero Ct 0,09 Altura máxima hn 13,184 Periodo de vibración T 0,62 Cortante basal de diseño C 2,50 Cortante basal kg/m2 V 3.2 Cortante basal / pórtico kg V 645.51 Tabla 4.23 Diseño de cargas de viento Coeficientes diseño viento Coeficiente de exposición (Expo B) Coeficiente de presión (método 2) Factor de importancia Presión de estancamiento; velocidad viento 20 km/h Presión de estancamiento kN/m2 Carga de viento kN/m2 Carga de viento kg/m2 Carga de viento lineal Valor Ce 0,95 Cp 1,4 Iw 1,0 qs 12,6 qs 0,6 P 0,8 P 80.27 kg/m 1057.97 89 Tabla 4.24 Reacciones por cargas muertas x (m) y (m) φ deg Mx (kgf*m) Nx (kgf) Qx (kgf) 0 0,18 0,00 0,08 23,86 23,43 -7313,2 -6789,3 -2900,8 -3222,7 1561,6 234,3 1,8 3,6 0,72 1,27 19,48 14,86 -2550,5 1153,8 2055,2 1020,4 1695,9 -1771,8 5,4 7,2 1,67 1,91 10,03 5,05 3799,7 5387,3 -1273,1 -389,2 -688,8 832,3 9 10,8 1,99 1,91 0,00 5,05 5916,5 5387,3 653,6 -389,2 0,0 -832,3 12,6 14,4 1,67 1,27 10,03 14,86 3799,7 1153,8 -1273,1 1020,4 688,8 1771,8 16,2 18 0,72 0,00 19,48 23,86 -2550,5 -7313,2 2055,2 -2900,8 -1695,9 -1561,6 Tabla 4.25 Reacciones por cargas vivas x (m) y (m) φ deg Mx (kgf*m) Nx (kgf) Qx (kgf) 0,00 0,18 1,80 3,60 5,40 0,00 0,08 0,72 1,27 1,67 23,86 23,43 19,48 14,86 10,03 -7338,25 -6812,56 -2559,26 1157,74 3812,73 -2910,73 -3233,68 2062,23 1023,94 -1277,50 1566,94 235,06 1701,69 -1777,85 -691,13 7,20 1,91 5,05 5405,73 -390,58 835,11 9,00 10,80 12,60 1,99 1,91 1,67 0,00 5,05 10,03 5936,73 5405,73 3812,73 655,79 3290,97 3062,22 0,00 311,69 -1065,26 14,40 1,27 14,86 1157,74 -1004,83 2477,67 16,20 0,72 19,48 -2559,26 -1891,63 -794,32 18,00 0,00 23,86 -7338,25 199,81 -1438,66 Tabla 4.26 Reacciones por cargas de sismo x (m) 0 0,18 1,8 3,6 5,4 7,2 9 10,8 12,6 14,4 16,2 y (m) 0,00 0,08 0,72 1,27 1,67 1,91 1,99 1,91 1,67 1,27 0,72 φ deg 23,86 23,43 19,48 14,86 10,03 5,05 0,00 5,05 10,03 14,86 19,48 Mx (kgf*m) 3742,09 3688,78 3111,87 2331,82 1488,25 642,83 -167,46 4384,36 4281,19 3374,95 2415,06 Nx (kgf) 321,26 476,93 -527,73 -107,03 522,88 299,98 -333,03 -328,02 -473,89 509,33 121,87 Qx (kgf) -446,73 -249,07 -291,92 230,06 477,49 122,23 -436,97 -424,42 -251,30 -168,23 522,37 18 0,00 23,86 1504,69 -504,67 181,74 90 Tabla 4.27 Reacciones por cargas de viento x (m) 0,00 0,18 1,80 3,60 5,40 7,20 9,00 10,80 12,60 14,40 16,20 18,00 y (m) 0,00 0,08 0,72 1,27 1,67 1,91 1,99 1,91 1,67 1,27 0,72 0,00 φ deg Mx (kgf*m) 23,86 6133,19 23,43 6045,82 19,48 5100,28 14,86 3821,80 10,03 2439,21 5,05 1053,58 0,00 -274,46 5,05 7185,87 10,03 7016,78 14,86 5531,46 19,48 3958,22 23,86 2466,16 Nx (kgf) 526,53 776,22 -558,54 -622,40 128,33 831,50 509,87 -537,61 -776,70 834,79 199,74 -827,14 Qx (kgf) -732,19 -408,23 -478,45 377,06 782,60 200,33 -716,19 -695,61 -411,87 -275,73 856,15 297,87 Tabla 4.28 Combinaciones da cargas resultantes C1 -10238,53 -9505,08 -3570,75 1615,30 5319,63 7542,22 8283,09 7542,22 5319,63 1615,30 -3570,75 -10238,53 C2 -20874,68 -19379,29 -7280,17 3293,34 10845,85 15377,35 16887,85 15377,35 10845,85 3293,34 -7280,17 -20874,68 C3 -17258,43 -16022,09 -6018,98 2722,81 8966,95 12713,43 13962,26 12713,43 8966,95 2722,81 -6018,98 -17258,43 C4 -10338,54 -9245,93 -644,33 6420,49 10997,42 13187,49 13051,36 19319,78 15574,98 8130,16 -1786,39 -14005,57 C5 -12515,09 -11403,79 -2557,92 4896,67 9934,98 12618,69 12984,78 16360,23 12727,93 5939,80 -3254,73 -14752,48 C6 -448,73 -64,59 2804,80 4860,21 5858,97 5902,15 5050,38 12034,44 10436,54 6569,87 1662,74 -4115,76 C7 -2839,83 -2421,63 816,39 3370,23 4908,01 5491,40 5157,39 9232,94 7700,96 4413,36 119,58 -5077,22 91 4.2.3.2 Cargas en las Columnas Del Galpón del Área de Carga Tabla 4.29 Cargas Generadas en las Columnas CARGAS GENERADAS EN LAS COLUMNAS Altura de la Columna Carga muerta Carga viva Carga viva GRÚA Carga sismo Carga viento Carga techo Carga granizo H (m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) M (kg.m) 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 -1828.31 -1834.56 -2455.48 935.52 1533.30 -231.15 -178.79 6 -3656.62 -3669.13 -4910.96 1871.04 3066.59 -462.30 -357.59 9 -5484.93 -4586.41 -7366.43 2806.56 4599.89 -693.45 -536.38 10 -6094.37 -6115.21 -8184.93 3118.40 5110.99 -770.50 -595.98 10 -6094.37 -6115.21 3815.07 3118.40 5110.99 -770.50 -595.98 12 0.00 -7338.25 2178.09 3742.09 6133.19 -924.60 -715.18 Tabla 4.30 Combinaciones de Cargas para las Columnas Altura de la Columna H (m) COMBINACIONES DE CARGA EN LAS COLUMNAS C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 -2559.63 -9147.44 -6770.08 -2846.14 -5584.25 -112.18 -709.96 6 -5119.27 -18294.87 -13540.17 -5692.28 -11168.50 -224.36 -1419.91 9 -7678.90 -25974.66 -19392.97 -7621.14 -15835.47 -336.54 -2129.87 10 -8532.11 -30491.45 -22566.95 -9487.14 -18614.17 -373.94 -2366.52 10 -8532.11 -11291.45 -10566.95 2512.86 -6614.17 -373.94 -2366.52 12 -10238.53 -17389.74 -15080.34 615.43 -10337.00 -448.73 -2839.83 92 4.2.4 DISEÑO DE CORREAS DEL TECHO Se considera una correa tipo C para el techo, como muestra la Figura 4.20 Correas del Techo, este elemento se considera para el análisis un peso propio de St É ª Ê, para Æ¡ realizar los cálculos se toma los datos técnicos del catálogo del proveedor que se encuentran en el ANEXO B . Figura 4.20 Correas del Techo Análisis estático de la Correa Tabla 4.31 Cargas Actuantes sobra la Correa del Techo CARGA Muerta Viva Techo Granizo TOTAL w, É Ê Ó¿ à 20.00 60.00 4.00 101.97 185.97 Figura 4.21 Diagrama de Cuerpo libre – Correa del Techo Figura 4.22 Diagrama de Momentos - Correa del Techo 93 Carga Requerida La carga requerida para la correa se determina del análisis estático del elemento. ./ 0Ì = QpTR- 1 3 2 &Ì = 0Ì !@ p &Ì = ppRT-[/R %2] Sección de las Correas del Techo K| = &ª«| -tR × $ K| = SRS-[%2Z ] Del análisis realizado de la Correa, se considera para el análisis un perfil UPN que cumple con la sección requerida, el dato se toma de la tabla del ANEXO B UPN 140. Esta correa se toma para los dos galpones, por lo que se realiza un solo análisis que es válido para ambos galpones. Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) Tabla 4.32 Valores de para ÔÏ , para Correa del Techo Perfil IPE PÎ c [ÙàÐ ] ÑÒ c 1 UPN 140 86.4 Ó¿ 3 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] Ùàh 3515 303696 FUENTE: Catálogo de Materiales DIPAC De acuerdo a los valores calculados &Ì & por lo que se concluye que el perfil seleccionado UPN 140, es apto para el análisis. 94 Pandeo Lateral-Torsional !4 = QR-# ± $ (Ec. 1.54) ! = #Y; ± tR$ #Y; @ = Øæ µ< 7> G| (Ec. 1.56) Tabla 4.33 Propiedades del Perfil UPN 140 EÒÈ c [ÙàÜ ] jÁ c [Ùà] [Ùà] UPN 140 (Ec. 1.57) 6.02 62.7 140 WÎ c [ÙàÐ ] 51.4 ØÚD [Ùà] 4.62 FUENTE: Catálogo de Materiales DIPAC UPN 140 kÖ c [Ùà] 600 k¾ c [Ùà]255.24 kØ c [Ùà] 417.92 Determinados los valores de !© ,-!4 y ! . Se determina que el caso a tomar es Cuando !© ! $) = 7© @ ! @ }# © Y; & = $) G| &4 ±Q q tRtp ²% !© @ y z G| n³ #Y; El factor 7© , se determina utilizando la ecuación 1.40 (Ec. 1.53) 95 7© = QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) Con los valores del diagrama de momentos (figura 4.22) se determina el valor de 7© 7© = QRQ Perfil UPN UPN 140 Ûc [ÙàÜ ] 6.02 ÑÙØ c 1 Ó¿ 3 Ùàh 2288.36 & = $) G| & = QQSQRpw-[./R 2]- Tabla 4.34 Valores de ÔÏ , para Correas del Techo Perfil UPN ÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÝÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ c [Ó¿R Ùà] UPN 140 117621.84 105859.66 83686.5 ÝÔÏ ÔÞ CUMPLE ÔÞ Ôß 0.79 debido a que ç& &Ì . Determinados los esfuerzos se concluye que el perfil UPN 140 es válido para el uso 4.2.5 DISEÑO DE COLUMNAS Carga requerida Debido a que se tiene dos galpones, la carga requerida se obtiene por separado de cada uno de los galpones, para el galpón 1 (Área de la Planta) la carga más alta se 96 obtiene de la combinación 3 (1.2 D + 1.6 S + L), mientras que para el galpón 2 (Área del puente Grúa) se obtiene de la combinación 2 (1.2 D + 1.6 L +0.5 S). GALPÓN Galpón 1 Galpón 2 Selección de la Columna K| = GALPÓN ÔàèÎ c [Ó¿R Ùà] ÑÒ c 1 ÔÞ c [Ó¿R à] 1942441 2087468 &ª«| tR × $ Ó¿ 3 PÎ-ØBCÞBØÄßÁ c éÙàÐ ê bBØëÄÕ-ìdí PÎ c éÙàÐ ê Ùàh Galpón 1 1942441 3515 837.29 HEB 240 938 Galpón 2 3049145 3515 1314.34 HEB 280 1380 ANÁLISIS A COMPRESIÓN DE LAS COLUMNAS Factor de Ajuste de la longitud efectiva Debido a que la base de las columnas es un apoyo rígido se considera que G 1 = 1.0. En el punto 2 es la conexión de la columna y a viga de trabe, por lo tanto G 2 se determina usando la fórmula.Para el galpón 1, @ = Para el galpón 2, @ = î ï ¼¼ ð¼ î ï ññ ðñ î ï ¼¼ ð¼ î ï ññ ðñ = TR == R 97 Por lo tanto, usando el nomograma se determina que el factor de corrección K=1.84 para las columnas del galpón del área de la planta y K=1.75 para el galpón del área de puente grúa. Relación de Esbeltez La relación ò = , debe estar dentro de un rango para analizar la columna, por lo que se hace el análisis. Columna ó HEB 240 1.85 HEB 280 1.75 Determinados los valores de $) , se utiliza la ecuación: kc [Ùà] Øc [Ùà] ô 1200 10.3 215.53 1120 12.1 161.98 , se tiene que $) = tRpR $8 wRQ¢ O £¤ , entonces para de terminar (Ec. 1.47) 98 $8 = @ ! # } @ (Ec. 1.48) Ó¿ 3 Ùàh Columna ô HEB 240 215.53 Ó¿ ÑB c 1 h 3 Ùà 11413.83 3089.91 HEB 280 161.98 12793.98 3133.18 ÑÙØ c 1 Entonces la resistencia de comprensión se obtiene de la ecuación: 6 = $) o¡ HEB 240 õ¿ c [Ùàh ] 106.0 327530.46 HEB 280 131.4 411699.85 Columna Columna HEB 240 HEB 280 (Ec. 1.45) bÏ c [Ó¿] bÏ c [Ó¿R Ùà] ÝbÏ c [Ó¿R Ùà] bÞ c [Ó¿R Ùà] bÞ bß 327530.46 294777.41 70767.1 ÝbÏ bÞ CUMPLE 0.24 411699.85 370529..86 82799.8 CUMPLE 0.22 ANÁLISIS A FLEXIÓN DE LAS COLUMNAS Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) 99 Ó¿ 3 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] Ùàh Tabla 4.35 Valores de para Columnas Perfil HEB PÎ c [ÙàÐ ] ÑÒ c 1 HEB 240 938 3515 3297070 HEB 280 1380 3515 3177560 FUENTE: Catálogo DIPAC De acuerdo a los valores calculados &Ì & por lo que se concluye que el perfil seleccionado IPE 330 es apto para el análisis. Pandeo Lateral-Torsional !4 = QR-# ± $ (Ec. 1.54) ! = #Y; ± tR$ #Y; @ = µ< 7> G| (Ec. 1.57) (Ec. 1.56) HEB 240 Øæ [Ùà] 6.06 EÒ c [ÙàÜ ] 3923 jÁ c [Ùà] 22.3 WÎ c [ÙàÐ ] 527 ØÚD [Ùà] HEB 280 7.09 6595 26.2 767 10.61 HEB 240 kÖ c [Ùà]1200 k¾ c [Ùà]256.94 kØ c [Ùà] HEB 280 1119 300.62 959.77 9.11 260.59 Determinados los valores de !© ,-!4 y ! . Se determina que el caso a tomar es, Cuando !© ! 100 $) = & = $) G| &4 7© @ ! @ }# © Y; ±Q q tRtp (Ec. 1.52) ²% !© @ y z G| n³ #Y; (Ec. 1.53) El factor 7© , se determina utilizando la ecuación 1.4 7© = valor de 7© QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) Con los valores tomados de la tabla de momentos de la estructura se determina el Galpón 1 ÔàèÎ 19424.41 Ôõ 4856.1 Ôí 9712.21 ÔA 14568.31 1.67 Galpón 2 30491.45 9147.44 18294.87 25974.66 1.50 Galpón 1 HEB 240 1.67 Ûc [ÙàÜ ] Galpón 2 HEB 280 1.50 153 Perfil HEB AÖ 110 ÑÙØ c 1 AÖ Ó¿ 3 Ùàh 7163.86 7487.92 & = $) G| &4 (Ec. 1.52) Tabla 4.36 Valores de ÔÏ , para Columnas Perfil HEB HEB 240 HEB 280 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÝÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ Ôß 3775353.74 3397818.36 1942441 ÝÔÏ ÔÞ CUMPLE 0.57 5743236.48 5168912.83 3049145 CUMPLE 0.59 101 ANÁLISIS DE FLEXIÓN Y COMPRESIÓN DE COLUMNAS El análisis de flexión más compresión determina que se cumple con el caso 1 en el que se cumple que N½ ¥ tRS, por lo que se usa la ecuación: N ¼ 6 p &| & q ¯ q ° QRt 6) &)| &) (Ec. 1.62) Debido a que el análisis se ha efectuado en relación a “X”, la ecuación de flexo compresión se expresa de la siguiente forma: 6Ì p &Ì q y z QRt 6 & bÞ c [Ó¿R Ùà] bÏ c [Ó¿R Ùà] 6Ì p &Ì q y z QRt 6 & 3775353.74 70767.1 327530.46 0.67 5743236.48 82799.8 411699.85 0.63 Perfil HEB ÔÞ c [Ó¿R Ùà] ÔÏ c [Ó¿R Ùà] HEB 240 1942441 HEB 280 3049145 Determinados los esfuerzos se comprueba que los perfiles HEB 240, Y EB 280 son apto para la construcción, debido a que el factor de trabajo ÔÞ Ôß , está más próximo a 1, además, el esfuerzo de diseño es mayor al requerido, por lo que es apto para el uso. 4.2.6 DISEÑO DE VIGA DE TRABE Figura 4.23 Representación de la Viga de Trabe 102 Se considera en el análisis como viga de Trabe el perfil HEB 240 Sección de la Viga de Trabe Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) Ó¿ 3 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÔÏ c [ÚÁÏR à] Ùàh Tabla 4.37 Valores de para Viga de Trabe Galpón 1 Galpón 2 Perfil HEB PÎ c [ÙàÐ ] ÑÒ c 1 HEB 240 938 3515 3297070 938 HEB 240 938 3515 3297070 938 De acuerdo a los valores calculados &Ì & por lo que se concluye que el perfil FUENTE: Catálogo DIPAC seleccionado HEB 240 es apto para el análisis. Pandeo Lateral-Torsional !© = -2 = tt-%2 !4 = QR-# ± $ ! = #Y; ± tR$ #Y; @ = µ< 7> G| (Ec. 1.54) (Ec. 1.57) (Ec. 1.56) 103 Øæ [Ùà] HEB 240 EÒ c [ÙàÜ ] 6.06 jÁ c [Ùà] 3923 HEB 240 22.3 kÖ c [Ùà] 600 ØÚD [Ùà] WÎ c [ÙàÐ ] 527 9.11 k¾ c [Ùà]- kØ c [Ùà] 256.94 260.59 Determinados los valores de !© ,-!4 y ! . Se determina que el caso a tomar es Cuando !© ! $) = 7© @ ! @ } © #Y; & = $) G| &4 ²% !© @ ±Q q tRtp y z G| n³ #Y; (Ec. 1.53) El factor 7© , se determina utilizando la ecuación 1.40 7© = QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) Con los valores del análisis estático de la viga de trabe se determina el valor de 7© Galpón 1 ÔàèÎ 19424.41 Ôõ 4856.1 Ôí 9712.21 ÔA 14568.31 1.67 Galpón 2 30491.45 9147.44 18294.87 25974.66 1.50 Galpón 1 HEB 240 1.67 Ûc [ÙàÜ ] Galpón 2 HEB 280 1.50 153 Perfil HEB AÖ 110 ÑÙØ c 1 AÖ Ó¿ 3 Ùàh 7163.86 7487.92 104 & = $) G| (Ec. 1.52) Tabla 4.38 Valores de ÔÏ , para Columnas Perfil HEB HEB 240 HEB 280 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÝÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ Ôß 3775353.74 3397818.36 1942441 ÝÔÏ ÔÞ CUMPLE 0.57 5743236.48 5168912.83 3049145 CUMPLE 0.59 De acuerdo a los datos obtenidos se determina que ÝÔÏ ÔÞ , que significa que el esfuerzo calculado es mayor al requerido, por lo que se concluye que las vigas son aptas para el uso. 4.2.7 DISEÑO DE ARCOS DEL TECHO Figura 4.24 Arco del Techo CARGA REQUERIDA La carga máxima a la que están sometidos los arcos del techo se toma de la tabla de Momentos con las combinaciones de Carga (tabla 4.18 y tabla 4.28). Para la selección de los perfiles del arco del techo se toman los valores máximos de momentos que se generan, los valores se toman de los perfiles IPE en el Anexo B. Con los valores máximos de carga se hace el análisis de sección de la viga requerida. 105 Sección de las Arcos del Techo K| = GALPÓN ÔàèÎ c [Ó¿R Ùà] Galpón 1 1942441 Galpón 2 2087468 Ó¿ ÑÒ c 1 h 3 Ùà &ª«| tR × $ PÎ-ØBCÞBØÄßÁ c [ÙàÐ ] bBØëÄÕ-ìdí PÎ c [ÙàÐ ] 3515 837.29 IPE 360 904 3515 899.81 IPE 360 904 Del análisis de la se determina que el perfil a utilizar en ambos galpones será el perfil IPE 360, cuyas propiedades se encuentran en el Anexo B. Fluencia & = &4 = - $ K| (Ec. 1.50) Tabla 4.39 Valores de para Arcos del Techo Perfil IPE PÎ c [ÙàÐ ] ÑÒ c 1 IPE 360 904 Ó¿ 3 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] Ùàh 3515 3177560 FUENTE: Catalogo DIPAC De acuerdo a los valores calculados &Ì & por lo que se concluye que el perfil seleccionado IPE 360 es apto para el análisis. Pandeo Lateral-Torsional !4 = QR-# ± $ (Ec. 1.54) 106 ! = #Y; ± tR$ #Y; @ = Perfil IPE IPE 360 ØÒ [Ùà] µ< 7> G| (Ec. 1.56) EÒ c [ÙàÜ ] 3.79 (Ec. 1.57) jÁ c [Ùà] 1040 34.73 WÎ c [ÙàÐ ] 510 ØÚD [Ùà] 5.95 Galpón 1 IPE 360 kÖ c [Ùà] 1427 k¾ c [Ùà]160.69 kØ c [Ùà] Galpón 2 IPE 360 1858 160.69 538.23 Perfil IPE 538.23 Determinados los valores de !© ,-!4 y ! . Se determina que el caso a tomar es Cuando !© ! $) = & = $) G| &4 7© @ ! @ }# © Y; ±Q q tRtp (Ec. 1.52) ²% !© @ y z G| n³ #Y; (Ec. 1.53) El factor 7© , se determina utilizando la ecuación 1.40 7© = QSRT&ª«| L Rt SRT&ª«| q & q w& q &¬ ª (Ec. 1.49) Con los valores tomados del diagrama de momentos se determina el valor de 7© Galpón 1 ÔàèÎ 19424.41 Ôõ 5742.48 Ôí 18580.96 ÔA AÖ 4899.02 1.57 Galpón 2 20874.68 7280.17 16887.85 3293.34 1.72 107 Perfil HEB AÖ Galpón 1 IPE 360 1.57 Galpón 2 IPE 360 1.72 Ûc [ÙàÜ ] ÑÙØ c 1 & = $) G| Ó¿ 3 Ùàh 37.3 3394.34 37.3 1451.99 Tabla 4.40 Valores de ÔÏ , para Correas del Techo Perfil IPE Galpón 1 IPE 360 Galpón 2 IPE 360 905948.45 815353.61 1942441 CUMPLE ÔÞ Ôß 740518.96 666467.06 2087468 CUMPLE 0.58 ÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÝÔÏ c [Ó¿R Ùà] ÔÞ c [Ó¿R Ùà] ÝÔÏ ÔÞ 0.8 De acuerdo a los datos obtenidos se determina que ÝÔÏ ÔÞ , que significa que el esfuerzo calculado es mayor al requerido, por lo que se concluye que las vigas son aptas para el uso. 108 4.2.8 ANÁLISIS DEL GALPÓN DEL ÁREA DE LA PLANTA Mediante el uso del software de simulación SAP2000 se realiza un modelado del galpón 1, ingresando los datos de los perfiles seleccionados (secciones 4.2.4 – 4.2.7), y se asignan las cargas calculadas, con estos datos se hace el análisis. ELEMENTO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO MATERIAL UPN 140 HEB 240 HEB 260 IPE 360 4.2.8.1 Análisis en SAP2000 En la figura 4.25 se aprecia el resultado de la simulación, el software SAP2000 presenta un código de colores, el cual significa que mientras más esforzado se encuentre un elemento tiende a aparecer de color rojo, así como también cuando el material es sobre dimensionado el color del elemento se tornará gris. Figura 4.25 Diseño del Galón del Área de la Planta en SAP2000 FUENTE: SAP2000 - AUTOR 109 Como se observa en la figura 4.25, todos los elementos del galpón presentan una coloración entre verde y amarillo o cual significa que los elementos se encuentran en un rango aceptable de esfuerzo. Como en el diseño de los elementos se ha calculado un índice de esfuerzo de cada uno de estos, que es un valor menor a uno para que el cálculo sea aceptable, el software SAP2000 también presenta sus índices de esfuerzo como indica la figura 4.26, lo que indica el nivel de esfuerzo al que están sometidos los elementos. Figura 4.26 Índice de Esfuerzos SAP2000 Tabla 4.41 Detalle del Análisis del Galpón del Área de la Planta ELEMENTO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO MATERIAL UPN 140 HEB 240 HEB 260 IPE 360 ESFUERZO 0.1-0.5 0.1-0.5 0.5-0.9 0.7-07 ANÁLISIS CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE FUENTE: SAP2000 – AUTOR La tabla 4.38, muestra un resumen del análisis realizado, en la tala se indica que los valores de esfuerzo de los elementos son menores a 1, por lo que se concluye que la selección de perfiles cumple con el esfuerzo permitido, por lo que son aptos para este diseño. 110 4.2.9 ANÁLISIS DEL GALPÓN DEL ÁREA DE PUENTE GRÚA Mediante el uso del software de simulación SAP2000 se realiza un modelado del galpón 1, ingresando los datos de los perfiles seleccionados (secciones 4.2.4 – 4.2.7), y se asignan las cargas calculadas, con estos datos se hace el análisis. ELEMENTO TIPO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO VIGA CARRILERA MATERIAL TIPO UPN 140 HEB 240 HEB 280 IPE 360 IPE 450 4.2.9.1 Análisis en SAP2000 En la figura 4.27 se aprecia el resultado de la simulación, el software SAP2000 presenta un código de colores, el cual significa que mientras más esforzado se encuentre un elemento tiende a aparecer de color rojo, así como también cuando el material es sobre dimensionado el color del elemento se tornará gris. Figura 4.27 Diseño del Galón del Área de Puente Grúa en SAP2000 FUENTE: SAP2000 - AUTOR 111 Tabla 4.42 Detalle del Análisis del Galpón del Área Puente Grúa ELEMENTO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO VIGA CARRILERA MATERIAL UPN 140 HEB 240 HEB 280 IPE 360 IPE 450 ESFUERZO 0.1-0.5 0.1-0.5 0.5-0.9 0.7-07 0.1-0.5 ANÁLISIS CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE FUENTE: SAP2000 – AUTOR Como se observa en la figura 4.25, todos los elementos del galpón presentan una coloración entre verde y amarillo o cual significa que los elementos se encuentran en un rango aceptable de esfuerzo. RESUMEN DE ELEMENTOS Tabla 4.43 Detalle de Elementos del Galpón del Área de la Planta ELEMENTO TIPO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO MATERIAL TIPO UPN 140 HEB 240 HEB 260 IPE 360 CANTIDAD LONGITUD TOTAL PESO TOTAL u m ton 88 528.00 10.89 8 96.00 7.99 18 216.00 20.01 9 128.38 7.33 Peso total 46.22 FUENTE: SAP2000 - AUTOR Tabla 4.44 Detalle de Elementos del Galpón del Área Puente Grúa ELEMENTO TIPO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO VIGA CARRILERA MATERIAL CANTIDAD TIPO u UPN 140 75 HEB 240 10 HEB 280 12 IPE 360 6 IPE 450 2 LONGITUD TOTAL m 450.00 60.00 134.23 111.51 60.00 Peso Total FUENTE: SAP2000 – AUTOR PESO TOTAL ton 9.28 4.99 13.80 6.36 5.46 39.89 112 4.2.10 DISEÑO DE CONEXIONES EMPERNADAS Una parte fundamental para la construcción del galpón son las conexiones, mediante las conexiones bien llevadas a cabo se sustenta el diseño de los elementos ya que la transmisión de fuerzas se produce por las uniones. Determinación de Fuerzas Para el diseño de conexiones se toma en cuenta las fuerzas críticas aplicadas en las uniones de las columnas en el punto más alto, esta fuerza se toma del análisis del galpón en SAP2000, análisis mediante el cual se puede determinar la fuerza crítica para diseñar la conexión en base a dicha fuerza. $)öYÅ)« = Rt-['] Para las conexiones se utilizará 8 pernos de 3/4 in de diámetro. o;8))Å÷ = o;8))Å÷ Área Total con 8 pernos â@ × w @ }w [Â'] × = w o;8))Å÷ = QR[Â'@ ] = tRttQQw[2@ ] oY³Y«ø = - o;8))Å÷ × ù"#'+ oY³Y«ø = -tRttQQw[2@ ] × p oY³Y«ø = tRttQS-[2@ ] Esfuerzo Permisible de los pernos De acuerdo a las normas los pernos A325 tienen un esfuerzo permisible ú48ªÅ;Å©ø8 = pwwt- 1 ./ ' 3 = pwwtt- 1 @ 3 @ %2 2 113 Esfuerzo Real para las conexiones ú8«ø = - ú8«ø = - $ oY³Y«ø Rt-['] tRttQS-[2@ ] ' ú8«ø = QtQRTT- 1 @ 3 2 De acuerdo a los resultados se puede afirmar que ú8«ø - ú48ªÅ;Å©ø8 , por lo que se concluye que las conexiones aplicadas están dentro de los parámetros aceptables. 4.2.11 DISEÑO DE CIMENTACIONES El diseño de las cimentaciones se basa en el análisis de cargas críticas, siendo el parámetro de interés el momento flector máximo generado en la combinación crítica COMB 3, teniendo un valor de 21707.48 kgf*m. Figura 4.28 Momento Flector Máximo Este momento flector es generado en el elemento 30 sobre el punto del arrostramiento de la cimentación. Consideraciones geométricas de la placa base Tomando en cuenta las sugerencias geométricas del diseño de la placa base, se propone una placa de dimensiones 500 x 500 mm, y la utilización de 8 pernos de anclaje de 1 pulgada de diámetro. 114 Figura 4.29 Geometría de la paca base A partir de los valores establecidos, diseño propuesto debe cumplir las siguientes condiciones: Parámetros Valor sugerido â)) = sQ q Qápuû â4 = 1“= 25.4 mm Valor propuesto â)) = ápû = -SpRTp-22 + ¥ S-â4 / ¥ SRSTû- = -TRQT-22 â)) = SpRTp-22 + ¥ SRSTû- = -TRQT-22 /- = -Qwt-22 â4 = 1 “ ,) ¥ QRT-â4 / ¥ S-â4 ,) ¥ QRû = wSR-22 â4 = 1“= 25.4 mm ,) = t-22 +- = -Qwt-22 CÁLCULO DE CARGAS SOBRE EL PERNO DE ANCLAJE La carga a analizar en el diseño del perno de anclaje es la carga axial actuante sobre el mismo. & -x-,ü SQRQ-V' * 2 6= = RTS-V' -x-tRpt-2 6= 115 DIÁMETRO MÍNIMO DE LOS PERNOS DE ANCLAJE resistencia G = Ttt-./á%2@ , según esto el esfuerzo permisible del perno será: Se escoge un perno estructural ASTM A325 de diámetro de 1 pulgada, con una $Y = tR-x-G $Y = tR-x-Ttt-./á%2@ $Y = wSt-./á%2@ $Y = wpR-.+ El esfuerzo real sobre el perno de anclaje viene dado por: mY = mY = Con esto se cumple que: 6 * â4 @ w RTS-.ͺ = QSRQS-.+ * Q-Â'@ w mY $Y Verificando así que el diámetro mínimo del perno de anclaje es de 1 pulgada. LONGITUD EFECTIVA DEL PERNO La longitud efectiva del perno viene dada por la relación: !8 = w6 mý) * â4 * [tRtT q -m ] Dónde: P: es la carga axial sobre el perno, tiene un valor de 9.52 Ton mý) þ es la resistencia última del hormigón y tiene un valor de 210 kg/cm 2. m þ es el factor de adherencia del hormigón, teniendo un valor de 0.056. 116 !8 = SQt w-x-TSt-./ ./ * SRTw%2 * [tRtT q - * tRtT] %2@ = Rw-%2 La longitud correspondiente al ala del perno será el 5% de la longitud efectiva: = tRtT * ! = tRtT-x-Rw-%2 = QR-%2 4.2.12 DISEÑO DE LA PLACA BASE Tomando como base la propuesta de diseño, se tienes las siguientes dimensiones: B= 500 mm C= 500 mm h= 260 mm n= 120 mm ESPESOR DE LA PLACA BASE Para el análisis de la placa se asume un ancho unitario, es decir la dimensión C=1, simplificando de esta manera el cálculo. =± QRST * mý) * '@ G Por tanto: =´ ./ -x-sQS%2u@ %2@ = Rp-%2 ./ STQRt- @ %2 QRST-x-SQt 117 LONGITUD DEL PERNO DE ANCLAJE La longitud del perno del anclaje bien dado por la suma de la longitud efectiva la longitud de la rosca y el espesor de la placa base. !_ = - !8 q ! q La longitud de la rosca viene establecida por recomendaciones de diseñadores y fabricantes, con un valor de 5 centímetros. Por tanto: !_ = -Rw-%2 q T%2 q Rp-%2 = -wpRS-%2- Ç Tt-%2 ÁREA DE LA ZAPATA En el diseño de la zapata de la cimentación se considera la máxima carga axial actuante sobre la columna crítica, siendo esta carga de un de 11170.52 kg. El área necesaria para soportar la presión generada por la carga viene determinada por la expresión: ? o¥± $ý; Donde: N: Es la fuerza axial resultante de la presión generada por la cimentación. $ý; : es el esfuerzo permisible del tipo de suelo, tiene un valor de 1.02 kg/cm 2. o¥´ QQQtRTS-./ ./ QRtS- @ %2 o ¥ QtwRT-%2@ , Siendo esta el área mínima de la cimentación. 118 4.3 PROCESOS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE 4.3.1 FABRICACIÓN DE ELEMENTOS Los elementos de la estructura de la nave industrial, son fabricados in situ, realizando procesos que presenten las mayores ventajas tanto en términos técnicos y económicos. Partiendo del diseño estructural, en donde se determinan la geometría general, dimensiones, tolerancias. 4.3.2 MONTAJE DE GALPÓN Los elementos constituyentes de la estructura de la nave industrial son enteramente pre fabricados, es decir en el sitio de la obra se realiza solamente procesos de ordenamiento. Dentro del proceso de montaje es imprescindible realizar controles permanentes sobre el avance del mismo, tanto en geometría, así como en control de calidad del armado, soldadura, etc. Para la correcta realización del proceso de montaje, es necesario establecer como punto de partida una planificación de actividades, avance de obra y utilización de recursos tanto materiales como económicos, con el objetivo principal de tener flujos de materia prima sin interrupciones optimizando tiempos de construcción. 4.3.2.1 Construcción de Cimentaciones El proceso inicia con la colocación de una capa protectora y de nivelación de la superficie del suelo, llamada replantillo, que se componen enteramente de concreto, con esto se da a la zapata una protección contra los movimientos de la corteza terrestre, así como también contra efectos de erosión y sedimentación. Generalmente esta capa de hormigón sólido tiene un espesor de 5 centímetros, a lo largo de toda la cimentación. El proceso continúa con el armado del esqueleto, conformado por varillas corrugadas y un conjunto entrearmado, se debe tener en cuenta la distancia de la rosca del perno 119 de anclaje es decir 5 centímetros, a este esqueleto se lo rellena con el hormigón estructural, construyendo así la cimentación. Una vez secado el hormigón de las cimentaciones, se procede a colocar las placas base, necesarias para el asentamiento de las columnas, las placas base deben ser colocadas todas al mismo nivel sobre suelo, para luego asegurarlas mediante el uso de pernos. Figura 4.30 Placa base y pernos de anclaje 4.3.2.2 Izaje de Columnas Para el Izaje de las columnas tipo HEB 260 se utiliza una grúa, con la cual se sueldan uno ganchos a los perfiles. Una vez ubicadas las columnas en la correcta posición se realiza unos puntos de soldadura en el centro del perfil respecto a la placa base, esto para evitar deformaciones generadas por las altas temperaturas de la soldadura, opcionalmente se puede soldar ménsulas base entre las columnas y las placas bases con el fin de restringir el movimiento de las columnas. 120 Una vez fijadas las columnas, con los cordones de soldadura y la utilización de rigidizadores, se procede a colocar las placas de asiento y las ménsulas, para la posterior colocación de las vigas carrileras. Figura 4.31 Izaje de columnas 4.3.2.3 Izaje de vigas carrileras Una vez colocada las columnas, las ménsulas de apoyo y placas de asiento, se procede a colocar las vigas carrileras. Para el izaje de las vigas carrileras se utiliza la grúa, una vez colocadas en la posición indicada en los planos constructivos, se procede a dar puntos de suelda, evitando así la deformación de la geometría por las altas temperaturas. Figura 4.32 Izaje de Viga Carrilera 121 4.3.2.4 Izaje de las vigas de trabe El procedimiento a realizar es el mismo del utilizado para el izaje de las vigas carrileras, una vez coladas y fijadas de manera correcta con puntos de soldadura, se asegura dando el remate de la soldadura por el perímetro. Una vez culminado el proceso se colocan las placas de soporte necesarias para fijar las vigas que conformarán el techo de la cubierta. Figura 4.33 Izaje Vigas de Trabe 4.3.2.5 Izaje de las vigas del techo Las vigas del techo prefabricadas, son preparadas en el suelo, realizando el corte biselado del perfil en sus extremos y soldando las placas de unión, de acuerdo a los planos constructivos. Una vez preparadas las vigas se realiza el izaje con la ayuda de la grúa, al ser colocadas se da puntos de soldadura para la verificación de la posición, finalmente se asegura rematando el cordón de soldadura. Durante el proceso es necesario mantener la viga sujeta a la grúa hasta que la soldadura se enfríe a temperatura ambiente evitando así deformaciones en la geometría de la estructura. Figura 4.34 Izaje de Viga de Techo 122 4.3.2.6 Colocación de las correas Continuando el aseguramiento estructural de la nave industrial, la manera más sencilla de restringir el movimiento de las vigas del techo es mediante la colocación de las correas pertenecientes al punto más alto de la curvatura del perfil, esto se lo realiza de igual forma que los procedimientos anteriores, prefijando con puntos de soldadura y fijando al rematar el cordón de soldadura en el perímetro. Figura 4.35 Izaje Correa Posteriormente se realiza la colocación de las correas restantes, es importante indicar que al tratarse de elementos livianos se puede optar por la utilización de un castillo estructural en lugar de la grúa, reduciendo costos de alquiler. De igual manera la unión de los perfiles se los realiza con puntos de soldadura y la fijación final con el remate del cordón. Figura 4.36 Izaje de Correas 123 4.3.2.7 Pintura Se realiza un proceso de pintura exterior cuando la estructura de la nave esté armada en su totalidad, faltando por colocar solamente el conjunto puente grúa y el techo metálico. El criterio de selección de pintura y su método de aplicación queda bajo consideración del diseñador. 4.3.2.8 Colocación del techo metálico El techo metálico de la nave industrial es del tipo xxxx de la empresa xxxx, el procedimiento consiste en la unión del forro metálico a las correas mediante la utilización de pernos auto perforantes. Este procedimiento es realizado por la empresa proveedora del techo. Figura 4.37 Colocación del Techo 4.3.2.9 Izaje de Puente Grúa Se inicia por la colocación de los rieles de desplazamiento de los carros testeros, las cuales son soldadas en la parte superior de la viga carrilera, centradas respecto a su alma, la principal condición que se debe tener en cuenta es el paralelismo entre los rieles de desplazamiento, pues una condición imprescindible para el funcionamiento del puente grúa. La comprobación de esta condición se la puede realizar mediante la utilización de cables de acero, incluso para mayor precisión se utiliza un teodolito. 124 Figura 4.38 Colocación de Rieles El siguiente paso es el armado en el suelo, del conjunto del puente grúa, es decir, el acople de los carros testeros, la viga de carga y el polipasto. Ensamblado el conjunto, se eleva todo el conjunto, asegurándose del acople de las ruedas de los carros testeros con los rieles, teniendo en cuenta siempre la condición de paralelismo. Figura 4.39 Izaje del Puente Grúa Por último, se agregan topes de seguridad, con el objetivo de limitar el desplazamiento del carro testero sobre el riel, así como también del polipasto sobre la viga de carga. 125 CAPÍTULO V Para obtener el valor del proyecto se analiza primeramente los costos de la materia prima con la que se realiza la construcción de la obra, con los datos establecidos posteriormente se realiza un análisis mediante el cual se estima el costo unitario por rubros los cuales son los elementos necesarios para estimar con las cantidades finales de cada rubro el costo final del proyecto. 5 ANÁLISIS DE COSTOS 5.1 COSTO DE ELEMENTOS DEL PUENTE GRÚA Los elementos de los que está constituido el Puente grúa se obtiene del Proveedor MECASER, que es una empresa especializada en construcción y montaje de Puentes Grúa, en la cotización que presenta la empresa se detalla los elementos constituyentes con las características de os mismos según se ha solicitado según el diseño. A continuación, se presenta la tabla con los rubros mencionados. Tabla 5.1 Costo de Elementos del Puente Grúa ELEMENTO UNIDAD CANTIDAD VALOR UNITARIO VALOR Componentes de Grúa, Polipasto, Carros Testeros, Mecanismos Ud. 1 $ 41,003.82 $ 41,003.82 VIGA DE CARGA Viga Principal tipo W Ud. 1 $ 11,078.85 $ 11,078.85 COMPONENTES ELÉCTRICOS Línea de Alimentación Eléctrica encapsulada para puente Grúa m 28 $ $ 2,268.00 GRÚA DESCRIPCIÓN 81.00 FUENTE: Cotización del Puente Grúa MECASER En el Anexo B se encuentra detallado de las características de los elementos mostrados en la Tabla 5.1. 5.2 COSTOS DE MATERIA PRIMA La materia prima se refiere a los elementos estructurales y elementos de obra civil con los cuales se realizará la construcción de la obra. 126 5.2.1 ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL GALPÓN DEL ÁREA DE LA PLANTA El proveedor de los materiales estructurales es la casa comercial DIPAC, los costos se han planteado según las cotizaciones presentadas por la empresa. Tabla 5.2 Costos de Elementos Estructurales - Galpón 1 ELEMENTO MATERIAL CANTIDAD LONGITUD PESO PESO TOTAL VALOR UNITARIO VALOR TIPO TIPO u m kg kg $/kg $ TECHO DIPANEL DP5 90 3.83 344.7 $ 10.89 $ 3,753.00 CORREAS TECHO C250X100X6 175 1050.00 20.66 21693 $ 0.60 $ 13,015.80 VIGA DE TRABE HEB 240 2 60.00 83.20 4992 $ 1.17 $ 5,840.64 COLUMNA HEB 260 18 201.42 93.00 18732.06 $ 1.17 $ 21,916.51 ARCO TECHO IPE 360 9 167.40 57.10 9558.54 $ 1.17 $ 11,183.49 FUENTE: Cotización DIPAC El detalle de características de los materiales que presenta el proveedor DIPAC se encuentran detallados en el Anexo C. Adjunto se encuentra la proforma presentada por la empresa mediante la cual se ha estimado los costos de la materia prima. 5.2.2 ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL GALPÓN DEL PUENTE GRÚA Tabla 5.3 Costos de Elementos Estructurales - Galpón 1 ELEMENTO TECHO CORREAS TECHO VIGA DE TRABE COLUMNA ARCO TECHO VIGA CARRILERA MATERIAL UNIDAD CANTIDAD CANTIDAD TOTAL PESO Kg/Ud. PESO TOTAL kg VALOR UNITARIO $/kg VALOR DIPANEL DP5 12.8 m2 60 720 3.83 2757.6 $0.85 $ 2,343.96 C250X100X6 6m 123 738.00 20.66 15247.08 $0.60 $ 9,148.25 HEB 240 12 m 8 96.00 83.20 7987.2 $1.17 $ 9,345.02 HEB 280 12 m 12 144.00 103.00 14832 $1.17 $ 17,353.44 IPE 360 18.58 m 6 111.48 57.10 6365.508 $1.17 $ 7,447.64 IPE 500 30 m 2 60.00 90.70 5442 $1.17 $ 6,367.14 FUENTE: Cotización DIPAC Los materiales detallados en la tabla 5.2 y la tabla 5.3 son de la misma casa comercial, únicamente se presentan por separado debido a que la obra consta de dos galpones. 127 5.3 COSTOS DE MANO DE OBRA La mano de Obra se refiere al personal especializado para cada tipo de trabajo a realizarse para la construcción de la planta de producción de la empresa SECONSTRU. 5.3.1 MANO DE OBRA PARA MONTAJE DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Tabla 5.4 Costo de Mano de Obra para Elementos Estructurales PERSONAL VALOR POR HORA Montador de estructura metálica. $3.80 Ayudante de Montador de estructura metálica. $2.40 Cerrajero. $3.73 Ayudante cerrajero. $2.33 FUENTE: www.ecuador.generadordeprecios.info 5.3.2 MANO DE OBRA PARA CONSTRUCCIONES CIVILES Tabla 5.5 Costo de Mano de Obra para Obra Civil PERSONAL Maestro Mayor Ayudante de Maestro Estructurista Albañil de obra civil. Ayudante de albañil de obra civil. Carpintero. Ayudante carpintero. Plomero. Ayudante plomero. VALOR POR HORA $ 3.85 $ 2.43 $ 2.27 $ 2.23 $3.74 $2.34 $ 3.79 $2.31 FUENTE: www.ecuador.generadordeprecios.info 5.3.3 MANO DE OBRA PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS Tabla 5.6 Costo de Mano de Obra para Instalaciones Eléctricas PERSONAL Electricista. Ayudante electricista. VALOR POR HORA $3.79 $2.31 FUENTE: www.ecuador.generadordeprecios.info 128 5.4 ANÁLISIS DE COSTOS UNITARIOS El costo unitario se refiere a valores de rubros de elementos necesarios para la construcción de la Planta de Producción de la empresa SECONSTRU, dentro del costo unitario se toma en cuenta Materia Prima utilizada por cada Unidad del Rubro a estimar. Maquinaria y Herramienta necesaria para la ejecución de los trabajos. Mano de Obra requerida para determinado trabajo. El análisis de costos unitarios hacer referencia a tres valores principales, Costos Directos, Costos de Medios Auxiliares, Utilidad. 5.4.1 COSTOS DIRECTOS Los costos directos hacen referencia a la materia prima, los materiales directos, la maquinaria y la mano de obra que se necesita para para producir una cantidad de producto terminado. 5.4.2 COSTOS ADMINISTRATIVOS Estos costos corresponden a valores como pago de agua potable, luz eléctrica, imprevistos que son de una cuantificación complicada. Para este valor se asume como un porcentaje del 5% de los Costos Directos. 5.4.3 COSTOS FINANCIEROS Se refiere a costos menores en lo que incluye todos los tramites tributarios que se efectúan para legalizaciones y gastos de personal que realizan las transacciones. 5.4.4 UTILIDAD La Utilidad es el monto que se obtiene como ganancia por parte de quien ejecuta la obra, para este caso, el autor del diseño. Las tablas 5.7 hasta la tabla 5.22, muestran los valores de cada rubro, e incluyen los Costos Directos, Costos Administrativos, Costos Financieros y la Utilidad. 129 Tabla 5.7 Costo Unitario - DESBROCE Y LIMPIEZA DEL TERRENO PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO DESBROCE Y LIMPIEZA DEL TERRENO UNIDAD m2 RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 94 HORA/UNIDAD K 0.0106 EQUIPO DESCRIPCIÓN Pala cargadora A B COSTO HORA C=A*B 1 $33.02 $ 33.02 $ 0.35 70% PARCIAL M $ 0.35 70% % CANTIDAD TARIFA COSTO UNITARIO D=C*K % MANO DE OBRA CANTIDAD TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO A B C=A*B D=C*K 2 $2.23 $ 4.46 $ 0.05 9% PARCIAL N $ 0.05 9% % DESCRIPCIÓN Ayudante de Albañil MATERIALES UNIDAD TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO A B C=A*B D=C*K 0 $ - $ PARCIAL O $ $ - COSTO HORA C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K DESCRIPCIÓN 0% 0% TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD TARIFA A B 0 $ - % $ - $ - 0% PARCIAL P $ - 0% TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P $ 0.40 79% COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ 0.02 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 0.00 1% UTILIDAD 20% $ 0.08 16% $ 0.50 100% COSTO TOTAL DEL RUBRO 130 Tabla 5.8 Costo Unitario - REPLANTILLO DE CIMENTACIÓN PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO REPLANTILLO DE CIMENTACIÓN UNIDAD m3 RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 0.13 HORA/UNIDAD K 7.69 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Concretera CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A 1 B 1.38 C=A*B $ 1.38 PARCIAL M COSTO UNITARIO D=C*K $ 10.62 $10.62 % 7% 7% MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Maestro Mayor Albañil Ayudante de Albañil COSTO UNITARIO D=C*K $ 2.00 $ 3.00 $ 34.31 $ 39.31 1% 2% 23% 26% CONSUMO % C=A*B $ 0.37 $ 4.00 $ 8.28 $ 41.85 $ 54.50 0% 3% 6% 28% 34% COSTO % C=A*B $ 14.00 $ 14.00 9% 9% X=M+N+O+P $ 118.42 79% 5% $ 5.92 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 1.18 1% UTILIDAD 20% $ 23.68 16% $ 149.21 100% CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A 1 1 2 B $ 3.85 $ 2.43 $ 2.23 C=A*B $ 3.85 $ 2.43 $ 4.46 PARCIAL N % MATERIALES DESCRIPCIÓN Agua Arena Cribada Agregado grueso Cemento en sacos UNIDAD TARIFA A 0.234 0.553 0.738 279 m³ m³ m³ kg UNIDAD COSTO B $ 1.56 $ 7.24 $ 11.22 $ 0.15 PARCIAL O TRANSPORTE DESCRIPCIÓN Volqueta UNIDAD TARIFA A 1 m³ TOTAL COSTOS INDIRECTOS COSTOS ADMINISTRATIVOS UNIDAD COSTO B $ 14.00 PARCIAL P COSTO TOTAL DEL RUBRO 131 Tabla 5.9 Costo Unitario - ZAPATA DE CIMENTACIÓN PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO ZAPATA DE CIMENTACIÓN UNIDAD m3 RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 0.22 HORA/UNIDAD K 4.54 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Concretera CANTIDAD A 1 TARIFA B 1.38 COSTO HORA C=A*B $ 1.38 PARCIAL M COSTO UNITARIO D=C*K $ 6.27 $ 6.27 % 5% 5% % MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Maestro Mayor Albañil Ayudante Albañil CANTIDAD TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO A B C=A*B D=C*K 1 1 2 $ 3.85 $ 2.43 $ 2.23 $ 3.85 $ 2.43 $ 4.46 PARCIAL N $ 2.00 $ 3.00 $ 20.27 $ 25.27 2% 2% 16% 20% UNIDAD COSTO B $ 1.56 $ 7.24 $ 10.38 $ 0.15 $ 23.58 PARCIAL O CONSUMO C=A*B $ 0.23 $ 2.66 $ 3.82 $ 40.50 $ 9.43 $ 56.65 % 0% 2% 3% 31% 7% 42% TARIFA UNIDAD COSTO COSTO % A B C=A*B 1 $ 14.00 $ 14.00 11% PARCIAL P $ 14.00 11% TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P $ 02.19 79% COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ 5.11 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 1.02 1% UTILIDAD 20% $ 20.44 16% $ 128.76 100% MATERIALES DESCRIPCIÓN UNIDAD Agua Arena Cribada Agregado grueso homogeneizado Cemento en sacos Piedra bola m³ m³ m³ kg m³ TARIFA A $ 0.148 $ 0.368 $ 0.368 $ 270 $ 0.4 TRANSPORTE DESCRIPCIÓN Volqueta UNIDAD m³ COSTO TOTAL DEL RUBRO 132 Tabla 5.10 Costo Unitario - PLACA BASE PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO PLACA BASE UNIDAD U RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 2 HORA/UNIDAD K 0.5 DESCRIPCIÓN CANTIDA D A EQUIPOS Equipo y Elementos Auxiliares para soldadura 1 TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO % B C=A*B D=C*K 3 $3.00 $1.50 1% PARCIAL M $ 1.50 1% % MANO DE OBRA CANTIDA D TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO A B C=A*B D=C*K Montador de estructura metálica. 1 $3.85 $3.85 $1.93 1% Ayudante de Montador de estructura metálica. 1 $2.43 $2.43 $1.22 1% PARCIAL N $3.14 2% UNIDAD COSTO B CONSUMO C=A*B % DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN Platina de acero laminado A 572 Barrillas Acero corrugadas, (fy=4200 kg/cm²) Juego de arandelas, tuerca y contratuerca. Mortero autonivelante Imprimación de secado rápido. UNIDAD MATERIALES TARIFA A kg $50.00 $1.40 $ 70.00 40% kg $15.5 $1 .20 $ 18.60 11% Ud. $8.00 $1.90 $ 15.20 9% kg $15.00 $ 0.90 $13.50 8% l $2.5.00 $ 6.30 $15.75 9% PARCIAL O $133.05 26% COSTO % TRANSPORTE TARIFA UNIDAD COSTO DESCRIPCIÓN UNIDAD A B C=A*B 0 PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P $ 137.69 0% 0% 79% COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ 6.88 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 1.38 1% UTILIDAD 20% $ 27.54 16% COSTO TOTAL DEL RUBRO $ 173.49 100% 133 Tabla 5.11 Costo Unitario - Columnas HEB 260 PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO COLUMNA HEB 260 UNIDAD U RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 0.5 HORA/UNIDAD K 2 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Equipo y Elementos Auxiliares para soldadura CANTIDAD A TARIFA B COSTO HORA C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K % 1 $3 $ 3.00 $ 6.00 0% PARCIAL M $ 6.00 0% % MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Montador de estructura metálica. Ayudante de Montador de estructura metálica. CANTIDAD TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO A B C=A*B D=C*K 1 $ 3.85 $ 3.85 $ 7.70 1% 1 $ 2.43 $ 2.43 $ 4.86 0% PARCIAL N $ 12.56 1% MATERIALES UNIDAD TARIFA A UNIDAD COSTO B CONSUMO C=A*B % Acero laminado A 572 Grado 50 kg $ 998 $ 1.10 $ 1,097.80 76% Pletina de acero laminado A36 Juego de arandelas, tuerca y contratuerca kg $ 5.5 $ 1.40 $ 7.70 1% Ud. $ $ 1.90 $ 15.20 1% PARCIAL O $ 1,120.70 1% COSTO C=A*B $ 1,139.26 $ 56.96 $ 11.39 $ 227.85 $ 1,435.47 % DESCRIPCIÓN 8 TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD COSTO B PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% COSTOS FINANCIEROS 1% UTILIDAD 20% COSTO TOTAL DEL RUBRO UNIDAD TARIFA A 0 0% 0% 79% 4% 1% 16% 100% 134 Tabla 5.12 Costo Unitario - COLUMNA HEB 280 PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO COLUMNA HEB 260 UNIDAD U RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 0.5 HORA/UNIDAD K 2 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Equipo y Elementos Auxiliares para soldadura CANTIDAD A 1 TARIFA B 3 COSTO HORA C=A*B $ 3.00 PARCIAL M COSTO UNITARIO D=C*K $ 6.00 $ 6.00 % COSTO HORA C=A*B $ 3.85 $ 2.43 PARCIAL N COSTO UNITARIO D=C*K $ 7.70 $ 4.86 $ 12.56 UNIDAD COSTO B CONSUMO C=A*B % $ 1,268.96 77% $ 7.70 $ 15.20 $ 1,291.86 0% 1% 1% COSTO C=A*B $ 1,310.42 $ 65.52 $ 13.10 $ 262.08 $ 1,651.13 % 0% 0% MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Montador de estructura metálica. Ayudante de Montador de estructura metálica. CANTIDAD A 1 1 TARIFA B $ 3.85 $ 2.43 % 0% 0% 1% MATERIALES UNIDAD TARIFA A Acero laminado A 572 Grado 50. kg $ 1153.6 Pletina de acero laminado A 572 Juego de arandelas, tuerca y contratuerca kg Ud. $ $ DESCRIPCIÓN 5.5 8 $ 1.10 $ 1.40 $ 1.90 PARCIAL O TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD COSTO B PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% COSTOS FINANCIEROS 1% UTILIDAD 20% COSTO TOTAL DEL RUBRO UNIDAD TARIFA A 0 0% 0% 79% 4% 1% 16% 100% 135 Tabla 5.13 Costo Unitario - VIGA DE TRABE HEB 240 PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO COLUMNA HEB 260 UNIDAD m. RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 20 HORA/UNIDAD K 0.050 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Equipo y Elementos Auxiliares para soldadura CANTIDAD A TARIFA B COSTO HORA C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K % 1 $ 3 $ 3.00 $ 0.15 0% PARCIAL M $ 0.15 0% MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Montador de estructura metálica. Ayudante de Montador de estructura metálica. CANTIDAD A 1 TARIFA B $ 3.85 COSTO HORA C=A*B $ 3.85 COSTO UNITARIO D=C*K $ 0.19 0% 1 $ 2.43 $ 2.43 $ 0.12 0% $ 0% PARCIAL N 0.31 % MATERIALES DESCRIPCIÓN UNIDAD A UNIDAD COSTO B TARIFA CONSUMO % C=A*B Acero laminado A 572 Grado 50 kg $ 83.2 $ 1.10 $ 91.52 61% Placa de acero laminado A 572 Grado 50 kg $ 5.5 $ 1.40 $ 7.70 5% Juego de arandelas, tuerca, contratuerca Ud. $ $ 2.50 $ 20.00 13% $ 119.22 13% COSTO % C=A*B - 0% 0% $ 119.68 79% 4% 8 PARCIAL O TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD TARIFA A 0 UNIDAD COSTO B PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ COSTOS FINANCIEROS 1% $ 1.20 1% UTILIDAD 20% $ 23.94 16% $ 150.80 100% COSTO TOTAL DEL RUBRO 5.98 136 Tabla 5.14 Costo Unitario - ARCO DEL TECHO GALPÓN 1 PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO ARCO DEL TECHO - GALPÓN 1 UNIDAD RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) kg HORA/UNIDAD R 0.2 K 5.000 EQUIPOS CANTIDAD TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO A B C=A*B D=C*K Equipo de oxicorte. 1 $6.05 $ 6.05 $ 30.25 2% Equipo y elementos auxiliares para soldadura Alquiler diario de cesta elevadora de brazo articulado. 1 $2.54 $ 2.54 $ 12.70 1% 1 $98.99 $ 98.99 $ 494.95 25% Grúa de brazo telescópico 1 $40.22 $ 40.22 $ 201.10 10% PARCIAL M $ 201.10 10% COSTO HORA C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K % $ 3.85 $ 19.25 1% DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN MANO DE OBRA CANTIDAD TARIFA A B Montador de estructura metálica. 1 $3.85 Ayudante de Montador de estructura metálica. 1 $2.43 DESCRIPCIÓN Acero laminado A 572. IPE 360. $ 2.43 $ 12.15 1% PARCIAL N $31.40 2% UNIDAD COSTO B CONSUMO C=A*B % $ 833.66 $1.49 $1,242.15 63% MATERIALES TARIFA UNIDAD A kg % Placa de acero laminado A 36 kg $14 $1.10 $ 15.40 1% Placa de acero laminado A 578 kg $16 $1.10 $ 17.60 1% Juego de Pernos y Arandelas, Ud. $ 32 $1.43 $ 45.76 2% Imprimación de secado rápido.. l $ 0.312 DESCRIPCIÓN TRANSPORTE TARIFA UNIDAD A 0 $6.31 $ 1.97 0% PARCIAL O $ 1,322.88 0% UNIDAD COSTO B COSTO C=A*B % - - 0% PARCIAL P - 0% X=M+N+O+P $ 1,555.38 79% 5% $ 77.77 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 15.55 1% UTILIDAD 20% $ 311.08 16% $ 1,959.78 100% TOTAL COSTOS INDIRECTOS COSTOS ADMINISTRATIVOS COSTO TOTAL DEL RUBRO 137 Tabla 5.15 Costo Unitario - ARCO DEL TECHO GALPÓN 2 PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO ARCO DEL TECHO - GALPÓN 2 UNIDAD kg RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 0.5 HORA/UNIDAD K 2.000 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Equipo de oxicorte Equipo y elementos auxiliares para soldadura Alquiler diario de cesta elevadora de brazo Grúa de brazo telescópico TARIFA COSTO HORA A B C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K 1 $6.05 $ 6.05 $ 12.10 1% 1 $2.54 $ 2.54 $ 5.08 0% CANTIDAD % 1 $98.99 $ 98.99 $ 197.98 9% 1 $40.22 $ 40.22 PARCIAL M $ 80.44 $ 80.44 4% 4% MANO DE OBRA CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A B C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K Montador de estructura metálica. 1 $3.85 $3.85 $ 7.70 0% Ayudante de Montador de estructura metálica. 1 $ 2.43 $ 2.43 $ 4.86 0% DESCRIPCIÓN PARCIAL N $ 12.56 % 1% MATERIALES DESCRIPCIÓN UNIDAD A UNIDAD COSTO B TARIFA CONSUMO % C=A*B Acero laminado A 572 IPE 360. kg 1,079.19 $1.49 $ 1,607.99 72% Placa de acero laminado A 36, kg 14 $1.10 $15.40 1% Placa de acero laminado A 36, kg 16 $1.10 $17.60 1% Juego de Pernos y Arandelas, Ud. 32 $1.43 $ 45.76 2% Imprimación de secado rápido. l 0.312 $6.31 $ 1.97 0% PARCIAL O $ 1,688.72 0% COSTO % C=A*B $1,781.72 $ 89.09 $ 17.82 $ 356.34 $ 2,244.97 0% 0% 79% 4% 1% 16% 100% TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD COSTO A B 0 PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% COSTOS FINANCIEROS 1% UTILIDAD 20% COSTO TOTAL DEL RUBRO UNIDAD TARIFA 138 Tabla 5.16 Costo Unitario - VIGAS CARRILERAS PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO VIGAS CARRILERAS UNIDAD m RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R HORA/UNIDAD K 8 0.125 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Equipo de oxicorte Equipo y elementos auxiliares para soldadura Alquiler diario de cesta elevadora de brazo articulado Grúa de brazo telescópico CANTIDAD TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO C=A*B D=C*K % A B 1 $6.05 $ 6.05 $0.76 0.33% 1 $2.54 $ 2.54 $ 0.32 0.14% 1 $98.99 $ 98.99 $ 12.37 5.44% 1 $40.22 $ 40.22 PARCIAL M $ 5.03 $ 18.48 2.21% 2.21% MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Montador de estructura metálica. Ayudante de Montador de estructura metálica. CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A B C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K 1 $ 3.85 $ 3.85 $ 0.48 0.21% 1 $ 2.43 DESCRIPCIÓN UNIDAD Acero laminado A 572 IPE 500 Placa de acero laminado A 36, Placa de acero laminado A 36, Juego de Pernos y Arandelas Imprimación de secado rápido. kg kg kg Ud. l MATERIALES TARIFA A 90.70 5 2 20.6 6 $ 2.43 $ 0.30 0.13% PARCIAL N $0.79 0.34% UNIDAD COSTO B $1.30 $1.10 $1.30 $1.30 $1.43 CONSUMO C=A*B $ 117.91 $5.50 $ 2.60 $26.78 $ 8.58 $ 161.37 % 52% 2% 1% 12% 4% COSTO % PARCIAL O TRANSPORTE TARIFA UNIDAD COSTO DESCRIPCIÓN UNIDAD % 4% A B C=A*B 0 PARCIAL P - 0% 0% X=M+N+O+P $180.63 79% 5% $9.03 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 1.81 1% UTILIDAD 20% $ 36.13 16% $227.59 100% TOTAL COSTOS INDIRECTOS COSTOS ADMINISTRATIVOS COSTO TOTAL DEL RUBRO 139 Tabla 5.17 Costo Unitario - VOLADOS DEL TECHO PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO VOLADOS DEL TECHO UNIDAD kg RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 90.7 HORA/UNIDAD K 0.011 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Equipo de oxicorte. Equipo y elementos auxiliares para soldadura Alquiler diario de cesta elevadora de brazo articulado Grúa de brazo telescópico B $ 6.05 COSTO HORA C=A*B $6.05 COSTO UNITARIO D=C*K $ 0.07 0.04% $ 2.54 $2.54 $ 0.03 0.02% 1 $98.99 $ 98.99 $ 1.09 0.60% 1 $ 40.22 $40.22 PARCIAL M $ 0.44 $ 1.63 0.24% 0.24% COSTO HORA C=A*B $ 3.85 COSTO UNITARIO D=C*K $ 0.04 0.02% $ 4.86 $ 0.05 0.03% PARCIAL N $ 0.10 0.05% CONSUMO % CANTIDAD TARIFA A 1 1 % MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Montador de estructura metálica. Ayudante de Montador de estructura metálica. CANTIDAD TARIFA A 1 B $ 3.85 2 $ 2.43 % MATERIALES DESCRIPCIÓN UNIDAD A UNIDAD COSTO B TARIFA C=A*B Acero laminado A 572. IPE 330 kg 57.10 $1.49 $ 85.08 47% Placa de acero laminado A 36 kg 9 $1.10 $ 9.90 5% Juego de Pernos y Arandelas Ud. 32 $1.43 $ 45.76 25% l 0.312 $6.31 PARCIAL O $ 1.97 $ 142.71 1% 78% COSTO % C=A*B $ 144.43 $ 7.22 $ 1.44 $ 28.89 $ 181.99 0% 0% 79% 4% 1% 16% 100% Pintura Anticorrosiva TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD COSTO A B 0 PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% COSTOS FINANCIEROS 1% UTILIDAD 20% COSTO TOTAL DEL RUBRO UNIDAD TARIFA 140 Tabla 5.18 Costo Unitario – CUBIERTA CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU PROYECTO RUBRO TECHO Y CUBIERTA UNIDAD kg RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 63 HORA/UNIDAD K 0.016 EQUIPOS CANTIDAD DESCRIPCIÓN TARIFA COSTO HORA COSTO UNITARIO % A B C=A*B D=C*K Equipo de oxicorte. Equipo y elementos auxiliares para soldadura 1 $6.05 $ 6.05 $ 1 $ 2.54 $ 2.54 $ 0.04 2.26% Grúa de brazo telescópico. 1 $ 40.22 $ 40.22 $ 0.64 35.84% $ 0.77 35.84% PARCIAL M 0.10 5.39% MANO DE OBRA A B COSTO HORA C=A*B Montador de estructura metálica. 1 $ 3.85 $ 3.85 $ 0.06 3.43% Ayudante de Montador de estructura metálica. 2 $ 2.43 $ 4.86 $ 0.08 4.33% $ 0.14 7.76% CONSUMO % CANTIDAD DESCRIPCIÓN TARIFA PARCIAL N MATERIALES COSTO UNITARIO D=C*K % DESCRIPCIÓN UNIDAD A UNIDAD COSTO B Equipo de oxicorte. h 0.01 $ 6.05 $ 0.06 3% Equipo y elementos auxiliares para soldadura h 0.015 $ 2.54 $ 0.04 2% Grúa de brazo telescópico h 0.01 $40.22 $ 0.40 23% $ 0.50 28% COSTO % TARIFA PARCIAL O C=A*B TRANSPORTE DESCRIPCIÓN A UNIDAD COSTO B 0 - TARIFA UNIDAD PARCIAL P C=A*B - 0% - 0% TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P $1.41 79% COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ 0.07 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 0.01 1% UTILIDAD 20% $ 0.28 16% $ 1.78 100% COSTO TOTAL DEL RUBRO 141 Tabla 5.19 Costo Unitario - PUENTE GRÚA CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU PROYECTO RUBRO PUENTE GRÚA UNIDAD Ud RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 1 HORA/UNIDAD K 1.000 EQUIPOS CANTIDAD DESCRIPCIÓN TARIFA A 1 Grúa con brazo telescópico COSTO HORA B C=A*B $400.00 $400.00 PARCIAL M COSTO UNITARIO D=C*K $ 400.00 $ 400.00 % 0.59% 0.59% MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Especialista en Montaje de Puente Grúa Asistente Especialista en Montaje CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A B C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K 1 $ 5.00 $ 5.00 $ 5.00 0.01% 2 $ 4.00 $ 8.00 $ 8.00 0.01% $ 13.00 0.02% CONSUMO % PARCIAL N % MATERIALES DESCRIPCIÓN UNIDAD A UNIDAD COSTO B TARIFA C=A*B Viga principal de carga tipo W Ud $1.00 $10,557.19 $ 10,557.19 15% Línea de Alimentación Eléctrica encapsulada para puente Grúa m $28.00 $81.00 $2,268.00 3% Componentes de Grúa Ud $1.00 $41,003.82 $ 41,003.82 60% $ 53,829.01 79% TARIFA COSTO % A 0 C=A*B - 0% 0% PARCIAL O TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD UNIDAD COSTO B PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P $ 54,242.01 79% COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ 2,712.10 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 542.42 1% UTILIDAD 20% $ 10,848.40 16% $ 68,344.93 100% COSTO TOTAL DEL RUBRO 142 Tabla 5.20 Costo Unitario – CONTRAPISO PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO CONTRAPISO UNIDAD m2 RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 46 HORA/UNIDAD K 0.022 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Grúa con brazo telescópico CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A B C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K 1 $ 400.00 $ 400.00 $ 8.70 30.29% PARCIAL M $ 8.70 30.29% % MANO DE OBRA C=A*B $ 5.00 COSTO UNITARIO D=C*K $ 0.11 0.38% $ 8.00 $ 0.17 0.61% PARCIAL N $ 0.28 0.98% UNIDAD COSTO B CONSUMO C=A*B % CANTIDAD TARIFA COSTO HORA Albañil A 1 B $ 5.00 Ayudante de Albañil 2 $ 4.00 DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN UNIDAD MATERIALES TARIFA A % Malla electrosoldada m² 1 $1.20 $ 1.20 4% Agua. m³ 0.038 $1.53 $ 0.06 0% Arena cribada. m³ 0.086 $7.11 $ 0.61 2% Agregado grueso homogeneizado m³ 0.086 $11.85 $ 1.02 4% Cemento en sacos. Aditivo plastificante para hormigón. Panel rígido de poliestireno expandido, kg $67.00 $0.15 $ 10.05 35% l $0.34 $2.29 $ 0.77 3% m² $0.05 $1.92 $ 0.10 0% $ 13.81 38% COSTO C=A*B $ 22.78 $ 1.14 $ 0.23 $ 4.56 $ 28.71 % DESCRIPCIÓN PARCIAL O TRANSPORTE TARIFA UNIDAD COSTO UNIDAD A B 0 PARCIAL P TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% COSTOS FINANCIEROS 1% UTILIDAD 20% COSTO TOTAL DEL RUBRO 0% 0% 79% 4% 1% 16% 100% 143 Tabla 5.21 Costo Unitario - LOSA DE TECHOS PROYECTO RUBRO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU LOSA DE TECHOS m2 UNIDAD RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 4 HORA/UNIDAD K 0.250 EQUIPOS DESCRIPCIÓN Concretera. Equipo de oxicorte Equipo y elementos auxiliares para soldadura. C=A*B $ 1.38 $ 6.05 COSTO UNITARIO D=C*K $ 0.35 $ 1.51 0.74% 3.26% $ 2.54 $ 0.64 1.37% PARCIAL M $ 2.49 5.37% CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A 1 1 B $1.38 $6.05 1 $2.54 % MANO DE OBRA DESCRIPCIÓN Montador de estructura metálica. Ayudante montador de estructura metálica. Maestro mayor. Ayudante de Albañil C=A*B $3.85 COSTO UNITARIO D=C*K $0.96 2.07% $2.43 $2.43 $ 1.22 2.62% $3.85 $2.23 $3.85 $4.46 PARCIAL N $ 0.96 $ 1.12 $ 4.26 2.07% 2.40% 3.71% % CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A 1 B $3.85 2 1 2 MATERIALES TARIFA % UNIDAD COSTO CONSUMO A B C=A*B m² 0.1 25.99 $ 2.60 Bovedilla de hormigón (60x20x17) cm. Acero laminado A 36, para aplicaciones estructurales. Barrillas de Acero corrugadas. Grado 60 (fy=4200 kg/cm²). Malla electrosoldada Agua. Ud. 7.5 0.56 $ 4.20 9% kg 13 1.03 $ 13.39 29% kg 1.8 1.24 $ 2.23 5% m² m³ 1.1 0.02 1.22 1.56 $ 1.34 $ 0.03 3% 0% Arena cribada. Agregado grueso homogeneizado. m³ m³ 0.04 0.04 7.24 12.07 $ 0.29 $ 0.48 1% 1% Cemento en sacos. kg 34.24 0.15 $ 5.14 11% Aditivo plastificante para el hormigón. l 0.17 DESCRIPCIÓN UNIDAD Sistema de encofrado de madera. 6% 2.33 $ 0.40 1% PARCIAL O $ 30.10 12% UNIDAD COSTO B - COSTO C=A*B - % PARCIAL P - 0% X=M+N+O+P $ 36.85 79% 5% $ 1.84 4% 1% $ 0.37 1% TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD TARIFA A 0 TOTAL COSTOS INDIRECTOS COSTOS ADMINISTRATIVOS COSTOS FINANCIEROS UTILIDAD 20% COSTO TOTAL DEL RUBRO 0% $ 7.37 16% $ 46.43 100% 144 Tabla 5.22 Costo Unitario – PAREDES PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU RUBRO PAREDES UNIDAD m2 RENDIMIENTO (UNIDAD/HORA) R 6 HORA/UNIDAD K 0.167 EQUIPOS CANTIDAD TARIFA COSTO HORA A B C=A*B COSTO UNITARIO D=C*K Herramientas Menores de Obra Civil 1 1.5 1.5 $ 0.25 0.94% Concretera. 1 1.37 1.37 $ 0.23 0.86% PARCIAL M $ 0.48 1.80% DESCRIPCIÓN % MANO DE OBRA TARIFA CANTIDAD DESCRIPCIÓN A B Albañil 1 $ 3.67 Ayudante de albañil 1 $ 2.23 Fierrero 1 Ayudante fierrero 2 COSTO HORA C=A*B $ 3.67 COSTO UNITARIO D=C*K % $ 0.61 2.30% $ 2.23 $ 0.37 1.40% $ 3.85 $ 3.85 $ 0.64 2.41% $ 2.43 $ 4.86 $ 0.81 3.05% PARCIAL N $ 2.44 9.16% TARIFA UNIDAD COSTO CONSUMO % A B C=A*B MATERIALES DESCRIPCIÓN UNIDAD Bloque de hormigón (40x20x15)cm. Ud. 13.125 $0.76 $ 9.98 38% Barrillas de Acero. (fy=4200 kg/cm²) kg 0.2 $1.24 $ 0.25 1% Juntas de acero galvanizado m 2.45 $2.55 $ 6.25 24% Cemento en sacos. kg 7.607 $0.15 $ 1.14 4% Agua. m³ $0.01 $1.56 $ 0.01 0% Arena cribada. m³ $0.01 $7.24 $ 0.06 0% Agregado grueso homogeneizado m³ $0.01 $12.07 $ 0.13 0% t $0.02 $21.78 $ 0.37 1% PARCIAL O $ 18.18 68% TARIFA UNIDAD COSTO COSTO % A B C=A*B 0 -- - 0% PARCIAL P -- 0% $ 21.10 79% Arena TRANSPORTE DESCRIPCIÓN UNIDAD TOTAL COSTOS INDIRECTOS X=M+N+O+P COSTOS ADMINISTRATIVOS 5% $ 1.05 4% COSTOS FINANCIEROS 1% $ 0.21 1% UTILIDAD 20% $ 4.22 16% $ 26.58 100% COSTO TOTAL DEL RUBRO 145 5.5 COSTO TOTAL DEL PROYECTO Para estimar el costo total del proyecto se toma en cuenta cada rubro y se lo multiplica por la cantidad de cada uno de estos, para obtener los costos finales, para sumarlos y tener el valor final. Tabla 5.23 Costo Total del Proyecto PROYECTO CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN PARA LA EMPRESA SECONSTRU PRESUPUESTO ÍTEM Elemento / Descripción Unidad Cantidad Costo Unitario Costo Final 1 DESBROCE Y LIMPIEZA DEL TERRENO m2 1500 $ 0.50 $ 753.59 2 REPLANTILLO DE CIMENTACIÓN m3 2 $ 149.21 $ 298.42 3 ZAPATA DE CIMENTACIÓN m3 7 $ 128.76 $ 901.34 4 PLACA BASE Ud. 30 $ 173.49 $ 5,204.68 5 COLUMNA HEB 260 Ud. 18 $ 1,435.47 $ 25,838.42 6 COLUMNA HEB 280 Ud. 12 $ 1,651.13 $ 19,813.55 7 VIGA DE TRABE HEB 240 m. 156 $ 150.80 $ 23,525.09 8 ARCO DEL TECHO - GALPÓN 1 Ud. 5 $ 1,959.78 $ 9,798.91 9 ARCO DEL TECHO - GALPÓN 2 Ud. 9 $ 2,244.97 $ 20,204.73 10 VOLADOS DEL TECHO Ud. 8 $ 181.99 $ 1,455.89 11 CUBIERTA m2 1500 $ 1.78 $ 2,672.11 12 CONTRAPISO m2 1500 $ 28.71 $ 43,063.07 13 LOSA DE TECHOS m2 100 $ 46.43 $ 4,642.62 14 PAREDES m2 100 $ 26.58 $ 2,658.39 15 VIGAS CARRILERAS PARA PUENTE GRÚA m. 60 $ 227.59 $ 13,655.63 16 PUENTE GRÚA Ud. 2 $ 68,344.93 $ 136,689.87 17 INSTALACIONES GENERALES ELÉCTRICAS Ud. 1 $ 3,000.00 $ 3,000.00 18 ILUMINACIÓN Ud. 40 $ 64.81 $ 2,592.40 19 VENTANAS Ud. 10 $ 133.40 $ 1,334.00 20 PUERTAS DE MADERA Ud. 8 $ 102.22 $ 817.76 21 PUERTAS METÁLICAS Ud. 6 $ 118.61 $ 711.66 22 PUESTA A TIERRA Ud. 1 $ 1,025.77 $ 1,025.77 23 ACOMETIDA DE AGUA m. 10 $ 137.54 $ 1,375.40 24 INSTALACIÓN DE AGUA POTABLE m. 100 $ 12.69 $ 1,269.00 25 INSTALACIÓN DE AGUA Y EVACUACIONES m. 50 $ 11.48 $ 574.00 $ 323,876.28 COSTO TOTAL DEL PROYECTO 5.6 CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN Es un diagrama que representa gráficamente el tiempo necesario para llevar a cabo las tareas propuestas para la ejecución del proyecto. (figura 5.1) 146 Figura 5.1 Cronograma ÍTEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Elemento / Descripción Unidad Cantidad DESBROCE Y LIMPIEZA DEL TERRENO m2 1500 REPLANTILLO DE CIMENTACIÓN m3 2 ZAPATA DE CIMENTACIÓN m3 7 PLACA BASE Ud. 30 COLUMNA HEB 260 Ud. 18 COLUMNA HEB 280 Ud. 12 VIGA DE TRABE HEB 240 m. 156 ARCO DEL TECHO - GALPÓN 1 Ud. 5 ARCO DEL TECHO - GALPÓN 2 Ud. 9 VOLADOS DEL TECHO Ud. 8 CUBIERTA m2 1500 CONTRAPISO m2 1500 LOSA DE TECHOS m2 100 PAREDES m2 100 VIGAS CARRILERAS PARA PUENTE GRÚA m. 60 PUENTE GRÚA Ud. 2 INSTALACIONES GENERALES ELÉCTRICAS Ud. 1 ILUMINACIÓN Ud. 40 VENTANAS Ud. 10 PUERTAS DE MADERA Ud. 8 PUERTAS METÁLICAS Ud. 6 PUESTA A TIERRA Ud. 1 ACOMETIDA DE AGUA m. 10 INSTALACIÓN DE AGUA POTABLE m. 100 INSTALACIÓN DE AGUA Y EVACUACIONES m. 50 Costo Unitario Costo Final SEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 $ 0.50 $ 753.59 $753.59 $ 149.21 $ 298.42 $298.42 $ 128.76 $ 901.34 $253.50 $647.84 $ 173.49 $ 5,204.68 $5,204.68 $ 1,435.47 $ 25,838.42 $717.73 $25,120.69 $ 1,651.13 $ 19,813.55 $825.56 $18,987.99 $ 150.80 $ 23,525.09 $14,703.18 $ 1,959.78 $ 9,798.91 $408.29 $9,390.62 $ 2,244.97 $ 20,204.73 $1,262.80 $18,941.93 $ 181.99 $ 1,455.89 $1,031.26 $ 1.78 $ 2,672.11 $ 28.71 $ 43,063.07 $ 46.43 $ 4,642.62 $ 26.58 $ 2,658.39 $ 227.59 $ 13,655.63 $8,534.77 $ 68,344.93 $ 136,689.87 $ 3,000.00 $ 3,000.00 $ 64.81 $ 2,592.40 $ 133.40 $ 1,334.00 $ 102.22 $ 817.76 $ 118.61 $ 711.66 $ 1,025.77 $ 1,025.77 $ 137.54 $ 1,375.40 $974.24 $401.16 $ 12.69 $ 1,269.00 $ 11.48 $ 574.00 COSTO TOTAL $ 323,876.28 INVERSIÓN SEMANAL $1,305.51 $10,041.14 $97,111.60 AVANCE PARCIAL EN % 0.40% 3.10% 29.98% INVERSIÓN ACUMULADA $1,305.51 $11,346.65 $108,458.25 AVANCE ACUMULADO % 0.40% 3.50% 33.49% Tabla 5.24 Flujo de Caja del Proyecto $358.75 $30,951.58 $2,466.39 SEMANA 5 $356.91 $400.31 $843.75 $2,025.31 $2,176.23 $2,658.39 SEMANA 6 $912.09 $2,156.25 $567.09 $1,334.00 $817.76 $311.35 SEMANA 7 $167,081.89 $33,776.72 $8,460.90 $6,098.54 51.59% 10.43% 2.61% 1.88% $275,540.14 $309,316.86 $317,777.76 $323,876.30 85.08% 95.50% 98.12% 100.00% $215.25 $1,025.77 $5,120.86 $136,689.87 $424.63 $2,672.11 $12,111.49 $8,821.91 SEMANA 4 147 148 CAPÍTULO VI 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 CONCLUSIONES El diseño estructural y la distribución de planta propuestos, para las nuevas instalaciones de la empresa SECONSTRU, cumplen con el objetivo general de analizar las factores internos y externos a la empresa, y solucionar las problemáticas presentadas debido al traslado de las instalaciones; así también se cubre los requerimientos futuros debido al aumento de capacidad productiva de la empresa. El diseño de la nave industrial en dos secciones de base regular, da solución al problema de la irregularidad del terreno, evitando de esta manera la complicación de cálculos para cada pórtico por separado, lo que al final representaría un mayor tiempo en la etapa de diseño y retrasos en el inicio de la construcción de la nave industrial. Se ha diseñado la estructura del galpón para la planta de producción de la empresa SECONSTRU según los requerimientos establecidos por el gerente general de la empresa; además se ha establecido la distribución de planta para el funcionamiento óptimo de todas las operaciones que se efectúan en la empresa, incluyendo el puente grúa de 24 toneladas, necesario para la adición de la nueva línea productiva de construcción de Mini Mixer de concreto. En base a los resultados del análisis de costos del proceso de fabricación y montaje de la nave industrial, se obtiene el monto total, el cual indica que es factible el desarrollo el proyecto, ya que el valor obtenido no rebasa el límite marcado por el préstamo solicitado por el gerente de la SECONSTRU. 149 Se establece una distribución de instalaciones de la empresa, de tal manera que las operaciones desarrolladas en cada área se realicen sin ningún tipo de inconvenientes, evitando los llamados cuellos de botella en los procesos, reduciendo tiempos y aumentando la capacidad productiva; brindando todas las facilidades de operación y movimiento de personal y material. 150 6.2 RECOMENDACIONES Es recomendable realizar un estudio a profundidad sobre el diseño de estructuras de sección base irregular, pues al presentarse variaciones continuas en los parámetros de diseño, esto representa un reto tanto para el equipo diseñador, así como también para el equipo constructivo en planta. Debido a la ubicación geográfica del Ecuador, es recomendable, realizar el estudio sismoresistente que cumpla con un carácter estricto, las normas de diseño sísmico, vigentes en el país, además en base a la utilización de normas internacionales y recomendaciones de estructurales de países como Chile o Japón, profundizar en el estudio del diseño estructuras sismo resistentes. Es importante el estudio de materiales alternativos que tengan igual o mayor respuesta estructural a las exigencias de los esfuerzos generados por el medio, y que comparados con las vigas de acero tengan un menor costo, pues este rubro dentro los costos es bastante alto. La falta de información sobre el tipo de suelo y las características del mismo, en la que se basa el cálculo sísmico, pone de manifiesto la necesidad de realizar estudios de suelo, para obtener valores que se asemejen lo más posible a la realidad del sitio de construcción de una estructura, evitando posibles colapsos por asumir condiciones no exactas. La cercanía de las instalaciones de la estructura, a un volcán activo, hace necesaria la recomendación de un mantenimiento continuo de las instalaciones, pues debido a las características abrasivas y ácidas de la ceniza, puede causar un aumento en el proceso de corrosión de los elementos de la nave industrial. Es necesario tener clara la tipología de estructura que se requiere construir y los elementos que se va a utilizar en ella, con el fin de reducir el tiempo de cálculo y evitar errores futuros, ya que al no saber si se ocupan perfiles laminados en frío o en caliente se pueden utilizar normas equivocadas. 151 BIBLIOGRAFÍA AISC. (2005). AISC Steel Construction Manual 13th ed. USA. BOWLES E., J. (1993). Diseño Estructural en Acero. México: Limusa. FRATELLI. (2003). Diseño de Estructuras Metálicas. Venezuela: Ediciones Unive. LEONTOVICH, V. (1974). Pórticos y Arcos (6ta ed.). México: Contiinental S.A. McCORMAC, J. C. (2002). Diseño de Estructuras Metálicas (2da ed.). México: Alfaomega Grupo Editor. ASCE. (2010). Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. USA BUDYNAS R, NISBETT K. Diseño en ingeniería mecánica de Shigley (8va ed). Mexico. McGraw Hill. NEC. (2015). NEC, Cargas (No Sísmicas). Ecuador INEN. (2001). CPE INEN, Código Ecuatoriano de la Construcción, Requisitos ………………Generales de Diseño UBC. (1997). Structural Engineering Design Provisions, Vol. 2.USA ILUSTRE CONCEJO CANTONAL DE AMBATO. (2009). Reforma y Codificación de la …………Ordenanza del Plan de Ordenamiento Territorial de Ambato. Ecuador: Edle 152 ANEXOS 153 Anexo A CARGA VIVA MÍNIMA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA, Lo, y CARGAS VIVAS MÍNIMAS CONCENTRADAS 154 155 156 Anexo B CATÁLOGOS DE MATERIALES Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 157 158 159 160 161 162 Anexo C COTIZACIÓN DEL PUENTE GRÚA 163 164 165 Anexo D COTIZACIÓN DE MATERIALES ESTRUCTURALES 166 167 168 Anexo E ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS) 169 WPS ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Nombre de la Empresa: Proceso de Soldadura: SMAW Semiautomático Manual X Automático Tipo: Soldador: DISEÑO DE UNIÓN Tipo de Unión: A Tope Tipo de Soldadura: Simple X Doble Longitud de cara de raíz: 6.2 mm Abertura de Raíz: 3.1 mm Ángulo de Ranura: 45o Radio: Soporte: No Material de Aporte: No Limpieza de Raíz: Si Método: Esmeril METALES BASE MB1 MB2 Grupo: 1 2 Especificación del Acero: ASTM A572 ASTM A572 Grado: 50 50 Espesor de Plancha: 15 mm Diámetro de Tubería: METAL DE APORTE Especificación AWS: A5.1 Clasificación AWS: E6010, E7018 Marca: Lincoln Tamaño del Electrodo: 4 mm. Identificación No.: 3332-001 Soporte del PQR No.: 3332-101 Revisión: 1 Fecha: Autorizado por: Ing. Carlos Baldeón POSICIÓN Ranura: 2F Filete: Plancha: X Tubería Marzo 2016 - CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia Corto Circuito (GMAW) Globular Spray Corriente AC DC+ X PULSO DCTÉCNICA Aportación: Oscilante Pase: Múltiple Limpieza entre pases: Si Método: Esmeril PRECALENTAMIENTO - Temperatura de Precalentamiento: Temperatura de interpase: PROTECCIÓN Fundente: Revestimiento Gas: Composición: POSTCALENTAMIENTO Velocidad de Temperatura: Flujo: Tamaño de la Boquilla: Tiempo: DETALLES DE UNIÓN Y SECUENCIA DE SOLDADURA - Detalle de Soldadura de Perfiles HEB con Placa Base PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Material de Aporte Corriente Pase Proceso 1 SMAW 2 SMAW Elaborado por: Aprobado por: Progresión Clase Diámetro FONDEO E6010 3.2 mm ASCENDENTE E7018 3.2 mm Fernando Guachamín - Octavio Quinde Ing. Carlos Baldeón Tipo y Polaridad DC+ DC+ Fecha: Compañía: Amperaje Voltaje 105 17-19 140 19-21 Marzo 2016 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Velocidad de Avance mm/min 84 127 170 WPS ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Nombre de la Empresa: Proceso de Soldadura: Manual X Tipo: ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL SMAW Semiautomático Automático DISEÑO DE UNIÓN A Tope Simple X Doble Longitud de cara de raíz: 6.2 mm 3.1 mm 45o Radio: No Material de Aporte: No Si Método: Esmeril METALES BASE MB1 MB2 Grupo: 1 2 Especificación del Acero: ASTM A572 ASTM A572 Grado: 50 50 Espesor de Plancha: Diámetro de Tubería: METAL DE APORTE Especificación AWS: A5.1 Clasificación AWS: E6010, E7018 Marca: Lincoln Tipo de Unión: Tipo de Soldadura: Abertura de Raíz: Ángulo de Ranura: Soporte: Limpieza de Raíz: Identificación No.: 3332-002 Soporte del PQR No.: 3332-102 Revisión: 1 Fecha: Autorizado por: Ing. Carlos Baldeón POSICIÓN Ranura: 2F, 3F Filete: Plancha: X Tubería Marzo 2016 - CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia Corto Circuito (GMAW) Globular Spray Corriente AC DC+ X PULSO DCTÉCNICA Aportación: Oscilante Pase: Múltiple Limpieza entre pases: Si Método: Esmeril PRECALENTAMIENTO Tamaño del Electrodo: 4 mm. Temperatura de Precalentamiento: PROTECCIÓN Temperatura de interpase: Fundente: Revestimiento Gas: Composición: POSTCALENTAMIENTO Velocidad de Temperatura: Flujo: Tamaño de la Boquilla: Tiempo: DETALLES DE UNIÓN Y SECUENCIA DE SOLDADURA - Detalle de Soldadura de Perfiles IPE 300 con Placas de Conexión PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Material de Aporte Corriente Pase Proceso Progresión 1 2 SMAW SMAW FONDEO RELLENO Elaborado por: Aprobado por: Clase Diámetro Tipo y Polaridad Amperaje Voltaje E6010 E7018 3.2 mm 3.2 mm DC+ DC+ 105 140 17-19 19-21 Fernando Guachamín - Octavio Quinde Ing. Carlos Baldeón Fecha: Compañía: Marzo 2016 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Velocidad de Avance mm/min 84 64 171 WPS ESPECIFICACIONES DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Nombre de la Empresa: Proceso de Soldadura: Manual X Tipo: ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL SMAW Semiautomático Automático DISEÑO DE UNIÓN A Tope Simple X Doble Longitud de cara de raíz: 6.2 mm 3.1 mm 60o Radio: No Material de Aporte: No Si Método: Esmeril METALES BASE MB1 MB2 Grupo: 1 2 Especificación del Acero: ASTM A36 ASTM A36 Grado: 50 50 Espesor de Plancha: 12mm 12mm Diámetro de Tubería: METAL DE APORTE Especificación AWS: A5.1 Clasificación AWS: E6010, E7018 Marca: Lincoln Tipo de Unión: Tipo de Soldadura: Abertura de Raíz: Ángulo de Ranura: Soporte: Limpieza de Raíz: Tamaño del Electrodo: 4 mm. Identificación No.: 3332-001 Soporte del PQR No.: 3332-101 Revisión: 1 Fecha: Autorizado por: Ing. Carlos Baldeón POSICIÓN Ranura: 2F Filete: Plancha: X Tubería Marzo 2016 - CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Modo de Transferencia Corto Circuito (GMAW) Globular Spray Corriente AC DC+ X PULSO DCTÉCNICA Aportación: Oscilante Pase: Múltiple Limpieza entre pases: Si Método: Esmeril PRECALENTAMIENTO - Temperatura de Precalentamiento: Temperatura de interpase: PROTECCIÓN Fundente: Revestimiento Gas: Composición: POSTCALENTAMIENTO Velocidad de Temperatura: Flujo: Tamaño de la Boquilla: Tiempo: DETALLES DE UNIÓN Y SECUENCIA DE SOLDADURA - Detalle de Soldadura de a Tope de Placas PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Material de Aporte Corriente Pase Proceso Progresión 1 2 3 SMAW SMAW SMAW FONDEO RELLENO RELLENO Elaborado por: Aprobado por: Clase Diámetro Tipo y Polaridad Amperaje Voltaje E6010 E7018 E7018 3.2 mm 3.2 mm 3.2 mm DC+ DC+ DC+ 105 140 140 17-19 19-21 19-21 Fernando Guachamín - Octavio Quinde Ing. Carlos Baldeón Fecha: Compañía: Marzo 2016 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Velocidad de Avance mm/min 84 127 127 172 Anexo F PLANOS DEL PROYECTO
