Montaje De Estructuras De Acero En La Construcción De Edificios
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SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN E INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA DIRECCIÓN GENERAL DE INSTITUTOS TECNOLÓGICOS INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHETUMAL TEMA “MONTAJE DE ESTRUCTURAS DE ACERO EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS” MONOGRAFÍA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO CIVIL PRESENTA EDWAR AGUSTIN LARA CANTO CHETUMAL, QUINTANA ROO, ENERO 2006 DEDICADO A: A DIOS: Te doy gracias por darme una familia como esta y tu bendición que siempre ha estado con migo. A MI PADRE: Por ser parte de mí y haberme dado su apoyo en el transcurso de mis estudios, sus consejos me han dado fuerza para seguir adelante y no dejarme vencer, gracias por ser mi ejemplo en tu honradez, honestidad y caridad, te quiero mucho. A MI MADRE: A ti te gracias por estar siempre en mi corazón cundo me hacías falta y brindarme todo tu apoyo en mis estudios, tus consejos dieron resultado, aquí están, gracias por no dejarme vencer una vez. A MIS HERMANOS: Por que ustedes han sido mi ejemplo a seguir, y siempre han estado con migo. A MIS PROFESORES: Por enseñarme sus valiosos conocimientos en este camino, y sus experiencias en el ámbito laboral. A MIS AMIGOS: Que siempre me apoyaran y alentaron. CONTENIDO PAG INTRODUCCIÓN................................................................................................ 1 CAPITULO I GENERALIDADES...................................................................... 4 CAPITULO II PRESUPUESTOS....................................................................... 8 2.1 Preparación.................................................................................................. 8 2.2 Visita al lugar de la obra............................................................................... 17 2.3 Presupuesto.................................................................................................. 21 2.4 Formas. ........................................................................................................ 26 2.5 Gastos indirectos.......................................................................................... 29 CAPITULO III MANTENIMIENTO DE HERRAMIENTAS Y EQUIPO DE MONTAJE..................................................................................... 34 3.1 Almacén........................................................................................................ 34 3.2 Herramientas y equipo para montaje........................................................... 36 3.2.1 Lista de herramientas y equipos..................................................... 37 CAPITULO IV PLAN DE MONTAJE................................................................. 75 4.1 Preliminar...................................................................................................... 75 4.2 Selección del método de montaje. .............................................................. 78 4.3 Montaje con grúa.......................................................................................... 82 4.3.1 Señales de maniobra...................................................................... 91 4.3.2 Sistema de seguridad de las grúas................................................ 94 4.3.2.1 Sobrecarga para la grúa................................................. 94 4.3.2.2 Indicadores de carga segura. .......................................... 95 4.3.2.3 Limitador de Final de Carrera del Gancho........................ 95 4.3.2.4 Pestillo de Seguridad........................................................ 95 4.3.4 Inspección y mantenimiento...................................................................... 96 4.4 Montaje con pluma de tirante o grúa torre, fija o voladiza........................... 96 4.5 Montaje con pluma viajera y pluma de patas rígidas................................... 101 4.6 Montaje con malacate de cable.................................................................... 103 4.7 Montaje con equipos varios.......................................................................... 105 4.8 Estudio de los dibujos y de las especificaciones del contrato..................... 107 CAPITULO V PROTECCIÓN DE LA ESTRUCTURA...................................... 113 5.1 Especificaciones sobre las protecciones...................................................... 113 5.2 Superficies en contacto................................................................................ 113 5.3 Superficies contiguas al terreno................................................................... 113 5.4 Condiciones de la pintura............................................................................. 114 5.5 Preparación de las superficies..................................................................... 114 5.6 Ejecución del pintado................................................................................... 115 5.7 Pintado en taller............................................................................................ 115 5.8 Pintado en obra............................................................................................ 116 CAPITULO VI UNIONES Y CONEXIONES EN EL MONTAJE......................... 117 6.1 Requisitos generales.................................................................................... 117 6.1.1 Remaches....................................................................................... 117 6.1.2 Dispositivos especiales............................................................................. 117 6.2 Uniones roblonadas y atornilladas............................................................... 119 6.2.1 Agujeros.......................................................................................... 119 6.2.2 Colocación de los roblones............................................................. 121 6.2.3 Colocación de tornillos ordinarios y calibrados.............................. 123 6.2.4 Colocación de tornillos de alta resistencia..................................... 125 6.3 Uniones soldadas......................................................................................... 126 6.4 Detalles constructivos................................................................................... 135 6.4.1 Simbología y tipos de soldadura.................................................... 135 6.4.2 Detalles........................................................................................... 140 CAPITULO VII TOLERANCIAS EN LA OBRA................................................ 182 7.1 Comprobaciones de las dimensiones.......................................................... 185 7.2 Elementos realizados en taller..................................................................... 185 7.2.1 Tolerancias en la longitud.......................................................................... 185 7.2.2 Tolerancias en la forma............................................................................. 186 7.3 Conjuntos montados en obra....................................................................... 186 7.3.1 Tolerancias dimensionales.............................................................. 187 7.3.2 Tolerancias en el Desplome............................................................ 187 7.3.3 Tolerancias en las Soldaduras........................................................ 187 7.4 Planos........................................................................................................... 188 CAPITULO VIII SUPERVISIÓN DEL MONTAJE EN TALLER Y OBRA......... 191 8.1 Preliminar...................................................................................................... 191 8.2 Montaje en taller....................................................................................................... 192 8.2.1 Armado............................................................................................ 192 8.2.2 Comprobación de la exactitud........................................................ 193 8.2.3 Señalización de las uniones........................................................... 193 8.2.4 Marcas de identificación................................................................. 194 8.3 Control de la ejecución en taller................................................................... 194 8.3.1 Verificación de uniones soldadas................................................... 194 8.3.2 Verificación de uniones atornilladas............................................... 200 8.4 Control dimensional...................................................................................... 202 8.5 Uso de las grúas........................................................................................... 203 8.5.1 Grúas móviles ................................................................................ 203 8.5.2 Grúas de torre................................................................................. 204 CAPITULO IX SEGURIDAD 9.1 Dirección....................................................................................................... 206 9.2 Preparación del trabajo. ............................................................................ 207 9.3 Supervisión................................................................................................... 209 9.4 Personal........................................................................................................ 211 9.5 Establecimiento de obligaciones. ................................................................ 212 9.6 Ayuda para la seguridad. ............................................................................. 217 9.7 Medios de acceso a las áreas de trabajo..................................................... 228 9.8 Protección que debe suministrarse.............................................................. 231 9.9 Trabajo por encima de una superficie de agua. .......................................... 244 CAPITULO X CONCLUSIONES....................................................................... 246 CAPITULO XI BIBLIOGRAFIA ........................................................................ 248 INDICE DE FIGURAS Fig. 3.1 Fig. 3.2 Fig. 3.3 Fig. 3.4 Fig. 3.5 Fig. 3.6 Fig. 3.7 Fig. 3.8 Fig. 3.9 Fig. 3.10 Fig. 3.11 Fig. 3.12 Fig. 3.13 Fig. 3.14 Fig. 3.15 Fig. 3.16 Fig. 3.17 Fig. 3.18 Fig. 3.19 Fig. 3.20 Fig. 3.21 Fig. 3.22 Fig. 3.23 Fig. 3.24 Fig. 3.25 Fig. 3.26 Fig. 3.27 Fig. 3.28 Fig. 3.29 Fig. 3.30 Fig. 3.31 Fig. 3.32 Fig. 3.33 Fig. 3.34 Fig. 3.35 Fig. 3.36 Fig. 3.37 Fig. 3.38 Fig. 3.39 Fig. 3.40 Fig. 3.41 Fig. 3.42 Fig. 3.43 Fig. 3.44 Fig. 3.45 Fig. 3.46 Fig. 3.47 Fig. 3.48 Fig. 3.49 Fig. 3.50 Fig. 3.51 Fig. 3.52 Fig. 3.53 Fig. 3.54 Fig. 3.55 Fig. 3.56 Fig. 3.57 Punzón de mano para sacar conectores Viga equilibradora Barra de paleta Barra plana (recta) Barra de palanca Cabrestante manual o winch; de acción doble Cabrestante manual o winch; de acción rapida Cortador lateral Cortador recto (con mango corto de nogal) Grúa-torre fija o estática Grúa-torre levadiza Grúa-torre montada sobre camión Grúa-torre montada sobre rieles Grúa-torre montada sobre orugas Pluma de tirantes Pluma de patas rígidas Perros para viga Perros para trabe Buterola con copa Buterola plana Remachadora Remachadora neumática Pasador ahusado Taladro con husillo centrado Taladro con husillo en la esquina Broca helicoidal Martillo cincelador Martillo cincelador manual Gancho para viga Gancho para colocar columnas Gancho de volteo Gancho para línea Gancho para madera Gancho de seguridad Ganchos para selección Abrazadera para taladra Contrapeso: de una pieza Contrapeso: ensamblado Pasador de alineación Pasador de alineación Placa para plomeo Garrucha de compuerta Garrucha de polea sencilla Garrucha en tándem Punzón marcador Punzón de tornillo manual Anillo de conexión Bote para “cachar” remaches Tenazas para calentar Tenazas para recoger Barra tipo “Banjo” (numero 9) Barra con doblez a 90° Tope o gancho de la barra Barra con cuello de ganso Barra con resorte Barra recta Mordaza de tornillo 37 38 38 38 38 40 41 41 41 42 42 43 43 44 44 45 46 46 46 46 47 48 48 49 49 49 50 50 51 52 52 52 52 53 53 55 57 57 58 58 59 59 59 60 61 61 61 62 62 63 63 63 63 63 64 64 65 INDICE DE TABLAS Tabla 6.1 Tabla 6.2 Limitaciones para agujeros Preparación de bordes para soldeo semiautomatico 121 130 Tabla 7.2 Tabla 7.3 con alambre macizo y protección gaseosa Tolerancias en lalongitud Tolerancias en las soldaduras 186 188 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios INTRODUCCIÓN Una parte importante de los edificios que se construyen corresponde a la ejecución y ampliación de industrias. Más de un 50% de estos edificios se proyectan con estructuras de acero. Las estructuras de acero suelen ser un caso típico de construcción prefabricada. Se fabrican en taller diferentes conjuntos de elementos y piezas que son unidos y ensamblados mediante tonillos y/o soldadura. El montaje de estructuras de acero constituye, una actividad importante dentro del sector de la construcción. Se define como estructura de acero los elementos o conjuntos de elementos de este material que forman la parte resistente, sustentante y las trasmite a los cimientos de una construcción. El montaje de estructuras de acero consiste en unir los diferentes componentes que han sido fabricados, tales como placas, ángulos y otros perfiles rolados y colocarlas en sus posiciones correctas para formar una estructura de acero. El montaje incluye los pasos previos a la colocación precisa de dichos miembros, y las operaciones subsecuentes de alineamiento, plomeo y fijación permanente mediante tornillos, remaches y soldadura, otras fases del montaje de acero estructural son la preparación y desmantelamiento posterior del equipo necesario para efectuar todas las operaciones en la construcción de una obra. 10 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El montaje de una estructura que ha sido cuidadosamente diseñada, requiere el previo conocimiento de que cada una de las componentes que la van a integrar, por si mismas no pueden ser tan resistentes como la estructura ya terminada. Lograr un proyecto económico y eficiente significa una estrecha cooperación entre todos los que interactúan en la obra, tales como el arquitecto, el ingeniero estructurista, el fabricante de acero estructural, el contratista general, la oficina del constructor y los ingenieros de campo. En los capítulos siguientes se tratan las diferentes etapas del montaje de acero en la edificación, aunque en todas las fases existe una estrecha relación, se ha separado cada una con un fin especifico; estas son: preparación para presupuestos, servicio y uso de las herramientas y equipo, preparación del equipo de montaje, izaje de los miembros de la estructura mediante los diferentes tipos de equipo y todas las operaciones necesarias para finalizar la erección de la estructura, tales como el plomeo, ajustes, uniones atornilladas, remaches y soldadura. Se han incluido secciones que tratan acerca de las herramientas y procedimientos para los diferentes tipos de uniones, aunque los remaches tienen una aplicación cada vez menor, ya que están siendo sustituidos por la soldadura y los tornillos de alta resistencia. 11 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Muchos diseñadores y montadores han tenido escasa experiencia en estructuras montadas mediante plumas y grúas de tirantes; por esto se ha dedicado una sección a este tipo de equipo y a los procedimientos necesarios para su uso. La seguridad en el montaje debe ser parte de toda planeación y ejecución de un proyecto, ya que constituye una actividad de riesgo. Es por esto, que se desarrolla un capitulo para la protección del montador y todo el personal de la obra. 12 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO I GENERALIDADES ANTECEDENTES DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Debido a la creciente industrialización de los últimos años, se ha dado lugar a un notable desarrollo de la construcción a base de estructura metálica, tanto en el ámbito de la edificación industrial, que es el uso más frecuente, y en edificios de carácter urbano. La innovación más trascendente, el nacimiento de una nueva era arquitectónica, se produjo gracias a la producción masiva del hierro y su introducción como elemento resistente. Es bien cierto que el hierro siempre ha desempeñado un papel importante en la Historia de la Humanidad y en la evolución de la cultura artesana. Desde hace aproximadamente 5,000 años, las espadas, arados, hoces y martillos de hierro vinieron a sustituir a los utensilios de piedra y de madera. Pero solo hasta hace algunos años, en la construcción fue siempre un material de unión, un material auxiliar solamente. El desarrollo que ha tenido este material en la construcción en cuanto a fabricación y montaje lo ha llevado a formar parte importante de los materiales del constructor actual. Además de la industria de la maquinaria, también la ingeniería de caminos y obras públicas vino a beneficiarse principalmente de estos progresos, constituyendo así, una rama independiente de la construcción, y como consecuencia, le dio al hierro nuevos caminos de aplicación, como pueden ser: Tuberías de suministro y evacuación de aguas, puentes, canales, esclusas, líneas ferroviarias, etc. 13 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Han contribuido a este desarrollo algunas características de la estructura metálica como pueden ser: reducidos plazos de construcción y montaje, prefabricación, posibilidad de reformas o ampliaciones, etc. Hacia mediados del siglo pasado, el hierro se reveló como un material de construcción de primer orden. Debido a sus propiedades resistentes se impuso a tal punto, que remplazó a la madera en numerosas aplicaciones. Una de las principales ventajas fue la de permitir la construcción de entramados, cuyas reducidas secciones ocupaban mucho menos espacio que los materiales empleados hasta entonces, dando al conjunto de la estructura un aspecto de gran ligereza y permitiendo al mismo tiempo diseñar piezas portantes con claros más amplios. Se produjo un desarrollo prodigioso en lo que a producción se refiere, conjuntamente las instalaciones industriales requerían edificios más espaciosos, de claros cada vez mayores, hasta tal punto que las cualidades del hierro fueron insuficientes. Los progresos de la siderurgia permitieron poner a disposición de los constructores aceros estructurales que respondían perfectamente a las nuevas necesidades, algunas cualidades que el hierro no proporcionaba, por lo que su producción fue desplazada por la del acero. Las acerías crearon materiales de propiedades mecánicas bien definidas, permitiendo índices de trabajo más elevados; por otra parte, el ingeniero, con ayuda 14 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios de nuevos medios de investigación, se dedicó a calcular con mucha más precisión los esfuerzos que solicitan las piezas de una construcción. Hasta aproximadamente 1930, las uniones se realizaban exclusivamente por remachado y atornillado. A partir de esta misma fecha, la soldadura eléctrica se ha generalizado, aportando profundas modificaciones en el campo de la construcción metálica. Sin embargo, la siderurgia se encontró frente a un nuevo problema. No bastaba con producir aceros de propiedades mecánicas determinadas, sino que era preciso que representasen propiedades químicas que le confiriesen al elemento la necesaria soldabilidad, ya que este nuevo método de unión fue preferido por la mayoría de los constructores por su rapidez y alta efectividad. En la actualidad, el problema ha sido resuelto. Las acereras producen, bajo demanda, aceros de calidad garantizada para el soldado. Además, se obtiene industrialmente en los altos hornos. Como fuente de calor se emplea el carbón de coque y la electricidad. Para conseguir los aceros y hierros dulces se emplean los hornos de pudelado o por medio de los convertidores de Bessemer y Thomas, en los que se oxidan las diferentes impurezas, siguiendo un ciclo fijo en su eliminación, formándose escorias o separándose en forma gaseosa. 15 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Con el procedimiento del ingeniero francés, Martín (1865), se logró fundir el acero, por la fusión conjunta del arrabio con la chatarra (desperdicio de hierro dulce), con lo cual, se elimina en gran parte el carbono que la fundición contiene. El primer producto obtenido de los altos hornos se denomina arrabio o lingote, cuyo contenido de carbono pasa de 4 %, le acompañan otras impurezas como el silicio, manganeso y fósforo. En conjunto, estas impurezas pueden llegar a formar hasta un 10 % del total. Acero: Substancia carbonosa, sólida, ligera, gris y lustrosa, es el producto de la combustión incompleta del carbón mineral. Para convertir el coque en carbón mineral, se utilizan largas baterías de hornos rectangulares en donde por medio de calor, se eliminan de éste, el gas y el alquitrán, subproductos que se utilizan en otras aplicaciones. Cuando el coquizado es completo, éste se transporta a torres enfriadoras, equipadas con regaderas de agua. Por último, el coque se criba y se envía a los altos hornos. 16 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO II PRESUPUESTOS 2.1 PREPARACIÓN. Un fabricante de estructuras de acero que no cuenta con facilidades para montaje, puede solicitar un presupuesto a un montador de estructuras, con el fin de presentar al cliente un solo precio por el suministro, fabricación y montaje de una estructura de acero. Un propietario puede requerir presupuestos para el suministro y la fabricación, desglosando el montaje, para comparar los diferentes precios de cada uno y asegurar así la mejor combinación de partidas de dinero. La solicitud de un presupuesto también puede provenir de un arquitecto o de un ingeniero en estructuras. A menudo se pedirá cotización a un solo montador, cuando éste ha establecido una buena reputación debido a sus precios bajos, trabajo eficiente y seguro, montaje rápido y confiabilidad para cumplir con las fechas y obligaciones del contrato. En ocasiones, el costo del montaje será mayor que el costo del suministro y fabricación del acero, en cuyo caso el montador tal vez someta un presupuesto combinado después de asegurar el precio de un fabricante para esta parte del contrato. En cualquiera de estos casos, el montador debe estar preparado para calcular el costo de montaje. Para estar preparado, el montador debe tener registros previos de todas las características del trabajo de que se trate; los mejores registros son los que están 17 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios basados en anteriores experiencias de la empresa, o de experiencias de los individuos que preparan el presupuesto. Es raro que dos estructuras idénticas se monten de idéntica manera o al mismo costo, o al mismo ritmo de avance o de producción; por esto, además de contar con registros de costos, avances y producción, el encargado de hacer el presupuesto debe tener la capacidad de hacer todo tipo de previsiones al preparar una nueva estimación. Para suministrar registros cuyo valor tenga vigencia para futuros presupuestos, el personal de campo debe contar con los datos necesarios para un proyecto, con los registros adecuados para suministrar detalles importantes al estimador y de que reportes deben prepararse, no sólo para ayudar a quien hace el presupuesto sino también al ingeniero responsable de que las operaciones en el campo sean seguras, eficientes y económicas. Suponiendo que se ha obtenido un contrato y que se ha hecho el análisis completo, las instrucciones giradas al campo indicarán la información que debe recogerse; esta información debe ser tal que la oficina pueda establecer una lista sistemática de los resultados de la producción en el campo, de acuerdo al tipo de estructura, los tipos de equipo que se utilicen, la localización del área, la mano de obra disponible y las operaciones individuales. Por ejemplo, los registros deben asentar costo, tiempo y tamaño de la cuadrilla utilizada para la descarga; el ensamble, la preparación, aparejamiento, movimiento o 18 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios elevación, desmantelamiento y carga de las piezas individuales de equipo, según el tipo de éste; entre éstos deben cubrirse los diferentes tipos de plumas y elementos viajeros, incluyendo cualquier tipo de pluma montada sobre la plataforma viajera y deben dividirse en elementos viajeros bajos y elementos viajeros de torre, grúas de orugas, grúas montadas sobre camión y grúas torre, grúas de pescante ligero, plumas tipo "Chicago", postes-grúa, postes-guía y líneas manuales. Los registros deben suministrar información similar sobre la descarga desde los diferentes tipos de transporte para el acero y sobre cada uno de los diferentes tipos de equipo usado para la clasificación, la distribución y el izaje. Deben separarse según el tipo de estructura, tal como edificios bajos; de mediana altura y altos, edificios ligeros de departamentos, edificios tipo fábrica, iglesias, teatros o salas de convención, hangares y todos los diferentes tipos de estructuras de acero. También se necesita saber el costo de pasar y entregar el acero de un aparejo al otro, así como de un punto de descarga hacia el equipo de montaje. Debe establecerse un sistema según el cual se puedan mantener por separado los registros para cada tipo de estructura, diferenciando los tipos de equipo utilizado, de manera que se puedan localizar con rapidez al preparar una nueva estimación para una estructura de tipo similar, que pueda montarse con equipo similar. Cuando no se haya tenido experiencia previa con el equipo seleccionado para montar la estructura que se está presupuestando o con el tipo de estructura en sí, debe tenerse un criterio para decidir la producción y el tamaño de las cuadrillas, es decir, toneladas o piezas por día y por cuadrilla o bien, como suele expresarse en general, por día-cuadrilla. Es 19 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios fácil calcular el costo por día-cuadrilla a partir del costo de mano de obra para la zona en que se hará el trabajo, después de decidir el tamaño de la cuadrilla; el costo por tonelada, o por pieza, puede calcularse a partir de éste y considerando una producción razonable. Debe hacerse una comparación entre el Costo estimado basado en la producción diaria de piezas. A menudo, una estructura tendrá muchas piezas por tonelada, así que si la estimación se basó en lo que parecía un tonelaje razonable de producción para cada equipo, esto puede equivaler a una cantidad astronómica de piezas por día. Del mismo modo, un tonelaje razonable puede implicar tan pocas piezas que la producción se estimará muy por debajo de la que se puede esperar en realidad. Entonces la estimación estará tan fuera de la realidad que el montador no será competitivo y por consiguiente no obtendrá el contrato. Además del costo, el ritmo de avance y la producción según el tipo de estructura y de equipo de montaje, se debe contar con registros de trabajos de campo reales, en operaciones tales como el atornillado, el remachado y la soldadura; deben mantenerse registros separados para los tornillos máquina, los de alta resistencia, los maquinados (con los cuales a menudo se requiere rimar los agujeros además de instalar los tornillos) y todos los tipos especiales de tornillos. Los registros deben mostrar con claridad si los montadores hicieron el ajuste o si hubo alguna cuadrilla especial de ajuste que los precedió; esto se reflejará en el costo, pero tal vez no en el avance o en el tiempo transcurrido. 20 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Cuando sea factible, la producción de los remaches ordinarios al carbono por díacuadrilla debe separarse de la producción de remaches de alta resistencia; es conveniente agruparlos según los diferentes diámetros; los remaches largos, rectos o de sección variable deben agruparse por separado de los remaches cortos. De otra manera, puede calcularse un diámetro promedio para todos los remaches de la obra, o todos los de un tipo particular; esto se puede utilizar para hacer el presupuesto de una nueva obra que tenga más o menos el mismo diámetro promedio. Los registros de soldadura deben recopilarse en relación a los diferentes tamaños y tipos de soldaduras y de las posiciones para las mismas; de preferencia, con base en el peso de los electrodos depositados, tomando en cuenta el peso de los cabos desperdiciados y los electrodos perdidos o estropeados. La producción en la que se utilicen electrodos ordinarios (de las series E60:XX) deben separarse de la producción que se hayan usado electrodos de aleación o de alta resistencia. En este campo se debe recabar información adicional útil para el encargado de presupuestos, cubriendo cualquier otro tipo de operaciones realizadas, tales como el plomeo de columnas, la alineación de partes de la estructura, el tendido, izaje y movimiento de tablones, la instalación de rieles para grúas, el barrenado de agujeros, la eliminación de remaches o tomillos viejos por medio de corte o quemado y la descarga, ensamble, movimiento, desmantelamiento y eliminación de la obra falsa. 21 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Además de este tipo de registros, resultado de los reportes del campo, deben recopilarse datos sobre los conceptos indirectos y otros costos que no sean mano de obra directa de campo. El costo de transporte para el personal clave debe tenerse a mano, incluyendo cualquier gasto de alojamiento en que pueda incurrirse. Se debe determinar la disponibilidad de equipo y herramienta para montaje, y calcular los costos, manteniéndolos actualizados. Es conveniente establecer un sistema de contabilidad de costos para el equipo y herramienta propiedad del montador. Es necesario determinar el costo que implica mantener un almacén, tomando en cuenta no solo el costo directo de la mano de obra, sino también la renta, los impuestos, los seguros, la depreciación y el reemplazo de la estructura, así como del equipo y herramientas principales; una vez recopilado esto, se debe calcular un costo unitario, tal como un costo anual dividido entre el tonelaje que se espera montar, lo cual dará un costo promedio para incluirlo en la estimación. El costo anual puede dividirse entre la nómina total calculada para el campo, para obtener un costo promedio por unidad monetaria para la mano de otra de campo; es conveniente calcular un costo adicional por unidad monetaria, o por tonelada, sobre la mano de obra de campo, para tomar en cuenta la mano de obra de la oficina principal, los gastos y los conceptos indirectos. En una oficina de montaje bien organizada debe incluirse, como parte de la dirección, una persona que dirija el montaje, con los asistentes que sean necesarios; un 22 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios ingeniero o dibujante en jefe, con ingenieros y dibujantes para el diseño y detalle de equipo, para preparar planos de montaje y trabajar en los problemas de ingeniería; asimismo, estimadores familiarizados con el montaje de estructuras de acero y con el equipo propiedad de la compañía. Además se debe contar con personal para elaborar presupuestos y realizar actividades de ingeniería, contratación, trámites legales, compras, seguros, mantenimiento de registros y dirección de las operaciones de toda la organización; por la general el costo de esta organización se calcula como un porcentaje de la nómina del campo. La organización de la oficina del campo debe ligarse a la oficina principal por medio de un ingeniero residente, un ingeniero de campo o un ingeniero de categoría media y un tomador de tiempo. En la estimación debe incluirse el costo de este personal, ya sea como un porcentaje de la nómina del campo, o como un costo estimado por tonelada, o bien calculando los costos por individuo del personal que intervendrá en el proyecto que se esté presupuestando. Debe contarse con los costos de todas las demás fases del trabajo, aparte de la mano de obra directa del campo, anticipándose a la necesidad de presupuestar una obra nueva. Entre estos costos pueden incluirse, los de los tablones o la madera, la pintura del acero estructural, los cargos de ferrocarril o barcazas para el embarque (en caso de que el equipo se envíe por ferrocarril o vías fluviales o marinas), el costo de las instalaciones eléctricas de los malacates, compresores, máquinas de soldar, etc. (en caso de que estos equipos sean eléctricos), el costo de combustible, ya sea gasolina o diesel (si el equipo los utiliza). Es conveniente contar con otros costos, 23 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios tales como los de electrodos, cable de manila, cable de alambre, garruchas para cable, entramados de madera, obra falsa de madera o de acero, andamiajes, herramientas pequeñas, casetas y oficinas de campo; algunas veces, éstos se pueden calcular con base en la experiencia, como un porcentaje del costo de mano de obra. En general los conceptos indirectos representan más de la mitad del costo total. Al usar porcentajes para el cálculo de estos costos pequeños, de ordinario se tendrá un error pequeño y el tiempo que se ahorra al no tener que calcular cada concepto pequeño en particular facilitará la preparación del presupuesto. En la realización de algunos diseños complicados, debe tomarse en cuenta el monto de la compra, renta o construcción de obra falsa o equipo especial ya que puede ser apreciable. Las primas de seguros deben obtenerse con anticipación, para cubrir los muchos requisitos posibles, aparte de las usuales compensaciones para los trabajadores (que dependen de la localización y el tipo de trabajo), seguros sobre responsabilidad civil y daños a propiedades (los cuales pueden depender de las áreas de los alrededores y del tipo de estructura) y las diferentes formas de seguro sobre automóviles para los vehículos propiedad del montador. Aun contando con todos estos registros de costos, producción y avance, quien elabora el presupuesto debe tener cierto conocimiento de las diferentes maneras en que se puede montar una obra, como se debe realizar con seguridad, eficiencia y economía; debe saber con qué equipo se cuenta, tanto el propio como el rentado; ya que a veces es mejor rentar equipo, cerca del lugar de la obra, en vez de embarcar el 24 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios propio. Debe ser capaz de hacer decisiones acerca de la disponibilidad de la mano de obra y de si es adecuada, en el lugar de que se trate; también debe conocer las capacidades de los superintendentes de montaje y del personal clave y del tipo de trabajo para el cual están mejor calificados. Sobre todo, debe tener el criterio para visualizar nuevos métodos de montaje para obtener un presupuesto de montaje lo bastante bajo como para obtener el contrato, lo bastante alto para obtener una utilidad, pero basándose en un plan de montaje seguro. Cuando es probable que el trabajo se haga en ciertas localidades particulares se debe conocer con anticipación todas las ordenanzas locales aplicables y los reglamentos estatales y federales, así como las especificaciones estándar que existen para tal trabajo, como el “Manual de Construcción en Acero” del Instituto Mexicano de la Construcción en Acero A. C.., el Instituto Americano de Arquitectos (American Institute of Architects AlA), el Instituto Americano de la Construcción en Acero (American Institute of Steel Construction, AISC), la Sociedad Americana de Soldadura (American Welding Society). Se debe obtener información sobre los requisitos para permisos o licencias y los reglamentos de construcción que puedan ser aplicables, ya sean locales, estatales o federales. Con frecuencia, en los requisitos de las especificaciones se incluyen los reglamentos del Consejo Nacional de Seguridad (National Safety Council NSC) o del Instituto de Normas de EE.UU. (United States of America Standards Institute, USASI) llamado antes Asociación Americana de Normas (American Standards Association, ASA). Es aconsejable también mantenerse enterado del costo actualizado de la mano de obra, y las prestaciones en las áreas para las cuales se presupuestará algún trabajo. 25 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 2.2 VISITA AL LUGAR DE LA OBRA. Una vez que se ha recibido una solicitud para presentar un presupuesto para una estructura, o de que el montador ha solicitado presentarlo, el primer paso es estudiar a fondo las especificaciones, dibujos y forma de contratación propuestos; inmediatamente después de la revisión preliminar de estos documentos y para tener una buena idea del alcance y del tipo de trabajo de que se trata, quien elabora el presupuesto o un ingeniero o montador competente debe visitar el lugar de la obra, para determinar las condiciones relacionadas con el método de montaje y el trabajo que implica la forma en que esto influirá sobre el presupuesto. Con esta primera revisión preliminar el elaborador de presupuestos se debe familiarizar con los puntos importantes del trabajo, incluyendo las probabilidades de tener piezas pesadas, o ensambles estorbosos o de formas raras (ya sea que se fabriquen así o que se ensamblen en el lugar de la obra antes de izarlas a su sitio), piezas de tamaño o forma poco usuales, piezas que quizá tengan poca estabilidad lateral y que puedan requerir de un manejo especial al remolcarlas de un punto de descarga o al izarlas a su sitio, o aun cuando ya están montadas pero todavía no ligadas con un contraventeo u otro tipo de soporte lateral. Otras características de las especificaciones y los dibujos pueden requerir una investigación en el lugar de la obra antes de que se calcule un precio; entre éstas pueden incluirse el área de la estructura, su altura, los requisitos de tiempo, características poco usuales como el suministro y mantenimiento de instalaciones para los inspectores o ingenieros del propietario, alojamientos, e instalaciones para equipo de radiografía. El tipo de estructura y su tamaño pueden sugerir el tipo lógico 26 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios de equipo y el método de montaje a utilizar; entonces la visita al lugar de la obra se debe aprovechar para determinar la factibilidad de utilizar el equipo y método antes mencionados. También es importante confirmar las probables restricciones en cuanto a mano de obra, tales como el tipo requerido de ésta, los requisitos de ciudadanía de residencia local, etc., ya que la visita al lugar de la obra puede usarse entonces para investigar la disponibilidad de la mano de obra así requerida. Al visitar el lugar de la obra no sólo se deben investigar los datos particulares de las especificaciones y dibujos, sino que debe hacerse una investigación de las posibles obstrucciones u obstáculos para la entrega, descarga, montaje y uso del equipo, y debe investigarse el costo de quitarlos o eliminarlos, o de los gastos adicionales en que puede incurrirse para solucionar el problema. Es conveniente revisar las calles situadas entre el lugar de la obra y el sitio donde el fabricante entregará el acero; cualquier puente o pavimento inadecuados que se localicen en la ruta probable deben revisarse en cuanto a las limitaciones o prohibiciones de carga. Es necesario localizar los cables aéreos (de energía, iluminación, teléfono o telégrafo) que puedan limitar la altura permisible de la carga; a menudo, estos cables se pueden levantar o quitar pero el costo que esto representa debe incluirse en el presupuesto. Se debe determinar el punto probable de entrega, si ésta se hará ya sea por medio de botes o barcazas a un muelle, de carros de ferrocarril a un patio, o de camiones al lugar de la obra. Las instalaciones de descarga para carros de ferrocarril en un patio, o de un carro de ferrocarril a un camión, pueden ser costosas y, a menudo, es el montador quien paga 27 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios su uso. Las instalaciones de descarga, si están lejos del lugar de la obra, pueden repercutir sobre el costo estimado. Mediante una revisión local se pueden conocer las restricciones en las obligaciones del montador en cuanto al remolcamiento; en algunas ciudades la entrega se restringe a ciertas horas del día, ciertos días de la semana y se limita el tiempo para la entrega del material en la calle más cercana a la obra. Todo esto se debe confirmar para saber cómo puede modificar el costo de montaje. En esta etapa se puede encontrar un posible patio de selección para expeditar el montaje, o un patio de almacenamiento para ensamblar armaduras, etc, y determinar el importe de la renta, para incluirlo en el presupuesto. Para operar los camiones y el equipo se pueden requerir licencias y permisos, por tanto es necesario saber el costo de éstos. Es conveniente observar las condiciones del tráfico que puedan tener relación con las operaciones. A menudo en esta etapa se puede determinar cualquier tipo de protección que sea responsabilidad del montador, como son la protección para los techos de los edificios adyacentes, y la protección para los peatones o el tráfico de vehículos. Es necesario examinar las condiciones del terreno, ya que éstas pueden determinar el tipo de equipo que deba usarse, o pueden indicar la necesidad de suministrar carpetas, madera o tablones para permitir la preparación o el movimiento del equipo. Si los contratistas de la cimentación se encuentran ya en el lugar de la obra, su equipo puede estar disponible, lo cual reducirá el costo de preparación de los aparejos del montador. A veces en esta etapa se pueden determinar las probables 28 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios interferencias con otros o las interferencias que el montador pueda ocasionar. Debe confirmarse si hay el espacio disponible para las oficinas de campo y las casetas para herramientas o uso del personal; si no existe espacio, puede ser necesario usar cuartos o almacenes cercanos; por tanto se debe conocer el importe de las rentas. Es conveniente investigar los tipos de anclaje que pueden instalarse para el equipo y las condiciones del lugar de la obra para el uso de grúas, la preparación del equipo y los requisitos para la obra falsa que pueda ser necesaria. Debe observarse cualquier trabajo preliminar que se haya hecho ya en las cimentaciones permanentes, ya que esto puede limitar el uso de los anclajes que aún pueden colocarse para el equipo de montaje y puede dar una idea del plazo en que debe iniciarse el montaje de la estructura de acero. Deben investigarse las condiciones de la mano de obra local, para saber si existe personal capacitado, si puede usarse personal sindicalizado, o no sindicalizado, si el montador puede llevar su propio personal o debe contratarlo en la localidad. Debe investigarse si existen dificultades locales, ya sean en cuanto a mano de obra u otros conceptos y cómo pueden arreglarse o remediarse, cómo pueden afectar al montador, qué salarios pueden pedir los trabajadores y los posibles aumentos en las prestaciones. Si el lugar de la obra se encuentra en un área urbana de mucho movimiento, se debe examinar la zona a fin de localizar lugares para estacionamiento de los automóviles del personal. En un área lejana puede requerirse de alojamiento para el personal y es conveniente arreglar los detalles necesarios para esto. 29 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Deben investigarse las condiciones del tiempo en el área, ya que un clima adverso puede demorar las operaciones y aumentar los costos. Por lo general, al cuerpo de supervisión y a algunos hombres clave se les paga por tiempo fijo, ya sea que se avance o no en la obra, por lo que el clima adverso puede ocasionar un gasto considerable por estos sueldos “perdidos” si en el área se han tenido lluvias considerables en la época del año en que es probable que la obra se encuentre en proceso, esto afectará los pagos “perdidos” hechos a este tipo de personal, y demorará la terminación de la obra. Al mismo tiempo, el conocimiento de las probables demoras ocasionadas por el clima, debido al hielo, la nieve, la lluvia, los huracanes o los tornados, ayudará al elaborador del presupuesto a calcular el plazo probable para la terminación. Si el plazo del contrato es limitado y es probable que se tengan demoras frecuentes, esto puede significar la estimación del uso de equipo y personal adicional para expeditar el trabajo durante el periodo en que pueda laborarse sin obstáculos; esto afectará a su vez el costo estimado para el embarque del equipo a la obra y puede ser necesario incluir costos adicionales para trabajar tiempos extra. 2.3 PRESUPUESTO. Una vez que el elaborador del presupuesto ha obtenido en una visita al lugar de la obra toda la información que tiene relación con el contrato de montaje, se encuentra ya listo para hacer el presupuesto propiamente dicho. Si es posible, conviene obtener la “base de cálculo” que por lo general utiliza el fabricante para el suministro y fabricación de la estructura de acero; si no se hace esto, el elaborador del 30 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios presupuesto o alguna persona con experiencia debe revisar a fondo los dibujos de diseño, calculando las cantidades y tamaños de las piezas por montar, sacando el peso total de estas piezas, obteniendo los pesos individuales de las piezas pesadas, estimando la cantidad y tipo de tornillos, remaches y soldaduras según lo muestren los dibujos de diseño; si no se señalan las cantidades, se debe calcular una cifra probable. Con esto, el elaborador del presupuesto está listo para especificar el método probable de montaje y llegar a un costo. A continuación debe especificar el tipo, capacidad y cantidad de unidades de equipo que se requerirán, el tamaño y cantidad de los malacates, compresores, generadores, transformadores, o rectificadores para soldar. Estimará el tonelaje y la cantidad de piezas que se montarán usando equipo motorizado o manual, por separado. Si se usará una grúa, una pluma, una grúa viajera, o una combinación de los diferentes tipos de equipo, debe hacer una distribución del tonelaje y la cantidad de piezas, ya que el avance varía según el tipo de equipo que se utiliza. Como una revisión, debe calcular las piezas por tonelada o bien toneladas por pieza, que se montarán con equipo motorizado y las que se montarán con equipo manual; las piezas demasiado pesadas y las armaduras desarmadas deben considerarse por separado, ya que puede haber confusión al decidir su producción promedio. La producción debe fijarse en términos de toneladas por día-cuadrilla y revisar ésta en relación a las piezas por día-cuadrilla para cada tipo de equipo, según se explicó antes. Para el caso del equipo manual, es mejor calcular la producción en fracciones de toneladas o kilogramos, o libras por día-hombre. 31 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Deben analizarse los empalmes de campo necesarios en las columnas y el número de pisos por tramo y deben decidirse los movimientos probables del equipo en la estructura para un edificio tipo fábrica. Las armaduras deben estudiarse para ver si es posible embarcarlas completas o parcialmente ensambladas, o bien si deben embarcarse desarmadas para armarlas en el lugar de la obra y montarlas completas, o montarlas en campo, pieza por pieza sobre un obra falsa en función de la capacidad del equipo, las condiciones locales u otros requisitos. Las trabes deben examinarse de manera similar, para determinar si es posible embarcarlas completas, o en secciones para ensamblarlas en campo debido a limitaciones de embarque. Si deben ensamblarse en campo, sobre obra falsa, debido a que son muy pesadas para izarlas en una sola pieza con el equipo seleccionado para montar el resto de la estructura, en la estimación debe incluirse una cantidad adicional para dicha obra falsa, para el ensamble y para fijar permanentemente en su sitio las secciones empalmadas en lo alto. Si parecen ser inestables lateralmente, debe considerarse una cantidad para arriostrarlas y poder manejarlas con seguridad y colocarlas en su sitio hasta que pueda montarse el arriostramiento permanente y conectarlo a ellas. Si se requiere de ganchos o estrobos especiales para manejar cualquiera de estas trabes, su costo debe tomarse en cuenta. Los posibles ensambles de taller se deben analizar a fin de reducir el trabajo en el campo, teniendo presentes las limitaciones de fabricación, embarque y acarreo, así como la capacidad del equipo del montador y el posible costo adicional para el fabricante, que tuviese que pagar el montador. 32 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Una vez especificados la descarga, clasificación, distribución y el izaje en sí de la estructura mediante equipo motorizado o manual, y también la producción de tornillos, remaches y soldadura que deben instalarse por día, así como una estimación del tonelaje y la cantidad de piezas que incluye la estructura, es posible hacer ya el presupuesto final de costos, pero se requiere decidir aún el tamaño de las diferentes cuadrillas y los salarios que se pagarán, con lo cual puede calcularse el costo total de la mano de obra para cada tipo de cuadrilla. Por ejemplo, una cuadrilla para la operación de una pluma de cables, en general se compone de un capataz, un operador de malacate, seis obreros estructuristas y un aprendiz o ayudante, que asiste a varias cuadrillas, trayéndoles agua y tornillos para montaje, o haciendo labores varias. Una cuadrilla para la operación de una grúa se compone de un capataz, el operador de la grúa, el encargado de engrasar la grúa y cuatro o cinco obreros. Una cuadrilla de remachado consta de cuatro obreros, que comparten el tiempo del capataz, el operador del compresor y el aprendiz. Quien elabora el presupuesto debe estar suficientemente familiarizado con el montaje de estructuras de acero y saber cómo se forman los diferentes tipos de cuadrillas, de manera que conociendo el costo por día de cada una y su posible capacidad de producción, puede calcular los costos unitarios y los días que requiere cada operación. Por ejemplo, si se calcula la cantidad de un cierto tipo de tomillos que una cuadrilla de dos hombres puede instalar en un día, y se divide ésta entre el costo de los dos 33 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios hombres más parte del costo de su capataz y el aprendiz que les suministra los tomillos, se obtendrá el costo por tornillo; este costo se puede multiplicar por la cantidad total de tomillos de este tipo, para obtener un costo total. Esto ayudará también a calcular la cantidad de cuadrillas de dos hombres que se necesitan para terminar con la colación de los tomillos un día o dos después de la terminación del montaje de la estructura. Del mismo modo, si se divide el tonelaje que debe montarse por día y por unidad de equipo entre el tonelaje total y se compara este resultado con el tiempo estipulado en el contrato, se tendrá una idea inmediata de la cantidad de unidades que se deben utilizar; de aquí se pueden calcular los costos de embarque y entrega, según la cantidad de unidades que requiera para terminar a tiempo. Si se está familiarizado con el trabajo, se sabrá qué supervisión será necesaria, además del personal que efectúa físicamente las labores. En una obra grande, éstos serán los superintendentes, más algunos superintendentes asistentes; un capataz general, si existen varios capataces a cargo de muchas cuadrillas diferentes; en un edificio de varios pisos donde trabajan cuatro o más unidades o aparejos al mismo tiempo puede ser necesario un “jefe de piso”; un ingeniero residente, ingenieros de campo o ingenieros de otra categoría, algunos de los cuales puedan realizar las actividades topográficas en vez de contratar topógrafos par las necesidades ocasionales; tomadores de tiempo y personal de oficina. 34 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 2.4 FORMAS. Es muy aconsejable desarrollar una forma estándar para la preparación de presupuestos. Teniendo marcados todos los espacios para todos los conceptos posibles, hay menos probabilidades de que se omita algo; por ejemplo, puede haber espacios para la cantidad de toneladas y piezas que se montarán con los diferentes tipos de equipo y con medios manuales. Debe haber espacios para la cantidad y el tipo de tornillos (máquina, alta resistencia, etc.) y su diámetro; espacios para las soldaduras, por tipo y por tamaño (a tope, de filete, de cabeza, horizontales y en plano) y para mostrar la longitud total de soldadura, o el peso de los electrodos que se depositarán para cada una de ellas. Debe haber espacios para los remaches (de acero al carbono ordinario, o de alta resistencia) por diámetros, espacios para las cantidades y diámetros de contraflambeos, tirantes, contraventeos, etc. Al anotar estos conceptos en la forma, un buen elaborador de presupuestos revisará los dibujos para localizar cualquier tipo o tipos de conexión difícil que puedan afectar a la producción y revisará las especificaciones para encontrar las posibles restricciones costosas. Deben anotarse el peso y cantidad de los emparrrillados, placas base, losas y placas de colocación y nivelación, ya que se montan con rendimientos diferentes a los que se obtienen para el acero estructural colocado encima de ellas. Su descarga, colocación en posición aproximada y su colocación en la posición final exacta por 35 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios medio de lamas u otro tipo de elementos, dará una producción en piezas por díacuadrilla o toneladas por día-cuadrilla, mucho menor que la que puede esperarse para las columnas, vigas, trabes, etc. de la estructura que soportarán. Las formas ideales para presupuesto serán las que incluyan todas las operaciones probables, para servir como una llamada de atención y evitar que se omita cualquier concepto del trabajo, la supervisión o los gastos indirectos. En esta lista deben cubrirse primero todos los conceptos de mano de obra y después todos los conceptos de gastos indirectos y materiales o servicios, compras y cualquier parte del trabajo que pueda subcontratarse. En el caso de la parte que cubre la mano de obra de campo debe haber espacios para anotar el número de días de obra estimados distinguiéndolos de los días necesarios para una operación individual; por ejemplo, si en la obra se incluyen 1,200 toneladas y se planea usar un aparejo de montaje con el que se montan 40 toneladas por día-cuadrilla, esto representará 30 días de operación; pero si se calcula embarcar y usar dos aparejos, esto representará sólo 15 días de obra. Al determinar el tiempo total, sumando los días de obra necesarios para cada operación, debe cuidarse de los traslapes. Si en la misma obra se incluyen tornillos de alta resistencia y, con la cantidad de cuadrillas que se ha presupuestado, el atornillado llevará 16 días; quizá 13 ó 14 de estos 16 días coincidirán con 13 ó 14 de los días de montaje; por consiguiente, al sumar los tiempos, se deben usar sólo 2 ó 3 días adicionales a los 15 días de montaje; para incluir tanto el montaje como el atornillado. 36 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Una vez determinado el total de días que se requieren para hacer el trabajo, es necesario calcular el tiempo de labor, que se pueda perder. Como ya se mencionó, algunos hombres clave, como el capataz y los operadores de la grúa y el malacate, reciben un sueldo fijo, además del grupo de supervisión formado por el superintendente, los ingenieros, los tomadores de tiempo, etc; a éstos se les pagan los días festivos y los días de mal tiempo, en los que el resto del personal de campo no trabaja o no puede trabajar. El costo de este tiempo, llamado tiempo perdido, es parte del presupuesto. Durante el verano, en un clima normal, puede tenerse un promedio de quizá un medio día por semana de mal tiempo, o quizá no haya ningún día de mal tiempo que impida trabajar; en invierno, en la misma localización, el clima puede representar uno o dos días perdidos por semana. La época del año en que se hará el trabajo, la posibilidad de que el clima sea muy cálido o muy frío, con mucho viento, muy seco, o extremadamente lluvioso, con mucha nieve o hielo, los días festivos nacionales o locales que deben respetarse, todo esto debe tomarse en cuenta y agregar un porcentaje de tiempo perdido al tiempo y al costo estimados del trabajo en sí. El costo del grupo de supervisión depende de este tiempo total y debe calcularse de acuerdo a él. Los conceptos incluidos en la forma deben llevar una secuencia definida, basada en el orden cronológico de las probables operaciones en la obra. 2.5 GASTOS INDIRECTOS. 37 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Gastos de campo (úsese un porcentaje de la mano de obra estimada, con base en la experiencia anterior; incluir materiales de consumo, como los combustibles, ya sea gasolina o diesel, oxígeno, acetileno, grasas y aceites; varios, como artículos de ferretería, teléfono, vasos de papel, papelería: renta de equipo y útiles de oficina, como máquinas sumadoras, máquinas de escribir, calculadoras, enfriador de agua). Transporte de las herramientas y el equipo (asegurar las tarifas de los fletes y acarreos, calcular la cantidad de viajes necesarios, ya sean en camión o en vagones, ida y vuelta, para el equipo, las herramientas, los suministros, etc., con base en el peso y el tamaño; demoras ocasionadas al equipo, el acero estructural y los materiales; uso esporádico de camiones, viajes varios y alrededor del lugar de la obra; acarreo de estructura que por lo general se calcula como un precio por tonelada, por medio de un subcontratista o de los camiones propios del montador; incluir el costo de descarga en los puntos de entrega si no se hace con los elementos del montador; entrega de grúas y equipo rentado; calcular la cantidad de cargas a un precio por hora o diario, o a un precio por tonelada. Gastos de viaje (para el personal, el grupo de supervisión, viajes preliminares de los ingenieros, elaboradores de presupuestos, personal de oficina, viajes del personal de oficina una vez que se inicia la obra). 38 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Herramientas (preparación, carga y descarga de las herramientas en el almacén; fabricación de equipo esencial; debe fijarse una cantidad, en costo por tonelada o costo por unidad monetaria de la nómina del campo, para cubrir el costo del mantenimiento del almacén que no puede cargarse directamente a la obra, tal como la depreciación y reemplazo de herramientas debido al uso normal y el desgaste de mandriles, brocas, rimas, boquillas, pasadores, pernos de montaje, estrobos, cables de alambre, cable de manila, cables eléctricos, gafas de seguridad, portaelectrodos y también la reparación del equipo y herramienta. En este costo debe considerarse la compra de equipo nuevo, original o para reposición, como es el caso de los malacates, compresores, plumas, grúas, generadores, transformadores y rectificadores para soldar, y el equipo, herramientas o suministros similares. Rentas (equipo y herramientas rentados; grúas, camiones, plumas, compresores, máquinas para soldar, malacates; comparar el costo de preparar y embarcar el equipo desde el almacén con relación a la compra directa o la renta local en el lugar de la obra). Material nuevo (cable de alambre, cable de manila, etc., si no está incluido en los conceptos del porcentaje de gastos de campo del almacén, sugerido antes). 39 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Electricidad (instalación desconexión; la utilización de la electricidad debe estar. Como un concepto de los gastos de campo). Pintura y su aplicación (Si se incluyen en el contrato). Tablones (embarcar los propios, rentarlos en la localidad, o comprarlos con entrega directa al lugar de la obra; comparar los costos, incluyendo la preparación, la carga y la descarga en el almacén; si se utilizarán en varias obras, prorratear entre ellas el costo de los tablones nuevos, usando una “cuenta control”, la cual aunque es un poco complicada, dará costos más reales para presupuesto; de otra manera, para tomar en cuenta los cargo de equipo, herramientas, tablones, etc, puede suponerse un porcentaje definido de la nómina de la obra, más el costo real del material no devuelto al almacén por haberse extraviado, por robos, por haberse desechado y que debe cargarse directamente al costo final de la obra). Ingeniería (estimar la cantidad de dibujos, el costo por dibujo, por el trabajo, preliminar, los dibujos del plan de montaje, detalles, dibujos o croquis especiales; supervisión por parte del personal de ingeniería de oficinas y diseños para “reforzar” las estructuras permanentes para tomar las cargas de montaje y equipos especiales; desarrollo de labores de ingeniería en el lugar de la obra, si no están incluidas en el costo de la mano de obra de campo). 40 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Equipo especial (herramientas especiales, asientos para grúas tipo “Chicago”, vigas para levantamiento, vigas para “paneles abiertos”, tablones especiales, cables y templadores especiales; estrobos especiales, locomotoras livianas, andamios, cabrestantes y otros equipos o suministros especiales; lamas, ángulos base, placas base y piezas para nivelar emparrillados). Electrodos para soldadura (a menos que estén incluidos en el material suministrado por el fabricante). Seguros, por lo general, las primas se consideran como un porcentaje basado en la nómina estimada de campo o como un costo por cada 100 unidades monetarias de la nómina; este concepto debe incluir como mínimo, seguros para cubrir compensaciones a los trabajadores, responsabilidad civil, daños en propiedad privada y para automóviles, dependiendo de las circunstancias que se espere encontrar si el montador obtiene el contrato. Si las especificaciones del contrato lo demandan, es conveniente incluir otros seguros además de los indispensables, entre los cuales pueden mencionarse los seguros contra incendio y seguros de cobertura amplia, responsabilidades civiles derivadas del contrato, y daños a terceros) Indirectos de oficinas (agregar un porcentaje para el costo de operación de la oficina principal). 41 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Utilidad (fijar un porcentaje de utilidad sobre la mano de obra, las herramientas, el equipo y los conceptos indirectos; tomar en cuenta la competencia, la necesidad de trabajo para mantener la organización intacta; confirmar el porcentaje permitido, si es que alguna agencia gubernamental interviene en el contrato). 42 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO III MANTENIMIENTO DE HERRAMIENTAS Y EQUIPO DE MONTAJE 3.1 ALMACÉN. Se debe contar con un almacén bien conservado, organizado y manejado con eficiencia; en él debe disponerse de espacio para reparar y almacenar a cubierto las herramientas pequeñas y equipos tales como compresores, máquinas de soldar y malacates, para protegerlos de los elementos naturales. También debe disponerse de un área para cubrir los tablones, maderos y bloques, si no están protegidos de alguna otra manera contra la lluvia, la nieve y el hielo; por lo general no existe una manera económica de cubrir las grúas, los camiones y maquinaria similar, pero debe contarse con alguna protección contra robo y actos de vandalismo. La disposición de los conceptos almacenados debe ser tal que facilite la preparación de los embarques y el mantenimiento del equipo; debe pensarse en el flujo del equipo que regresa de alguna obra, de manera que las herramientas pequeñas se pueden conducir hacia un área de revisión y servicio, en camino hacia las áreas de almacenamiento debe contarse con instalaciones de grúas viajeras, o su equivalente, para manejar la descarga del material que se devuelve, o para cargar el equipo que se envía a una obra; cuando se necesita hacer embarques por ferrocarril, es ideal tener una espuela de ferrocarril que llegue hasta el almacén. 43 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Para las entregas por camión es necesario disponer de caminos pavimentados, que conecten con la carretera principal y de preferencia que lleguen directamente a las áreas cubiertas de las instalaciones del almacén; por lo general es económico contar con algunas áreas exteriores, sin cubierta, ya que algunos equipos no necesitan protección. Cualquier equipo que se almacene al exterior se debe inspeccionar con frecuencia y limpiarlo y pintarlo, cuando así se requiera, con un recubrimiento protector. Las máquinas, tales como malacates, compresores y otras similares, deben tener “orejas” de izaje, instaladas de manera que cuando se levanten de estos puntos no sufran ningún daño y se mantengan razonablemente niveladas para poder manejarlas; cuando se usan estrobos en vez de las orejas de izaje, es necesario marcar con claridad los puntos en que se deben colocar dichos elementos. Los malacates, que pueden tener o no colocado el tambor, o que puedan tener uno dos, o aún tres tambores colocados en diferentes condiciones, deben contar con orejas o con puntos de izaje bien marcados para cada una de las diferentes condiciones; un malacate al que se le quitan todos los tambores para reducir su peso al manejarlo, se tendrá que izar de un punto distinto que cuando tiene alguno o todos los tambores colocados. De manera similar, en el caso de las plumas y mástiles para las grúas, los puntos de izaje variarán según qué parte de la pluma (o del mástil para una grúa torre) está ensamblada para el embarque, o para el ensamble y manejo posteriores ya en la obra. 44 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Cuando no es aconsejable o sencillo marcar los puntos de izaje, se debe marcar el centro de gravedad de las piezas individuales y de los ensambles; en los mástiles, plumas, obra falsa u otros elementos que se pintarán para protegerlos, puede soldarse un pequeño cordón de aproximadamente 1/16 de pulgada (uno o dos milímetros) de altura, además de marcar con un color distinto los puntos de izaje y/o los centros de gravedad. Al soldar estos cordones se debe evitar hacerlo en los puntos de concentración de esfuerzos; dichos cordones deben hacerlo sólo mediante procedimientos controlados y aprobados, en especial sobre, aceros de aleación o de alta resistencia; así, cuando estos elementos se limpien con cepillo de alambre o chorro de arena, eliminando la pintura, el cordón permitirá marcarlos de nuevo con rapidez después de que se pinten las piezas. La localización de los centros de gravedad debe incluirse en los dibujos de detalle de las piezas, para usos futuros; esta localización se puede efectuar prácticamente en el taller cuando se están fabricando las piezas, al cargarlas o almacenarlas, o puede encontrarse por medio de cálculos matemáticos. 3.2 HERRAMIENTAS Y EQUIPOS PARA MONTAJE. Una lista completa de revisión del equipo y herramientas que se utilizan en el montaje de estructuras de acero para edificios deberá incluir los conceptos que se indicarán a continuación. Por conveniencia se ha tabulado en orden alfabético. La selección de las partidas para una lista estándar de herramientas dependerá de las necesidades del montador, del tipo de estructuras que espera montar, y deberá arreglarse para cumplir sus necesidades particulares. Cuando la pieza indicada es de uso diario, no se da ninguna explicación o descripción, pero cuando es poco común o 45 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios especial para el montaje de estructuras, se describirá e ilustrará lo suficiente para identificarla, o para explicar su utilidad y necesidad en el trabajo. 3.2.1 Lista de Herramientas y equipo. Azuela. Andas. Taladro. Hacha. Punzón para sacar conectores: de mano (fig. 3.1). Figura 3.1 Punzón de mano para sacar conectores. Viga equilibradora: puede invertirse, para que dos piezas de equipo puedan izar una pieza en el centro (figura 3.2). 46 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.2 viga equilibradora. Barriles. Barras: de paleta (fig.3.3), plana (fig. 3.4) y de palanca (fig. 3.5). Figura 3.3 Barra de paleta. Figura 3.4 Barra plana (recta). Figura 3.5 Barra de palanca. 47 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Canasta: para tomillos. Campanas: equipo manual de señalización (campanillas), cuerda, poleas (giratorias). Yunque de herrero: de fuelle, de forja, equipo para tornillo. Tornillos. Bolsa para tornillos. Berbiquí. Hierro para marcar. Cepillos: para pintura, de alambre, de copa, para raspar y circulares. Cubetas: para pintura y para agua. Soplete: para cortar. Rompedor: de mano; útil para cortar las cabezas de los remaches que se van a quitar. 48 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Botes: para gasolina. Cincel: de mano, brocas (para herramientas accionadas mecánicamente) Malacate de cajón: un mecanismo patentado, del tipo de malacate de izaje, para jalar un conjunto de piezas con el mínimo esfuerzo. Tirador: un dispositivo que se conecta a un cable de alambre y una vez asegurado permite jalar el cable con un polipasto por otro medio. Compresor: de diesel; de gasolina; eléctrico; de vapor (se usa raras veces). Cabrestante: torno colocado verticalmente que se emplea para mover grandes pesos, cabrestante manual de acción sencilla (fig. 3.6) y de acción rápida (fig. 3.7). Figura 3.6 Cabrestante manual o winch; de acción doble. 49 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.7 Cabrestante manual o winch; de acción rapida. Cortadoras: de mano; transversales, con punta de diamante, laterales (fig. 3.8); axiales o rectilíneas (fig. 3.9); fresas para equipo accionado mecánicamente. Estas se utilizan para cortar material y su forma depende de la configuración del material que se vaya a remover. El extremo cortante puede ser con nariz redonda, plano, para ranurar, para calafatear, con punta de diamante, etc. Fig. 3.8 Cortador lateral. Fig. 3.9 Cortador recto (con mango corto de nogal). Grúa-Torre: marco tipo A: pies derechos delanteros, pie derecho trasero, larguero delantero, larguero trasero, eslabones, pasadores. Atirantada: pluma, mástil, bloque de apoyo, zapata de la pluma, poste principal, rueda impulsora, estrella o araña, 50 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios eslabones, pasadores. Grúa de pescante ligero: pies derechos delanteros, larguero, pie derecho trasero, eslabones, pasadores. Grúa-torre: fija o estática (fig. 3.10), levadiza (fig. 3.11), montada sobre camión (fig. 3.12), montada sobre rieles (fig. 3.13) y sobre orugas (fig. 3.14). Figura 3.10 Grúa-torre fija o estática. Figura 3.11 Grúa-torre levadiza. 51 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.12 Grúa-torre montada sobre camión. Figura 3.13 Grúa-torre montada sobre rieles. 52 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.14 Grúa-torre montada sobre orugas. Plumas: de tirantes (fig. 3.15) y de patas rígidas (fig. 3.16). Figura 3.15 Pluma de tirantes. 53 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.16 Pluma de patas rigidas. Perros: para vigas (fig. 3.17); para trabes, los perros para vigas se deslizan sobre el patín superior de ellas y aprietan al producirse un tirón sobre el arillo de conexión al cual están unidos sus brazos en forma de tijera, el caso de los perros para trabes (fig. 3.18), sus puntas se enganchan perfectamente al alma, bajo el patín superior de la trabe y donde es posible, las ranuras de las mordazas de los perros se colocan entre los atiesadores o en las cabezas de los tornillos o remaches, para evitar que la trabe se deslice hacia los lados de los perros. Ambos tipos se fabrican en diferentes tamaños, según la capacidad que se requiera. A menudo, los perros para trabes son de acero fundido o forjado. Se deberá colocar una pequeña pieza de madera entre las puntas y la superficie del acero, para obtener 54 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios una mejor sujeción y evitar los movimientos laterales de las trabes dentro de los perros. Fig. 3.17 Perros para viga. Fig. 3.18 Perros para trabe. Buterola: con copa para remaches con cabeza de botón (fig. 3.19) y planas para remaches planos (fig. 3.20). Figura 3.19 Buterola con copa. Figura 3.20 Buterola plana. 55 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Remachadora: de presión (fig. 3.21) y de percusión. En general, operadas neumáticamente. La remachadora de presión tiene un pistón accionado por aire comprimido, que actúa contra un remache que está colocado contra el extremo de la cabeza manufacturada de un remache caliente, colocado en el agujero donde será hincado. En el otro extremo de la remachadora, una barrena con extremo roscado o una preparación para conectar un tubo largo con una barrena en su otro extremo, permite presionar la buterola contra el acero adyacente. Cuando se aplica el aire comprimido, la contraremachadora se sostiene con firmeza contra el remache que se está hincando. La remachadora de percusión es similar a la de presión, excepto que en vez de que se aplique una presión constante a la contraremachadora, el pistón es accionado para golpear repetidas veces contra el extremo de ella, en forma similar al martillo remachador que se utiliza para formar la nueva cabeza. Esta última es más útil cuando se trata de remaches de mayor diámetro y con vástagos más largos. La buterola de presión también se conoce como “sujetadora”. Fig. 3.21 Remachadora. 56 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Remachadora neumática: (fig. 3.22). Figura 3.22 Remachadora neumática. Pasador ahusado: estos se fabrican en varios diámetros (fig. 3.23); el barril tiene el mismo diámetro que los agujeros de las placas que se van a conectar y asegurar con pasadores de punta, se empuja a través de las placas de acero que se van a ensamblar en la conexión y permite alinear las diferentes placas. La cantidad de cada diámetro que se ordene deberá estar basada en un porcentaje del número de agujeros del diámetro respectivo que se van a atornillar, remachar, o en todo caso en la cantidad que se vaya a suministrar para el montaje provisional, cuando se trate de conexiones soldadas. Figura. 3.23 Pasador ahusado. Taladros: con husillo centrado (fig. 3.24); con husillo descentrado y en la esquina (fig. 3.25); eléctricos, neumáticos, de trinquete manual. El taladro con husillo 57 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios centrado se utiliza cuando el área de trabajo es accesible y requiere de dos hombres, para sujetarlo y colocar con seguridad la broca en su lugar. Los taladros con husillo descentrado y en la esquina se utilizan en donde un hombre puede manejar la máquina con seguridad; este último donde no exista suficiente espacio para usar los otros tipos. Figura. 3.24 Taladro con husillo centrado. Figura. 3.25 Taladro con husillo en la esquina. En los taladros con trinquete manual, la broca se hace girar accionando la manivela hacia atrás y hacia adelante, lo cual presiona el trinquete contra un engrane, para hacer girar la broca del taladro. Brocas: para acero; para madera; helicoidales (fig. 3.26). Fig. 3.26 Broca helicoidal. 58 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Tambores: para aceite; para agua. Cables eléctricos: conectores; interruptores, transformadores; alambres. Esmeriladoras: de motor; de mano; con rueda de repuesto. Limas: de mano. Extinguidores: la clase y el tipo de los extinguidores dependerá de los riesgos que se espere encontrar. Se deberán instalar extinguidores de mano en las cabinas de todos los camiones y grúas, así como también en todos los sitios donde se almacene equipo eléctrico o de combustión interna. Poste grúa: de acero, de madera, zapata para empalmes. Gafas, de seguridad: para todo uso: claras, oscuras; para cortar con soplete. Pistola engrasadora: tipo Dot; tipo Zerk; tipo Alemite; de bomba. Esmériles: eléctricos, neumáticos, manuales; con rueda de repuesto. Rueda para esmeril: manual. 59 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Martillo: cincelador (fig. 3.27), de uña: cincelador manual (fig. 3.28). Figura 3.27 Martillo cincelador. Figura 3.28 Martillo cincelador manual. Martillo mecánico: cincelador, eléctrico, neumático; remachador; estándar, con pistón defasado. Cascos: ver cascos de seguridad. Gancho para viga: de viga (Fig. 3.29); para colocar columnas (fig. 3.30). El gancho para viga se sujeta al patín inferior de la viga, y de él se sostiene un polipasto que casi siempre se utiliza para manejar las cargas ligeras que se presentan cuando las cuadrillas de detalle montan piezas pequeñas que las cuadrillas de montaje han dejado pendientes. Fig. 3.29 Gancho para viga. 60 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Fig. 3.30 Gancho para colocar columnas. Ganchos: de volteo (fig. 3.31), gancho de línea (fig. 3.32) y gancho para madera (fig.3.33). Fig. 3.31 Gancho de volteo. Figura 3.32 Gancho para línea. Figura 3.33 Gancho para madera. 61 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Ganchos: de seguridad (fig. 3.34) y para selección (fig. 3.35). Figura 3.34 Ganchos de seguridad. Figura 3.35 Ganchos para selección. Malacate manual: véase malacate (winche). Malacate mecánico: diesel; eléctrico; de gasolina; neumático; de vapor; de tractor; tipo Tugger de tambor sencillo, de tambor doble, de tambor triple, etc.; con mecanismo giratorio; separado para conectarlo al malacate principal. Los accesorios y las especificaciones del malacate, como son el número, tipo, caballos de potencia, cantidad de tambores, tipo de mecanismo giratorio, etc., se deberán definir con base en la potencia de izaje que se requiera. A su vez, éste depende de la velocidad del cable, así como de la longitud máxima del cable que se tiene con el tambor lleno y del diámetro del cable de alambre, así como también del paso del cable en el tambor. La altura a la que la carga se vaya a elevar está en relación con el tiempo del izaje; mientras más partes haya en las líneas, más lento será el izaje y por lo tanto se necesitará más cable en el tambor. Pero en cambio, la fuerza de izaje requerida es menor que con menos partes para la misma carga. Si un malacate tiene controles de 62 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios aire, deberá prevenirse al personal de campo para vigilar la presión y evitar sobrecargas en los controles. En general, las fricciones se ajustan regulando la presión en las válvulas de control, usando de 40 a 50 libras por pulgada cuadrada para trabajo pesado y de 20 a 25 libras por pulgada cuadrada para trabajo ligero. El ajuste del freno debe ser tal que éste soporte la carga máxima con el pedal hundido hasta la mitad. Si los perros del tambor, están trabajando bien, deberán hacer contacto total con los dientes del trinquete cuando se aplican y deberán soltarse por completo cuando se retiran. Vigas de izaje: de acero o de madera. Crayón: para marcar. Escaleras: rectas: de acero, de madera; con extensión; con ganchos. Linternas: de luz roja; luz clara; focos de repuesto Nivel: de burbuja. Salvavidas: aros, chalecos. Remendador de manguera: alambre para remendar. 63 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Llave de impacto: eléctrica; neumática; de acumulador; los casquillos de la llave de impacto hace girar un casquillo para remachar, u otro accesorio, por medio de una serie de impactos neumáticos rotatorios. Se recomienda para apretar tomillos de alta resistencia ya que permite un mejor control del apriete de tales tomillos. Aceite: para martillo neumático, cilindros de; para motores, etc. Abrazadera para taladrar: La base se sujeta o atornilla a la pieza donde se va a taladrar el agujero. El brazo se ajusta a lo largo del taladro y de la broca, con el tornillo de avance en posición retractada (fig. 3.36). Fig. 3.36 Abrazadera para taladra. Contrapesos: ligeros; pesados; de una sola pieza (fig. 3.37) y ensamblado (fig. 3.38). El contrapeso o “bola” se utiliza para auxiliar en el movimiento de las líneas principales o auxiliares y ayudar a bajar la carga y el gancho de izaje una vez que se ha izado la carga y se ha liberado el gancho. El peso deberá vencer la fricción de las diferentes poleas de la garrucha, así como también la de cualquier polea 64 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios secundaria o de guía sobre la que corre la cuerda. Las bolas de contrapeso o pesos separadores normalmente pesan de 500 a 1000 lbs o más, según se requiera. Cuando se emplea una grúa en un edificio alto y se requiere bajar (acarrear) la polea de carga hasta el piso, para recoger una carga, se necesita un sobrepeso muy grande para vencer el peso del cable-guía comprendido entre el malacate situado en la parte baja y el extremo superior de la pluma, a través del pie del mástil, además de la fricción de las diferentes poleas. Si el peso separador no es lo suficientemente grande para su propósito, el peso del cable guía puede ser lo bastante grande para jalar todas las poleas de carga. Cuando se utiliza una grúa móvil con una pluma demasiado larga, puede presentarse el mismo problema ya que la bola deberá bajar la polea de carga y el gancho de izaje hasta el piso, después de que la carga ha sido elevada a la altura máxima de la pluma y descargada en el nivel superior. Con mucha frecuencia, cuando se tiene una bola sin el suficiente peso, los trabajadores se ven forzados a jalar el cable-guía hacia arriba, con el fin de separar las diferentes partes de las líneas y permitir así que baje la polea de carga. En este caso los trabajadores realizan un trabajo que debería ser realizado por la bola separadora. Los contrapesos pueden ser de acero forjado o fundido, en forma de bolas redondas o alargadas, con un eslabón soldado, forjado o fundido dentro de ellas, con unas asas sobresaliendo de la parte superior e inferior de la bola. El eslabón transmite la carga al gancho de izaje a través del contrapeso, y el metal que rodea el eslabón 65 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios sirve sólo como un peso que ayuda a levantar las líneas de izaje; antes de fundir el eslabón puede colocarse un gancho en su parte inferior. Es más aconsejable usar el tipo de contrapeso sin el gancho, ya que hay ocasiones en que las eslingas y otros tipos de colgadores deben fijarse directamente al asa inferior. Hay otro tipo que tiene pesos atornillados entre sí a lo largo de una placa con agujeros en sus extremos superior e inferior, a los cuales se enganchan la garrucha inferior de carga y el gancho de izaje respectivamente. Cuando existen muchas partes en las líneas de carga, se puede utilizar una garrucha pesada como garrucha inferior de carga, para reducir el tamaño y peso del contrapeso. Estas son tan sólo garruchas para cable de acero, con placas gruesas atornilladas a cada lado, en lugar de las placas delgadas comunes que se encuentran en las garruchas ordinarias. Figura 3.37 Contrapeso: de una pieza. Figura 3.38 contrapeso: ensamblado. 66 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Piloteadora: neumática; eléctrica; de vapor de combustión interna; de gravedad; vibradora; sónica; de ariete hidráulico; guías; martillo; puntas; anillo; gancho; extractor. Pasadores: de alineación (fig. 3.39) y de posición. El pasador de alineación lo utilizan los montadores para colocar materiales pesados en su lugar, empujando el pasador de alineación a través de los agujeros correspondientes de la conexión. Después se colocan los pasadores de posición en los agujeros restantes, mientras que el pasador de alineación se retira para usos futuros. Figura 3.39 Pasador de alineación. Cortadora de tubo: terraja y dados. Cuerda para plomeo: de alambre; ganchos (fig. 3.40), plomada o peso; placas (fig. 3.41). Figura 3.40 Pasador de alineación. 67 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.41 Placa para plomeo. Garruchas: de compuerta para cable de alambre (fig. 3.42), de polea sencilla para cable de alambre, tipo “violín” (tipo “banjo”) (fig. 3.43) y en tándem para 16 líneas (fig. 3.44). Figura 3.42 Garrucha de compuerta. Figura 3.43 Garrucha de polea sencilla. 68 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.44 Garrucha en tándem. Bombas: diesel; eléctricas; de gasolina; neumáticas; de vapor; manuales; para agua; para gatos hidráulicos, para gasolina. Punzones: marcador (fig. 3.45); de tornillo manual (fig. 3.46); punzones y dados. El punzón marcador se utiliza para hacer una pequeña incisión como guía, para que el taladro comience a formar el agujero en la posición correcta, y también para marcar líneas de centro y otros puntos de localización en la estructura. El punzón de tornillo manual se utiliza para punzonar agujeros en materiales muy delgados, en donde sería antieconómico emplear un taladro muy potente o un taladro de trinquete manual. 69 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.45 Punzón marcador. Figura 3.46 Punzón de tornillo manual. Respirador: si se va a quemar, soldar, cortar, calentar, etc., en un espacio cerrado, o sobre un material que al calentarse produzca gases tóxicos, deberá suministrarse un respirador adecuado como protección contra los gases que se producen. Este respirador puede ser una simple mascarilla con filtros y/o tanques adecuados como parte de ella, o un respirador con línea de aire. El alimentador de la línea se debe localizarse de tal manera que los gases dañinos no sean aspirados junto con el aire suministrado al respirador. Anillo de conexión: una argolla con forma y diseño tal que permita levantar en un punto, dos o más eslingas de sujeción conectadas a la pieza que se está izando (fig. 3.47). Fig. 3.47 Anillo de conexión. 70 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Corta remaches: (Ver también Rompedor manual) neumático; punzón de mano; cincel; retén de cincel; resorte de cierre; con amortiguador de hule; camisa: superior, inferior; brocas; con punta de diamante, etc.; "Hell-dog". La cortadora neumática de remaches ordinaria es lo bastante pequeña para que la maneje un solo hombre y puede romper las cabezas y sacar los vástagos de los remaches o tomillos de ajuste de tamaños razonables; el "Hell-dog" es una máquina romperemaches, larga, pesada y muy potente que necesita dos o tres hombres para manejarla y operarla, y se utiliza para cabezas de remaches de gran diámetro. Bote para recoger remaches: (fig. 3.48). Fig. 3.48 Bote para “cachar” remaches. Tenazas: para calentar (fig. 3.49) y para recoger remaches (fig. 3.50). Fig. 3.49 Tenazas para calentar. 71 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Fig. 3.50 Tenazas para recoger. Barras para remachar: tipo banjo (fig. 3.51); club; en escuadra (fig. 3.52); excéntrica o cuello de ganso (fig. 3.53); con resorte (fig. 3.54); recta (fig. 3.55); cadena; gancho (fig. 3.56). Fig. 3.51 Barra tipo “Banjo” (numero 9). Fig. 3.52 Barra con doblez a 90°. fig. 3.53 Tope o gancho de la barra. Fig. 3.54 Barra con cuello de ganso. 72 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Fig. 3.55 Barra con resorte. Fig. 3.56 Barra recta. Forja para remaches: con abanico; con abanico extra; con tobera de hierro extra. La tobera de hierro es una placa con agujeros que permiten el paso del aire y formar un tiro para mantener fuego encendido. Esta tobera se coloca en la parte inferior de la forja, sobre la abertura a través de la cual el abanico empuja el aire para formar el tiro. En algunas forjas se usa aceite como combustible, el cual se impulsa a presión. En general, los calentadores eléctricos de remaches no son muy satisfactorios para una cantidad apreciable de remaches, así como tampoco para su uso en el campo. Contraremachadoras (buterolas): cónicas, plana o al ras: piedra esmeriladora (conformada); calibradores. 73 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Mordaza de tornillo: tipo c (fig. 3.57). Fig. 3.57 Mordaza de tornillo. Cable de manila: andaríveles de grúa; para polipastas de mano, líneas para andamios; eslingas, molinetes para cables (para malacate; cable guía.) Cuerdas y cinturones de seguridad: los cinturones de seguridad deberán tener hebillas de desenganche rápido. Cascos de seguridad (cascos duros): con ala (fig. 3.58); sin ala en el frente (para usar caretas de soldador) (fig. 3.59); con bandas extras: de cuero; tejidas de cuero, de plástico, de hule espuma; revestido para el invierno. Fig. 3.58 Casco de seguridad (sin ala frontal). 74 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Fig. 3.59 Casco de seguridad con ala. Sierras: para corte transversal: de dos mangos, un mango; de mano; para metal, marco, hojas. Caja de izaje: de acero, de madera, para manejar barriles o cubetas de tornillos, y otras piezas chicas. Con frecuencia se utiliza para subir a los obreros por medio de una grúa a puntos elevados a donde no es fácil llegar con escaleras. Abrazadera de tornillo (abrazadera C): estructural; cadena; gancho. Argollas: con pasador; de tornillos (fig. 3.60) y estándar (fig. 3.61). Los diámetros del pasador y la argolla dependen de la capacidad que se necesite. Figura 3.60 Argolla con pasador de tornillo. 75 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.61 Argolla estándar pasador. Lamas o calzas: Se deberá tener a mano una dotación de lamas para colocación de emparrillados, placas base, losas y ángulos guía, para embarcarse de inmediato al lugar de la obra cuando se necesiten. El suministro deberá renovarse subsecuentemente. En general, las lamas son de 3 X 3 ó 4 X 4 plg y de 1/8, 1/4 y 1/2 plg de espesor, en trabajos donde es crítica la nivelación del material base, se deberá disponer también de una dotación de lamas muy delgadas. Los ángulos guía se ordenan específicamente para ciertos emparrillados, ya que sus longitudes dependen del ancho del ensamble de la parrilla y pueden requerir lamas de 3 X 5 plg sobre las que se van a nivelar, la argolla y el pasador dependen de la capacidad que se requiera. Sistema de señales: vocal; audífonos; altavoces; transmisores; alambre. Protector de eslinga: se utiliza en los patines inferiores de trabes pesadas y evitar que las esquinas de los patines corten o dañen la eslinga. Su dimensión depende del ancho del patín y del diámetro del cable de alambre que se utilice (fig. 3.62). 76 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.62 Protector de eslinga. Carretes: Estos son diseñados para proteger un tirante de alambre, etc., en donde se conecta a un pasador o tornillo. Las dimensiones varían según el diámetro del cable de alambre que se utilice. Trinquete de manguito: (fig. 3.63) se utiliza para jalar y unir dos piezas cuando se requiere una fuerza mucho mayor que la que se puede aplicar por medio de un templador Sus extremos se unen operando el manguito y el trinquete hacia atrás y hacia adelante. Un gato de tracción o de jalar y empujar es similar, excepto que este último no sólo las jala para unirlas sino que también empuja para separarlas. Fig. 3.63 Trinquete con manguito. 77 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Tarraja y dados: para tornillos; para tubo. Cinta métrica: de acero; de tela por lo general, las medidas se toman en pies, y se cierran a octavos o dieciseisavos de pulgada. Muy raras veces se requerirá una cinta con décimas y centésimas de pie. Lonas impermeables: se usan para proteger al equipo de los elementos naturales, y del polvo, chispas, escamas, escorias, etc. Es aconsejable que las lonas sean resistentes al fuego y al óxido. Cajas de herramientas: grande; pequeña; de grúa; de grúa torre; para motor; del superintendente (fig. 3.64). Fig. 3.64 Caja de herramientas. Templadores: para grúa de torre atirantada: tirantes de la pluma, tirantes en los bloques de apoyo, tirantes del mástil, para tirantes de plomeo, con ojos en ambos extremos, con ojo en un extremo y clevis en el otro, con clevis a ambos extremos. El 78 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios tamaño y el tipo de extremo depende de la utilización y de la capacidad que se requieren (fig. 3.65). Figura 3.65 Templadores. Prensa de tornillo: de banco; de herrero; de tubo. Rondanas: ver tomillos. Cuñas: de acero; de madera. Soldadura: mordazas, porta electrodo, cable de tierra, cable de carga, martillo, careta; vidrio para careta: simple (cubierta), sombreado. Máquinas para soldar: montadas sobre patines; montadas sobre ruedas; diesel, eléctricas, de gasolina; rectificadores; transformadores. 79 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Mordazas para cable de alambre. (fig. 3.66). Fig. 4.66 Mordaza para cable de alambre. Clips para cable de alambre: tipo Crosby (fig. 3.67) y tipo laughlin (fig. 3.68). Para grúas de tirantes, para tirantes de izaje, para tirantes de mástiles; tipo; tirantes de postes-guía; tirantes móviles; para estrobos de línea de carga; para estrobos de líneas de plumas; para estrobos de correderas; para tirantes de plomeo. Figura 3.67 Clips para cable de alambre (tipo Crosby). Figura 3.68 Clips para cable de alambre (tipo Laughlin) de agarre rapido. Tirantes de cable de alambre: tirantes para izaje del mástil de las plumas; para poste- guía; para mástil de grúas de tirantes; para plomeo. Cable de alambre corridas: para malacates de aire; para cabrestante o winches; para líneas de las plumas de las grúas; como líneas de carga o como correderas; 80 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios para líneas de mástiles de grúas, como líneas de carga o como correderas. El cable de alambre debe mantenerse bien lubricado y se debe revisar con frecuencia para confirmar si se ha desgastado, si hay alambres rotos, si se ha corroído o deteriorado, etc., quitándolo de inmediato del servicio cuando no esté en condiciones adecuadas o seguras para la resistencia y el servicio que se requiere de él. Debe establecerse un criterio para determinar cuándo debe descartarse el cable usado, con base en la reducción del diámetro ocasionada por el desgaste o rozamiento, o con base en la cantidad de alambres rotos en un cierto cable o torón, cantidad de dobleces, alambres flojos, etc. Por lo general el cable de carga desechado puede usarse en tirantes para amarre o para plomeo, en donde su resistencia reducida es todavía más que suficiente para estos propósitos. Eslingas de cable de alambre: de una pieza (fig. 3.69); trenzadas (fig. 3.69); para anclajes de columnas; para los ganchos colocadores de columnas; para anclajes de máquinas; con ojos en ambos extremos: de montaje, de descarga; “eslingas de calle”. Al ordenar las eslingas deben especificarse la longitud, el diámetro y el tipo, basándose en el tamaño y el peso del material que se va a manejar. Este tipo de eslingas debe descartarse cuando estén tan dañadas o torcidas que no puedan sujetar de modo adecuado la pieza que se está izando, o cuando algunos alambres rotos no sean ya seguros para manejar la carga y puedan ser peligrosos para los hombres que los manejan. Los extremos empalmados deben rematarse con cuidado para poder manejarlos con seguridad. 81 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 3.69 Eslingas de cable de alambre: (a) de una pieza con ojos en ambos extremos (b) trenzada, de longitud variable. Distribuidores para cable de alambre: de izaje, con ojo y gancho pesado de izaje; para distribución, con ojo y gancho ligero de izaje; ganchos de repuesto. Algunos montadores empalman directamente los ganchos al ojo de uno de los dos extremos de las eslingas; otros usan eslingas con ojos en ambos extremos y ensartan los ganchos en los ojos. Llaves: de caja (fig. 3.70), tipo “crescent”, de perico (fig. 3.71), inglesa, de cola (fig. 3.72); de dado y Stillson. Fig. 3.70 Llave de caja. 82 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Fig. 3.71 Llave de perico. Fig. 3.72 Llave de cola. 83 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO IV PLAN DE MONTAJE 4.1 PRELIMINAR. Una vez presupuestada una obra y entregadas las cotizaciones, o bien, después de que se ha obtenido un contrato en un concurso y se han comparado los documentos, especificaciones y dibujos del contrato con los de cotización (en relación con el presupuesto), entonces deben iniciarse de inmediato los trabajos para preparar un plan de montaje seguro, eficiente y económico; dicho plan debe estar dirigido a expeditar al máximo el trabajo de campo, dentro de los límites de la seguridad, considerando los costos adicionales que esto implica en función del ahorro de tiempo. Esto es indispensable si el tiempo que señala el contrato es muy “apretado” y, sobre todo, si en el contrato se incluye una multa si se rebasa ese tiempo. Si aún es reciente la última visita que se hizo a la obra para preparar la cotización, quizá sea innecesaria una nueva visita, pero hay ocasiones en que ya ha pasado un tiempo considerable, y las condiciones del lugar pueden haber cambiado; tal vez ya se hayan iniciado los trabajos de cimentación, lo que implica excavaciones, y por tanto ya no existe la ruta de acceso que se planeó, el contratista general puede haber montado oficinas o casetas, o puede haber colocado su equipo en sitios que interfieren la entrega de las herramientas, o los elementos de la estructura; quizá se hayan colocado cables telefónicos que interfieren con el uso del equipo que se especificó al cotizar. 84 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Deben tomarse en cuenta todas estas posibilidades, y si existe alguna duda acerca de cambios en las condiciones, es necesario inspeccionar de nuevo el lugar de la obra antes de adelantar demasiado la planeación del montaje; después de revisar el lugar de la obra y las condiciones de los alrededores, se establecerá un plan de montaje que puede, o no ser el que se previó cuando se hizo el presupuesto. Siempre debe hacerse una visita de inspección después de haber establecido el plan de montaje, preparado los dibujos, entregando el programa al fabricante y terminando otros trabajos preliminares. Por lo general, habrá un tipo especial de equipo que sea el más adecuado para el proyecto que se está estudiando, pero en ocasiones puede haber diferentes equipos de diferentes tipos que pueden ser igualmente seguros, económicos y eficientes; entonces su especificación dependerá de la disponibilidad del equipo y el costo de suministrarlo. Si existe la posibilidad de usar plumas o grúas viajeras para montar una obra, deben compararse también con el uso de grúas móviles y grúas-torre levadizas o fijas. El equipo de mástil corto y mayor capacidad debe compararse con los aparejos de mástil largo y menor capacidad. Debe considerarse el uso posible de un poste-grúa, un poste-canasta, un poste-guía, una cabria o un aparejo liviano. Algún tipo de trabajo puede ser más adecuado para efectuarlo mediante operaciones manuales simples. Cuando existen vías acuáticas disponibles, debe tomarse en consideración el uso de equipo flotante, como plumas y 85 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios grúas montadas sobre barcazas; no debe omitirse la posibilidad de combinar dos tipos diferentes de equipo de telemontaje, tales como plumas con grúas, postes con plumas o grúas u otras combinaciones. Es necesario estudiar el tipo de energía para el equipo, para decidir si se usa diesel, gasolina, electricidad, o calderas de carbón o petróleo. En trabajos donde se usa equipo manual debe decidirse si se usan malacates pequeños accionados neumática o eléctricamente, cabrias o winches operados manualmente, o cable de manila manejado a mano o por medio de un carrete o un malacate movido por algún tipo de fuerza motriz; esta decisión puede influir en la selección del tipo de equipo auxiliar. Si se usará una instalación eléctrica para un malacate, entonces puede decidirse utilizar compresores, generadores para soldadura, transformadores y rectificadores eléctricos; si no se requiere electricidad, todas las máquinas de soldar, compresores, malacates, etc. Pueden utilizar diesel o gasolina. Estas decisiones pueden determinar el peso del equipo escogido, lo cual a su vez puede implicar variaciones a los diseños de las áreas en que operará el equipo. Cuando se está decidiendo el tipo de equipo que se usará, se requiere hacer un examen de muchas de las características del trabajo; las cimentaciones y las condiciones del terreno pueden ser factores determinantes, ya que en muchas obras el lugar está tan lleno de zanjas o zapatas de cimentación que una grúa no se puede mover con seguridad ni economía sin dañar las zapatas o causar derrumbes costosos en las zanjas o excavaciones. Las normas legales locales pueden prohibir algún tipo o determinar el uso de otro tipo de equipo. Las líneas elevadas de 86 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios transmisión de corriente eléctrica, que no pueden moverse o desenergizarse pueden restringir el método de montaje. Se tiene que tomar en cuenta la capacidad que se requiere para manejar la pieza más pesada de la estructura. Por último, deben compararse el tiempo que se requiere, el costo, la eficiencia y la seguridad de métodos de montaje en que se utilice un solo tipo o una combinación de varios tipos de equipo de montaje, en general seleccionando el que dé el resultado que se desea, en el tiempo permitido, por medio de los métodos más seguros y al menor costo. A menudo no se tiene una respuesta definitiva y rápida acerca del equipo a escoger. 4.2 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE MONTAJE. Por lo general, el estudio de los planos del contrato y una revisión de las condiciones del lugar conducirán a una decisión acerca del equipo y el método que se utilizarán; el método seleccionado depende de la rapidez requerida y del equipo disponible, ya sea propio, o que se tenga que comprar o rentar .Se deben tomar en cuenta los costos relativos de muchos otros factores; el método depende de las condiciones del lugar, de las áreas disponibles para operar el equipo y de los riesgos de un plan determinado en comparación con otro. Aparte de considerar si las condiciones del terreno permitirán usar grúas, plumas, grúas móviles u otro tipo de equipo, deben estudiarse varios métodos para determinar cuál es el mejor, tomando en cuenta todos los factores; por ejemplo, un edificio bajo, con miembros pesados, puede montarse con una pluma atirantada, una 87 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios pluma de patas rígidas, una grúa de orugas de alta capacidad, una grúa montada sobre camión (Fig. 4.1), o aun con una grúa móvil. Fig.4.1. Grúa montada sobre camión. Se debe comparar el tiempo de instalación de una pluma con el tiempo en que puede entregarse una grúa totalmente aparejada. El costo de entrega de una grúa montada sobre camión, por sus propios medios, por lo general, es mucho menor que el costo de entrega de una grúa de orugas por medio de un transporte; de manera similar, el costo de embarcar, descargar, ensamblar, preparar y, después, desmantelar y devolver una pluma puede contrarrestar las ventajas que puede tener ésta sobre una grúa. Se necesita espacio para que las grúas móviles puedan moverse en el lugar de la obra; por tanto se reducen las áreas disponibles para la descarga, selección y distribución de la estructura, mientras que una pluma permite utilizar toda el área que la rodea, para los trabajos mencionados. Es necesario tomar en cuenta el tipo, tamaño y altura de la estructura, las posibles interferencias con otras operaciones, el tráfico de carreteras o de peatones que 88 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios pudiesen demorar la entrega de materiales, o bien restringir el área en la cual pueden entregarse dichos materiales en el lugar de la obra; con frecuencia, las normas legales locales limitan los horarios de entrega de los camiones y entonces es importante contar con equipo de gran capacidad para descargar con rapidez grandes partidas de estructura. Por lo general, en un edificio alto de varios niveles es mejor utilizar una pluma con tirantes, elevándola piso por piso, que usar una grúa levadiza de menor capacidad o una grúa móvil con un mástil demasiado largo. En algunas ciudades no se permite que una grúa permanezca operando desde la calle, debiendo trabajar entonces dentro de los linderos del edificio; esto requiere dejar parte de la estructura desmontada, desde el piso hasta el techo, mientras que algunas secciones se montan con la grúa y ésta retrocede para montar otra sección, de abajo hacia arriba y continúa retrocediendo y montando. Esto interfiere con la terminación del edificio, ya que no puede completarse ningún piso hasta que la grúa termine el montaje. Usando una pluma con tirantes o una grúa levadiza, pueden realizarse otras operaciones para ir completando pisos, tan pronto como la pluma o la grúa se haya retirado al siguiente nivel, y las cuadrillas de ajuste, de atornilladores, remachadores o soldadores vayan terminando sus trabajos en cada piso. Se deben tomar en cuenta el clima, las posibilidades de inundaciones o vientos fuertes; en una excavación profunda, una tormenta súbita o una lluvia constante pueden inundar la excavación de manera tal que una grúa móvil no pueda operar sobre el terreno, mientras que una pluma o una grúa levadiza puede pasarse a un nivel superior y estar lista para trabajar en cuanto cese la lluvia. 89 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Las estructuras circundantes pueden modificar la decisión sobre cómo montar y qué equipo usar. Si el nuevo edificio es angosto y está rodeado por completo de edificios viejos u otras estructuras, el equipo lógico a usar sería una grúa, pues los tirantes de una pluma estarían tan inclinados que no sólo serían inseguros, sino que sería difícil hacer girar el aguilón bajo dichos tirantes. Si es necesario usar una pluma, existe la posibilidad de utilizar un mástil de 20 pies (6 m) más alto que el aguilón, en vez del mástil común que es 10 pies (3 m) más largo que el aguilón. Si el lugar de la obra está en un área donde hay trabajadores experimentados sólo en montajes con grúa, éste es un factor que influirá sobre la decisión de usar una pluma; por otro lado, este factor debe balancearse en relación al costo que representaría transportar hasta el lugar de la obra a personal experimentado en montajes con pluma, para contrarrestar el montaje más lento o más costoso que se realizará con la grúa. Siempre hay que esforzarse por utilizar el método que implique el menor riesgo para el personal y el equipo; la prevención de accidentes es de gran importancia puesto que una relación mínima de accidentes propicia una producción máxima y un costo mínimo. La velocidad de montaje que se espera lograr debe estar en relación con la velocidad a la que el fabricante podrá producir y cargar, así como con la velocidad a la cual el transportista podrá entregar el material fabricado y con la velocidad de descarga y de montaje que se tendrá con el equipo del montador. 90 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 4.3 MONTAJE CON GRÚA. Los sistemas modernos de transportación en sentido vertical, tanto de materiales como de obreros en las construcciones de altura mas o menos importante, que han venido remplazando las escaleras tradicionales y los cargadores de otros tiempos (y aun en épocas relativamente recientes), exigen el uso de varios tipos de torres, malacates y andamios especiales. Los modernos programas de construcción, en lo que se refiere al montaje de estructuras de acero y a los colados de concreto, han ido exigiendo la fabricación de plumas mas altas cada vez, instaladas sobre grúas de gran movilidad, generalmente sobre ruedas que permiten su operación y traslado sobre los caminos públicos. Las fallas de las plumas de las grúas no eran cosa rara, aun en los tiempos en que ya una pluma de 60 pies (18 mts) era considerada como pieza correspondiente a un equipo pesado. En nuestros días, con las plumas sobrepasando muy a menudo los 300 pies (91 mts) de longitud, es indispensable ejecutar con mucho cuidado las maniobras de carga y descarga a fin de reducir cuanto sea posible los movimientos bruscos y chicoteos que muchas veces se traducen en fallas repentinas. Si existe un equipo universal de estructuras de acero, este es la grúa. Esta maquina, montada sobre ruedas u orugas, es sumamente móvil, tanto en la obra como para el traslado de una construcción a otra. Prácticamente todos los edificios son erigidos con ayuda de esta útil máquina elevadora. La excepción, desde luego, son los rascacielos, cuyas alturas rebasan el alcance de cualquier grúa, las grúas operadas 91 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios desde el nivel del suelo han servido para levantar edificios hasta de 20 niveles, pues la máxima altura depende de la longitud de la pluma y de la anchura del edificio. Fig. 4.2 Grúa pettibone de 75 ton. Las grúas para montaje se pueden seleccionar cuando en el lugar de la obra se espera encontrar un terreno en condiciones adecuadas para la operación de grúas móviles, ya sea con o sin pisos de madera, tablones o caminos de troncos a través del área. En caso de que existan zanjas o aberturas, es necesario asegurarse de que se puedan construir pasos o puentes para soportar la grúa; también, es necesario confirmar si habrá zapatas, cimentaciones o muros que puedan interferir con los movimientos de las grúas y si habrá obstáculos elevados; todas estas preguntas deben contestarse. Este equipo se podrá utilizar si la estructura no sobrepasa el alcance de los mástiles de las grúas disponibles, de orugas o montadas sobre camión, y si el peso de las piezas que se izarán a las diferentes alturas está dentro de la capacidad de dichas grúas. Por lo general, una grúa montada sobre orugas debe entregarse mediante carros de ferrocarril o mediante camión, ya que si se mueve sobre sus propias orugas, puede dañar las carreteras, y a menudo es necesario desmantelarla para restringirse a los 92 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios anchos y alturas libres que se encontrarán durante el trayecto; por lo tanto, debe considerarse el costo por desmantelarla, cargarla, descargarla y ensamblarla de nuevo. Debe confirmarse si, utilizando un transporte, debe desmantelarse el mástil parcial o totalmente o puede entregarse ensamblado por completo y montado sobre la grúa. En general, las grúas montadas sobre camión pueden circular por los caminos, por sus propios medios; sólo se requiere quitarles los contrapesos, pero puede ser necesario desmantelar el mástil si el peso de éstos excede los límites legales. Tanto el montaje como el desmantelamiento de las grúas deben ser realizados por obreros especializados bajo la dirección inmediata de un supervisor competente y experimentado, que deben seguir estrictamente las indicaciones del fabricante. Cuando el ferrocarril que se usará para las entregas de material cuenta con vías dentro del lugar de la obra y especialmente cuando se van a instalar vías permanentes dentro del área de trabajo, el tipo lógico de equipo a usar puede ser una grúa locomotora, si las vías pueden cruzar las posibles obstrucciones; pueden usarse vigas, temporalmente, para soportar las vías a través de las zanjas y, si los muros o columnas no son muy altos o están muy cercanos como para estorbar el giro de la grúa, ésta puede ser el mejor tipo. La mayoría de las grúas locomotoras son de altas capacidades, aun con mástiles largos. 93 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Antes de utilizar una grúa en una obra, la administración debe considerar todos los factores que puedan afectar su uso, tales como: Peso, tamaño y tipo de carga que deberá izar. Alcance o radio máximo que se requiere de ella. Restricciones para el uso, tales como cables aéreos de transmisión eléctrica, condiciones de la obra y tipo de terreno. Necesidad de operadores y señaleros capacitados. Las grúas-torre se usan cada vez más como equipo de montaje para ciertos tipos de estructura; en la actualidad se encuentran disponibles con bajas capacidades, a su máximo alcance, pero con mayores capacidades en un radio mínimo. Una grúa-torre del tipo estático o fijo requiere de un anclaje excepcional, ya que debe contar con grandes contrapesos o tirantes, para compensar el excesivo momento de volteo. En el comercio existen grúas montadas sobre camión, con capacidades máximas para un mástil básico cerca de 60 pies (18 mts), o capacidad de más de 125 ton con un radio mínimo, equipadas con un mástil y un aguilón que alcanzan hasta 330 pies (100 mts) manejando cargas ligeras. Debe considerarse su peso, ya que las condiciones del terreno pueden no ser adecuadas para que operen con seguridad. Existen grúas de orugas que pueden levantar 165 o 200 ton con un mástil corto, pero pueden usar mástiles y aguilones con los cuales pueden llegar hasta 300 o 400 pies (91 o 122 mts) con cargas ligeras; este tipo de grúa también es muy pesada y es 94 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios necesario comparar las condiciones del terreno en que se usarán, ya que en general la concentración de carga en las ruedas de una grúa montada sobre camión es mayor que la concentración de carga de las orugas. Para seleccionar una grúa-torre en vez de una grúa montada sobre camión o una grúa de orugas, o aún una grúa torre montada sobre un camión, la estructura debe poderse adaptar al uso de una grúa torre de tipo fijo o levadizo. En el caso de una estructura larga, debe contarse con espacio suficiente a todo lo largo, para poder utilizar una grúa torre montada sobre una plataforma que se deslice o ruede sobre rieles tendidos sobre el piso. Para tomar una decisión acerca del uso de grúas móviles en el montaje de una estructura alta es necesario considerar el riesgo extra que representa para el personal que trabaja en lo alto; si los elementos estructurales se izan desde el piso hasta su posición en lo alto del edificio, a través de áreas montadas previamente, no existe ninguna cubierta protectora debajo del personal que realiza las conexiones. Usando una pluma con tirantes, una grúa fija o una grúa levadiza, existirán pisos de tablones por debajo del personal, máximo dos o tres niveles más abajo. Como una alternativa, puede escogerse el material cuya posición no esté cercana a la estructura previamente montada y entregarlo con la grúa a las cuadrillas de conexión; con esto se permite el uso de tablones cerca de las áreas donde se está trabajando y donde después trabajarán las cuadrillas de ajuste, las de atornillado, remachado o soldadura; pero es un método lento. En vez de esto, pueden colocarse 95 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios pisos de tablones en áreas pequeñas e izar paquetes de elementos estructurales para depositarlos en dichas áreas, seleccionarlos y montar pieza por pieza desde el piso, dejando dicho piso en su lugar hasta que se hayan terminado todos los trabajos necesarios directamente por encima de él. El montaje de algunas estructuras, como las situadas dentro de una excavación profunda, se presta al uso de una grúa móvil colocada en la calle, la cual se instala montando un panel o una nave a través del frente, hasta el nivel de la calle (una nave es una serie de paneles a través de un edificio). La grúa se mueve después hacia la estructura ya montada, y se coloca sobre soportes adecuados, para montar el siguiente panel o nave del edificio; a continuación, la grúa se usa para montar repetidas veces desde el nivel de la calle y desde la estructura que va montando. Tan pronto como la grúa llega a la parte trasera del edificio, puede moverse hacia la calle sobre la estructura ya montada, usando plumas para montar las secciones superiores de la estructura mientras la grúa va retrocediendo; también puede usarse para montar una parte de la estructura del nivel superior mientras retrocede hacia la calle. Para usar de esta manera la grúa, la estructura permanente del edificio se debe revisar para asegurarse de que sus miembros son adecuados para soportar la carga de la grúa, ya sea mientras se mueve o mientras se monta. Si algunos de los miembros o de las conexiones deben ser más fuertes de lo indicado en el diseño original, se debe notificar al fabricante con suficiente tiempo para cambiar los dibujos de detalle y antes de que haya hecho el pedido de los materiales; al mismo tiempo, 96 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios es necesario determinar el costo extra del refuerzo para llegar a un acuerdo y decidir si lo pagará el montador, el fabricante, el cliente o el propietario. Si se usa obra falsa o puntales por debajo de los miembros definitivos, puede eliminarse la necesidad de reforzar las piezas que soportarán el equipo de montaje. Cuando la estructura se inicia a nivel, de manera que la grúa se puede mover desde la calle al lugar de montaje y si las condiciones del terreno son favorables, puede usarse una grúa móvil, que situada en la parte trasera comience a montar naves a través de la estructura y de piso a techo; a continuación, retrocediendo y montando repetidas veces, puede montar nave tras nave, saliendo por último a la calle para montar la última nave del frente del edificio. Por supuesto, con este método no pueden completarse pisos hasta que la grúa haya terminado el montaje de toda la estructura. Como alternativa, en el caso de una grúa torre montada sobre camión, si el edificio no es muy alto, si la torre es lo bastante alta para librar la parte superior de la estructura terminada y si el aguilón es lo bastante largo y tiene capacidad suficiente a la distancia requerida, la grúa puede localizarse justo fuera del límite exterior del edificio. Si la grúa gira hacia la calle para descargar la estructura de los transportes y la lleva después al área que le corresponde, puede proceder con el montaje de un nivel completo y continuar montando los niveles superiores uno a uno, llevando las piezas de la estructura desde el punto de descarga hasta el último nivel terminado, montando de manera similar a una pluma con tirantes o una grúa levadiza; en vez de cambiar de nivel como debe hacerlo una pluma con tirantes, la grúa-torre continúa el 97 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios montaje con la torre y el aguilón colocados en la misma posición inicial, en el exterior del área del edificio. Se debe estudiar el costo de embarque y ensamble de cada tipo de grúa, junto con las diferencias del tiempo resultantes de las velocidades de montaje. La necesidad de fijar las ménsulas de apoyo de las grúas montadas sobre camión, las grúas locomotoras, y las grúas-torre montadas sobre camión, cuando se manejan cargas cercanas a su capacidad, se debe comparar con el ahorro de tiempo que representa usar otro tipo de grúas que no requieren de ménsulas de apoyo. Por medio de un estudio se determinará si el ahorro de tiempo que se obtiene al usar una o más grúas para descargar y distribuir materiales, mientras que una o más grúas los montan a continuación, justifica el costo extra de esta solución. Las grúas que se usan para descarga y montaje pueden realizar sus labores respectivas y pueden combinarse después para levantar piezas demasiado pesadas para una sola de ellas. Una grúa de capacidad más ligera puede maniobrar y montar con más facilidad que una grúa pesada; con este arreglo también se puede tener una grúa ensamblando armaduras, trabes o subensambles antes de que se necesite montarlas; también permite que la fijación permanente (atornillado, soldadura, etc.) de estos ensambles se haga cerca del piso en vez de hacerlo en lo alto, reduciendo así el costo y el riesgo. 98 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Cuando en una estructura existen algunas piezas excepcionalmente pesadas y el resto son partes ligeras, puede ser mejor elegir dos grúas de igual capacidad para descargar y colocar entre ambas los miembros pesados, para montar después por separado los elementos ligeros de las áreas adyacentes; aunque con esto se expedita el montaje y se requiere menos capacidad de soporte en el piso, también significa que los costos de embarque, descarga, ensamble y después los de desmantelamiento, carga y embarque serán el doble de los que representaría usar una sola grúa de mayor capacidad. En un arreglo más eficiente se podría tener una grúa montada sobre camión trabajando en conjunto con una grúa montada sobre orugas, para manejar las piezas pesadas, utilizando también la primera para descargar todos los materiales ligeros y la grúa de orugas para montarlos. En el montaje de armaduras, una grúa montada sobre camión puede sujetar la primera armadura de la serie, después de que se monta y, con grúas de mayor capacidad, se montan la siguiente armadura y el suficiente arriostramiento para que ambas armaduras sean estables y se detengan solas; una vez hecho esto puede quitarse la grúa montada sobre camión. De esta manera se elimina el costo y la necesidad de colocar tirantes en la primera armadura para que la grúa de montaje pueda soltarla con seguridad; a veces es difícil obtener los anclajes para estos tirantes y si éstos se reemplazan con una grúa extra, toda la operación es más segura, rápida ya menudo más económica. 99 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Fig. 4.3 Montaje combinando grúas. 4.3.1 Señales de Maniobra. Los operadores y señaleros de grúas deben ser mayores de 18 años, estar capacitados y tener suficiente experiencia. Cuando el operador de la grúa no puede ver la carga durante todo el izado, siempre tiene que haber un señalero o un sistema de señales, como por ejemplo un teléfono. Las señales de mano deben ser claras y precisas, ajustándose a un sistema o código (fig. 4.4). 100 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Parada: Brazo extendido, palma hacia Asegurar todo: Tomarse las manos abajo, se mueve el brazo horizontalmente delante del cuerpo. hacia delante y hacia tras. Mover lentamente: Con una mano se da la señal de movimiento y la otra se ubica sin movimiento, enfrente de la que indica la señal de movimiento. Subir o izar: Con el antebrazo vertical y el dedo índice apuntando hacia arriba, se mueve la mano en pequeños círculos horizontales. Nota: En la figura se nota que el gancho se levante lentamente. Bajar: Con el brazo extendido hacia abajo y el dedo índice apuntando hacia abajo, se mueve la mano en pequeños círculos horizontales. Utilizar el gancho principal: Golpear ligeramente el casco con el puño, luego emplear las señales normales. 101 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Utilizar el gancho auxiliar: Golpear Levantar la pluma: Brazo extendido, ligeramente el codo con una mano, luego dedos cerrados, y el dedo pulgar emplear las señales normales. apuntando hacia arriba. Bajar la pluma: Brazo extendido, dedos Girar: Brazo extendido señalando con el cerrados sobre la palma de la mano y el dedo la dirección de giro de la pluma. dedo pulgar apuntando hacia abajo. Levantar la pluma y bajar la carga: Con el brazo extendido y el dedo pulgar apuntando hacia arriba, cerrar y abrir la mano alternativamente durante el tiempo que desee mover la carga. Bajar la pluma y levantar la carga: Con el brazo extendido y el dedo pulgar apuntando hacia abajo, cerrar y abrir la mano alternativamente durante el tiempo que desee mover la carga. Desplazamiento: Brazo extendido hacia delante, mano abierta y ligeramente levantada haciendo el movimiento de empujar hacia dirección donde se quiere desplazar. Extender la pluma (plumas telescópicas): Ambos puños delante del cuerpo con los dedos pulgares apuntando hacia fuera. 102 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Retraer la pluma (plumas telescópicas): Ambos puños delante del cuerpo con los dedos pulgares apuntando hacia adentro. Desplazamiento (ambas orugas): Con ambos puños delante del cuerpo haciendo un movimiento circular uno alrededor del otro, indicando la dirección del movimiento hacia delante o hacia atrás (sólo para grúas sobre orugas). Figura 4.4 Señales manuales. 4.3.2 SISTEMA DE SEGURIDAD DE LAS GRUAS. 4.3.2.1 Sobrecarga para la Grúa. La sobrecarga, que ejerce fuerzas sobre partes vitales de la grúa que van más allá de su capacidad calculada, puede producirse cuando ni el operador ni el supervisor saben calcular bien el peso del material que se va a izar; esto sucede, por ejemplo, con los objetos de forma irregular. Si el operador no está correctamente capacitado puede entonces bajar la carga a velocidad excesiva y al aplicar abruptamente los frenos el brazo de la grúa se parte. Todas las grúas deben tener marcado el peso máximo de trabajo, que no hay que exceder durante su uso. En las grúas con brazo de radio variable, tiene que estar indicada la carga máxima de cada posición de la pluma. Los guinches y poleas deben estar marcados en forma similar. 103 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 4.3.2.1 Indicadores de Carga Segura. Todas las grúas de pluma o brazo deben estar equipadas con un indicador automático de carga segura que avisa al operador, generalmente por medio de una luz, poco antes de llegar al máximo admisible, y hace sonar una alarma con campana o bocina para advertirle a él y a quienes estén cerca cuando la carga segura ha sido excedida. Estos indicadores ayudan en la seguridad de las grúas, pero no la garantizan. Por ejemplo, no tienen en cuenta los efectos del viento o del terreno blando. Si el operador está izando una carga que sabe o cree que está cerca del límite, no debe levantarla de una sola vez: subir la carga un poco y comprobar la estabilidad de la grúa antes de continuar la operación. El operador debe tener presente que si deja que la carga haga movimiento de péndulo o descienda muy rápido, el brazo puede flexionarse aumentando accidentalmente su radio de alcance. Algunos indicadores funcionan también como disyuntores en caso de carga excesiva. Nunca se deben neutralizar para izar una sobrecarga 4.3.2.3 Limitador de Final de Carrera del Gancho. Dispositivo eléctrico que corta automáticamente el suministro de fuerza cuando el gancho se encuentra a la distancia mínima admisible del extremo de la pluma. 4.3.2.4 Pestillo de Seguridad. Dispositivo incorporado a los ganchos para evitar que los cables, estrobos o eslingas que soportan la carga puedan salirse. 104 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 4.3.4 Inspección y Mantenimiento. Las grúas sufren efectos del uso y el desgaste que a veces no son fáciles de detectar: por ejemplo los pernos y piezas similares pueden sufrir fatiga metálica. Las grúas deben ser revisadas y probadas por una persona idónea antes de ser usadas en una obra en construcción, y luego sometidas a inspección regular según los requisitos oficiales. También es preciso cumplir con los programas de chequeos y mantenimiento por parte del operador que el fabricante recomienda; deberá informarse al supervisor sobre cualquier daño o desperfecto. Nunca se debe utilizar una grúa que es insegura. Los cables metálicos, frenos y dispositivos de seguridad son particularmente susceptibles. El contacto constante de los cables metálicos con las roldanas de la pluma acelera su desgaste. Los frenos se usan continuamente y es preciso revisarlos, ajustarlos y renovarlos. Los indicadores de carga máxima y otros dispositivos de seguridad como los disyuntores de sobrecarga a menudo sufren desperfectos debido a las condiciones de la obra, cuando no son desconectados intencionalmente. 4.4 MONTAJE CON PLUMA DE TIRANTE O GRÚA TORRE, FIJA O VOLADIZA. Si las condiciones en el lugar de la obra no son favorables para el montaje con grúas montadas sobre camión, sobre orugas o grúas-torre montadas sobre camión, el equipo que se seleccione puede ser una pluma de tirantes, una pluma de patas rígidas, una grúa viajera, o una grúa-torre, fija (fig. 4.5) o levadiza. La selección 105 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios lógica puede ser una grúa de tirantes si el edificio es muy alto para utilizar las grúas de orugas, sobre camión, o grúas-torre , o si las cargas están fuera de su capacidad. Fig. 4.5 Montaje con grúa torre. En edificios muy altos, muchos montadores levantan el primer nivel de la estructura con una grúa montada sobre un camión o una de orugas, si éstas se pueden rentar en la localidad, de una manera económica y listas para trabajar; encima de esta estructura, la grúa coloca plumas de tirantes con las cuales se monta el resto de la estructura. Un procedimiento eficiente es usar una grúa para descargar y ensamblar el equipo, colocar placas base o emparrillados y montar después el primer nivel; con esto se elimina la instalación de anclajes para los tirantes de la grúa y el tiempo que se requiere para cambiar la longitud de los tirantes después de cambiar de nivel la pluma para salir de la posición inicial. Cuando los trabajos de cimentación se han terminado antes de conceder el contrato de montaje, se obtiene un gran ahorro al eliminar los anclajes que habría que colocar para los tirantes. 106 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Para elegir el tamaño y la localización lógica de una pluma, una grúa levadiza o una grúa torre fija, es necesario dividir la estructura en áreas y niveles y fijar las alturas de los niveles; a continuación, si el edificio no es muy ancho y el equipo puede trabajar de un lado a otro, se estudia la estructuración y se escoge un punto aproximado para localizar la grúa o la pluma. Este punto debe estar situado aproximadamente a la mitad de la distancia entre el sitio en que se entregarán los materiales cerca de la estructura y la parte posterior del edificio, del lado opuesto al punto de entrega; de esta manera, el mástil puede alcanzar el punto de descarga en la calle y puede montar los elementos de la parte posterior de la estructura. Sin embargo, con esta solución pueden tenerse tirantes de diferentes longitudes si se usa una grúa atirantada, lo cual no es aconsejable, y en este caso deben balancearse todos los factores. La pluma, grúa fija, o grúa torre levadiza no deben localizarse en un sitio para elevadores o un pozo para escaleras, ya que esto interfiere con la instalación de los elevadores y escaleras, que deben hacerse lo más pronto posible después del montaje de la estructura, para reducir el número de pisos que el personal debe subir por medio de escaleras provisionales para llegar al piso de trabajo. La localización de la grúa debe ser tal que las líneas del aguilón y de la carga no interfieran con los elementos de los niveles inferiores al ir cambiando de nivel todo el aparejo. El equipo debe localizarse de manera que libre la estructura permanente al cambiar de nivel; de otra manera tendrían que omitirse muchas partes hasta que la grúa se haya cambiado de nivel. Cuando sea factible, la localización debe ser tal que el 107 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios aguilón pueda llegar por encima de los cabezales en los paneles situados alrededor del área donde el aparejo quedará encerrado antes de cambiar de nivel. Si estas piezas no se montan antes de cambiar de nivel la grúa, puede correrse el riesgo de que la estructura permanente no tenga el soporte lateral necesario que le dan las vigas que se supuso estarán colocadas cuando se revisó la resistencia que debía tener la estructura para soportar el aparejo. Se debe seleccionar un área razonable en la otra dirección (en el sentido longitudinal del edificio) para decidir si con una sola pluma, una grúa levadiza o una grúa fija con un mástil largo puede manejarse todo el piso, o si deben usarse dos o más aparejos con mástiles más cortos. Se deben balancear las áreas que cubren varios equipos, para que cada uno de ellos tenga aproximadamente la misma cantidad de trabajo; de otra manera, uno de ellos se adelantará al resto, con las complicaciones resultantes. Es necesario revisar la estructura de apoyo para las vigas de levantamiento que soportan una pluma de tirantes o una grúa levadiza y, si la resistencia de la estructura permanente no es suficiente para la carga, deben diseñarse soportes temporales, conectando los miembros especiales directamente a las columnas cercanas a la posición de la pluma. Si se escoge la pluma de tirantes para el montaje, una vez que se han determinado la cantidad, localización y el tipo particular de pluma a utilizar, con base en la 108 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios capacidad y la longitud del mástil y del aguilón, debe decidirse la localización de los tirantes, que deben ser ocho, de preferencia, así como las columnas a las que se fijarán; dichas columnas deben estar espaciadas lo más regularmente posible en sentido angular y tan lejos de la base de la pluma como sea necesario para que las distancias de los tirantes sean las adecuadas, de acuerdo con las tablas de capacidad. Debe hacerse un esfuerzo para que los tirantes de dos plumas adyacentes no se interfieran en su operación. Los tirantes deben localizarse de manera que cuando menos dos de ellos trabajen detrás de la pluma cuando se descarga material y dos cuando se coloque la pieza más pesada. Debe evitarse tener tirantes cortos en un lado de la pluma y tirantes largos en el otro, ya que esto tiende a dificultar el giro de la pluma. Si algunos tirantes no quedan lo bastante alejados de la base de la pluma como para manejar la carga con seguridad, debido a limitaciones de la estructura, pueden usarse ménsulas de apoyo; éstas consisten en vigas de acero o maderos pesados, amarrados con firmeza a la estructura y volados por fuera del borde del edificio. El tirante se fija al extremo exterior de la ménsula, el cual se fija a su vez diagonalmente a la estructura de la parte inferior, para tomar la fuerza vertical del tirante por debajo del piso de trabajo. La estructuración del piso de trabajo, debe analizarse para asegurar que transmitirá las fuerzas horizontales de los extremos inferiores de los tirantes hasta la base de la pluma; en ocasiones es necesario usar puntales temporales para este propósito, ya que algunos edificios tienen paneles grandes y abiertos, sin arriostramiento entre 109 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios columnas en la dirección necesaria para transmitir las fuerzas de los tirantes hasta la base de la pluma. 4.5 MONTAJE CON PLUMA VIAJERA Y PLUMA DE PATAS RÍGIDAS. Una estructura que se va a montar en una excavación profunda puede montarse usando una grúa móvil según se ha descrito, pero en este caso una pluma viajera puede ser más aconsejable que una grúa. La pluma viajera se ensambla al nivel de la calle, fuera de la excavación y con contrapesos adecuados, de manera que pueda ir montando una nave por delante desde la excavación hasta el nivel de la calle, o bien se usa una grúa para montar la primera nave hasta el nivel de la calle y se ensambla la pluma viajera sobre esta estructura; después, la pluma se fija a la estructura y se continúa montando hasta el nivel de la calle, montando repetidamente nave a nave y moviéndose hacia adelante. Al llegar al extremo lejano del edificio, la pluma viajera monta la estructura del siguiente nivel, retrocediendo según se va completando cada nave, hasta que por último llega de nuevo a la calle, donde se puede desmantelar y sacar de la obra. Cualquier necesidad de reforzar la estructura debe comunicarse al fabricante antes de que se procesen los miembros que se han de modificar. Los hangares, los cobertizos para trenes, los salones para convenciones y estructuras similares se prestan para ser montados con pluma viajera en vez de usar grúa; en caso de utilizar grúas, algunos tipos de plumas viajeras pueden sustituir a la obra falsa que se requeriría como soporte temporal de las armaduras de techo, trabes o arcos; sin embargo, aunque se necesite obra falsa, la facilidad de 110 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios movimiento de las grúas debe sopesarse en función del costo de ensamble de una pluma viajera y las posibles dificultades que representa el moverla. La pluma de patas rígidas es el tipo más adecuado para montarse sobre una plataforma viajera. Su uso será muy satisfactorio cuando se puede instalar en una posición desde la cual pueda montar toda la estructura, en vez de colocarla sobre una plataforma. Lo mejor para estas plumas es usar tirantes y anclajes adecuados, pero si no se puede disponer de ellos, deben suministrarse suficientes contrapesos para resistir los tirones de las cargas que se manejarán; la mayoría de las plumas de patas rígidas tiene mayor capacidad a distancias grandes que las plumas con tirantes, pero les falta la movilidad de una grúa de alta capacidad y mástil largo. Se debe comparar el costo de embarque, manejo, instalación y desmantelamiento, así como el tiempo requerido para tenerla lista para trabajar, con los costos de una pluma de tirantes o una grúa. Con frecuencia, una pluma de patas rígidas puede montarse sobre una torre lo bastante alta como para que el mástil "libre" por completo la estructura terminada. Si se cuenta con un mástil lo bastante largo como para abarcar toda el área, y si la pluma esta conectada perfectamente a la torre y si ésta se tiene fija por medio de contra-vientos o contrapesos, un aparejo de este tipo puede montar una estructura sin imponer ninguna carga de montaje a la estructura permanente (ésta sería la misma condición si se usara una grúa-torre fija de capacidad comparable). En el caso de un edificio con conexiones soldadas, esto puede ser ideal, pues si se piensa montar este tipo de estructura con una grúa de tirantes o una grúa levadiza, cada 111 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios uno de los pisos ya montados debe estar bien ajustado y soldado, antes de que la grúa se pueda cambiar de nivel con seguridad, para montar el siguiente nivel. Con la pluma de patas rígidas colocada sobre una torre se permite el montaje de un nivel completo y comenzar el montaje del siguiente, tan pronto como se hayan soldado suficientes conexiones, o se hayan colocado suficientes tornillos de montaje para soportar sólo las cargas de la estructura del siguiente nivel. Si el mástil puede alcanzar toda la altura de la estructura, pero no toda la longitud del edificio, puede montarse la parte completa a la cual tiene acceso, y pasar después la torre y la pluma a una nueva posición desde donde pueda montar otra sección completa, del frente a la parte posterior, moviendo repetidas veces la torre después de que se ha montado cada sección, hasta terminar toda la estructura. Una grúatorre viajera se puede usar de modo similar si son adecuadas la longitud y capacidad del mástil. 4.6 MONTAJE CON MALACATE DE CABLE. El malacate de cable es una maquina que se emplea muy a menudo para el montaje de edificios de gran altura. Su principal ventaja es la facilidad con que se puede pasar de un nivel al siguiente conforme la construcción avanza hacia arriba. La pluma y el mástil pueden intercambiar sus posiciones, de modo que cada uno sirva para izar al otro. En dos horas es posible realizar un “salto” de dos pisos. Los malacates de pata fija y los postes de izar son otros equipos utilizados, para tal caso, como auxiliares de grúas o malacates de cables. Los postes de izar son muy 112 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios sencillos, pues constan apenas de una pluma con cable. Su base debe ser muy segura, ya que existe el peligro de que se zafe. Esta maquina es útil para elevar materiales complementarios, desmantelar y baja equipos más pesados, y montar elementos de acero en construcciones ligeras en las que no vale la pena usar una grúa pesada. Los malacates de pata fija son más eficaces cuando deben permanecer en su posición durante largo tiempo. Estas maquinas han sido utilizadas para el montaje de edificios de muchos niveles, aunque gozan de gran aceptación debido a que se necesita mucho tiempo para izarlos de un nivel a otro. Entre sus principales aplicaciones cabe citar las siguientes: 1. Descarga del acero que llego por ferrocarril para embarcarlo en camiones. 2. Almacenamiento y clasificación de piezas. 3. Cuando están instalados en techos planos, sirven para la elevación de elementos de acero hasta el nivel del piso, donde se clasifican y ponen al alcance de un malacate de cable. Se necesita menos tiempo para hacer saltar el equipo de elevación si las grúas están montadas en torres de acero tipo cajón, de unos tres pisos de altura, colocados en los cubos de elevadores o tiros similares. La maniobra consiste simplemente en elevar mediante gatos hidráulicos las grúas de torre o en izarlas por medio de cables, utilizando como apoyo la estructura ya erigida. Otro método consiste en instalar un malacate de pata fija en una plataforma apuntalada, situada en uno o más 113 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios intercolumnios, de modo que pueda “trepar” por las columnas exteriores. Además de que los saltos son más rápidos, estos métodos permiten que el montaje del acero siga adelante en cuanto se alcanza el siguiente nivel de trabajo. 4.7 MONTAJE CON EQUIPOS VARIOS. Si se planea usar una sola grúa y se sabe que en la estructura sólo existen una o dos piezas con peso excesivo, una grúa que tenga capacidad para manejar todo el resto de la estructura puede ser la solución más económica, utilizando junto con dicha grúa un poste- grúa para manejar las piezas pesadas. Cuando la estructura está situada en una localidad demasiada alejada, pueden ser factores decisivos los malos caminos que conducen al lugar de la obra, o los puentes que sean inadecuados para soportar equipo pesado; o bien, la cantidad de estructura no justifica el envío de grúas, plumas o equipo similar. En este caso, el aparejo más adecuado puede ser un poste-grúa. Ya sea que un poste-grúa se use solo o junto con otro equipo, los dibujos del plan de montaje deben mostrar o señalar la localización del sitio de ensamble o de colocación del poste-grúa, así .el lugar donde se instalarán los anclajes para cambiarlo de lugar la primera vez y, si son necesarios, los anclajes para bajarlo después de terminar el montaje. Se deben indicar todos los movimientos del postegrúa o agregar una nota para que se use el equipo principal de montaje para colocar el poste-grúa y después cambiarlo de lugar y colocarlo de nuevo para la siguiente operación. 114 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Se deben indicar con claridad todos los detalles del uso del poste-grúa, ya que muchos superintendentes de montaje no están muy familiarizados con éste y se les debe guiar de modo correcto durante las operaciones. El uso de un poste-grúa se debe limitar a estructuras de poca altura y con materiales ligeros. El diseño del aparejo debe ser tal que todos los miembros puedan ser manejados por uno o dos hombres y que una cuadrilla pequeña pueda mover todo el aparejo ensamblado. Cuando se tienen pocas piezas pesadas, el peso de un embarque por medio de camión puede exceder el límite legal de las carreteras; entonces la entrega se hace por ferrocarril hasta un punto que tal vez no sea el que conviene para el aparejo con el que se montarán dichas piezas. En este caso, al preparar el plan de montaje debe establecerse el método de descarga. Con frecuencia, el encargado de embarques enviará varias trabes, armaduras o vigas pesadas en una sola carga y el montador puede no necesitar todas esas piezas afla vez; puede necesitarlas a intervalos y no cuenta con suficiente espacio para almacenar las cerca de donde se utilizarán en la estructura. También, el equipo que se usará para descargar el grueso de la estructura puede no tener la capacidad para manejar estas piezas pesadas; en tales casos, una cabria puede ser el mejor equipo para descargarlas y almacenarlas hasta que se necesiten. 115 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios En la actualidad existen helicópteros con potencia de izaje moderada. Cuando se hace una modificación o una adición en el techo de un edificio alto existente, puede usarse con eficacia para entregar y colocar los miembros de la estructura, en caso de que el peso de éstos quede dentro de su capacidad de izaje. En el caso de una adición a la parte superior de una estructura ya en uso, con esto se elimina la colocación de equipo de montaje que puede ser muy difícil y costosa. La protección de un techo existente para soportar un equipo de montaje puede ser un problema grave. 4.8 ESTUDIO DE LOS DIBUJOS Y DE LAS ESPECIFICACIONES DEL CONTRATO. Las especificaciones se deben estudiar para tomar en cuenta cualquier restricción al preparar el plan de montaje y seleccionar las herramientas y el equipo. Debe confirmarse si existen algunas medidas relacionadas con la secuencia de montaje, la coordinación con otros gremios, si hay demoras durante el transcurso del montaje para permitir que se hagan algunos otros trabajos necesarios para seguir avanzando, si se indica la localización de los malacates, compresores y máquinas de soldar. El contrato se debe revisar para confirmar si existen conceptos relacionados con la colocación física de los miembros de la estructura y con los trabajos subsecuentes, como pudiera ser algún requisito en que el trabajo de algunos otros gremios debe terminarse en algún punto de la secuencia de montaje. Al revisar el contrato y las especificaciones, debe anotarse todo lo que requiera la atención del superintendente de campo, aunque no modifique directamente la 116 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios preparación del plan de montaje. En esto debe incluirse los requisitos de nacionalidad de los trabajadores, el lugar de residencia, si serán o no trabajadores sindicalizados, los salarios mínimos que se pagarán y si se pagarán en efectivo o con cheque, las limitaciones en las horas laborales por día y los días laborables por semana, los requisitos de pago por tiempo extra, la inspección requerida, el uso de electricidad, gasolina o diesel, el uso de sopletes de corte, las instalaciones o servicios que serán suministrados por otros, como luz, calefacción y servicio de vigilancia. Después de anotar toda esta información detallada deben estudiarse con cuidado los planos que formen parte del contrato, confirmando los tamaños de las piezas poco usuales y los pesos de las piezas pesadas, así como estudiando el área, para dividirla para efectos de embarque y para calcular la capacidad del equipo que se usará. En esta etapa se determinan la pieza más pesada que se colocará, así como las cargas más pesadas para efectos de descarga, y se confirma si se dispone de una pluma o una grúa de la capacidad suficiente para izar tales cargas a la altura requerida, con un mástil de la longitud calculada; si no se tiene, puede necesitarse un mástil más corto para manejar las cargas y algún equipo adicional, reduciendo así el área que se pensaba cubrir con un aparejo. Si dos aparejos pueden descargar y colocar juntos las piezas pesadas, ésta será la solución más económica, ya que mientras más ligera sea la pluma o la grúa que se use, más rápido puede operar y puede montar más estructura con un cierto tiempo. Sin embargo, el costo de embarcar, manejar, ensamblar, ajustar y desmantelar dos grúas-plumas ligeras puede ser mayor que en el caso de un equipo más pesado y de mayor capacidad, 117 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios con un mástil más largo; entonces debe compararse el costo de instalar dos equipos y tener un montaje más rápido, con el costo más bajo de instalar un solo equipo, pero con un montaje más lento. Al estudiar la estructura, en caso de que ésta tenga que so portar una pluma o una grúa levadiza, puede descubrirse que soportará mejor dos aparejos situados en diferentes posiciones, que un solo aparejo pesado. Los planos se revisan también para ver qué piezas se deben ensamblar previamente en el taller; estos ensambles pueden estar restringidos debido a las instalaciones del fabricante, a sus limitaciones para cargar el material, las alturas y anchos libres de trenes, camiones o barcazas, así como a sus capacidades, al equipo del transportista y a la capacidad del equipo seleccionado para la descarga y el montaje de los ensambles. Las armaduras deben ensamblarse en el taller en forma tan completa como sea posible aun en el caso de que con esto se haga necesario usar un vagón especial de ferrocarril o una maniobra especial por camión. Deben considerarse tanto la baja velocidad de un ferrocarril con vagones especiales, como el gasto que representa una maniobra especial con camión, la que a menudo requiere de una escolta policiaca o de otro tipo, en función de las ventajas que representa la facilidad de colocar en su sitio una sola pieza pesada, en lugar de ensamblar, ajustar y atornillar, remachar o soldar en el lugar de la obra muchas piezas pequeñas; a menudo, este tipo de ensambles en campo requieren de obra falsa, con el consiguiente gasto adicional, el tiempo y el peligro que esto implica. Las trabes muy peraltadas deben estudiarse; algunas de ellas pueden ser demasiado peraltadas o muy largas para transportarlas con seguridad, y requerirán un empalme 118 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios vertical u horizontal, según sea el caso. En otras palabras, deben determinarse los conceptos que no pueden ensamblarse en taller; se manejarán, ajustarán y conectarán en forma permanente piezas adicionales, todo lo cual puede aumentar los costos de montaje y demorar la terminación de la obra. Además de revisar los planos o dibujos para localizar los ensambles que se harán en el taller o en el campo, debe prestarse atención a las piezas pesadas, peraltadas y de forma poco usual, para decidir si el fabricante necesita colocar algunos ángulos auxiliares, soldar algunas placas para levantar dichas piezas, o bien omitir estas piezas y que el montador use estrobos u otro tipo de equipo de izaje; en losas pesadas pueden necesitarse ángulos o placas, a menos de que los ángulos de conexión para las columnas estén colocados en la losa, en cuyo caso será suficiente barrenar agujeros en los patines salientes. En general, las losas pequeñas se sueldan a las columnas, en taller, siempre y cuando los pernos de anclaje estén ya colocados; de otra manera, puede ser peligroso montar una columna, sin soporte, conectada a una losa. Los emparrillados deben ensamblarse en taller de modo tan completo como sea posible, dejando suelta la losa del emparrillado en caso de que el peso del ensamble sea muy grande al colocarla y el equipo con que se cuenta no pueda manejarla. Se debe confirmar si las vigas dobles requieren de algún ensamble en el taller o en el campo y debe decidirse si los dinteles de las vigas de ante pechos se embarcan ensamblados o si es posible que se dañen en tránsito, de tal manera que sea mejor embarcarlos sueltos y 119 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios ensamblarlos en el lugar de la obra, antes de montar las vigas de las que se suspenden. Si se van a usar sujetadores para colocar columnas, deben darse al fabricante los tamaños de los agujeros para el pasador de las placas de empalme, que se deben colocar entonces en el extremo superior de las columnas; por lo general, el diámetro de estos agujeros variará entre 2 pulgadas (5.1 cm) para las columnas ligeras, hasta 2 ½ pulgadas (6.4 cm) para columnas pesadas. En algunos diseños se indican las placas de empalme en los extremos inferiores de las columnas, lo cual evita el uso de este equipo de izaje, pues sería necesario voltear las columnas para montarlas. En estos casos debe usarse un madero de algún tipo, de manera que enderezando la columna sobre el madero, las placas de empalme no dañen el piso sobre el que se está volteando la columna; si se va a aplicar esta solución, se debe indicar en las instrucciones, y el madero debe incluirse en el embarque de las herramientas que se envíen a la obra. En algunos empalmes muy ajustados para los cuales no se suministran placas de relleno, es conveniente que en la fabricación se omitan una o dos de las hileras superiores de tornillos, o parte de la soldadura, de modo que las placas de empalme puedan abrirse ligeramente para facilitar la conexión; de manera similar, en el empalme de una trabe o de una armadura, si se deja al campo la terminación de la primera hilera de remaches o tornillos, o de parte de la soldadura, esto ayudará al montador, aunque tenga que efectuar algún trabajo que en principio debiera hacerse en el taller. Si el montador realiza algún trabajo que debería haberse hecho en el 120 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios taller, esto se podría compensar cuando el fabricante haga algunos trabajos adicionales que solicite el montador, como suministrar ángulos para izaje o asientos para montaje. Cualquier empalme complicado se debe revisar para asegurarse de que el material de dicho empalme esté sujeto a una de las partes de la armadura o de la trabe, de manera que las piezas puedan ensamblarse en campo sin mucha dificultad. Cuando sea factible, se debe hacer el empalme de manera que parte del material esté en uno de los lados de una pieza y el resto en el otro lado de la pieza adyacente; entonces puede hacerse la conexión colocando de lado y en su lugar, cualquiera de las piezas. En algunas ocasiones, para facilitar la conexión es aconsejable embarcar todo el material del empalme atornillado a uno de los lados del punto de ensamble, aunque esto signifique trabajo adicional para el campo, ya debe fijar en forma permanente el material que en principio debería haberse ensamblado en taller. 121 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO V PROTECCIÓN DE LA ESTRUCTURA 5.1 ESPECIFICACIONES SOBRE LAS PROTECCIONES. Los tipos de protección de acero, clases y características de las pinturas que se utilizan, número de capas, colores, acabados, etc., se especificarán en el Pliego de Condiciones del proyecto. 5.2 SUPERFICIES EN CONTACTO. Las superficies que hayan de quedar en contacto con las uniones de la estructura se limpiarán y no se pintarán salvo expresa indicación contraria, en cuyo caso estas superficies se unirán estando fresca la pintura. Las superficies que hayan de quedar en contacto en las uniones con tornillos de alta resistencia no se pintarán nunca y recibirán una limpieza. Las superficies que hayan de soldarse no estarán pintadas ni siquiera con la capa de imprimación en una zona de anchura mínima de 100 mm desde el borde de la soldadura. Si es precisa una protección temporal se pintarán con pintura fácilmente eliminable, y se procederá a una cuidadosa eliminación antes del soldeo. 5.3 SUPERFICIES CONTIGUAS AL TERRENO. Para evitar posibles corrosiones es preciso que las bases de pilares y partes estructurales que puedan estar en contacto con el terreno queden embebidas en concreto. 122 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios No se pintarán estos elementos para evitar su oxidación. Si han de permanecer algún tiempo a la intemperie, se recomienda su protección con lechada de cemento. 5.4 CONDICIONES DE LA PINTURA. La pintura se llevará en recipientes cerrados con la etiqueta de su fabricante. Si en el proyecto no se especifica otra cosa, la pintura, en los elementos estructurales envueltos por otros materiales, o al aire en interiores, asegurará una protección no menor que la proporcionada por dos capas de pintura tradicional que contenga 30 por 100 de aceite de linaza cocido y, en los elementos expuestos a la intemperie, no menor que la proporcionada por tres capas de la misma pintura. Antes del pintado se presentarán muestras de pintura para realizar los análisis y ensayos prescritos en el proyecto y se pintarán muestras para juzgar el color y acabado. 5.5 PREPARACIÓN DE LAS SUPERFICIES. Las superficies que hayan de pintarse se limpiarán cuidadosamente, eliminando todo rastro de suciedad, cascarilla, óxido, gotas de soldadura, escoria, etc., de tal forma que queden totalmente limpias y secas. La limpieza se realizará con rasqueta y cepillo de púas de alambre, o bien, cuando así se especifique, por decapado, chorro de arena u otro tratamiento. Las manchas de grasa se eliminarán con disoluciones alcalinas. 123 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 5.6 EJECUCIÓN DEL PINTADO. En la ejecución del pintado, deben tenerse en cuenta las condiciones de uso indicadas por el fabricante de la pintura. Cuando el pintado se realice al aire libre no se efectuará en tiempo de heladas, nieve o lluvia, ni cuando el grado de humedad del ambiente sea tal que se prevean condensaciones en las superficies que se han de pintar. Entre la limpieza y la aplicación de la capa de imprimación transcurrirá el menor espacio de tiempo posible, no siendo recomendable más de ocho horas. Entre la capa de imprimación y la segunda capa transcurrirá el plazo de secado indicado por el fabricante de la pintura y, si no está especificado, un mínimo de treinta y seis horas. Igualmente entre la segunda capa y la tercera, cuando ésta exista. 5.7 PINTADO EN TALLER. Todo elemento de la estructura, salvo algunas excepciones, recibirá en taller una capa de imprimación antes de ser entregado a montaje. La capa de imprimación se aplicará con la autorización del director de obra, después de que éste haya realizado la inspección de las superficies y de las uniones de la estructura terminada en taller. Las partes que vayan a quedar de difícil acceso después de su montaje, pero sin estar en contacto, recibirán la segunda capa de pintura y la tercera si está prescrito, después de los correspondientes plazos de secado. 124 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El pintado se efectuará preferentemente en un local cubierto, seco y al abrigo del polvo. Si esto no es posible, podrá efectuarse al aire libre con las debidas precauciones. 5.8 PINTADO EN OBRA. Después de la inspección y aceptación de la estructura montada se limpiarán las cabezas de los roblones y tornillos, se picará la escoria y se limpiarán las zonas de las soldaduras efectuadas en obra y, si se hubiese deteriorado la pintura de alguna zona, se limpiará ésta, dando a continuación sobre todo ello la capa de imprimación con la misma pintura empleada en el taller. Transcurrido el plazo de secado se dará a toda la estructura la segunda capa de pintura y, cuando así esté especificado, la tercera capa. No se pintarán los tornillos galvanizados o con otra protección . 125 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO VI UNIONES Y CONEXIONES EN EL MONTAJE 6.1 REQUISITOS GENERALES. Las soldaduras, bulones, tornillos, remaches y otros dispositivos especiales tales como costuras y adhesivos para metal son los medios de unión más difundidos en las construcciones de acero conformado en frío. 6.1.1 Remaches. Aunque el remachado en caliente es poco utilizado en las construcciones de acero conformado en frío, el remachado en frío está considerablemente difundido, particularmente en formas especiales tales como remaches ciegos (para su aplicación desde un solo lado), remaches tubulares (para incrementar la superficie portante), remaches de corte elevado y remaches explosivos. 6.1.2 Dispositivos Especiales. Los dispositivos especiales incluyen: costuras metálicas para las cuales se utilizan herramientas especialmente desarrolladas similares a las engrapadoras comunes de oficina y uniones por medio de herramientas especiales que estiran las planchas para formar proyecciones que se encastran. 126 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios La mayoría de estas conexiones son dispositivos patentados; la información sobre su resistencia se debe obtener de los fabricantes o a partir de ensayos realizados o encargados por el usuario. Si en los planos de diseño no está detallada cada una de las conexiones, los planos y/o especificaciones técnicas deben contener información adecuada y datos sobre los requisitos de diseño para diseñar adecuadamente los detalles de cada conexión. En las uniones se distinguirá su clase, que puede ser: Unión de fuerza, la que tiene por misión transmitir, entre perfiles o piezas de la estructura, un esfuerzo calculado. Unión de atado, cuya misión es solamente mantener en posición perfiles de una pieza, y no transmite un esfuerzo calculado. Entre las uniones de fuerza se incluyen los empalmes, que son las uniones de perfiles o barras en prolongación. No se permitirán otros empalmes que los indicados en los Planos y Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares o, en casos especiales, los señalados en los planos de taller aprobados por el director. 127 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Se procurará reducir al mínimo el número de uniones en obra, a tal efecto, el contratista estudiará, de acuerdo con el director, la conveniente resolución de los problemas de transporte y montaje que aquella reducción de uniones pudiera acarrear. Tanto en las estructuras roblonadas como en las soldadas, se aconseja realizar atornilladas las uniones definitivas de montaje. Los tornillos serán de alta resistencia cuando se trate de estructuras sometidas a cargas dinámicas. 6.2 UNIONES ROBLONADAS Y ATORNILLADAS. 6.2.1 Agujeros. Como norma general, los agujeros para roblones y tornillos se ejecutaran con taladro. Queda prohibida su ejecución mediante soplete o arco eléctrico. Se permite el punzonado en espesores no superiores a quince milímetros (15 mm). Cuando la estructura haya de estar sometida a cargas predominantemente estáticas, el diámetro del agujero sea por lo menos igual a vez y media (1,5) el espesor, y se adopten las medidas oportunas para la coincidencia de los agujeros que deban corresponderse, se podrá efectuar el punzonado al tamaño definitivo, con tal de utilizar un punzón que ofrezca garantías de lograr un agujero de borde cilíndrico, sin grietas ni fisuras. En caso contrario, se punzonarán los agujeros con un diámetro máximo inferior en tres milímetros (3 mm) al definitivo, rectificándolos mediante escariado mecánico posterior; es preferible el realizar esta segunda operación 128 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios después de unidas las piezas que han de roblonarse juntas y fijadas, mediante tornillos provisionales, en su posición relativa definitiva. Análogamente, se procederá con los agujeros taladrados cuando haya de rectificarse su coincidencia. Queda terminantemente prohibido el uso de la broca pasante para agrandar o rectificar los agujeros. Los agujeros destinados a alojar tornillos calibrados se ejecutarán siempre con taladro, cualesquiera que sean su diámetro y los espesores de las piezas a unir. Siempre que sea posible, se taladrarán de una sola vez los agujeros que atraviesen dos o más piezas, después de armadas, engrapándolas o atornillándolas fuertemente. Después de taladradas las piezas, se separarán para eliminar las rebabas. En cada estructura, los roblones o tornillos utilizados se procurara sean solamente dos tipos, o como máximo de tres, de diámetros bien diferenciados. Los diámetros de los agujeros, Salvo excepciones justificadas, estarán dentro de los límites de la Tabla 6.1, y se acercarán lo más posible a los valores óptimos consignados en los catálogos para cada perfil. 129 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Diámetro del agujero en mm 11 13 15 17 19 21 23 25 28 LIMITACIONES PARA AGUJEROS Espesor de cada pieza Máxima suma de espesores de las piezas unidas mm Mínimo Máximo mm mm 4 10 45 4 12 55 5 14 65 6 16 70 7 18 80 8 20 90 10 24 100 12 28 115 14 36 130 Tabla 6.1 Limitaciones para agujeros. Cuando se empleen roblones o, tornillos ordinarios, la coincidencia de los agujeros se comprobará introduciendo un calibre cilíndrico, de diámetro un milímetro y medio (1,5 mm) menor que el diámetro nominal del agujero. Si el calibre no pasa suavemente, se rectificará el agujero. Cuando se empleen tornillos calibrados, es preceptiva la rectificación del agujero, y se comprobará que el diámetro rectificado es igual que el de la espiga del tornillo. 6.2.2 Colocación de los Roblones. Los roblones deben calentarse, preferentemente, en hornos adecuados de atmósfera reductora; aunque, en defecto de aquéllos, se permite el uso de la fragua tradicional. Queda prohibida la utilización del soplete para este fin. 130 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El calentamiento debe ser uniforme, salvo en las técnicas de calentamiento diferencial para la colocación de roblones de gran longitud. Al ser colocados deberán estar a la temperatura del rojo cereza claro, sin que ésta haya bajado del rojo sombra al terminarse de formar la cabeza de cierre. Antes de colocar el roblón se eliminarán de su superficie la cascarilla o escorias que pueda llevar adheridas; y, después de colocado, deberá llenar completamente el agujero. La cabeza de cierre del roblón debe ser de las dimensiones mínimas correspondientes a su diámetro, quedar centrada con la espiga, apoyar perfectamente en toda su superficie sobre el perfil unido y no presentar grietas ni astillas. Las rebabas que, eventualmente, puedan quedar alrededor de la cabeza deberán eliminarse. No se tolerarán huellas de la estampa sobre la superficie de los perfiles. Las piezas que hayan de roblonarse juntas, se unirán previamente con los tornillos de montaje, cuyo diámetro no debe ser inferior en más de dos milímetros (2 mm) al del agujero. Se colocará el número necesario de tornillos para que, fuertemente apretados con llave manual, aseguren la inmovilidad relativa de las piezas a unir y un mínimo contacto entre sus superficies. 131 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios La formación de las cabezas de cierre deberá hacerse con prensa o martillo neumático, quedando prohibida la colocación de roblones con maza de mano. En casos excepcionales en que, por falta de espacio, no pueda utilizarse la herramienta adecuada, se permitirá la colocación a mano si el roblón es de mero atado. Si se trata de un roblón de fuerza es preferible, en estos casos, sustituirlo por un tornillo calibrado o, mejor, por un tornillo de alta resistencia. Los roblones colocados, después de fríos, deberán comprobarse al rebote con un martillo de bola pequeño. Todos aquellos cuya apretadura resulte débil o dudosa se levantarán y sustituirán, sin excusa alguna; prohibiéndose expresamente el repaso en frío de los roblones que hayan podido quedar flojos. El proceso de colocación de los roblones que constituyen la costura, se llevará con tal forma que se evite la introducción de tensiones parásitas y el curvado o alabeo de las piezas. 6.2.3 Colocación de Tornillos Ordinarios y Calibrados. El diámetro nominal del tornillo ordinario es el de su espiga. El diámetro del agujero será un milímetro (1 mm) mayor que el de su espiga. Los asientos de las cabezas y tuercas estarán perfectamente planos y limpios. 132 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Es preceptivo en las uniones de fuerza, y siempre recomendable, la colocación de arandela bajo la tuerca. Si las superficies exteriores de las partes unidas son inclinadas, se empleará arandela de espesor variable, con el ángulo conveniente para que la apretadura sea uniforme. Esta arandela de espesor variable se colocará también bajo la cabeza del tornillo, si ésta apoya sobre una cara inclinada. Si por alguna circunstancia no se coloca arandela, la parte roscada de la espiga penetrará en la unión, por lo menos, en un filete. Las tuercas se apretarán a fondo, preferentemente con medios mecánicos. Es recomendable bloquear las tuercas en las estructuras no desmontables, empleando un sistema adecuado: arandelas de seguridad, punto de soldadura, etc. Es preceptivo el bloqueo cuando la estructura esté sometida a cargas dinámicas o vibraciones, y en aquellos tornillos que estén sometidos a esfuerzos de tracción en dirección de su eje. Los tornillos calibrados se designarán por los mismos diámetros nominales que los tornillos ordinarios, diámetros que corresponden, en este caso, al borde exterior del fileteado; su espiga será torneada con diámetro igual al del agujero. Con estos tornillos se colocarán siempre arandelas bajo la cabeza y bajo la tuerca. En todo lo demás, se aplicará a estos tornillos lo dicho para los ordinarios. 133 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 6.2.4 Colocación de Tornillos de Alta Resistencia. Las superficies de las piezas a unir deberán acoplar perfectamente entre sí después de realizada la unión. Estas superficies estarán suficientemente limpias, y sin pintar. La grasa se eliminará con disolventes adecuados. Para eliminar la cascarilla de laminación de estas superficies, se someterán al tratamiento de limpieza que se especifique en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares: chorro de arena, chorro de gravilla de acero, etc; realizándose de acuerdo con las instrucciones de dicho Pliego. Se colocará siempre arandela bajo la cabeza y bajo la tuerca. En una cara de la arandela se achaflanará el borde interno para poder alojar el redondeo de acuerdo entre cabeza y espiga; el borde externo de la misma cara se biselará también con el objeto de acreditar la debida colocación de la arandela. La parte roscada de la espiga sobresaldrá de la tuerca, por lo menos, en un filete, y puede penetrar dentro de la unión. En tornillos de alta resistencia, el diámetro del agujero será, como norma general, un milímetro (1 mm) mayor que el nominal del tornillo, pudiendo aceptarse una holgura máxima de dos milímetros (2 mm). Las tuercas se apretarán mediante llaves taradas, que midan el momento torsor aplicado hasta alcanzar el valor prescrito para éste, que figurará en las instrucciones 134 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios de los planos de taller. También pueden emplearse métodos de apretado en los que se midan ángulos de giro. Los tornillos de una unión deben apretarse inicialmente al ochenta por ciento (80 %) del momento torsor final, empezando por los situados en el centro, y terminar de apretarse en una segunda vuelta. 6.3 UNIONES SOLDADAS. Las uniones soldadas podrán ejecutarse mediante los procedimientos que se citan a continuación: Procedimiento I: Soldeo eléctrico, manual, por arco descubierto, con electrodo fusible revestido. Procedimiento II: Soldeo eléctrico, semiautomático o automático, por arco en atmósfera gaseosa, con alambre-electrodo fusible. Procedimiento III: Soldeo eléctrico, automático, por arco sumergido, con alambre-electrodo fusible desnudo. Procedimiento IV: Soldeo eléctrico por resistencia. Otros procedimientos no mencionados, o que pudieran desarrollarse en el futuro, requerirán norma especial. 135 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El Contratista presentará, si el Director lo estima necesario, una Memoria de soldeo, detallando para cada unión o grupo de uniones similares: Procedimiento de soldeo. Tipo de electrodos para el soldeo manual. Posiciones de soldeo. Variables: intensidad, voltaje, velocidad. Temperatura de precalentamiento y entre pesadas, si fuese necesario, en función de los espesores de las piezas a unir o de su composición química. Secuencia, si fuese necesario a juicio del Director. Las soldaduras se definirán en los planos de proyecto o de taller, con los “Signos convencionales en soldadura”. Las soldaduras a tope serán continuas en toda la longitud de la unión, y de penetración completa. Se saneará la raíz antes de depositar el cordón de cierre, o el primer cordón de la cara posterior. Cuando el acceso por la cara posterior no sea posible, se realizará la soldadura con chapa dorsal u otro dispositivo para conseguir la penetración completa. 136 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Para unir dos piezas de distinta sección, la de sección mayor se achaflanará en la zona próxima a la unión con pendiente no superior al veinticinco por ciento (25 %) para obtener una transición suave de la sección. No será preciso efectuar dicho achaflanado cuando la diferencia de espesores no sea superior a tres milímetros (3 mm.) o al diez por ciento (10 %) del espesor de la pieza más delgada. El espesor de garganta mínimo de los cordones de soldaduras de ángulo será de tres milímetros (3 mm). El espesor máximo será igual a siete décimas (0,7), siendo el menor de los espesores de las dos chapas o perfiles unidos por el cordón. Respetada la limitación mínima establecida, se recomienda que el espesor del cordón no sea superior al exigido por los cálculos de comprobación. Los cordones laterales de soldadura de ángulo que transmitan esfuerzos axiales de barras, tendrán una longitud no inferior a quince (15) veces su espesor de garganta, ni inferior al ancho del perfil que unen. La longitud máxima no será superior a sesenta (60) veces el espesor de garganta, ni a doce (12) veces el ancho del perfil unido. En las estructuras solicitadas por cargas predominantemente estáticas, podrán utilizarse cordones discontinuos en las soldaduras de ángulo, cuando el espesor de garganta requerido por los cálculos de comprobación resulte inferior al mínimo 137 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios admitido más arriba. Deberán evitarse los cordones discontinuos en estructuras a la intemperie, o expuestas a atmósferas agresivas. En los cordones discontinuos, la longitud de cada uno de los trozos elementales, no será inferior a cinco (5) veces su espesor de garganta, ni a cuarenta milímetros (40 mm). La distancia libre entre cada dos (2) trozos consecutivos del cordón, no excederá de quince (15) veces el espesor del elemento unido que lo tenga menor si se trata de barras comprimidas, ni de veinticinco (25) veces dicho espesor si la barra es traccionada. En ningún caso, aquella distancia libre excederá de trescientos milímetros (300 mm). Los planos que hayan de unirse, mediante soldaduras de ángulo en sus bordes longitudinales, a otro plano, o a un perfil, para constituir una barra compuesta, no deberán tener una anchura superior a treinta (30) veces su espesor. En general, quedan prohibidas las soldaduras de tapón y de ranura. Sólo se permitirán, excepcionalmente, las soldaduras de ranura para asegurar contra el pandeo local a los planos anchos que forman parte de una pieza comprimida, cuando no pueda cumplirse, a causa de alguna circunstancia especial, la condición indicada anteriormente. En este caso, el ancho de la ranura debe ser, por lo menos, igual a dos veces y media (2,5) el espesor de la chapa; la distancia libre en cualquier dirección entre dos ranuras consecutivas no será inferior a dos (2) veces el ancho de la ranura, ni superior a treinta (30) veces el espesor de la chapa; la dimensión máxima de la ranura no excederá de diez (10) veces el espesor de la chapa. 138 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Queda prohibido el rellenar con soldaduras los agujeros practicados en la estructura para los roblones o tornillos provisionales de montaje. Se dispondrán, por consiguiente, dichos agujeros en forma que no afecten a la resistencia de las barras o de las uniones de la estructura. La preparación de las piezas que hayan de unirse mediante soldaduras se ajustará estrictamente, en su forma y dimensiones, a lo indicado en los Planos. La preparación de bordes para las soldaduras por fusión se deberá ejecutar de acuerdo con las prescripciones contenidas en las Tablas 6.2. Uniones a tope en cualquier posición Sección s mm 1-5 b mm S+1 2-0 3-6 1 2-5 2 +¹-0 c mm d m m Para soldadura de un solo lado Para soldaduras desde los dos lados 2 +¹-0 S +¹-0 1 > b. 8 mm. máx. 139 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 5>10 >10 5>10 2 -¹-2 2 -¹-2 2 -¹-0 2 -º-1 2 -º-1 1 máx. 50° ±5° 45° ±5° Con burlado y toma de raíz 50° ±5° Con burlado y toma de raíz 2 -¹-0 1 máx 45° ±5° 6>10 2±1 2±1 45° ±5° >10 2±1 2± 1 45° ±5° 6>10 2 +¹-0 1 máx 45° ±5° >10 2 +¹-0 1 máx 45° ±5° Toma de raíz posible >12 3±1 1 máx 50° ±5° h=S/2 (simétrica) >10 Toma de raíz posible 140 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios >12 3±1 Cualquier espesor 0 a S/6 Con 2 mm max. >5 3±1 1 máx 50° ±5° h=S/2 (simétrica) 3±1 45° ±5° Toma de raíz con un cordón de ángulo Tabla 6.2 Preparación de bordes para soldeo semiautomático con alambre macizo y protección gaseosa. La preparación de las uniones que hayan de realizarse en obra se efectuará en taller. Las piezas que hayan de unirse con soldadura se presentarán y fijarán en su posición relativa mediante dispositivos adecuados que aseguren, sin una coacción excesiva, la inmovilidad durante el soldeo y el enfriamiento subsiguiente. El orden de ejecución de los cordones y la secuencia de soldeo dentro de cada uno de ellos, y del conjunto, se elegirán con vistas a conseguir que, después de unidas las piezas, obtengan su forma y posición relativas definitivas sin necesidad de un 141 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios enderezado o rectificación posterior, al mismo tiempo que se mantengan dentro de límites aceptables las tensiones residuales. Entre los medios de fijación provisional pueden utilizarse puntos de soldadura depositados entre los bordes de las piezas a unir; el número e importancia de estos puntos se limitará al mínimo compatible con la inmovilización de las piezas. Se permite englobar estos puntos en la soldadura definitiva, con tal que no presenten fisuras ni otros defectos y hayan quedado perfectamente limpios de escoria. Se prohíbe la práctica viciosa de fijar las piezas a los gálibos de armado con puntos de soldadura. Antes del soldeo se limpiarán los bordes de la costura, eliminando cuidadosamente toda la cascarilla, herrumbre o suciedad y, muy especialmente, las manchas de grasa o de pintura. Durante el soldeo se mantendrán bien secos, y protegidos de la lluvia, tanto los bordes de la costura como las piezas a soldar, por lo menos en una superficie suficientemente amplia alrededor de la zona en que se está soldando. Después de ejecutar cada cordón elemental, y antes de depositar el siguiente, se limpiará su superficie con piqueta y cepillo de alambres, eliminando todo rastro de escorias. Para facilitar esta operación, y el depósito de los cordones posteriores, se 142 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios procurará que las superficies exteriores de tales cordones no formen ángulos diedros demasiado agudos, ni entre si ni con los bordes de las piezas; y, también, que las superficies de los cordones sean lo más regulares posibles. Se tomarán las debidas precauciones para proteger los trabajos de soldeo contra el viento y, especialmente, contra el frío. Se suspenderá el trabajo cuando la temperatura baje de los cero grados centígrados (0º C), si bien en casos excepcionales de urgencia, y previa aprobación del Director, se podrá seguir soldando con temperaturas comprendidas entre cero y menos cinco grados centígrados (0º C y -5º C) siempre que se adopten medidas especiales para evitar un enfriamiento excesivamente rápido de la soldadura. Queda prohibido el acelerar el enfriamiento de las soldaduras con medios artificiales. Debe procurarse que el depósito de los cordones de soldadura se efectúe, siempre que sea posible, en posición horizontal. Con este fin, el Contratista debe proporcionarse los dispositivos necesarios para poder voltear las piezas y orientarlas en la posición más conveniente para la ejecución de las distintas costuras, sin provocar en ellas, no obstante, solicitaciones excesivas que puedan dañar la débil resistencia de las primeras capas depositadas. En todas las costuras soldadas que se ejecuten en las estructuras se asegurará la penetración completa, incluso en la zona de raíz. 143 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 6.4 DETALLES CONSTRUCTIVOS. 6.4.1 Simbología y Tipos de soldadura. Figura 6.1 Soldadura típica. Soldadura típica (fig. 6.1). El símbolo del contorno indica una soldadura de filete. La compensación del lado cercano y de los símbolos laterales lejanos del contorno indica que las soldaduras están escalonadas. 3 @ 12 indica una soldadura de 3" de larga espaciada a 12" en el centro 1/2" indica la dimensión de la garganta del filete. El símbolo de la cola que se indica así > se utiliza para especificar un proceso o una nota. Figura 6.2 Soldadura en el lada lejano y cercano del miembro. 144 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El símbolo del contorno en el fondo de la línea líder indica que la soldadura debe ser hecha en el lado cercano del miembro (fig. 6.2). Si el símbolo del contorno está en la tapa de la línea líder, indicaría que la soldadura debe ser hecha en el lado lejano del miembro. Figura 6.3 Soldadura en el lada lejano y cercano del miembro que se ensambla. El símbolo del contorno en la tapa y el fondo de la línea líder indican que la soldadura debe ser hecha en el lado lejano y el lado cercano del miembro que se ensamblará (fig. 6.3). Figura 6.4 Soldadura alrededor del miembro. El círculo abierto indica que la soldadura debe ser hecha alrededor del miembro que se ensamblará (fig. 6.4). 145 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.5 Soldadura de campo. El punto negro indica una soldadura de campo (fig. 6.5). Figura 6.6 Soldadura de Extremo cuadrada. Una soldadura de extremo cuadrada (fig. 6.6). La línea horizontal en el fondo del símbolo del contorno indica que la soldadura debe ser hecha a ras de la superficie más baja. La línea convexa en la tapa del símbolo del contorno indica la forma de la superficie de la soldadura de la tapa. 146 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.7 Soldadura en “v”. Soldadura en forma de “V” (fig. 6.7). Figura 6.8 Soldadura de bisel. Soldadura de bisel (fig. 6.8). Figura 6.9 Soldadura de tapón. Soldadura de tapón (fig. 6.9). La línea horizontal en la cima del símbolo de contorno indica que la superficie debe ser a ras. 147 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.10 Soldadura de bisel luminoso. Soldadura en forma de bisel luminoso (fig. 6.10). Figura 6.11 Soldadura en “U”. Soldadura en forma de “U” (fig. 6.11). Figura 6.12 Soldadura en “J”. Figura 6.13 Soldadura trasera. Soldadura en forma de “J” (fig. 6.12) y Soldadura trasera (fig. 6.13). 148 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 6.4.2 Detalles Figura 6.14 Detalle 1. Detalle 1(fig. 6.14). Sección del plan y una elevación de una columna de acero y de la base placa. La columna se suelda a la base placa como se muestra. El tamaño y el grueso de la base placa son determinados por cálculo. La base placa se fija en una capa de lechada y esta conectado a la cimentación de concreto con cuatro pernos de anclaje, la distancia 149 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios mínima del borde de los pernos de anclaje a través de la base placa es de 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. la superficie de la base placa se acaba según los requisitos del A.I.S.C. El extremo de la columna se acaba para obtener una superficie uniforme en la base placa. Figura 6.15 Detalle 2. 150 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Detalle 2(fig. 6.15). Sección del plan y una elevación de una columna de acero y de la base placa. La columna se suelda a la base placa como se muestra. El tamaño y el grueso de la base placa son determinados por cálculo. La base placa se fija en una capa de lechada y esta conectado a la cimentación de concreto con dos pernos de anclaje. La dimensión entre los pernos de anclaje en cada lado de la costura de la columna es la dimensión generalmente del calibre de la columna. La superficie de la base placa se acaba según los requisitos del A.I.S.C. columna se acaba para obtener una superficie El extremo de la uniforme en la base placa. 151 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.16 Detalle 3. Detalle 3(fig.6.16). Sección del plan y una elevación de una columna de acero y de la base placa. La columna se conecta a la base placa con un ángulo en cada lado de la costura. Los tramos verticales de los ángulos se empernan con a la costura de la columna con cuatro pernos. Los tramos horizontales de los ángulos se empernan a través de la base placa con dos pernos de anclaje. El espaciamiento de los pernos en los 152 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios tramos verticales de los ángulos es determinado por el calibre de los ángulos o según los requisitos del A.I.S.C. El tamaño y el grueso de la base placa son determinados por cálculo. La base placa se fija en una capa de lechada. La superficie de la base placa se acaba según los requisitos del A.I.S.C. El extremo de la columna se acaba para obtener una superficie uniforme en la base placa. Figura 6.17 Detalle 4. 153 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.17 Detalle 4. Detalle 4(fig. 6.17). Sección del plan y una elevación de una columna tubular de acero estructural y de la base placa. La columna se suelda a la base placa según lo demostrado en el esquema. El tamaño y el grueso de la base placa son determinados por cálculo. La base placa se fija en una capa de lechada y esta conectado con la cimentación de concreto con cuatro pernos de anclaje. La distancia mínima del borde de los pernos de anclaje a través de la base placa es de 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. La superficie de la base placa se acaba según los requisitos del A.I.S.C. Figura 6.18 Detalle 5. 154 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.18 Detalle 5. Detalle 5(fig. 6.18). Sección del plan y una elevación de una columna tubular de acero estructural y de la base placa. La columna se suelda a la base placa según lo mostrado. La anchura de la base placa permite que la columna sea colocada dentro de los límites de una pared del perno prisionero. El tamaño y el grueso de la base placa son determinados por cálculo. La base placa es atiesada por las placas verticales soldadas con autógena a la columna y a la placa. La base placa se fija en una capa de lechada y esta conectado a la cimentación de concreto con dos pernos de anclaje. La superficie de la base placa se 155 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios acaba según los requisitos del A.I.S.C. El extremo de la columna se acaba para obtener una superficie uniforme en la base placa. Figura 6.19 Detalle 6. Detalle 6(fig. 6.19). Sección del plan y una elevación de una columna de acero y de la base placa. La costura de la columna se conecta a la base placa con dos ángulos soldados a la placa y a la costura de la columna. Los rebordes de la columna son 156 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios conectados a la cimentación de concreto por los pernos de anclaje extendidos sobre la tapa de concreto. Los pernos de anclaje están conectados a las placas del reborde y a las placas del refuerzo como se muestra. El tamaño y el grueso de la base placa son determinados por cálculo. La base placa se fija en una capa de lechada. La distancia mínima del borde de los pernos de anclaje a través de la base placa es de 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. La superficie de la base placa se acaba según los requisitos del A.I.S.C. El extremo de la columna se acaba para obtener una superficie uniforme en la base placa. Figura 6.20 Detalle 7. Detalle 7(fig. 6.20). Conexión de una viga de acero a una columna tubular de acero estructural continuo. La viga se emperna a una placa en un lado de la costura y es soldada a la cara de la columna. El tamaño 157 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios y el número de pernos, el tamaño de la placa de conexión, y el tamaño de la soldadura son determinados por cálculo. El espaciamiento del perno es de 3" en el centro, y la distancia del borde es 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. Figura 6.21 Detalle 8. Detalle 8(fig. 6.21). Conexión de extremo de una viga de acero a una columna de acero de reborde ancho. El reborde inferior de la viga se emperna en cada lado de la costura a través de la placa del casquillo de la columna. El casquillo de la placa se suelda a la tapa de la columna. El espaciamiento de los pernos es determinado por el A.I.S.C. El extremo de la viga se extiende ½” más allá del reborde de la columna para proporcionar un espacio para la soldadura. 158 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.22 Detalle 9. Detalle 9(fig. 6.22). Secciones y las elevaciones de las vigas de acero conectadas a los rebordes de la columna de acero. Las vigas son conectadas a las columnas con ángulos empernados a través de cada lado de la costura de la viga y a través del reborde de la columna. El tamaño y el número de pernos y el tamaño de los ángulos son determinados por cálculo. El espaciamiento de los pernos es de 3" en el centro y la distancia al borde es 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. 159 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.23 Detalle 10. Detalle 10(fig. 6.23). Conexión de una viga de acero a una columna de 10” de ancho de reborde. Secciones y las elevaciones de las vigas de acero conectadas con los rebordes de la columna de acero. Las vigas son conectadas con las columnas por una T estructural empernado a través de un lado de la cortina de la viga y a través del reborde de la columna. El tamaño y el número de pernos y el tamaño de la T estructural son determinados por cálculo. El espaciamiento de los pernos es de 3" en el centro y la distancia al borde es 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. Figura 6.24 Detalle 11. 160 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Detalle 11(fig. 6.24). Conexión de una viga de acero a una columna de 8” de ancho de reborde. Secciones y las elevaciones de las vigas de acero conectadas con los rebordes de las columnas de acero. Las vigas son conectadas con el reborde de la columna por los ángulos soldados con soldadura en cada lado de la costura de la viga y empernado a través del reborde de la columna. El tamaño y el número de pernos y el tamaño de los ángulos y el tamaño de la soldadura son determinados por cálculo. El espaciamiento de los pernos es de 3” en el centro y la distancia al borde es 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. Figura 6.25 Detalle 12. Detalle 12(fig. 6.25). Conexión de una viga de acero a una columna de 8” de ancho de reborde. Secciones y las elevaciones de las vigas de acero conectadas a los rebordes de las columnas de acero. Las vigas son conectadas con la columna por una placa empernada a través de un lado de la costura de la viga y soldada a la cara de la columna. El tamaño y el número de pernos, el tamaño de la placa de conexión y el tamaño de la soldadura son determinados por cálculo. El espaciamiento de los 161 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios pernos es de 3” en el centro y la distancia al borde es 1 ½” o según los requisitos del A.I.S.C. Figura 6.26 Detalle 13. Detalle 13(fig. 6.26). Viga de acero conectada con la cara del reborde de una columna de acero. La conexión puede resistir esquileo y la flexión. El esquileo de la viga es resistido soldando con autógena la costura de la viga a la cara del reborde de la columna según lo demostrado. La flexión de la viga es resistida soldando con autógena el borde de los rebordes de la tapa y del fondo de la viga a la cara de la columna. El reborde superior utiliza una tira del forro para obtener una autógena de penetración completa. El reborde inferior se suelda con autógena contra la tapa del ángulo del asiento. El ángulo del asiento se emperna a la cara de la columna y a través del reborde inferior de la viga. El tramo vertical del ángulo del asiento se puede soldar con autógena al reborde de la columna. 162 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.27 Detalle 14. Detalle 14(fig. 6.27). Conexión de una viga de acero a una columna de 8" de ancho del reborde. Vigas de acero conectadas con la cara del reborde de una columna de acero. La conexión puede resistir esquileo y la flexión. El esquileo de la viga es resistido por una placa empernada a través de un lado de la costura de la viga y soldada a una cara del reborde de la columna. El espaciamiento del perno es el 3"en centro, y la distancia del borde es el 11/2" o según los requisitos de A.I.S.C. El tamaño y el número de pernos, el tamaño de la placa de conexión, y el tamaño de la soldadura son determinados por el cálculo. La flexión de la viga es resistida soldando con autógena el borde de la tapa y los rebordes inferiores de la viga a la cara de la columna ensanchan. Moviendo hacia atrás las tiras se utilizan según lo demostrado para obtener una autógena de penetración completa. 163 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.28 Detalle 15. Detalle 15(fig. 6.28). Conexione de una viga de acero a una la columna ancha de reborde de 10". Vigas de acero conectadas con la cara del reborde de una columna de acero. La conexión puede resistir encorvadura y esfuerzos. La encorvadura de la viga es resiste por una placa empernada a través de un lado de la costura de la viga y soldada a la cara del reborde de la columna. El espaciamiento del perno es de 3" en el centro, y la distancia del borde es 1 ½" o según los requisitos del A.I.S.C. El tamaño y el número de pernos, el tamaño de la placa de conexión y el tamaño de la soldadura son determinados por el cálculo. La flexión de la viga es resistida por las placas empernadas a los rebordes de la tapa y del fondo de la viga y soldadas a la cara del reborde de la columna según lo demostrado. Moviendo hacia atrás las tiras se utilizan para obtener una soldadura de penetración completa a los rebordes de la columna. Las placas de los rebordes se empernan en cada lado de la costura de la viga con un tipo de conexión de la fricción. El tamaño y el número de los pernos y el tamaño de las placas del reborde son determinados por el cálculo. 164 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.29 Detalle 16. Detalle 16(fig. 6.29). Viga de acero conectada en la costura de una columna de 10" de ancha del reborde. Viga de acero conectada con la cara de la costura de una columna de acero. La conexión puede resistir encorvadura y esfuerzos. La encorvadura de la viga se resiste por una placa empernada a través de un lado de la tela de la viga y soldada con autógena a la cara de la tela de la columna. El espaciamiento del perno es de 3" , y la distancia del borde es 1 ½" o según los requisitos del A.I.S.C. El tamaño y el número de pernos, el tamaño de la placa de conexión y el tamaño de la autógena son determinados por el cálculo. La flexión de la viga es resistida soldando con autógena el borde de las placas del reborde de la tapa y del fondo a la cara interior de los rebordes de la columna y a la cara de la tela de la columna. Las placas de los rebordes se empernan en cada lado de la tela de la viga con un tipo conexión de la fricción. El tamaño y el número de los pernos y el tamaño de las placas del reborde son determinados por el cálculo. El espacio de la calza se proporciona entre las placas en la tapa y los rebordes del fondo para permitir la separación de la erección. 165 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.30 Detalle 17. Detalle 17(fig. 6.30). Conexión de una viga de acero al reborde de una columna de acero. Viga de acero conectada en la cara de la costura de una columna de acero. La conexión puede resistir encorvadura y esfuerzos. La encorvadura de la viga se resiste por los ángulos empernados a través de cada lado de la tela de la viga y empernados con la tela de la columna. El tamaño y el número de los pernos y el tamaño de los ángulos son determinados por el cálculo. El espaciamiento del perno es de 3" en el centro, y la distancia del borde es 1 ½" o según los requisitos del A.I.S.C. La flexión de la viga es resistida por las secciones estructurales de la T. La costura de la sección estructural de la T se emperna a través de los rebordes de la tapa y del fondo de la viga. Los rebordes de la sección estructural de la te se empernan con la tela de la columna. Las costuras de las T´s estructurales se empernan a través de los rebordes en cada lado de la costura de la viga con un tipo de conexión de fricción. El tamaño y el número de pernos y el tamaño de la sección estructural de la te son determinados por el cálculo. El espacio de la calza se 166 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios proporciona entre las placas en la tapa y los rebordes del fondo para permitir la separación de la erección. Figura 6.31 Detalle 18. Detalle 18(fig. 6.31). Conexión de un extremo de una viga y de una columna de acero. La conexión puede resistir encorvadura y esfuerzos. La encorvadura es resistida por el refuerzo y las placas del lado y por las soldaduras. El tamaño de las placas y las soldaduras son determinados por el cálculo. 167 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.32 Detalle 19. Detalle 19(fig. 6.32). Conexión de un extremo de una viga de acero de reborde de 14" ancho conectada con una columna el 10" ancha de reborde. La conexión puede resistir encorvadura y esfuerzos. La encorvadura es resistida por las placas soldadas con autógena a la columna y empernadas a través de los rebordes de la viga en cada lado de la costura de la viga con un tipo de conexión de fricción. El tamaño y el número de los pernos, el tamaño de las placas del reborde, y el tamaño de las soldaduras son determinados por el cálculo. 168 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.33 Detalle 20. Detalle 20(fig. 6.33). Conexión de una viga de acero de ancho de reborde de 14" conectada a una columna de 10" de ancha de reborde. La conexión puede resistir encorvadura y esfuerzos. La encorvadura es resistida por las placas del reborde de la tapa del fondo. La placa superior del reborde se suelda a la columna y se emperna al reborde de la viga en cada lado de la costura de la viga con un tipo de conexión de fricción. El tamaño y el número de los pernos, el tamaño de las bridas de las placas, y el tamaño de las soldaduras son determinados por el cálculo. 169 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.34 Detalle 21. Detalle 21(fig. 6.34). Vigas de acero conectadas a una columna de acero continua. Conexión de una vigas de acero a una columna continua de tubo de acero estructural. Las vigas son conectadas a la columna por las placas empernadas a través de un lado de la costura de la viga y soldadas a la cara de la columna. El tamaño y el número de los pernos, el tamaño de las placas, y el tamaño de las soldaduras son determinados por el cálculo. Los ángulos del asiento se sueldan a la cara de la columna y se empernan a través de los rebordes inferiores de las vigas. Los pernos son de 3" en el centro, y la distancia del borde es 1 ½" o según los requisitos del A.I.S.C. Los ángulos del asiento son para los propósitos de la erección y son opcionales. Las vigas de acero están conectadas con una columna de acero continua. 170 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.35 Detalle 22. Detalle 22(fig. 6.35). Conexión de una columna de tubo de acero que se apoya en una viga de acero continua y otra columna de tubo. Las placas de la columna se atornillan a través de las bridas de la viga en cada lado de la costura. Las placas de la columna se sueldan a las columnas. Las placas del atiezador en cada lado de la costura de la viga se determinan por cálculo. 171 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.36 Detalle 23. Detalle 23(fig. 6.36). Conexión de intercepción de vigas de acero apoyadas en una columna de acero con una brida. La brida del fondo de la viga muestra la sección que es atornillada en cada lado de la costura a través de la tapa de la base de de la columna. La tapa de la placa se suelda a la cima de la columna. 172 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.37 Detalle 24. Detalles 24(fig. 6.37). Conexión de una viga de acero apoyada por una columna de acero. La brida final de la viga muestra la sección que esta atornillada en cada lado de la costura a través de la tapa de la placa de la columna. La tapa de la placa se suelda a la cima de la columna. 173 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.38 Detalle 25. Detalle 25(fig. 6.38). Conexión de vigas de acero apoyadas por una columna de acero. Las vigas se conectan con ángulos atornillados a un costado de cada viga. 174 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.39 Detalle 26. Detalle 26(fig. 6.39). Conexión de vigas de acero a una columna de tubo de acero estructural. Las vigas de acero son conectadas por placas echados a través de cada lado de la costura de la viga. La brida del fondo de cada viga se atornilla en cada lado de la costura a través de la tapa de la placa de la columna. El tapa de placa se suelda al la columna. 175 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.40 Detalle 27. Detalle 27(fig. 6.40). Conexión de vigas de acero a una columna de brida ancha. Las vigas de acero son conectadas por placas echados a través de cada lado de la costura de la viga. La brida del fondo de cada viga se atornilla en cada lado de la costura a través de la tapa de la placa de la columna. El tapa de placa se suelda al la columna. 176 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.41 Detalle 28. Detalle 28(fig. 6.41). Conexión de vigas de acero a una columna de tubo. Las vigas de acero son conectadas por placas echados a través de cada lado de la costura de la viga. La brida del fondo de cada viga se atornilla en cada lado de la costura a través de la tapa de la placa de la columna. El tapa de placa se suelda al la columna. 177 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.42 Detalle 29. Detalle 29(fig. 6.42). Conexión de vigas de acero a una columna de brida ancha. Las vigas de acero son conectadas por placas atornilladas a través de cada lado de las costuras de la viga. La brida del fondo de cada viga se atornilla en cada lado de la costura a través de tapa de la placa y las placas de calce. La tapa de la placa se suelda a la cima de la columna. Las placas de calce se agregan para compensar la profundidad desigual de las vigas. 178 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.43 Detalle 30. Detalle 30(fig. 6.43). Detalle de una viga de acero que se apoya a una columna de acero. La placa se solda al fondo de la columna y se atornilla a través de la brida superior de la viga. Figura 6.44 Detalle 31. 179 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Detalle 31(fig. 6.44). Conexión de empalme de una columna. Las columnas son empalmadas con placas de brida atornilladas a través de las bridas de las columnas superiores e inferiores. Se agregan placas de relleno a la cara de la columna superior. Un espacio de 1/4” se proporciona entre las placas de empalme y las placas de relleno para permitir un izaje despejado. Se muelen las superficies de las columnas superiores y más bajas para permitir presión de la columna llena. Los pernos usados en las bridas de las placas de empalme son pernos de tipo de fricción. El tamaño y número de pernos y el tamaño de las placas de brida son determinados por cálculo. El espacio de los pernos es determinado por el A.I.S.C. Figura 6.45 Detalle 32. Detalle 32(fig. 6.45). Conexión de empalme de una columna. Las columnas son empalmadas soldando las placas de empalme da la brida de la columna mas baja y atornillando a través de la brida de la columna superior. Se agregan placas de relleno 180 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios a la cara de la columna superior. Un espacio de 1/8” se proporciona entre las placas de empalme y las placas de relleno para permitir un izaje despejado. Se muelen las superficies de las columnas superiores y más bajas para permitir presión de la columna llena. Los pernos usados en las bridas de las placas de empalme son pernos de tipo de fricción. El tamaño y número de pernos, el tamaño de las placas de brida y tamaño de la soldadura son determinados por cálculo. El espacio de los pernos es determinado por el A.I.S.C. Figura 6.46 Detalle 33. Detalle 33(fig. 6.46). Conexión de empalme de una columna. Las columnas superiores y más bajas son unidas por pernos a través de ángulos soldados a las caras interiores de las bridas de la columna. Las bridas de la columna se sueldan como se muestra. Un espacio de 1/4" se proporciona entre los tramos horizontales de los ángulos de conexión para el izaje. Se muelen las superficies de las columnas superiores y más bajas para permitir presión de la columna llena. 181 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.47 Detalle 34. Detalle 34(fig. 6 47). Conexión de empalme de una columna. Las costuras de la columna son conectadas por placas atornilladas a través de cada lado la costura de la columna. Figura 6.48 Detalle 35. 182 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Detalle 35(fig. 6.48). Conexión de empalme de una columna. Una placa de aguante se suministra entre las columnas superiores y las más bajas. La costura de la columna superior se conecta a la placa con un ángulo en cada lado. Los tramos verticales de los ángulos se atornillan a través de la costura de la columna. Los tramos horizontales de los ángulos se soldan a la placa de aguante. Figura 6.49 Detalle 36. Detalle 36(fig. 6.49). Conexión de empalme de una columna. Una placa de aguate se suministra entre la columna superior e inferior. Las costuras de las columnas son conectadas a la placa de aguante con ángulos atornillados a través de las costuras de la columna y la placa de aguante. 183 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.50 Detalle 37. Detalle 37(fig. 6.50). Conexión de empalme de un tubo de acero. El tubo de acero se empalma con soldadura en cada lado de la cara de la brida y en cada lado de la costura. El tamaño de las placas y de las soldaduras se determina por cálculo. Figura 6.51 Detalle 38. Detalle 38(fig. 6.51). Conexión de una viga de acero estándar. Las vigas se conectan con dos ángulos en una fila vertical de pernos a través de la costura de cada viga. El tamaño y número de pernos y el tamaño de los ángulos se determinan por cálculo. El espaciado de los pernos es de 3” en el centro., y la distancia de borde es de 1 ½” o como lo reglamenta el A.I.S.C. 184 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.52 Detalle 39. Detalle 39(fig. 6 52). Conexión de una viga de acero estándar. Las vigas se conectan con dos ángulos en una fila vertical de pernos a través de la costura de cada viga. El tamaño y número de pernos y el calibre de los ángulos se determinan por cálculo. El espaciado de los pernos verticales es de 3” en el centro. El espaciado entre las líneas verticales de pernos se determina por el calibre del ángulo y la distancia de borde es de 1 ½” o como lo reglamenta el A.I.S.C. Figura 6.53 Detalle 40. 185 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Detalle 40(fig. 6.53). Conexión de tres vigas de acero. Las vigas de acero que se muestran con elevación son conectadas a la viga de acero mostrada en la sección. La conexión esta hecha con ángulos atornillados a través de las costuras de cada miembro. El tamaño y número de tornillos y el tamaño de los ángulos es determinado por cálculo. El espaciado de los pernos es de 3” en el centro., y la distancia de borde es de 1 ½” o como lo determina la especificación del A.I.S.C. Figura 6.54 Detalle 41. Detalle 41(fig. 6.54). Conexión de tres vigas de acero. Las vigas de acero que se muestran con elevación son conectadas a la viga de acero mostrada en la sección. La conexión esta hecha con ángulos atornillados a través de las costuras de cada miembro. El tamaño y número de tornillos y el tamaño de los ángulos es determinado por cálculo. El espaciado de los pernos es de 3” en el centro., y la distancia de borde es de 1 ½” o como lo determina la especificación del A.I.S.C. 186 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.55 Detalle 42. Detalle 42(fig. 6.55). Conexión de una viga de acero. Las vigas interceptadas están conectadas entre ellas mismas con un Angulo soldado a la costura de una viga y atornillado a través de la costura de la otra viga. El tamaño y número de los pernos y los ángulos son determinados por cálculo. Figura 6.56 Detalle 43. 187 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Detalle 43(fig. 6.56). Panoramas de una viga de acero apoyada por un ángulo de seguridad. El tramo vertical del ángulo esta soldado a través de una columna de brida. El tramo horizontal del ángulo de seguridad es atornillado a través de la brida del final de la viga. Figura 6.57 Detalle 44. Detalle 44(6.57). Ángulos tirante de marquesina de acero conectados a una pilastra de concreto. La acción de los ángulos en tensión para soportar una viga de marquesina de imposta. Los tramos verticales de los ángulos están atornillados a una placa triangular de refuerzo. La placa triangular de refuerzo esta soldada a la placa conectada a la pilastra con una clavija de refuerzo soldada a la cara interior de la placa. Las clavijas resisten la tensión de los ángulos por adherencia al concreto. 188 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.58 Detalle 45. Detalle 45(fig. 6.58). Sección de una viga de aleación de acero y de una losa de concreto. El refuerzo en la losa es como se muestra en la ilustración. El refuerzo superior es continuo sobre la viga de acero. El intervalo de refuerzo inferior sobre la viga de acero es como se muestra. 189 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Figura 6.59 Detalle 46. Detalle 46(fig. 6.59). Sección de una viga de acero, una cubierta de concreto y una de metal, y un muro cortina exterior. La cubierta de metal esta rellanada de concreto y soldada en la cima de la brida de la viga de acero. Una franja de metal vertical continua en el borde de la brida final de la viga separa al concreto de la cara interior del muro cortina. El muro cortina esta conectado a la brida trasera de la viga de acero por ángulos de grapa atornillados o soldadas como es requerido por el fabricante del muro cortina. 190 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO VII TOLERANCIAS EN LA OBRA Es frecuente que las variaciones dimensionales en la obra sean consecuencia de variaciones permisibles en la siderúrgica y en el taller de fabricación. En la norma estándar A6 de la American Society for Testing and Materials, titulada General Requirements for Delivery of Rolled Steel Plates, Shapes, Sheet Piling, and Bars for Structural Use, se encuentran los límites de variación en las siderúrgicas. Por ejemplo, se considera que las vigas de ceja ancha están rectas, vertical o lateralmente, cuando están dentro de un límite de 1∕8 pulg (3 mm) por cada 3 mts de largo. Asimismo, se considera que las columnas están rectas si la desviación está dentro de un límite de 1∕8 pulg (3 mm) por cada 3 mts de largo, con una desviación máxima de 3∕8 pulg (9 mm). La práctica establecida consiste en compensar en los detalles de taller algunas variaciones de fábrica de los materiales. Sin embargo, los ajustes se realizan en la obra, generalmente por medio de holguras o calzas. Muy a menudo las tolerancias de rectitud de las columnas y otros elementos de compresión, al fabricarlos en el taller, se expresan como una proporción 1:1,000 entre los puntos de apoyo lateral. [Esto equivale aproximadamente a 1∕8 pulg (3 mm) por cada 3 mts y, puesto que la longitud de tales elementos sólo en raros casos supera los 9 mts entre los apoyos laterales, prevalece una desviación máxima de 3∕8 pulg (9 mm)]. La longitud de las vigas fabricadas tiene una holgura de 1/16 pulg 191 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios (1.5 mm) si el largo es hasta de 9 mts, y de 1∕8 pulg (3 mm) si es mayor. La longitud de las columnas acabadas de modo que se apoyen en sus extremos tiene una holgura de 1∕32 pulg (0.8 mm). Se considera que las vigas están niveladas y alineadas si su desviación no es mayor de 1:500. Asimismo, se considera que las columnas están aplomadas y alineadas cuando la desviación de las piezas individuales, entre uno y otro empalme en edificios de varios niveles, no es mayor de 1:500. El total de desplazamientos acumulativos en columnas de muchos niveles no debe exceder los límites prescritos en el Code of Standard Practice del AISC(figura 7.1). El control sólo se ejerce en las columnas exteriores y las que forman parte del cubo de elevadores. Fig. 7.1 Desviaciones de verticalidad permisibles en columnas. Los limites que se presentan están basados en la suposición de que el centro de la base de la columna coinciden con la línea establecida de dicha columna. 192 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Las mediciones para verificar la verticalidad (aplomo) de las columnas siempre se deben efectuar por la noche o en días nublados, jamás al rayo del sol, ya que la radiación solar introduce esfuerzos térmicos diferenciales que curvan la estructura hacia los lados sombreados, lo que nulifica la validez de las medidas. Si se van a soldar en la obra las cejas de vigas y la conexión de cortante es de fricción realizada con pernos de alta resistencia, es necesario que los agujeros sean extragrandes o ranurados horizontalmente, para permitir ciertos ajustes de compensación de errores en vigas y columnas introducidos en la siderúrgica o en el taller. Del mismo modo, en el caso de vigas con conexiones ensambladas que se van a fijar con pernos a las columnas, en los detalles se deben dejar holguras suficientes para usar calzas tipo dedo cuando sean necesarias para la alineación de las columnas. Puesto que hay ciertas variaciones, es raro que exista un apoyo total en toda el área seccional de las conexiones. El AISC recomienda que se acepten las holguras entre las superficies de apoyo si no exceden de 1/16 pulg (1.5 mm). Si la holgura es mayor de 1/16 pulg y los estudios indican la necesidad de una mayor área de contacto, el hueco se rellena con calzas de acero dulce. Otro problema que se presenta ocasionalmente en la obra es la holgura que surge al colocar equipos directamente encima de varias vigas, ya que las cejas superiores de éstas pueden no estar alineadas debido a las variaciones permisibles en la 193 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios siderúrgica, la fabricación y el montaje. Por consiguiente, es necesario anticipar esos casos e introducir las calzas necesarias para lograr el alineamiento correcto. 7.1 COMPROBACIONES DE LAS DIMENSIONES. La medición de las longitudes se efectuará con regla o cinta metálica, de exactitud no menor que 0.1 mm en cada metro, y no menor que 0.1 por 1000 en longitudes mayores. La medición de las flechas de las barras se efectuará materializando, con un alambre tensado, una línea recta que pase por puntos correspondientes de las secciones extremas. 7.2 ELEMENTOS REALIZADOS EN TALLER. Todo elemento estructural: pilar, viga, cercha, etc. fabricado en taller y enviado a obra para su montaje, cumplirá las tolerancias siguientes: 7.2.1 Tolerancias en la longitud. Las tolerancias en la longitud de elementos estructurales será la definida a continuación (tabla 7.2): 194 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Longitud en mm Tolerancia en mm Hasta 1000 ±2 De 1001 a 3000 ±3 De 3001 a 6000 ±4 De 6001 a 10000 ±5 De 10001 a 15000 ±6 De 15001 a 25000 ±8 De 25001 o mayor ± 10 Tabla 7.2 Tolerancias en la longitud. 7.2.2 Tolerancias en la Forma. La tolerancia en la flecha de todo elemento estructural recto, de longitud l, será el menor de los dos valores siguientes: l / 1500 ó 10 mm En los elementos compuestos de varias barras, como cerchas, vigas de celosías, etc., la tolerancia se refiere a cada barra, siendo I su longitud entre nudos, y a los conjuntos de barras, siendo I la longitud entre nudos extremos. 7.3 CONJUNTOS MONTADOS EN OBRA. Todo conjunto de elementos estructurales montado en obra cumplirá las tolerancias siguientes: 195 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios 7.3.1 Tolerancias Dimensionales. La tolerancia de las dimensiones fundamentales del conjunto montado será la suma de las tolerancias de los elementos estructurales, sin sobrepasar ± 15mm. 7.3.2 Tolerancias en el Desplome. La tolerancia en el desplome de un pilar de una estructura, medido horizontalmente entre los plomos de dos pisos consecutivos, o de pisos cualesquiera, será el menor de los dos valores siguientes: h / 1000 o 25 mm siendo: h= la diferencia de altura entre ellos. La tolerancia en el desplome de una viga de canto d, medido en las secciones de apoyo, será: vigas en general: d / 250 vigas carril: d / 500 7.3.3 Tolerancia en las soldaduras. Las tolerancias en las dimensiones de los biseles de la preparación de bordes y en la garganta y longitud de las soldaduras serán las dadas a continuación (tabla 7.4): 196 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Dimensiones en mm Tolerancias en mm Hasta 15 ± 0.5 De 16 a 50 ± 1.0 De 51 a 150 ± 2.0 De 151 o mayor ± 3.0 Tabla 7.3 Tolerancia en las soldaduras 7.4 PLANOS. Las tolerancias admitidas, respecto a las cotas indicadas en los planos, de las piezas fabricadas en taller, serán las siguientes: En paso, gramiles y alineaciones de los agujeros para tornillos, la décima parte (1/10) del diámetro de éstos. En la posición de cualquier parte unida a una viga o soporte, cinco milímetros (5 mm.), en cualquier dirección. En el nivel de casquillos o ménsulas de apoyo, más cero y menos diez milímetros (+ 0, -10 mm.). En la longitud de piezas que no hayan de encajar entre otros componentes, diez milímetros en más o en menos (± 10 mm.). En la longitud de piezas que no hayan de encajar entre otros componentes, más cero y menos cinco milímetros (+ 0, -5 mm.) En la rectitud de una viga o de un soporte, el milésimo (1/1000) de la luz o de la distancia entre pisos respectivamente, sin exceder, en ningún caso, 197 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios de quince milímetros (15 mm.). Esta limitación es válida también para los cordones de las cerchas y jácenas triangulares. En el abombamiento de paneles de chapas, el quinientosavo (1/500) de la dimensión mayor, sin exceder el valor de cinco milímetros (5 mm.). En el canto de vigas armadas, menos cero y más tres milímetros (-0, +3 mm.). En el desplome de vigas armadas, el ciento cincuentavo (1/150) del canto del alma, sin exceder de veinte milímetros (20 mm.). En la excentricidad del alma respecto al centro de cada ala, el cuarentavo del ancho de ala (1/40), sin exceder de diez milímetros (10 mm.). En la sección transversal de chapas, menos el tres y más el diez por ciento (-3 %, +10 %) del valor teórico. En la contraflecha de ejecución de vigas y jácenas trianguladas, el 15 por 100 de la indicada en los planos de taller es más o menos (± 15 %) o un milímetro (± 1 mm.) si este valor es mayor. Las tolerancias admitidas, respecto a las cotas indicadas en los planos, de la estructura montada pero sin cargar serán las siguientes: En las dimensiones totales de la estructura, entre juntas de dilatación, 20 milímetros en más o en menos (± 20 mm.). En la distancia entre soportes o vigas contiguas, cinco milímetros en más o en menos (± 5 mm.), si la distancia no es superior a cinco metros (5 m), y diez milímetros en más o en menos (± 10 mm.), en caso contrario. 198 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios En el nivel de pisos, cinco milímetros en más o en menos (± 5 mm.). En el desplome de soportes, entre pisos consecutivos, en estructuras no arriostradas mediante muros de fábricas o celosías verticales, la milésima parte (1/1000) de la altura entre pisos. En la desviación respecto a la vertical que pasa por el centro de la base de un soporte, la altura total dividida (H es la altura total de la estructura) por cien y por el número de plantas más dos (H/(100 (n + 2))), en el caso de estructuras arriostradas, y la altura total dividida por trescientos y por el número de plantas más dos (H/(300 (n + 2))), en las estructuras no arriostradas. En la desviación entre ejes de tramos consecutivos de un soporte, tres milímetros (3 mm.) en cualquier dirección. Todas las mediciones anteriores se efectuarán con cinta o regla metálica o con aparatos de igual o superior precisión, recomendándose el uso del taquímetro en donde sea de aplicación. En la medición de flechas se materializará la cuerda mediante alambre tensado. 199 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO VIII SUPERVISIÓN DEL MONTAJE EN TALLER Y OBRA 8.1 PRELIMINAR. La forma y dimensiones de la estructura serán las señaladas en los planos y demás documentos del proyecto, no permitiéndose al Contratista modificaciones de los mismos sin la previa autorización por escrito del Director. En caso de que el Contratista solicite aprobación del Director para subcontratar parte o la totalidad de las obras que tenga adjudicadas, deberá demostrar a satisfacción del Director que la empresa propuesta para la subcontrata posee personal técnico y obrero experimentado en ese tipo de obras, así como los medios necesarios para ejecutarlas. Si el Director lo exige, tanto durante la fabricación en taller como durante el montaje en obra, deberá estar presente de modo permanente, durante la jornada laboral, un técnico responsable con la titulación exigida por el Director, representante del contratista. Dentro de la jornada laboral, el contratista deberá permitir sin limitaciones al objeto de la función inspectora, la entrada en su taller al Director o a sus representantes, a los que dará toda clase de facilidades para el cumplimiento de dicha misión. Salvo indicación en contrario de los documentos del contrato, el Contratista viene obligado: 200 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios A la realización de los planos de taller y montaje precisos. A suministrar todos los materiales y elementos de unión necesarios para la fabricación de la estructura. A su ejecución en taller. A la pintura o protección de la estructura según indiquen los planos. A la expedición y transporte de la misma hasta la obra. Al montaje de la estructura de la obra. A la prestación y erección de todos los andamios y elementos de elevación y auxiliares que sean necesarios, tanto para el montaje como para la realización de la función inspectora. A la prestación de personal y medios auxiliares necesarios para la realización de la prueba de carga, si ésta viniera impuesta en el contrato. 8.2 MONTAJE EN TALLER. 8.2.1 Armado. Esta operación tiene por objeto presentar provisional y cuidadosamente en taller cada uno de los elementos estructurales para asegurar la perfecta coincidencia de los mismos, ensamblando las piezas que se han elaborado, sin forzarlas, en la posición relativa que tendrán una vez efectuadas las uniones definitivas. Se armará el conjunto del elemento, tanto el que ha de unirse definitivamente en taller como el que se unirá en obra. 201 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El Director podrá autorizar que no se realice este montaje en taller, en todo o en parte, cuando concurran alguna de las siguientes circunstancias: Cuando la estructura sea de tamaño excepcional, no siendo suficientes los medios habituales de que se dispone en taller o el espacio del mismo para el manejo y colocación de todos los elementos de la misma pudiéndose, en este caso, autorizar el montaje por partes. Cuando por la sencillez de la estructura y disposición de las uniones no sean de temer faltas de coincidencia en el montaje en obra, tales como estructuras de vigas y pilares con uniones soldadas, Antes de proceder al envío de las piezas a obra se procederá a rectificar y corregir las deficiencias observadas en el montaje en taller. 8.2.2 Comprobación de la Exactitud. Con el armado se comprobará que la disposición y la dimensión del elemento se ajustan a las señaladas en los planos de taller. Se rectificarán o se reharán todas las piezas que no permitan el armado en las condiciones arriba indicadas. 8.2.3 Señalización de las Uniones. Después de efectuado el armado, y comprobada su exactitud, se procederá a realizar la unión definitiva de las piezas que constituyen las partes que hayan de llevarse terminadas a la obra. 202 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios No se retirarán las fijaciones de armado hasta que quede asegurada la indeformabilidad de las uniones. 8.2.4 Marcas de Identificación. En cada una de las piezas preparadas en el taller se pondrá, con pintura o lápiz graso, la marca de identificación con que ha sido designadas en los planos de taller para el armado de los distintos elementos. Asimismo cada uno de los elementos terminados en el taller llevará la marca de identificación prevista en los planos de taller para determinar su posición relativa en el conjunto de la obra. 8.3 CONTROL DE LA EJECUCIÓN EN TALLER. 8.3.1 Verificación de Uniones Soldadas. El Director comprobará, por sí o por medio de sus representantes que: Todas las costuras soldadas que hayan sido realizadas de acuerdo con lo dispuesto en los planos y en la memoria de soldadura aprobada, y por operarios soldadores calificados. Toda costura realizada por un procedimiento no incluido en alguno de los documentos citados con parámetros incorrectos, con preparación de bordes no inspeccionada y aprobada previamente o realizada por un soldador no incluido en la relación citada, será rechazada. 203 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Todas las costuras realizadas serán inspeccionadas visualmente. Un diez por ciento (10 %) de todos los cordones en ángulo y al menos dos tramos de ciento cincuenta penetrantes (150 mm.) por cada soldador se inspeccionarán mediante líquidos penetrantes o partículas magnéticas. Un diez por ciento (10 %) del total de las uniones a tope con penetración completa y el veinte por ciento (20 %) de las uniones a tope con penetración completa sometidas fundamentalmente a esfuerzos de tracción y al menos dos tramos de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) de longitud por cada soldador, serán inspeccionadas radiográficamente o ultrasónicamente, y siempre que sea posible en función de la posición de la costura y del espesor de la pieza. Las costuras a tope con penetración parcial o las de penetración completa en las que, por su posición o por el espesor de las piezas unidas no sea factible un examen ultrasónico o radiográfico, se inspeccionarán como si fuesen cordones en ángulo. Como resultado de la inspección realizada y de acuerdo con los criterios que se indicaron, una soldadura podrá ser calificada como correcta, aceptable o inaceptable. Si una soldadura es calificada como inaceptable, deberá ser reparada de acuerdo con un procedimiento aprobado por el Director y vuelta a inspeccionar por métodos no destructivos; además, al menos la mitad de la longitud de soldadura realizada por el mismo soldador será inspeccionada por métodos no destructivos. Si en esta nueva inspección se encuentra alguna soldadura inaceptable, se inspeccionarán la totalidad 204 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios de las soldaduras realizadas por dicho soldador, que será retirado de la lista nominal de soldadores autorizados para la obra. Por el contrario si la soldadura es calificada como aceptable no será preciso repararla, pero se inspeccionarán dos nuevos tramos de la misma longitud que el anterior realizados por el mismo soldador; si ambos son calificados como correctos, se aceptarán las soldaduras pero en adelante se inspeccionarán al menos el diez por ciento (10 %) de las soldaduras que realice. Si alguno es calificado como aceptable, se inspeccionarán todas las soldaduras realizadas hasta el momento por ese soldador; si algún tramo es calificado de inaceptable, se estará a lo dispuesto en el párrafo anterior. Cuando el número de soldaduras a las que haya sido preciso realizar inspecciones suplementarias supere la tercera parte del total incluido en la lista nominal de soldadores autorizados, el Director deberá aumentar la intensidad de la inspección y tomar las demás medidas que estime oportunas para poder garantizar la calidad de la obra. Una soldadura será calificada como inaceptable cuando presente alguno de los siguientes defectos: Grietas, de cualquier longitud o en cualquier dirección. Falta de fusión. Desbordamiento. 205 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Una soldadura será también calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) se presenten alguno de los siguientes defectos: Poros, cuando su área proyectada supere el cuatro por ciento (4 %) del área proyectada de la soldadura o cuando algún poro sea de diámetro superior a la cuarta parte del espesor de las piezas a unir o de la garganta en una soldadura en ángulo o a tres milímetros (3 mm.). Inclusiones de escoria, si la suma de sus longitudes supere los ciento cincuenta milímetros. (150 mm). Mordeduras o faltas de sección, cuando su profundidad supere la décima parte del espesor de la pieza, si éste es inferior a diez milímetros (10 mm.), o un milímetro (1 mm.). En una zona localizada de longitud no superior a quince milímetros (15 mm.) en cada tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.), pueden admitirse profundidades dobles a las indicadas. Mordeduras o faltas de sección, si examinadas a ambos lados de la unión producen una disminución en el área disponible superior al diez por ciento (10 %) de la misma. Una soldadura a tope con penetración completa será calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm) de longitud presente alguno de estos defectos: Falta de penetración de cuarenta (40 mm.) o más milímetros de longitud. 206 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Falta de penetración, a la vez que inclusiones de escoria tales que la suma de las longitudes de ambos supere los cien milímetros (100 mm.) Una soldadura a tope con penetración parcial será calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) de longitud presente alguno de estos defectos: Faltas de penetración superiores a lo indicado en el proyecto, en tres milímetros (3 mm.) o más, en una longitud superior a los cien milímetros (100 mm.. Faltas de penetración superiores a lo indicado en el proyecto en tres milímetros (3 mm.) o más, conjuntamente con inclusiones de escoria con suma de longitudes superior a cien milímetros (100 mm.). Una soldadura en ángulo será calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) de longitud presente faltas de penetración en la raíz, medidas sobre un lado, mayores de medio milímetro (0,5 mm.) en una longitud superior a los cien milímetros (100 mm.). Una soldadura será calificada como aceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) de longitud presente alguno de los siguientes defectos: Poros, cuando su área proyectada esté comprendida entre el dos (2) y el cuatro por ciento (4 %) del área proyectada de la soldadura. 207 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Inclusiones de escorias no alineadas, con una longitud total comprendida entre cien (100) y ciento cincuenta milímetros (150 mm.). Mordeduras o faltas de sección, cuando su profundidad esté comprendida entre el cinco (5) y el diez por ciento (10 %) del espesor de la pieza, si éste es inferior a diez milímetros (10 mm.), o están comprendidas entre medio (0,50) y un milímetro (1 mm.), si el espesor de la pieza es superior a diez milímetros (10 mm.). En una zona localizada de longitud no superior a quince milímetros (15 mm.) en cada tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) pueden admitirse profundidades doble de las indicadas. Mordeduras o faltas de sección si, examinadas a ambos lados de la unión, producen una disminución en el área disponible comprendida entre el cinco (5) y el diez por ciento (10 %) de la misma. Una soldadura a tope con penetración completa será calificada como aceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) de longitud, presente alguno de los siguientes defectos: Faltas de penetración de longitud total comprendida entre veinte (20) y cuarenta milímetros (40 mm.). Faltas de penetración, conjuntamente con inclusiones de escoria, tales que la suma de sus longitudes no supere los cien milímetros (100 mm.). Una soldadura a tope con penetración será calificada como aceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm.) de longitud presente alguno de los siguientes defectos. 208 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Faltas de penetración superiores a lo indicado en el proyecto en valores comprendidos entre dos (2) y tres milímetros (3 mm.) en una longitud superior a los cien milímetros (100 mm.) Faltas de penetración superiores a lo indicado en el proyecto en valores comprendidos entre dos (2) y tres milímetros (3 mm.) conjuntamente con inclusiones de escoria, con suma de longitudes superior a cien milímetros (100 mm.). Una soldadura será calificada como correcta cuando sus imperfecciones sean inferiores a las necesarias para que la soldadura sea calificada como aceptables. 8.3.2 Verificación de Uniones Atornilladas. El Director comprobará, por sí o por medio de sus representantes, que todos los tornillos colocados en taller son del diámetro y de la calidad indicados en el proyecto, que disponen de las arandelas precisas y que la rosca asoma por lo menos en un filete por fuera de la tuerca. Asimismo el Director comprobará que la superficie de todas las uniones a efectuar mediante tornillos de alta resistencia, trabajando a rozamiento, han recibido el tratamiento indicado en los planos, rechazándose todos aquellos en los que no se haya efectuado dicho tratamiento o en los que se observe la presencia de óxido, grasas, aceites, pinturas u otros contaminantes. El contratista estará obligado a contratar de nuevo las superficies de las piezas rechazadas por este motivo. 209 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Se comprobará en un cinco por ciento (5 %) de todos los tornillos de alta resistencia colocados en taller y al menos en uno de cada unión o nudo en el que exista más de cinco (5) tornillos, que el esfuerzo de pretensado es el indicado en el proyecto. Para ello se marcará una señal en la tuerca y otra en la arandela o en la pieza, ambas alineadas, a continuación se girará la tuerca aflojándola, un ángulo de sesenta grados (60º), seguidamente se volverá a apretar, si los tornillos se encuentran en estado normal de suministro, esto es, ligeramente engrasado; para tornillos galvanizados o engrasados especialmente será preciso determinar experimentalmente, de acuerdo con un procedimiento aprobado por el Director, el par de apriete necesario. Los tornillos se considerarán correctamente apretados cuando después de la aplicación del par de apriete, las marcas vuelven a estar alineadas, sin que la marca de la tuerca sobrepase en más de diez grados (10º) la realizada en la arandela. En uniones de especial responsabilidad, el Director indicara como procedimiento alternativo el que se indica a continuación: Se medirá con un instrumento que permita apreciar, al menos, centésimas de milímetro (10-5 m) la longitud total del tornillo apretado. A continuación se aflojará por completo la tuerca midiéndose de nuevo la longitud total. El tornillo se considerará que estaba correctamente apretado cuando el aumento de longitud de aflojar el tornillo, expresado en centésimas de milímetro, es al menos igual 3L + 3, donde L es la suma de espesores a unir, incluidas las arandelas, expresadas en centímetros (cm.) 210 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Cuando de estas pruebas se deduzca que un tornillo está insuficientemente apretado se comprobarán otros dos de la misma unión; si ambos resultan estar correctamente apretadas, se aceptará la unión; en caso contrario, se comprobarán todos y cada uno de los tornillos de la misma. 8.4 CONTROL DIMENSIONAL. Antes de autorizar el envío de una pieza a obra, el Director comprobará, por sí o por medio de sus representantes, que, al menos, las siguientes dimensiones se encuentran dentro de las tolerancias que se indican a continuación: Longitud total. Longitud entre apoyos. Canto. Diagonales principales. Rectitud. Distancias entre grupos de taladros. Perpendicularidad a placas de base y a placas frontales, si existe. Posición de casquillos de apoyos y cartelas, si existen. Aquellas piezas en las que alguna dimensión esté fuera de tolerancia, será reparada a sus expensas por el contratista, previa aprobación por el Director del método de reparación propuesto. Si a juicio de éste la reparación propuesta no ofreciese las garantías suficientes, la pieza será rechazada, marcada de forma indeleble y apartada de la zona de fabricación. 211 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El Director comprobará, además que cada pieza ha sido fabricada con los perfiles y chapas indicados en el proyecto. Si se observase que una pieza ha sido fabricada con algún perfil o chapa distinto al indicado en el proyecto, será rechazada, marcada de forma indeleble y apartada de la zona de fabricación. Si los perfiles empleados fuesen de resistencia igual o superior a los indicados en el proyecto, el Director podrá autorizar el envío a obra de la pieza en cuestión, pero el contratista no podrá reclamar ningún aumento de precio por el mayor peso de la pieza. El Director comprobará que las piezas llevan las marcas de montaje de acuerdo con lo indicado en los planos de taller y de montaje, no autorizando el envío a obra hasta que dichas marcas hayan sido correctamente ejecutadas. 8.5 USO DE LAS GRÚAS. 8.5.1 Grúas Móviles. Las grúas móviles son intrínsecamente inestables y pueden volcarse si se las usa en terrenos no apisonados o en pendiente. Recuerde que la lluvia puede ablandar el suelo y los terrenos desniveladas les imponen esfuerzos a las grúas que pueden llevar accidentalmente a la sobrecarga. Un personal capacitado en el manejo de grúas comprenderá las ventajas y desventajas de los voladizos o alerones laterales, y los peligros de no utilizarlos. El izado de cargas en espacios abiertos puede resultar más difícil o riesgoso a causa del viento. Asegúrese de que haya espacio suficiente entre la pluma y su contrapeso 212 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios y los vehículos en circulación o las estructuras fijas, tales como edificios, y que ninguna parte de la grúa o de la carga estén a menos de 4 m de cables aéreos de transmisión eléctrica. Todas las grúas deben tener gancho de seguridad para impedir que la carga se desprenda accidentalmente si se enreda con algo o se traba en una obstrucción durante el izado. 8.5.2 Grúas de Torre. Para no volcarse, las grúas de torre tienen que estar ancladas al suelo, o tener un lastre adecuado de contrapeso. Si están montadas sobre rieles, los carriles no pueden usarse para anclaje. Dado que el material que sirve de lastre puede moverse, debe colocarse en la grúa un diagrama del lastre o contrapeso, y usárselo como guía al armarla, o para hacer correcciones después del mal tiempo. Se debe asegurar que los accesorios usados con la grúa, tales como eslingas y cadenas, no obstruyan las vías de acceso o escaleras y estén a buena distancia de cualquier maquinaria en la que puedan enredarse. Las cargas deben izarse verticalmente, pues cualquier izado no-vertical puede causar el derrumbe de la grúa. Nunca se debe levantar cargas de gran superficie expuesta si soplan vientos. 213 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios La grúa debe ubicarse de modo que la pluma pueda girar libremente con el viento 360° en redondo. Los fabricantes especifican las velocidades máximas de viento con que se pueden usar las grúas de torre. 214 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO IX SEGURIDAD 9.1 DIRECCIÓN. El armado de estructuras de acero y esqueletos de construcción requiere trabajo en alturas y en lugares expuestos. La incidencia de lesiones y muertes entre los obreros de estructuras de acero es mucho mayor que entre los trabajadores de la construcción en general, ya de por sí elevada. Como el tiempo que pasan en los puntos de trabajo es por lo general relativamente corto, los erectores de estructuras con frecuencia prescinden de andamiajes de acceso y realizan muchas tareas en condiciones innecesariamente peligrosas, a veces con la convicción errónea de su propia invulnerabilidad. Para que en una obra con estructura de acero se trabaje con máxima seguridad, se deben definir y llenar ciertos requisitos fundamentales; todas las personas que intervengan en el montaje deben saber qué precauciones de seguridad tiene que tomar antes de comenzar con las tareas en obra. Es fundamental que la seguridad de la operación de montaje comience en la etapa de diseño. El diseñador de estructuras de acero debe tener suficiente experiencia práctica para comprender cabalmente los problemas de armado, tales como ubicación de las juntas que pueda afectar las secuencias de montaje, accesibilidad de las conexiones, dispositivos para fijar plataformas de trabajo, y medios de acceso y cargas en relación con la capacidad de guinches. 215 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Los diseñadores deberán aportar la información suficiente para que el contratista de estructuras sepa qué precauciones tiene que adoptar para asegurar la estabilidad del armazón durante el montaje. El contratista, a su vez, debe presentar una declaración del método que propone para el montaje y someterlo a consideración del diseñador. Una forma segura de trabajar consiste en identificar los peligros y dificultades que podrían surgir al apartarse de la secuencia planeada de montaje. Los directores de la obra deben estar convencidos de que si las operaciones son seguras se obtienen resultados más eficientes y económicos; por tanto, deben estar dispuestos a aprobar gastos por concepto de aparatos, equipo y herramientas de seguridad, y además, los planos y métodos de montaje propuestos deben analizarse para confirmar que sean seguros, deben estar realmente convencidos y expresar con energía que los esfuerzos realizados para lograr seguridad en el montaje se consideran esenciales y valiosos. 9.2 PREPARACIÓN DEL TRABAJO. Como la erección de las estructuras de acero generalmente se realiza en las primeras etapas del proyecto, antes de que la obra haya sido despejada y acondicionada, el almacenamiento y manejo de las piezas prefabricadas es a menudo descuidado, y a veces no hay accesos adecuados ni libertad de movimiento para el transporte y las grúas. La construcción previa de las losas de concreto de la planta baja, las vías de acceso y áreas afirmadas, facilitará el uso de grúas y andamios de torre, y hará a la obra más limpia y segura. Es preciso ordenar el área 216 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios de almacenaje de piezas y materiales de acero de manera que los vehículos y grúas puedan desplazarse sin temor a colisión. Para ayudar en el izado y movimiento seguro de los elementos de acero estructural con grúas, cables y tirantes tienen que haber indicaciones claras del peso de cada componente, y de ser posible, marcas en los puntos adecuados para las eslingas. Se debe vigilar constantemente el estado del tiempo en lo que se refiere al viento y la lluvia. Es peligroso usar grúas, y trabajar en estructuras de acero con vientos fuertes y sobre superficies mojadas. Generalmente se colocan bulones de sostén antes de comenzar el trabajo, pero con frecuencia se subestima su importancia. Los errores en la ubicación, alineamiento y nivelación de esos pernos pueden llevar a la improvisación, de modo que hay que revisarlos antes de empezar el montaje. Es posible que en las primeras etapas de la construcción se sometan los bulones a cargas excesivas y haya riesgo de derrumbe, a menos que se usen sostenes provisorios como tensores y puntales. Muchos de los derrumbamientos se producen por no utilizar sostenes adecuados, o por apartarse de las medidas planeadas para lograr la estabilidad de la estructura. El plan de montaje debe incluir el suministro de suficientes tensores, puntales, riostras y conexiones provisorias. En el montaje de estructuras por medio de grúas, siempre debe atarse una soga de mano en cada extremo de la pieza. Los obreros que controlan la colocación de la 217 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios pieza por medio de esas sogas deben ubicarse a una distancia prudencial de por lo menos 5 mts del lugar de colocación. Fig. 9.1 Maniobra utilizando sogas. (Domo del Tecnológico de Chetumal) 9.3 SUPERVISIÓN. Al grupo de supervisión le corresponde hacer cumplir las normas de seguridad y estar siempre alerta para identificar los posibles riesgos en el proceso de montaje; debe ser capaz de distinguir cuando hay o no seguridad en la mano de obra o el trabajo realizado. El grupo de supervisión debe ser capaz de convencer a los erectores de que es indispensable efectuar el trabajo con seguridad; al personal de reciente contratación se le debe vigilar con cuidado y, cuando sea necesario, se le debe explicar o demostrar los métodos de trabajo seguros. Se debe vigilar al personal hasta que demuestre ser trabajador y precavido. 218 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Debido a que muchas compañías de montaje operan en un área grande, sólo utilizan a sus propios superintendentes y a veces a sus propios jefes de brigada; los hombres que hacen el trabajo físico se contratan en la localidad; al contratarlos, el contratista debe confirmar y tratar de asegurarse de que están calificados para las responsabilidades particulares que les serán encomendadas, es decir, que los encargados de realizar conexiones tengan experiencia, que los operadores de las grúas y de los malacates estén familiarizados con los equipos que se usarán. El equipo que no esté en condiciones de seguridad puede propiciar accidentes graves y costosos. Algunos montadores emplean sólo personal sindicalizado; en tal caso, el contratista puede ir directamente al centro de contratación del área para revisar los registros del personal disponible; con cierta experiencia en un área, el contratista puede saber pronto qué obreros son trabajadores seguros, experimentados, capacitados y cuáles son descuidados e inseguros; muchas veces, al ir de una obra a otra dentro de la misma área general, se pueden trasladar cuadrillas enteras, una cuadrilla para montaje, otra para atornillar, otra para soldar y una organizada para remachar, así como personas para operar los malacates, las grúas, y el demás equipo. A menos que en realidad el contratista o el jefe de cuadrilla conozca a los obreros que se contratan, es importante que los observen con cuidado al iniciarse la obra; un buen supervisor puede identificar pronto a un trabajador sin experiencia, sin capacidad y, a menudo, inseguro. A los ayudantes o aprendices debe instruírseles para que trabajen con seguridad y eficiencia mientras aprenden para convertirse en trabajadores calificados. 219 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Cuando se contrata a un obrero nuevo se pueden hacer los arreglos necesarios para que un médico local le haga un examen físico básico, entonces se podrá evitar un posible accidente grave; un operador de malacate o de grúa, expuesto a un ataque cardiaco, puede ocasionar un accidente catastrófico; un hombre que sufra de hernia puede incapacitarse de por vida si se le asigna un trabajo en que tenga que levantar cargas pesadas. Aunque este hombre pueda haber desconocido su condición antes de ser examinado, puede corregirla a tiempo y quedar listo de nuevo para cualquier tipo de trabajo. Un hombre con vista defectuosa puede equivocarse al pisar cuando camine sobre una viga y es posible que caiga; si se le informa del defecto cuando se le hace el examen médico, puede obtener anteojos para corregir su vista, de esta manera no sólo estará mas seguro, sino que se le ayudará en su vida normal. Los métodos de seguridad deben hacerse cumplir de modo continuo. 9.4 PERSONAL. Los montadores de estructuras deben tener un uso seguro de las herramientas y equipo; deben adiestrarse para lograr los beneficios del uso de los cascos de seguridad y demostrarles cómo ajustarlos en la forma adecuada para obtener la máxima protección. Debe convencérseles de la necesidad de usar gafas de seguridad cuando están efectuando actividades peligrosas para los ojos, y debe mostrárseles la manera correcta de ajustarlas y usarlas. Se debe informar al personal que se espera su cooperación con la supervisión para mantener la obra en condiciones de seguridad, para protegerse a sí mismos y a sus compañeros, así como a los trabajadores de otros gremios que trabajan en el área, 220 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios contra accidentes y heridas; debe animárseles a que pregunten a su jefe de brigada o capataz cuando tengan dudas acerca de la manera adecuada y segura de llevar a cabo cualquier parte de su trabajo. Debe hacérseles cumplir con su asistencia a las juntas de seguridad; debe inducírseles a usar el equipo de seguridad, a estudiar los reglamentos de seguridad disponibles y a cumplir con las normas escritas en los carteles de seguridad. 9.5 ESTABLECIMIENTO DE OBLIGACIONES. Para establecer las obligaciones de la dirección debe pensarse con anticipación en el suministro de un plan de montaje seguro y de condiciones de trabajo y áreas seguras; el equipo y las herramientas deben inspeccionarse con regularidad, mantenerlas en buenas condiciones y asegurarse de que tengan la resistencia adecuada; los materiales inseguros, como tablones rotos y cables de alambre y de manila desgastadas deben descartarse de inmediato. Deben llevarse registros de los accidentes y analizarlos constantemente; en estos registros debe incluirse su frecuencia (número de accidentes por cada millón de horas-hombre trabajadas), su gravedad (número de días perdidos a causa de personas heridas debido a los accidentes, por cada millón de horas-hombre trabajadas) y costos. Debe informarse a los superintendentes no sólo acerca de sus propios registros de seguridad, sino también acerca de los registros de otros superintendentes que trabajen para el mismo patrón. La comparación con otros, a menudo puede ser el incentivo que se necesita para mejorar los esfuerzos de un hombre. 221 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Los registros de seguridad deben relacionarse con la producción, para convencer al grupo de supervisión de que "la seguridad es costeable". Por lo general, un ambiente seguro y el equipo y métodos seguros, atraerán al mejor tipo de trabajador clasificado, lo cual a su vez redundará en registros de menor cantidad de accidentes y menores costos de montaje. Una de las mejores ayudas que la dirección puede dar al superintendente es la asignación de un ingeniero de seguridad; éste debe trabajar con el superintendente para obtener los mejores resultados, ayudándole a observar condiciones inseguras de trabajo, vigilando que los folletos acerca de seguridad que se distribuyan lleguen al personal, asegurándose de que los cartelones de seguridad se coloquen de manera que se obtengan los mejores resultados, llevando los registros de accidentes, asegurándose de que los instrumentos de seguridad se usen de manera correcta y actuando como un par de ojos adicionales para el superintendente. Cuando no se cuenta en todas ocasiones con un ingeniero de seguridad, se puede comisionar a unos cuantos hombres como comité de seguridad, para vigilar las condiciones de trabajo inseguras que puedan escapar al superintendente o jefe de brigada; este tipo de situaciones pueden descubrirse lo bastante pronto como para evitar accidentes. Es conveniente cambiar a los miembros de este comité cada semana, asegurándose de que no evadan sus actividades normales. En una obra que cubre un área grande, aunque se cuenta o no con un ingeniero de seguridad, puede ser conveniente asignar una persona como observador de seguridad, permitiéndole que dedique todo su tiempo a cubrir toda la obra. 222 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios El superintendente debe hacer que el equipo se use correctamente y debe supervisar el uso de los tamaños y resistencias suficientes de los cables de manila y de alambre, tablones, templadores, argollas, etc. Puede tenerse un accidente debido al uso incorrecto, o del uso de un tamaño o resistencia inadecuados, del equipo o las herramientas. El superintendente debe dar a conocer a sus hombres el plan de trabajo según se desarrolla en el curso de la operación, esto le ayudará a obtener su cooperación; los problemas mutuos se deben discutir con libertad con sus jefes de brigada e ingenieros. Deben hacerse reuniones de seguridad regularmente y tan a menudo como sea necesario; en estas juntas, el superintendente, con la ayuda del ingeniero de seguridad, debe convencer al personal de que la seguridad es un requisito para tener un empleo continuo. Es conveniente tener juntas especiales de seguridad en las que estén presentes sólo el superintendente y sus jefes de brigada o capataces, así como juntas a las que asistan los jefes de brigada y su cuadrilla individual; estas juntas se llevan a cabo en el lugar donde se está haciendo el trabajo y cualquier acción realizada fuera de las medidas de seguridad puede aclararse de inmediato, sin necesidad de esperar a una junta general. Algunos montadores realizan juntas durante la cena por las tardes, en las cuales el personal puede estar relajado y con mayor probabilidad de discutir condiciones de trabajo que de otra manera podrían pasar desapercibidas y que pueden causar accidentes; aunque esto parezca costoso, a menudo rinde buenos dividendos al fomentar un mayor espíritu de cooperación, tanto hacia la seguridad como hacia la producción en toda la obra. 223 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Es conveniente colocar en un lugar muy visible cartelones de seguridad, aplicables a cada operación en particular, cambiándolos con frecuencia, haciéndolos atractivos y protegiéndolos del clima o de otros daños; en estos cartelones deben cubrirse tan ampliamente como sea posible los tópicos de seguridad. En ellos podría indicarse la distancia a la que puede trabajarse con seguridad cerca de los cables conductores de energía eléctrica o de los rieles de contacto de una grúa; también pueden indicarse las precauciones que deben tomarse para evitar el agotamiento ocasionado por el calor o una insolación, el peligro que representa el uso de cabezas floreadas o abombadas en herramientas de percusión, o condiciones peligrosas similares. En instrucciones para el campo se debe resumir e incluir cualquier requisito acerca de la seguridad, que esté incluido en el contrato, en cualquier reglamento aplicable, en cualquier tipo de ley, ya sea municipal, estatal o federal. En la actualidad, los diferentes códigos y leyes son más estrictos, requiriendo de ambientes de trabajo más seguros, equipos y métodos de trabajo más seguros. En general los sindicatos cooperan con este movimiento a favor de la seguridad, recalcándola en los cursos de entrenamiento que imparten para los aprendices, enseñando la manera adecuada y segura para usar las herramientas y el equipo, e inculcando a estos hombres la necesidad de protegerse a sí mismos ya sus compañeros de trabajo. Los accidentes implican sufrimientos y pérdida de ingresos para la persona herida, gastos para el patrón y demoras en el proyecto, que afectarán al propietario; de hecho, todos pierden algo a consecuencia de un accidente, ya sea leve o grave. 224 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios En cuanto a equipo mecánico, a éste se le han incluido más y más características de seguridad a lo largo de los años; los fabricantes han tenido pláticas con los usuarios y han analizado la utilización de su equipo para saber dónde pueden hacerse mejoras para eliminar riesgos. Se está prestando más atención a la resistencia de las partes que se usan en las máquinas y se preparan manuales para informar a los usuarios de los métodos más adecuados y seguros para la operación, lubricación y mantenimiento del equipo, con el objetivo de lograr una vida útil más larga y más segura; pero las características de seguridad integradas en las herramientas y equipo son sólo tan buenas como los métodos de seguridad empleados por los hombres que las utilizan. Debe evitarse el uso equivocado o el abuso en la utilización de cualquier herramienta o equipo. Debe suministrarse equipo personal de seguridad para cada hombre, como cascos y gafas, cinturones de seguridad con cables del tamaño adecuado; deben usarse cables de manila y de alambre en condiciones de seguridad (en cuanto a su tamaño y resistencia), estrobos, ojos, pasadores, escaleras, etc. Las instalaciones médicas se deben prever con bastante anticipación, de manera que en caso de accidente la oficina del campo sepa de inmediato a qué medico, especialista u hospital puede acudir, donde pueden obtenerse servicios de primeros auxilios y qué servicio de ambulancia está disponible. Cuando es requisito legal colocar avisos acerca del servicio médico o de los riesgos que cubre el seguro, deben obtenerse estos avisos antes de que comience la obra; los cartelones y los 225 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios reglamentos de seguridad y la literatura que se distribuirá deben estar a la mano cuando se necesiten. 9.6 AYUDA PARA LA SEGURIDAD. Las casetas o remolques que se usen para proteger al personal contra la lluvia, las heladas o la nieve pueden ayudar a evitar enfermedades que hacen que una persona trabaje en condiciones inseguras, o pueden hasta evitar que falte a su trabajo debido a la enfermedad, dejando así una cuadrilla incompleta. Un sitio o un refugio contra los rigores del tiempo permitirá al personal cambiarse de ropa en caso de lluvia; con frecuencia, el personal permanecerá en la obra si hay posibilidades de que el tiempo aclare, siempre y cuando cuenten con dicha protección. Es conveniente revisar la capacidad y resistencia de la rampa que utilizan los camiones que entregan el equipo, los suministros y la estructura de acero; esta revisión puede ayudar a evitar una falla de la rampa. De manera similar, si se está usando un puente a nivel en vez de una rampa para la operación de camiones o grúas, también deben revisarse con cuidado los apoyos, las zapatas, las cimentaciones, el material principal y el contraventeo tanto en el caso de las rampas como en el de los puentes, y éstos deben ser adecuados para el uso que se les dará; deben vigilarse constantemente el deterioro o los movimientos, utilizando un diseño adecuado y seguro, con materiales en buenas condiciones, es decir, madera que no esté rajada, rota, podrida o defectuosa, o bien miembros de acero que no estén corroídos, oxidados, o que necesiten pintura de protección; todos los elementos deben fijarse de modo adecuado. 226 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Se debe revisar el apuntalamiento del terreno, aunque por lo general no es parte del trabajo del montador, para asegurarse de que esté firme, con el material adecuado, que se ha instalado y mantenido con seguridad y que fue construido de modo que pueda evitar la falla de las paredes laterales de la excavación que soporta; este colapso o falla puede poner en peligro al personal del montador y a la estructura que se está montando. Se debe tener cuidado al colocar los miembros de acero en su sitio, para no dañar o sacar de su sitio a ningún miembro del sistema de arriostramiento. Cuando sea factible, los anclajes para los tirantes o elementos de fijación, instalados por otros, deben colocarse en presencia de un representante del montador, para asegurarse de que la colocación es correcta. Las horquillas de anclaje deben ser del tamaño suficiente para soportar los esfuerzos que se aplicarán, instalándolas a la profundidad suficiente, pero dejando el gancho lo bastante alejado de la zapata para permitir la fijación del ojo, del templador o del estrobo que usará el montador; su inclinación debe seguir la misma dirección que el jalón del tirante que se fijará a ellas. Debe revisarse el peso del concreto en el que se han ahogado las horquillas, para tomar en cuenta el deslizamiento y la succión. Los anclajes de ojo, con puntas abiertas, sólo deben usarse en roca sólida; el agujero para el vástago debe ser sólo de la profundidad suficiente para que, con la cuña colocada en su sitio en el extremo abierto y descansado sobre el fondo del agujero, el ojo quede apenas por encima de la superficie de la roca, al fijar el andamio. La cuña debe abrir el extremo abierto sólidamente contra los lados del 227 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios agujero. El diámetro del agujero debe ser lo suficiente ancho para que el extremo abierto agarre contra los lados y permitir también la colocación de un relleno de cemento, arena y agua, alrededor del vástago, para tener una mayor resistencia por fricción. El ángulo del agujero debe seguir la dirección que tendrá el tirante cuando se le aplique el esfuerzo. Si en la cimentación se dejó ahogada una malla, ésta debe colocarse a suficiente profundidad, distribuyendo todas sus partes de modo que tomen por igual la carga aplicada. La primera carga que se tome de un camión o vagón de ferrocarril con una grúa de tirantes debe izarse ligeramente, revisando de inmediato los anclajes opuestos; a continuación la carga debe moverse al punto de descarga, manteniéndola todavía cerca del suelo y revisando sucesivamente todos los anclajes de los tirantes, según se va moviendo la carga circularmente opuesta a ellos. Si en cualquier anclaje se notan signos de insuficiencia, defectos o arrancamiento, la carga debe bajarse de inmediato, para reemplazar estos anclajes. Este mismo procedimiento debe seguirse de nuevo cuando se entregue la primera pieza pesada, para asegurarse de que todos los anclajes y tirantes son adecuados y seguros. En el caso de una pluma de patas rígidas o de equipo móvil, debe seguirse un procedimiento similar para los anclajes de fijación. Se deben inspeccionar los embarques en vagones, barcazas, camiones u otra forma de transporte y si se encuentra que están mal cargados, es necesario avisar al transportista para que modifique sus procedimientos de carga. Los patines o deslizadores deben estar bien colocados bajo la carga, la estructura de acero debe 228 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios estar en su sitio, de manera que la carga no se mueva, se deslice o se vuelque durante el transporte; la estructura de acero debe cargarse de manera que las piezas no puedan moverse y atrapar a un hombre cuando se vaya quitando parte de la carga. Debe haber espacio para colocar con seguridad estrobos para la descarga; estos estrobos deben ser los adecuados para el peso y el tipo de estructura que se esté manejando. El equipo de descarga debe tener el alcance y la capacidad suficiente para manejar las cargas que se están izando desde el transporte y moviendo hasta el punto en donde se va a depositar el material. El personal debe mantenerse alejado de la carga que se está levantando, no debe colocarse debajo de una carga y debe estar alejado de cualquier área en la cual la carga pueda girar o caer de improviso. Si la carga se maneja de manera adecuada, se ayudará a evitar la necesidad de mover las piezas para poder engancharlas; este tipo de movimientos puede ocasionar giros y deslizamientos peligrosos e inesperados del material que se está manejando, o de otras piezas colocadas por debajo o a los lados y atrapar al personal. Cuando se están cargando varias armaduras o trabes peraltadas en posición vertical sobre un vagón, un camión, una barcaza, etc., todas ellas se deben amarrar al transporte, menos la que se está izando. La mayoría de estos embarques se amarran entre sí o se fijan al transporte de otra manera, de modo que se aseguren durante el viaje, pero es posible que no se puedan detener por sí mismas a medida que se van descargando, a menos de que se hayan amarrado o arriostrado temporalmente para evitar su caída y que pongan en peligro así al personal que está 229 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios descargando. La pieza que se esté manejando debe engancharse y antes de izarla, se aseguran las demás. En un edificio de varios pisos, si las cuadrillas de seguimiento se mantienen cerca de las cuadrillas de izaje, por lo general es suficiente colocar tablones en dos pisos completos, siendo uno de ellos el piso de trabajo; en otros tipos de estructuras, deben colocarse suficientes tablones en un área situada directamente por debajo de los hombres que estén trabajando, para recibir a cualquiera de ellos que pueda caer o a las herramientas que puedan soltarse. Por lo general es obligación del contratista general colocar un puente sobre la acera u otro tipo de protección para los peatones, ya que éste servirá después como protección contra la caída de otros materiales que no sean miembros de la estructura o herramienta, cuando los trabajadores de otras especialidades vayan terminando sus trabajos. Cuando la construcción queda directamente por encima de un ferrocarril en servicio, a menudo se incluye en el contrato de montaje la obligación de suministrar una cubierta para proteger los vagones de ferrocarril que pasan por debajo; por lo general esta cubierta se instala antes de comenzar el izaje de la estructura permanente. Debe tenerse mucho cuidado en su instalación, manteniéndose en contacto estrecho con un representante del ferrocarril, de manera que el trabajo pueda detenerse cuando se acerque un tren que pueda poner en peligro las operaciones del montador mientras se instala la cubierta. 230 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios La cuadrilla de izaje debe contar con un suministro adecuado de pernos de montaje o de tornillos y rondanas de ajuste del tamaño correcto; esto es para permitir que las cuadrillas de conexión puedan conectar los miembros de modo seguro, y si es necesario, dejando algunos pernos de montaje colocados. Deben usarse suficientes tornillos para conectar cada pieza, distribuyéndolos de manera que la pieza no gire si alguien la pisa y con un mínimo de dos tornillos en cada extremo. En la conexión del empalme de una columna deben colocarse suficientes tornillos y pernos para soportar la carga del viento, o la fuerza que pueda ejercer una pieza al golpear de improviso contra ella, o la vibración ocasionada por una viga al colocarla en una de las conexiones como parte de la operación de izaje. Todos estos tornillos de conexión deben apretarse a mano antes de soltar la pieza (antes de quitar el estrobo de izaje o el gancho). Siempre se deben usar cables de maniobra para guiar las piezas y acercarlas a uno de los operarios encargados de conectarlas y para mantenerlas a distancia de las piezas ya montadas. Se debe contar con estrobos para el izaje de la estructura, bastante flexibles y ligeros como para amarrar las piezas, pero fuertes para resistir las cargas; es conveniente suministrar estrobos de varios diámetros (y resistencias), para izar piezas ligeras y pesadas. El estrobo no debe deslizarse o resbalarse cuando se estén montando miembros diagonales y piezas que deban inclinarse por medio del cable de maniobra, para darles vuelta alrededor de otros miembros y acercarlos a los montadores situados en lo alto; si el estrobo se resbala, la pieza puede caer. A veces, en el caso de piezas ligeras, se necesita darle una vuelta al 231 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios estrobo alrededor de dicha pieza antes de fijarlo y de colocar el ojo en el gancho de izaje; con esta vuelta extra se tiene una fricción y un agarre adicionales en la pieza. Cuando no se suministra un gancho o un ojo para izaje y no se tiene a la mano un estrobo de la suficiente longitud o capacidad, a menudo es satisfactorio amarrar las piezas; en este caso se deben dar suficientes vueltas al amarre, usando cable de alambre de diámetro y resistencia adecuados y ligando sus extremos con pernos o mordazas para cable. Se debe tener mucho cuidado para que todas las vueltas del amarre tomen la carga por igual; cuando se usa un estrobo o un amarre y existe la posibilidad de que el patín inferior de la pieza pueda cortarlo o dañarlo, se debe usar una protección, tomando las medidas necesarias para evitar que ésta caiga cuando se quita el es robo o el amarre. Cuando se usan mordazas o pernos para izar las trabes puede ahorrarse tiempo al engancharlas y soltarlas; estas mordazas deben colocarse de manera que no resbalen si la pieza se inclina un poco. Las mordazas no son aconsejables si la pieza se va a inclinar intencionalmente o si se va a jalar lateralmente para colocarla en su sitio. Si la pieza no es estable en el sentido lateral al izarla de su parte central, es conveniente usar una viga de balance, a menos que pueda colocarse un par de estrobos inclinados, lo bastante separados como para colocarlos en puntos de izaje seguros; esto sólo puede hacerse si el tirón ocasionado por los estrobos no es muy grande para la estabilidad de la pieza y para la resistencia de los mismos estrobos. 232 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Se puede reforzar temporalmente el patín superior de las armaduras, trabes o vigas largas con un elemento estructural colocado encima y fijado provisionalmente; también se puede instalar un atirantamiento en el patín de compresión durante el izaje. En trabes peraltadas y aun en algunas armaduras, una "barra" de seguridad colocada en toda su longitud ayudará a trabajar con mayor seguridad al personal encargado de realizar las conexiones, a los encargados de ajustar, a los encargados de atornillar y a otros que trabajen sobre el patín o cuerda inferior. Por lo general, será adecuando un cable de alambre sencillo, de 5/8", ensartado en agujeros de 13/16" ó 15/16", perforados en los atiesadores o miembros verticales a unos tres pies por encima del patín inferior y con mordazas en los extremos. Si los agujeros no pueden hacerse al fabricar la estructura, o si los requisitos de diseño los prohiben, debe aplicarse alguna otra solución; pueden soldarse al alma de la pieza algunos pernos con ojo a ciertos intervalos, quitándolos después de que se ha terminado el trabajo y esmerilando la superficie de la pieza para dejarla lisa. Para realizar con seguridad este trabajo de "limpieza", el personal debe contar con cinturones y cables de seguridad, o trabajar sobre escaleras enganchadas al patín superior, o bien colgando un andamio desde donde se pueda trabajar. Siempre se debe disponer de cinturones de seguridad para usarlos en donde sea conveniente; se debe hacer que el personal los use en las áreas donde el superintendente o el jefe de brigada lo juzguen necesario, y su utilización debe fomentarse en dondequiera que el personal sienta que su uso puede hacer más 233 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios segura una determinada operación; los cables deben tratarse químicamente para darles resistencia contra el reblandecimiento y la putrefacción. Existen algunos tintes que forman una película opaca, resistente a los rayos ultravioleta de la luz solar. Al amarrar los cables procúrese tener cuidado de hacerlo en donde no puedan ser cortados por bordes metálicos afilados; por lo general no deben amarrarse a más de 6 u 8 pies del cinturón, y una buena forma de prevenir al personal para no usar una línea muy larga es pintar una marca a los 8 pies de distancia; al darle los cinturones al personal, debe informársele por qué existe dicha marca, cómo amarrar el cable con seguridad y cómo ajustar, fijar y soltar el cinturón propiamente dicho. En una obra donde se use una pluma con cables o una grúa levadiza, las cajas de herramienta que utilicen las cuadrillas de izaje deben moverse al nuevo piso de trabajo cada vez que todo el aparejo se cambia de nivel; en una obra donde se usa una grúa móvil, es conveniente mover las cajas tan pronto como la grúa comienza a operar en un área demasiado lejana para que los hombres puedan llegar fácilmente a ellas; en las obras donde se utiliza equipo móvil, por lo general las cajas se guardan sobre la plataforma del equipo; Las cajas deben usarse para guardar estrobos, llaves, cables de manila y otros materiales pequeños, así como equipo de seguridad, para ayudar a mantener ordenada la obra, ya que la seguridad y el orden de la obra tienen que estar bien coordinados. Se deben usar mordazas o pernos del tamaño adecuado, en cantidad suficiente y a la separación adecuada, dependiendo del diámetro del cable, y deben revisarse tan pronto como se haya aplicado un esfuerzo a dicho cable, ya que éste tiende a 234 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios alargarse debido a la acción de la carga, sobre todo si es nuevo, lo cual a su vez puede ocasionar que su diámetro disminuya un poco; las mordazas se deben apretar de nuevo para ajustarlas a esta nueva condición y además deben revisarse con frecuencia para asegurarse de los andamios, ya que se pueden aflojar debido a los jalones laterales y ocasionar la caída del andamio. En estructuras largas y bajas, si las condiciones del terreno son adecuadas, a menudo es más seguro y económico usar andamios rodantes en vez de andamios colgantes; el andamio rodante puede construirse con miembros de madera o de acero atornillados entre sí, con rodillos que permitan mover el andamio sobre el terreno o sobre tablones tendidos encima de éste. La altura del andamio debe permitir que los hombres trabajen con facilidad en las conexiones de la estructura. Cada vez que el andamio se mueva, todo el personal debe bajar y el andamio debe acuñarse por fuera de los rodillos para liberar a éstos de la carga de trabajo. Se debe fijar una escalera en uno de los lados del andamio para facilitar el acceso seguro hacia la parte superior. Para ayudar al personal que trabaja sobre los andamios, así como a los que forman las cuadrillas de izaje u otras cuadrillas que utilizan materiales pequeños como tornillos o pernos de montaje, deben dárseles canastillas o recipientes adecuados, con asas de resistencia suficiente para manejar los recipientes llenos de material; éstos ayudarán a inducir en el personal hábitos de orden, requisito indispensable para la seguridad así como para el rendimiento, y los ayudarán a mantener en un solo sitio todos los objetos pequeños (y evitar que se extravíen): Con esto se reduce 235 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios el peligro de que estos materiales pequeños se rueden o sean pateados y caigan sobre las personas situadas abajo, ya sean peatones, trabajadores, y aun sobre vehículos; esto también ayuda a evitar que el personal pise dichos objetos y pierda el equilibrio, con el posible resultado de un accidente. Se debe entrenar al personal para que use estos recipientes y para que mantengan las herramientas pequeñas reunidas y guardadas dentro de las cajas de herramientas cuando no se estén utilizando; no debe tirarse ningún material por los lados del andamio cuando éste se mueva. El personal encargado de calentar los remaches debe contar con recipientes o cubetas para guardar los remaches quemados o calientes que no se usaron al terminar el día de trabajo; también se debe tener agua, en caso de que un remache caliente se tire mal y no sea atrapado, así como para ayudar al personal que calienta los remaches a enfriar su forja a la hora de la salida. Deben usarse escaleras para tener acceso fácil a los diferentes niveles de la obra; la escalera se debe asentar sobre una buena base, nivelada y sólida, y debe existir algún tipo de plataforma en la base y en la parte superior para que el personal pueda entrar o salir con seguridad al ascender o descender. La parte superior de la escalera debe fijarse para evitar que se salga de su sitio. Cuando sea factible, las escaleras no deben ser verticales, sino inclinadas en una cuarta parte de su longitud, para permitir una utilización segura; se debe vigilar que no existan peldaños o barrotes agrietados, sueltos o rotos, y reemplazarlos o repararlos de inmediato si es necesario. Las escaleras deben colocarse en lugares de fácil acceso. 236 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Se debe enseñar al personal a limpiar sus zapatos, quitarles el lodo, grasa, nieve, hielo u otro tipo de material resbaladizo, antes de subir por una escalera o de pasar sobre la estructura o sobre un piso de tablones, de manera que no se resbalen o dejen material por el cual puedan resbalar otros. Debe evitarse que carguen herramientas u otro tipo de materiales cuando estén usando una escalera; para subir o bajar este tipo de materiales deben utilizar cables. Cuando lleguen a la base de la escalera deben ver dónde pisan y hacerlo con firmeza sobre la plataforma colocada para este propósito. Las escaleras con ganchos pueden hacerse con ganchos desmontables atornillados a escalas cortas de madera; por lo general los ganchos se suministran con partes ajustables, de manera que puedan atornillarse entre sí y ajustarse sobre la parte superior del miembro sobre el que se utilizarán. Pueden suministrarse ganchos fijos, que se ajustan a diferentes anchos de patín, para atornillarse a las escaleras rectas de madera. 9.7 MEDIOS DE ACCESO A LAS ÁREAS DE TRABAJO. A causa de la errónea creencia de que los erectores tienen Dios aparte y son capaces de cuidarse en cualquier situación, es común entre ellos las prácticas peligrosas como trepar por las estructuras desnudas, caminar por las vigas o montarse en ellas. En general no existen dificultades técnicas o prácticas que impidan el uso de plataformas, andamios y puestos de trabajo para los obreros que montan un esqueleto de acero. En la mayoría de los casos se puede planificar el trabajo y diseñar las plataformas para armarlas a nivel del suelo, izarlas con los componentes y retirarlas con grúas una vez terminadas las tareas. Con frecuencia tampoco hay razón para no utilizar para el acceso vertical escaleras de mano 237 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios sostenidas con postes antes del montaje. Si se las amarra a aletas fijadas a la estructura, los obreros no corren riesgo cuando se las retira, por ejemplo, la posibilidad de ser izados por la grúa después de colocar las eslingas. En la planificación del proyecto debe tenerse en cuenta lo antes posible el armado de accesos horizontales entre los distintos puntos de los esqueletos de acero por medio de escaleras y pasarelas permanentes con sus correspondientes barandas. Cuando aún no se dispone de ellas, deben utilizarse tramos largos de metal o madera a modo de pasarelas provisorias. Si se trabaja a más de 6 mts o dos pisos de altura hay que instalar un piso provisorio de tablas apretadas. A menudo es posible usar andamios móviles en torre y plataformas hidráulicas extensibles también móviles, que mejoran mucho la seguridad, sobre todo si la obra ya ha sido despejada y se han colocado las losas de concreto de la planta baja. Si hay suficientes puntos de anclaje y se utilizan correctamente, las redes, los cinturones y arneses de seguridad pueden salvar vidas o prevenir lesiones graves por caídas; las ventajas que tienen compensan todo posible inconveniente. Los arneses son preferibles a los cinturones. Siempre hay que instalar una red de seguridad cuando las posibles caídas son de más de dos pisos de altura. Las redes deben ser instaladas de manera que impidan una caída libre de más de 6 m. Como el centro de gravedad de un hombre está a un metro del suelo y la caída libre del mismo sobre la red no deberá sobrepasar los 6 m de altura, dicha red 238 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios deberá estar como máximo a 7 m por debajo del centro de gravedad del hombre en cuestión. Fig. 9.2 Altura de caída en la red. Las redes pueden tener por objeto: 1. Impedir la caída de personas u objetos y, cuando esto no sea posible, 2. Limitar la caída de personas y objetos. Para conseguir el primer objetivo, aparte de otras posibles protecciones, se pueden utilizar: Redes tipo tenis. Redes verticales con o sin horcas (para fachadas). Redes horizontales (en huecos). 239 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios En el segundo caso se pueden utilizar: Redes horizontales. Redes verticales (con horcas). El montaje de estructuras de acero incluye muchas maniobras manuales de manejo e izado con las consecuentes lesiones de espalda y magulladuras de pies y manos. Se requiere capacitación en métodos seguros de izado y manejo, y es preciso usar siempre equipo protector adecuado. 9.8 PROTECCIÓN QUE DEBE SUMINISTRARSE. No deben escatimarse esfuerzos para inculcar al personal la idea de que la seguridad es parte de la obra, del plan de montaje, de las herramientas y del equipo y de que se han suministrado mecanismos de protección para que se utilicen, y que se requiere de mano de obra que opere con seguridad; los cascos, gafas y cinturones de seguridad y todos los artículos suministrados para ayudar a que en la obra se opere con seguridad, no tendrán ninguna utilidad a menos que sean usados por el personal. Deben usarse cascos de seguridad, como protección contra los objetos que pueden caer sobre el personal, para protegerlos de golpes contra la cabeza y como protección contra golpes más graves en caso de una caída. Para suministrar la máxima protección, los cascos deben usarse de modo adecuado. Las cintas de la suspensión deben quedar a una distancia de 1 a 1/2" (2.5 a 3.8 cm) de la parte 240 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios interior del casco y la banda debe ajustarse bien a la cabeza; algunas bandas pueden ajustarse y otras deben seleccionarse de manera que sean del tamaño adecuado, usando broches u otro sistema para fijarlas en su sitio. El casco se debe usar sobre la cabeza, de manera que la banda y la suspensión se ajusten directamente sobre ella y no sobre alguna gorra o sombrero. Se debe instruir al personal acerca de la necesidad de usar constantemente los cascos de seguridad y no sólo cuando piensen que pueda caerles algún objeto; de esta manera se les convertirá en un hábito y los cascos los protegerán en las ocasiones en que menos esperen estar en peligro. En climas fríos es recomendable usar protectores invernales, con o sin orejeras, ya que éstos calientan permitiendo al mismo tiempo que la banda y la suspensión del casco ajusten perfectamente sobre la cabeza; de otra manera, el personal tenderá a usar gorras de lana u otro tipo de sombrero, colocándose el casco encima de ellos, lo cual ocasionará que el casco vuele en caso de recibir un golpe. En lugares donde exista mucho viento pueden usarse barbiquejos y aun cuando de hecho algunos obreros los usan en la barba, algunos otros han encontrado la manera de fijarlos más cómodamente contra la parte posterior de la cabeza, cerca del cuello. Los cascos o caretas de soldador pueden fijarse al casco de seguridad (del tipo que no tiene visera) por medio de una combinación de perno y resorte; esto permite al soldador utilizar un casco de seguridad y al mismo tiempo puede bajar y levantar su careta. El resorte mantiene la careta en su sitio, ya sea que esté levantada o bajada. 241 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Siempre que existe algún riesgo de que entren partículas extrañas a los ojos del personal, debe suministrárseles protección; si no cuentan con ésta, el escape de las herramientas neumáticas puede hacer que el polvo, la escoria o cualquier otro material entre en sus ojos. A algunos equipos pueden adaptárseles deflectores que pueden ayudar a evitar este tipo de lesiones en los ojos. El personal debe protegerse los ojos cuando esté taladrando, rimando, esmerilando, cortando con oxiacetileno, soldando o realizando cualquier tipo de trabajo en que puedan volar partículas de acero, chispas o escoria; también es conveniente usar el equipo de protección para los ojos en áreas con mucho viento y en trabajos donde hay tierra en exceso, como es el caso del desmantelamiento de estructuras de acero viejas, sucias y polvorientas. Se deben tener a mano gafas de seguridad, instruyendo al personal acerca de la manera correcta de utilizarlas; las gafas deben ajustarse de una manera cómoda, con las piezas laterales colocadas sobre las orejas. Si las gafas se sostienen con una banda elástica, ésta debe ajustarse sobre las orejas y sobre la parte baja de la cabeza para fijarlas firme en su sitio. En el caso de trabajos de corte con oxiacetileno deben usarse vidrios con sombra adecuada, para dar protección no sólo contra las chispas y la escoria, sino también contra los rayos dañinos de la llama. En el caso de trabajos de soldadura, los hombres que trabajen en las cercanías deben usar gafas con vidrios de seguridad con la sombra adecuada, para proteger sus ojos contra lesiones ocasionadas por el flamazo del arco. 242 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios En operaciones de taladrado, rimado o escariado, o donde quiera que exista el riesgo de que vuele material dañino, pueden usarse caretas en lugar de las gafas de seguridad; también en este caso deben ajustarse de manera confortable y adecuada para dar protección. Además debe prevenirse al personal para que use protección en los ojos cuando vacíen metal, azufre caliente o material similar, como cuando se rellena un agujero para un perno de anclaje o cualquier otro agujero; esto se debe al peligro que existe de que haya humedad en el agujero o a las salpicaduras del metal fundido, los cuales pueden quemar los ojos del obrero a menos de que estén protegidos. Los operadores de equipos tales como malacates, compresores y máquinas de soldar, que trabajan en un solo sitio, deben tener una cubierta protectora resistente al fuego, la cual debe ser lo bastante fuerte para evitar que los objetos pequeños que caigan puedan atravesarla y lastimar al operador o dañar el equipo; también servirá como una protección contra las chispas, escoria, remaches o cualquier otra cosa que pueda originar un incendio, sobre todo cuando el equipo es de gasolina. Si esta protección sirve también como un resguardo contra el clima adverso, el equipo se mantendrá en mejores condiciones y es probable que funcione así en condiciones más seguras; de manera similar, si las cajas de herramienta y remolques se protegen contra la lluvia, la nieve y el clima en general, se podrá mantener su contenido en mejores condiciones de utilización y por consiguiente más seguras. Además de proteger los tanques de combustible contra el fuego, se deben equipar con accesorios protectores. Debe prevenirse al personal que llena los tanques para 243 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios que mantenga en su sitio estos accesorios de protección; esto es aplicable aun a los pequeños motores de gasolina que se usan para arrancar algunas máquinas diesel. Es conveniente usar latas de seguridad para el combustible, a menos de que el tanque de la máquina se llene directamente desde un tambor, por medio de una bomba de seguridad. Debe establecerse un procedimiento de protección contra el fuego si se realizan trabajos de corte con oxiacetileno, soldadura, remachado, o cualquier otra operación que pueda originar un incendio a causa de materiales calientes o fundidos; este tipo de materiales o los remaches calientes que se dejen caer se deben buscar de inmediato, ya que pueden iniciar un incendio al caer sobre algún material inflamable. El programa de protección contra incendios debe incluir un plan para sofocarlos, para localizar los remaches calientes que se hayan dejado caer y para la colocación de cubiertas de protección sobre los materiales inflamables que puedan ser puestos en peligro por cualquier material caliente que se utilice en el proceso de montaje. Se deben colocar suficientes extinguidores en puntos estratégicos, sobre todo que no sean del tipo de tetracloruro de carbono y adecuados para el tipo de incendio que pueda presentarse. Siempre debe haber extinguidores en las grúas, los malacates, los compresores y las máquinas de soldar. El almacenamiento de materiales inflamables debe reducirse al mínimo. Debe darse instrucción al personal acerca del uso adecuado de los extinguidores que haya en la obra, ya que muchos tipos requieren de métodos de operación totalmente diferentes; algunos trabajan mediante presión aplicada a través de una válvula, otros poniéndolos boca abajo, otros 244 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios perforando un cartucho que produce gas y algunos por medio de una bomba manual acoplada. Inmediatamente después de utilizar un extinguidor debe recargarse o ponerse en condiciones de operación. Antes de iniciar la obra se deben determinar todas las instalaciones de protección contra el fuego, las cajas de alarma, los hidrantes y los botes contra incendio o lanchas equipadas con bombas y mangueras, en caso de que el proyecto se encuentre localizado cerca de una masa de agua; en el lugar donde se realicen trabajos esporádicos de corte con oxiacetileno, o de soldadura, a menudo puede asignarse temporalmente una persona como vigilante contra incendio. En alguna parte del procedimiento de protección contra el fuego se debe incluir la asignación de alguien que al terminar las labores revise que se hayan extinguido todos los posibles focos de incendio, tales como las forjas, que se hayan localizado, todos los remaches calientes y que estén guardados de una manera segura, que toda la escoria resultante de los trabajos de quemado o de corte se tenga controlada, que todos los cabos de electrodos queden en los recipientes que deben suministrarse a cada soldador, no sólo por el riesgo de un incendio, sino para evitar que alguien pueda resbalar sobre ellos. Cuando sea conveniente, la vigilancia contra el fuego debe mantenerse por lo menos una hora después de que hayan cesado todos los trabajos; el guardián contra el fuego debe estar equipado con un extinguidor portátil y con medios de comunicación para el caso de que no pueda controlar un incendio incipiente. 245 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios A veces es conveniente tener un servicio de vigilancia durante el tiempo en que las brigadas de montaje salen de la obra; éste puede ser un servicio con rondas frecuentes durante la noche, o los sábados, domingos y días festivos. Deben existir facilidades adecuadas para la comunicación, para reportar los incendios o emergencias en las que se necesite ayuda. Los vándalos u otras personas perversas pueden ocasionar daños graves al juguetear con el equipo, de manera que pueda presentarse un accidente tan pronto como se utilice dicho equipo; un servicio de protección, además de la vigilancia contra el fuego, a menudo puede evitar este tipo de daños o poner sobre aviso al montador, de manera que puedan hacerse reparaciones con oportunidad. Cuando sea posible y práctico, se deben usar materiales incombustibles para la obra falsa, los puntales y todas las obras temporales; si esto no es práctico, dichos elementos deben recubrirse con una capa resistente al fuego; volviendo a recubrirlos después de que hayan estado expuestos a la intemperie por unos cuatro o cinco meses, a menos de que pueda usarse una pintura resistente al fuego y a prueba de agua. Cuando no puedan usarse recubrimientos resistentes al fuego, como en el caso de faldones creosotados para pilotes, los elementos deben conservarse húmedos o cubiertos con un material protector incombustible, en caso de que exista el peligro de un incendio. Debe tenerse mucho cuidado con el almacenamiento de cualquier tipo de materiales inflamables, sobre todo en el caso de la gasolina, el querosén, el diesel y los tanques de oxígeno o de acetileno; este tipo de materiales deben mantenerse separados y 246 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios protegidos. Cuando existe peligro para los muelles de madera, las barcazas, los botes de trabajo, etc. el suministro de este tipo de materiales inflamables debe limitarse al mínimo necesario para uno o dos días de operación. Los tanques de oxígeno deben mantenerse separados de los de acetileno por medio de una división resistente al fuego; los tanques y cilindros deben mantenerse en posición vertical y deben asegurarse, si es necesario, para evitar que caigan o sean golpeados. Los capuchones deben estar siempre colocados en su sitio cuando los cilindros no se estén utilizando. Para contar con el máximo de seguridad, al personal encargado del manejo de los forjas y hornos, de los sopletes de oxiacetileno o del equipo de soldar, se les debe enseñar los métodos más seguros para manejar dichos equipos y cómo dejarlos cuando salen a comer o al terminar sus labores; cualquier cubierta de lona que se use para cubrir el equipo debe ser tratada con sustancias que la hagan resistente al fuego y al clima Se debe tener cuidado con la instalación de cualquier cableado eléctrico temporal, aparatos de calefacción o braseros y deben instalarse de una manera tan segura como sea posible, para evitar un incendio o que algún hombre pueda electrocutarse por medio del contacto involuntario con un sistema eléctrico o de calefacción sin protección. Los hornos que se requieren para mantener secos los electrodos de bajo hidrógeno deben protegerse, previniendo al personal acerca del riesgo de quemaduras cuando están trabajando cerca de ellos; si se usan estufas de petróleo para el calentamiento, sólo deben usarse modelos aprobados por alguna institución oficial y deben contar 247 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios con una ventilación adecuada para evitar la combustión incompleta y el envenenamiento por monóxido de carbono que puede poner en peligro al personal que labora en las cercanías. Es más aconsejable usar los calentadores eléctricos, aislados convenientemente para evitar el contacto con el personal o el peligro de originar un incendio. Si se están usando métodos radiográficos para inspeccionar las soldaduras, se deben establecer procedimientos adecuados de protección, haciendo que los cumplan; el área en que se utiliza el material radiactivo debe acordonarse, colocando avisos preventivos muy visibles. El personal que realice el trabajo debe trabajar siempre en equipos de dos hombres y deben equiparse con placas de película sensible a la radiación, las cuales deben revisarse con frecuencia para determinar si han estado expuestos a una radiación excesiva; al trabajar en equipo, uno de los hombres puede sacar la radiografia, mientras que el otro regresa el material radiactivo a su recipiente o apaga la máquina, en caso de un contratiempo al radiólogo. Si se usan "solventes de seguridad", es preferible hacerlo en espacios abiertos, con buena ventilación; si deben usarse en áreas confinadas, debe contarse con alguna forma de ventilación mecánica o de protección respiratoria; pueden usarse ciertos respiradores tipo filtro con cartuchos de material químico, pero es mejor un respirador con línea de aire. Los solventes de seguridad no son combustibles por sí mismos, pero crean una mezcla inflamable si se permite su evaporación, por lo tanto, mientras no se estén usando deben mantenerse en recipientes sellados o cerrados 248 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios herméticamente; algunos de ellos son tóxicos y pueden ocasionar envenenamiento por inhalación, por ingestión o aun al ser absorbidos por la piel. Cuando se usa este tipo de solventes, debe vigilarse la aparición de síntomas de envenenamiento, los cuales pueden ser jaquecas, náuseas, vómitos, fatiga, pérdida del apetito, confusión mental, falta de coordinación, de presión, problemas visuales y pérdida del equilibrio. A veces, en climas fríos se usan materiales auxiliares cuando es difícil encender los motores de combustión interna; este tipo de materiales no debe vaciarse sobre el múltiple o toma del motor, debido al riesgo de explosión que puede crearse, pues casi todos ellos son extremadamente inflamables y explosivos. Nunca debe usarse un soplete para calentar el múltiple mientras se estén usando materiales auxiliares para el encendido del motor, ni debe vaciarse éter en el motor para arrancarlo en climas fríos. Existen calentadores en los que se usa gas propano y que se conectan al sistema de enfriamiento, de manera que hacen circular agua caliente a través del bloque del motor; también existen aparatos eléctricos para mantener caliente el bloque del motor. Puede usarse algún tipo de cápsula para el arranque, o algún rociador para vaporizar, pero sólo de la manera especificada por el fabricante. Cuando la humedad del aire contenido en las líneas de las mangueras neumáticas pueda condensarse y congelarse, no debe agregarse alcohol directamente en la línea, sino que debe usarse un lubricador especial, tipo inyector, que debe instalarse más adelante del recibidor, para que el aire tenga oportunidad de enfriarse por 249 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios debajo del punto de inflamación del alcohol; si una línea de aire se obstruye con hielo, o suciedad, al limpiarla deben usarse gafas para evitar que algún material salga y lastime los ojos de alguna persona. Nunca debe permitirse que un obrero mire hacia el interior de una línea cuando se esta aplicando la presión. Cuando las condiciones del terreno son malas, como cuando está cubierto de lodo, agua, nieve, hielo, o cuando el área es suave o grasosa debe protegerse el área donde trabajará el personal o donde se usará equipo, cubriéndola con tablones de 2 a 3 plg (5 a 7.5 cm) de espesor o recubriéndola con troncos pesados, o usando carpetas de madera, o vaciando un relleno adecuado para cubrir las áreas peligrosas. Cuando se usan garruchas para cable de manila o de alambre, con ganchos, éstos deben trincarse para evitar que las líneas fijadas a ellas se suelten de improviso (trincado es el nombre que se da a un torón sencillo de cable de manila o un tipo similar de cable, utilizado en el gancho con este propósito. Para trincar un gancho se enrolla varias veces el cable alrededor de la punta del gancho y de su parte posterior, atando después los extremos entre sí. Por supuesto, esto se hace sólo después de que el gancho se ha fijado a un estrobo, un ojo o cualquier otro tipo de lazo a donde puede fijarse). Debe instruirse al personal acerca del peligro del agotamiento por calor y de la insolación, tomando precauciones contra éstos. El agotamiento por calor puede ocasionar que un hombre sufra un colapso y caiga; si se siente débil a causa del 250 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios calor, debe suspender el trabajo hasta que se sienta mejor y colocarse en un área sombreada antes de volver a continuar su trabajo. En climas cálidos se debe prevenir al personal para que coma con moderación y que ingiera comidas fácilmente digeribles, evitando las grasas y reduciendo la ingestión de comidas tales como carnes" huevos y queso. Los síntomas del agotamiento por calor pueden identificarse: la cara fría y pálida, sudor excesivo y un pulso rápido y febril. Si un hombre es vencido por agotamiento ocasionado por el calor, debe llevarse rápidamente a un lugar cómodo y sombreado, cubriéndolo con mantas para mantenerlo caliente. Este es un tratamiento opuesto al que debe aplicarse en el caso de una insolación, pues en este caso la persona estará caliente, sonrojada y debe llevarse rápidamente a un lugar fresco, aplicándole agua fría en el cuerpo. En ambos casos es posible que el hombre tenga que hospitalizarse. Es necesario hacer un chequeo frecuente al personal, si existe alguna posibilidad de que sean vencidos por el calor; debe persuadírseles de que en climas cálidos usen camisas como protección contra las quemaduras ocasionadas por el Sol, contra el agotamiento, o contra una exposición excesiva a los rayos ultravioleta del Sol, así como protección contra rasguños menores y la acción de irritantes en la piel. En áreas donde el gas puede representar peligro para los hombres, deben hacerse revisiones frecuentes con medidores de gas, adecuados para la prueba del gas cuya 251 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios existencia se sospecha; este tipo de revisión se debe llevar a cabo siempre en un área posiblemente gaseosa, antes de iniciar los trabajos y de nuevo, después de la hora del almuerzo. Cuando las revisiones frecuentes no son concluyentes, deben usarse respiradores faciales usando el tipo con manguera de aire, cuando el tipo de cartuchos no pueda dar una protección completa y positiva. Si se usan respiradores con manguera de aire, el aire de alimentación debe tomarse de un área que con seguridad esté libre de gases. No debe suponerse nada y debe revisarse todo para evitar que cualquier hombre se exponga a gases tóxicos, gases no-tóxicos o mezclas explosivas. Si existe el riesgo de que haya vapores de plomo rojo, como en el caso del calentamiento, el quemado o el corte con oxígeno en un trabajo de modificaciones, deben dárseles respiradores al personal para que los use. En estructuras nuevas, debe haberse previsto al fabricante para que use pintura no tóxica en las conexiones que se remacharán o soldarán; en este tipo de conexiones" es mejor usar lacas en las superficies de contacto y rojo óxido o una pintura similar en las caras exteriores. Cuando el personal debe trabajar en áreas oscuras, por ejemplo en el caso de que se trabaje dentro de edificios existentes, o cuando el trabajo se hará de noche, debe suministrarse un alumbrado adecuado; este alumbrado debe disponerse de manera que se evite la proyección de sombras, colocando las luces desde todos los ángulos. Por lo general, las luces de acetileno o la luz eléctrica son adecuadas si tienen la suficiente intensidad; deben colocarse de manera que se elimine el riesgo de que los hombres que trabajan cerca de ellas se quemen o reciban una descarga eléctrica. 252 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Los cables para la luz eléctrica se deben templar de manera que no haya peligro de que se acorten y de manera que no puedan ser modificados por las operaciones. Las lámparas de acetileno deben estar bien fijas para que no se puedan volcar. Muchos montadores y contratistas han utilizado redes pequeñas en estas aberturas, en vez de usar tablones u otro recubrimiento, debido a que la instalación y eliminación de este tipo de redes son más seguras. Si se montan grúas o plumas sobre barcazas para montar desde el agua, debe revisarse a fondo la construcción de los niveles situados debajo de la cubierta, para asegurarse de que los apoyos bajo los puntos de esfuerzo son adecuados y se encuentran en condiciones satisfactorias. Puede encontrarse la necesidad de colocar soportes adicionales y todos ellos deben revisarse con frecuencia. Si es posible que la barcaza se vuelque durante el proceso de montaje, debe vigilarse el calado y no debe excederse el límite permisible, el cual debe especificarse en los dibujos del plan de montaje. El volumen de estructura que se cargue sobre la cubierta de una barcaza debe limitarse a las cantidades y posiciones seguras dentro de la barcaza. 9.9 TRABAJO POR ENCIMA DE UNA SUPERFICIE DE AGUA. Caer al agua y ahogarse o ser llevado por la corriente es un peligro constante cuando se trabaja sobre una superficie de agua o junto a ella. Aunque el obrero sea buen nadador, se deben adoptar siempre las siguientes precauciones: 253 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Que la plataforma de trabajo esté bien sujeta y no presente riesgos de tropezones tales como herramientas, alambre, maderas o ladrillos. Las superficies tienden a ponerse resbalosas y hay que tratarlas de inmediato limpiándolas, raspándolas o rociándolas con sal industrial o arena. Que las escaleras de acceso, las barandillas y los guardapiés estén bien firmes. El obrero debe llevar puesto el casco de seguridad en todo momento, si recibe un golpe en la cabeza y cae al agua corre doble riesgo. El obrero debe usar chaleco salvavidas y asegurarse de que esté bien abrochado. Debe utilizar las redes y arneses de seguridad disponibles. Se debe verificar que haya boyas y cuerdas salvavidas a mano para uso inmediato. Mientras se trabaja sobre el agua, se debe asegurar que haya un bote salvavidas y de que esté tripulado. Si el trabajo es encima de aguas de marea o de un río torrentoso, el bote tiene que ser a motor con arranque automático. Comprobar que el personal sabe como dar la alarma y hacer el ejercicio de rescate. 254 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO X CONCLUSIONES Un buen presupuesto se obtiene de un ingeniero con amplia experiencia en la erección de estructuras metálicas, así como se menciona en el capitulo II de este trabajo. Las herramientas y materiales son parte fundamental en el izaje de los elementos ya que programando en el momento oportuno la llegada de las mismas se presenta un montaje sin contratiempos, se mostró en el capitulo correspondiente la lista de herramientas mas usadas en el montaje. Se resalto como el montaje de la estructura en taller reduce el tiempo de la misma en el lugar de la obra, ya que los elementos se ajustan y marcan para identificar la posición de los elementos a la hora de ser ensamblados. Se menciono la importancia de los planos de taller, ya que le brindan al montador de estructuras un amplio panorama del proceso a seguir para lograr un izaje con seguridad y una buena ubicación de las maquinas que se montaran permanentemente en el sitio de trabajo. 255 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios Un buen plan de montaje puede reducir los tiempos en la erección de la totalidad de la estructura, utilizando la maquinaria ideal para el tipo de elementos de acero que se diseño para formar el armazón del edificio, el personal calificado para cada secuencia del izado de la estructura. El montaje con los diferentes tipos de equipo pesado y el personal calificado que se requiere para la maniobra del equipo se planteo en el capitulo siete, se muestran las señales de maniobra que se usan para tener comunicación con el operador evitando con esto accidentes durante el movimiento de los equipos. Las uniones de los miembros han ido mejorando con el paso del tiempo y las nuevas tecnologías, en el capitulo seis se mencionaron los tres tipos de uniones en el ensamble de los elementos de acero. Es de resaltar el impulso logrado por la soldadura para la unión de los diversos elementos, sin la cual no hubiera sido posible el empleo masivo de las estructuras metálicas para edificios, tal como en la actualidad se están produciendo. La seguridad en la obra es una etapa de suma importancia que debe vigilarse con mucho cuidado, en el texto se menciono la supervisión que 256 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios se debe tener durante todo el proceso del izaje, los medios de protección que se le deben dar al personal para impedir riesgos de accidentes y el equipo con que se debe contar en el lugar de trabajo. 257 Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios CAPITULO XI BIBLIOGRAFIA Jacob Feld IV., Biblioteca del Ingeniero Civil, Ediciones Ciencia, Tecnica, S.A., Frederick S. Merritt I, Manual del Ingeniero Civil, Mc Graw Hill. Hutt III, Manual del Ingeniero, Editorial Gustavo Giili, S.A., Barcelona, 1971. Código Técnico de la Edificación (Documento Básico SE-A). Instrucción EAE. Capítulo XVII. William G. Rapp, Montaje de Estructuras de Acero en la Construcción de Edificios, Limusa, 1978. PAGINAS VISITADAS EN INTERNET http://geocities.com/cbernalp/mitesis.html http://www.semanadelaconstruccion.cl http://www.aci-int.org http://www.miliarium.com http://training.itcilo.it/actrav_cdrom2/es/osh/cinte/2.htm http://www.carreteros.org/pg3/ordenes/aprobacion_pg3.htm 258
