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C.6.1. Columnas y Muros de Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
C.6.2. Muros Tabique y Vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
C.6.3. Vigas de Cimentación y Zapatas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
C.7. Instrumento de Medición de Diámetros de Doblado . . . . . . . . . . . . . . . 262
C.7.1. Diseño de Instrumento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
C.7.2. Principios Geométricos del Instrumento . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
D. Código Fuente de GySof en Lenguaje MatLab 265
D.1. Archivo Principal GYSOF_2010.m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
D.2. Generación Sistemática de Patrones de Corte: Gensispatrones.m . . . . . . . 272
D.3. Método de Busqueda Ramificada: Branchandbound.m . . . . . . . . . . . . . 275
E. Recursos de la Aplicación Real 277
E.1. Lista de Despieces y Cuantificación de Piezas para la Aplicación . . . . . . . 278
F. Panel Fotográfico 287
F.1. Visitas a Obras de la Localidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
F.2. Mediciones de Aceros y Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
G. Planos de Aplicación 293
G.1. Planos Originales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
G.2. Planos de Detalles y Despiece . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
TESIS
“SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO
DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO
ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”
ING. YOBER CASTRO ATAU
Índice general
I Introducción 11
1. Introducción 12
1.1. Antecedentes del Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1. Técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.2. Económica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.3. Ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3. Hipótesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.1. Objetivos Generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.2. Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5. Alcances y Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6. Metodologías Empleadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.6.1. M. Estadísticas de Evaluación Cualitativa y Cuantitativa . . . . . . . . 19
1.6.2. M. de Investigación Operativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.6.3. M. del Análisis del Ciclo de Vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.7. Medios Empleados . . . . . . .

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Optimización de Aceros para Construcciones de Concreto Armado

  1. 1. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” A U AT om O l.c TR “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO ai S tm CA DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” ho R @ E rc OB TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: be Y yo G. IN Presentado por: Dirigido Por:ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  2. 2. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” AU DEDICATORIA AT om O A Dios, por la vida y por rodearme de gente maravillosa. l.c TR A mis padres Máximo y Rosa. ai S tm CA A Gandy y mis Hermanos, ho R Con todo mi amor. @ E rc OB be Y yo G. INING. YOBER CASTRO ATAU 1 yoberc@hotmail.com
  3. 3. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”AGRADECIMIENTOS A mis padres Máximo Castro Castillo y Rosa Atao Ccoicca, por su infinito apoyo AUy amor en todo momento de mi vida. A mi abuelita Sabina por acogerme con ternura y ATdedicación en mis primeros años, A Gandy por su amor, confianza y aliento que me condujerona terminar ésta tésis, sin rendirme. A mis hermanos, Sandro, Herbert, Abimael, Máximo om O l.c TRy Carla, por su cariño y recordándoles que siempre serán los hombres que elijan ser. A mi ai Shermano Alex, que perdura en mis recuerdos y aún hoy siento que nunca se marchó. A todos tm CAmis seres queridos, por vuestro optimismo que es la misma que en mi forja la fuerza de seguir ho Rsiempre adelante. A la UNSCH, por su acogida e instrucciones para mi vida profesional. A @ E rc OBmi asesor de tésis, Ing. Cristian Castro P. por su apoyo tan substancial e incondicional. be YA mis Maestros Ing. Ricardo Pimentel G., Ing. Rubén A. Yachapa, , Ing. Hugo Vilchez P., yo G.Ing. Norbertt Quispe A., Arq. Juan C. Sanchez, a todos ustedes agradecerles por sus buenos INconsejos y conocimientos, que me llenan de orgullo. A mis amigos y socios de EICersS.A.C . por su paciencia y gestos de motivación constante. A todos mil gracias.ING. YOBER CASTRO ATAU 2 yoberc@hotmail.com
  4. 4. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”SUMARIO La presente tésis, tiene por vocación transmitir conocimientos generales y específicos sobre AUla manipulación eficiente y racional de los aceros de construcción ASTM A615, en construc- ATciones de concreto armado, desde un punto de vista ambiental. Resultando motivador intervenir con éste trabajo de tal forma que la manipulación del om O l.c TRacero no siga avanzando como lo hace hasta hoy, sin controles de calidad de diseño de piezas, ai S tm CAdoblado, con excesivos desperdicios y desconocimiento de las propiedades mecánicas al que se ho Rles somete. @ E El afán de la tésis, es sistematizar dando pautas ordenadas y racionales para el buen rc OBaprovechamiento del Acero ASTM A615, desde la concepción de los diseños de piezas en be Ylos proyectos, pasando por los cortes y doblados hasta la colocación dentro de los elementos yo G. INestructurales en la construcción. La sistematización del uso del acero, a sido posible despues de verificar las actividades quelo consideran y cuantificar las patológias al que tradicionalmente se le somete. Después deésto fue posible desarrollar la metodología del uso racional y eficiente del acero, que incluyenprocedimientos de control de calidad de doblados, control de desperdicios mediante la opti-mación de cortes y doblados, finalmente se aplica a un caso real que condujeron a obtenersatisfacciones técnicas, económicas y sobre todo ambientales.ING. YOBER CASTRO ATAU 3 yoberc@hotmail.com
  5. 5. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”PREFACIO La Ingeniería Civil y la Construcción, se enfrentan a nuevos retos en este presente siglo, sea AUpor la situación económica del país y por el irreversible deterioro del medio ambiente originado ATpor la conducta humana y por las actividades propias de esta profesión. La realidad de la industria nacional del sector construcción es prometedora, y es el prin- om O l.c TRcipal indicador de crecimiento económico del país, hecho que también es justificado por los ai Síndices crecientes de consumo de barras de acero, cemento, agregados, y otros materiales de tm CAconstrucción, que dan lugar a la construcción masiva de infraestructuras educativas, de salud, ho Rviviendas, etc. @ E rc OB Pero además es responsable del 50 % de consumo de recursos naturales, demanda el 40 % be Yde energía consumida y genera el 50 % del total de residuos. Los materiales de construcción yo G.empleados son de alto impacto ambiental, el consumo energético y la generación de residuos INrepercuten sobre el medio natural a través de desechos, desmontes, generación de gases deinvernadero, etc., ocasionando consecuencias irreversibles. Estamos en un punto de la historia del Perú, donde la tecnología más difundida es la delconcreto armado, y la actividad inequívoca es la manipulación de aceros desde la concepciónde los proyectos estructurales y la construcción de los mismos, a través de la habilitación yarmado, empleando barras de acero de construcción. Este último se pone en cuestionamiento,por la forma como se viene desarrollando, desde los criterios de su uso, mano de obra, cortesde piezas sin control que repercuten en el 7 % al 25 % de mermas inevitables, equivocadoscriterios de armado, que finalmente atribuyen calidad cuestionada a las estructuras y reducensu durabilidad.ING. YOBER CASTRO ATAU 4 yoberc@hotmail.com
  6. 6. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” 5 Por ello es preocupación de la presente tesis, asimilar lo señalado e introducir conceptosde sostenibilidad, sistematización y optimación del recurso acero corrugado ASTM A615 en laconstrucción, el mismo que es empleado como refuerzo en estructuras de concreto armado. En un contexto como lo descrito surge el planteamiento de la presente investigación que ll-eva por título: “Sistematización de Detalles, Habilitación y Armado de Aceros ASTMA615 para Construcciones de Concreto Armado: Impacto Técnico, Económico yAmbiental”, y pretende demostrar la importancia de la correcta manipulación de los aceros,evaluando los detalles estructurales, habilitación, y el armado. Finalmente demostrar la reduc- AUción del impacto ambiental (Evaluación del Ciclo de Vida), ahorro económico (Reducción de ATDesperdicios) y mejoramiento técnico (Calidad e Impacto en la Vida Útil de las Estructuras). om O La sostenibilidad en la construcción y la afección de dicha actividad sobre el medio am- l.c TRbiente es un tema muy presente en la actualidad pero poco estudiado pese a que los efectos ai S tm CAmedioambientales del sector construcción son muy importantes. La profundización en estecampo del impacto ambiental se realiza a través de una metodología científica diseñada para ho R @ Esu estudio y regulada por una normativa internacional como son las ISO 14040 a 14043, el rc OBAnálisis de ciclo de vida. be Y yo G. INING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  7. 7. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”Índice generalI Introducción 11 AU AT1. Introducción 12 1.1. Antecedentes del Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 om O l.c TR 1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.1. Técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 ai S tm CA 1.2.2. Económica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 ho R 1.2.3. Ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 @ E 1.3. Hipótesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 rc OB 1.4. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 be Y yo G. 1.4.1. Objetivos Generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 IN 1.4.2. Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.5. Alcances y Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.6. Metodologías Empleadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6.1. M. Estadísticas de Evaluación Cualitativa y Cuantitativa . . . . . . . . 19 1.6.2. M. de Investigación Operativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6.3. M. del Análisis del Ciclo de Vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.7. Medios Empleados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.8. Estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22ING. YOBER CASTRO ATAU i yoberc@hotmail.com
  8. 8. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL iiII Estado del Arte 242. Problema de Corte Unidimensional 25 2.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2. Términos y Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3. La Teoría de la Investigación Operativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4. Modelos de Decisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.5. Elementos de un Modelo de Decisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 AU 2.6. Metodología de la Investigación Operativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 AT 2.7. Clasificación de los Problemas de Corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.8. Problema de Corte Unidimensional (PCU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 om O l.c TR 2.8.1. Aplicaciones[Ganosa, 2004]: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ai S 2.8.2. Descripción y Características del Problema . . . . . . . . . . . . . . . 30 tm CA 2.8.3. Modelo de Decisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 ho R 2.9. Modelos de Solución Basadas en Programación Lineal . . . . . . . . . . . . . 35 @ E rc OB 2.9.1. Modelo de Asignación (Kantorovich 1939) . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.9.2. Modelo Basado en Patrones de Corte (Gilmore y Gomory, 1961) . . . . 37 be Y yo G. 2.9.3. Modelo de Corte Único (Dyckhoff, 1981 y Stadler, 1988) . . . . . . . 38 IN 2.10. Programación Lineal Entera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.10.1. Clasificación de los PPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.10.2. Técnicas Generales de Resolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413. Detalles de Reforzamiento con Aceros ASTM A615 42 3.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2. Términos y Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.3. El Acero Refuerzo para Concreto Armado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.3.1. El Acero de Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.3.2. Barras de Acero como Refuerzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.3.3. Fábricas Nacionales de Aceros de Construcción . . . . . . . . . . . . . 46ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  9. 9. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL iii 3.3.4. Características del Acero para Concreto Armado . . . . . . . . . . . . 49 3.4. Normas de Detalles y Detallado de Reforzamiento de Estructuras de Concreto Armado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.4.1. Normas Nacional y Extranjera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.5. Funciones del Refuerzo de Acero en el Concreto Armado . . . . . . . . . . . . 54 3.5.1. Tipos de Refuerzo o Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.6. Descripción e Interpretación de los Planos y Especificaciones . . . . . . . . . . 56 3.6.1. Planos en Conjunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 AU 3.6.2. Planos de Detalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 AT 3.6.3. Planos de Estructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 om O 3.7. Detalles de Reforzamiento de Estructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 l.c TR 3.7.1. Técnicas de Detallamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 ai S tm CA 3.7.2. Detalles de Reforzamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.7.3. Cubicación de las Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 ho R @ E 3.8. Fabricación de las Armaduras de Acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 rc OB 3.8.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 be Y 3.8.2. Equipos y Herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 yo G. 3.8.3. Preparación del Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 IN 3.8.4. Corte de Barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.8.5. Tolerancias de Corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.8.6. Doblado de Barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.8.7. Tolerancias de Fabricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.8.8. Rendimientos en Fabricación de Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.8.9. Armado e Instalación de las Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.8.10. Longitud de Desarrollo [RNE, 2006] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.8.11. Barras Dobladas por Cambio de Sección de Columnas . . . . . . . . . 80 3.8.12. Armadura Transversal para Elementos en Compresión . . . . . . . . . 81 3.8.13. Empalme de Barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  10. 10. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL iv 3.8.14. Fijación para las Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854. Conceptos de Detalles y Armados con Aceros 88 4.1. Términos y Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 4.2. Nociones Sobre Empuje al Vacío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 4.3. Integridad Estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.4. Importancia de la Especificación de Tipos de Aceros . . . . . . . . . . . . . . 92 4.5. Actividades Intrínsecas de la Partida de Aceros . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 AU 4.6. Espaciamiento de Refuerzos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 AT 4.7. Recubrimiento de Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.8. Costos de Empleo del Acero de Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 om O l.c TR 4.9. Habilitación del Acero de Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 ai S 4.10. Consideraciones para el Doblado el Aceros de Construcción . . . . . . . . . . 96 tm CA 4.10.1. Deformación Plástica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 ho R 4.10.2. Teoría de la Recuperación Elástica (Springback) . . . . . . . . . . . . 97 @ E rc OB 4.10.3. Ductibilidad del Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.10.3.1. Elongación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 be Y yo G. 4.10.3.2. Estrición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 IN 4.10.4. Geometría del Doblado de Aceros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 4.10.4.1. Radio Mínimo de Doblado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1025. Los Aceros de Construcción y el Medio Ambiente 105 5.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 5.2. Dinámicas del Sector Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 5.2.1. Crecimiento Poblacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 5.2.2. Crecimiento Urbanístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5.2.3. Consumo de Recursos Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 5.2.4. Actualidad del Sector Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 5.3. Fabricación del Acero de Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  11. 11. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL v 5.3.1. Proceso de Fabricación del Acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 5.3.2. Implicancias del Proceso de Fabricación del Acero . . . . . . . . . . . 113 5.3.3. Las Chatarras Materia Prima en la Fabricación de Aceros . . . . . . . 115 5.4. Desperdicios de Aceros en la Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.2. Gestión de los Desperdicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.3. Clasificación de Desperdicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.4. Estudios Sobre el Desperdicio en la Construcción . . . . . . . . . . . . 118 AU 5.5. El Medio Ambiente y La Ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 AT 5.5.1. Impactos Ambientales de las Obras de Ingeniería . . . . . . . . . . . . 119 om O 5.5.2. Desarrollo Sostenible Compromiso con el Futuro . . . . . . . . . . . . 120 l.c TR 5.5.3. Rol de la Ingeniería Civil ante el Medio Ambiente . . . . . . . . . . . . 121 ai S tm CA 5.6. Análisis de Ciclo de Vida (ACV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5.6.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 ho R @ E 5.6.2. Metodología y Normas del ACV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 rc OB 5.6.3. Proceso de Análisis del ciclo de vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 be Y yo G. INIII Materiales y Métodos 1266. Caracterización de la Tésis 127 6.1. Tipo y Diseño de Investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 6.2. Población y Muestra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6.3. Tratamiento de los Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6.3.1. Tipos de Análisis de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.3.1.1. Mediante la Estadistica Descriptiva: . . . . . . . . . . . . . 129 6.3.1.2. Mediante la Estadística Inferencial: . . . . . . . . . . . . . . 129 6.4. Muestras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.4.1. Etapa de Evaluación de Proyectos Estructurales . . . . . . . . . . . . 129ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  12. 12. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL vi 6.4.2. Etapa de Habilitación y Colocación de Armaduras de Acero en la Eje- cución de Partidas de Concreto Armado . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.5. Métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.6. Procedimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.6.1. En la etapa de proyecto de estructuras de concreto armado: . . . . . . 131 6.6.2. En la etapa de construcción de estructuras de concreto armado: . . . . 131 6.6.3. Planteamiento de una metodología eficiente: . . . . . . . . . . . . . . 131 6.6.4. Aplicación a problemas reales: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 AU 6.6.5. En la etapa de Evaluación Económica y Ambiental: . . . . . . . . . . . 131 AT7. Sistematización del Uso de Aceros ASTM A615 132 om O l.c TR 7.1. Metodología General Propuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 ai S 7.1.1. Descripción de las Etapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 tm CA 7.2. Patrones de Diámetros Mínimos de Doblado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 ho R 7.3. Elongación e Incremento Geométrico en Barras Dobladas . . . . . . . . . . . . 138 @ E rc OB 7.3.1. Eje Neutro y Longitud Desarrollada de Refuerzos . . . . . . . . . . . 139 7.3.1.1. Procedimiento Experimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 be Y yo G. 7.3.1.2. Procedimiento Teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 IN 7.3.2. Formas Básicas de Piezas de Acero Dobladas . . . . . . . . . . . . . . 142 7.3.3. Doblado de Aceros Bajo Tolerancias de Diámetros Mínimos . . . . . . 1448. Optimización del Corte y Doblado de Barras de Acero 146 8.1. Generación de Esquemas de Corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 8.1.1. Método de Busqueda Aleatoria de Esquemas de Corte . . . . . . . . . 147 8.1.2. Método Sistemático de Combinación de Numeros Enteros . . . . . . . 148 8.1.3. Método Sistemático de Conformación de Patrones de Corte . . . . . . 150 8.2. Patrones o Esquemas de Corte Eficientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 8.2.1. Modelo Matemático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 8.2.2. Restricciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  13. 13. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL vii 8.3. Solución del Modelo de Programación Lineal Entera . . . . . . . . . . . . . . 151 8.3.1. Metodo Linprog del Matlab Basado en Branch and Bound . . . . . . 151 8.3.1.1. Modelo Matemático de los Patrones de Corte Eficiente . . . 152 8.3.1.2. Procedimiento Linprog y B&B . . . . . . . . . . . . . . . . 153 8.3.1.3. Resolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 8.3.1.4. Algoritmo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 8.3.1.5. Estrategias Básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 8.3.2. Descripción de la Función linprog.m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 AU AT9. Implementación Informática de GySof 2010 159 9.1. Estructura del Programa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 om O l.c TR 9.1.1. Datos para la Aplicación Mediante GySof 2010 . . . . . . . . . . . . . 160 ai S 9.1.2. Interfaz de Usuario del Entorno GySof 2010 . . . . . . . . . . . . . . 162 tm CA 9.1.2.1. Información Requerida y Devuelta por GySof . . . . . . . . . 162 ho R @ E rc OBIV Resultados y Discusión 165 be Y 9.2. Aplicación de Programa a un Proyecto Real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 yo G. 9.2.1. Objeto de Aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 IN 9.2.2. Aplicación de la Metodología General Propuesta . . . . . . . . . . . . 166 9.2.2.1. Evaluación del Proyecto Estructural . . . . . . . . . . . . . . 166 9.2.2.2. Ingeniería de Detalles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 9.2.2.3. Optimación de Cortes y Dobleces con GySof . . . . . . . . . 170 9.2.2.4. Resultados de la Optimación y Comparación de los Procesos 178 9.2.2.5. Resultados Económicos y Ambientales . . . . . . . . . . . . 178 9.3. Validación de Resultados Técnico, Económico y Ambiental de la Aplicación . . 181 9.4. Diagnóstico Sobre Aceros en la Etapa de Proyectos . . . . . . . . . . . . . . . 182 9.4.1. Recuento Cualitativo de Errores Usuales en los Planos Generales y de Detalles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 9.4.2. Contenido de Información en los Planos de Estructuras . . . . . . . . . 183ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  14. 14. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL viii 9.4.2.1. Nivel de Cumplimiento del Mínimo Contenido de Información 183 9.4.2.2. Nivel de Cumplimiento Sobre Especificación de Aceros . . . . 185 9.5. Diagnóstico Sobre los Acero en la Etapa de Construcción . . . . . . . . . . . . 185 9.5.1. Estado del Control de Procesos de Habilitación y Armado de Aceros . . 185 9.5.2. Desperdicios en los Procesos de Corte de Aceros . . . . . . . . . . . . 186 9.5.2.1. Análisis de Desperdiciós del Primer Proyecto Ejecutado . . . 186 9.5.2.2. Análisis de Desperdiciós del Segundo Proyecto Ejecutado . . 187 9.5.3. Doblado de Aceros para Concreto Armado . . . . . . . . . . . . . . . 188 AU 9.5.3.1. Nivel de Cumplimiento de los Diámetros Mínimos de Doblado AT de Aceros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 om O 9.5.4. Elongación de Refuerzos Doblados y El Coeficiente de Línea Neutra . . 193 l.c TR 9.5.5. Incremento y Decremento por Doblado de Refuerzos . . . . . . . . . . 194 ai S tm CA 9.5.6. Diagnóstico de Armados Antes del Vaciado de Concreto . . . . . . . . 196 ho R @ EV Conclusiones y Recomendaciones 197 rc OB 9.6. Conclusiones y Trabajos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 be Y 9.6.1. Sobre la Metodología de Sistematización Propuesta . . . . . . . . . . 198 yo G. 9.6.2. Sobre los Proyectos Estructurales (Planos Generales y Detalles) . . . . 198 IN 9.6.3. Sobre los Proyectos en Ejecución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 9.6.4. Sobre el Programa de Optimación de Cortes y Doblados Eficientes . . . 202 9.7. Recomendaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203VI Anexo 211A. Evolución de Poblacional Peruana 212B. Controles de Calidad y Detalles Típicos 213 B.1. Ensayos de Controles de Calidad [NCh204-2006]. . . . . . . . . . . . . . . . . 214 B.2. Detalles de Reforzamiento para Estructuras de Concreto Armado [Bangash, 1992]221ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  15. 15. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL ix B.2.1. Refuerzo en Vigas Interconectadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 B.2.2. Refuerzo en Vigas Rectangulares y Acarteladas . . . . . . . . . . . . . 222 B.2.3. Disposición de Armaduras en Vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 B.2.4. Detalles de Vigas y Columnas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 B.2.5. Reforzamiento de Escaleras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 B.2.6. Reforzamiento de Muros de Pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 B.2.7. Refuerzos y Portales y Marcos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 B.2.8. Disposición de Armaduras en Uniones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 AU B.2.9. Disposición de Armaduras en Talones de Muros de Contención . . . . . 229 AT B.2.10. Disposición de Armaduras en Estructuras de Puentes . . . . . . . . . . 230 om O B.2.11. Disposición de Armaduras en Cubiertas . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 l.c TR B.2.12. Disposición de Armaduras en Tanques Elevados . . . . . . . . . . . . 232 ai S tm CA B.3. Tolerancias en la Fabricación de Refuerzos de Acero (ACI 315-99) . . . . . . . 233 ho RC. Evidencias Patologícas en la Ingeniería y Construcción 236 @ E rc OB C.1. Mínimo Contenido de Información en los Planos de Estructuras - Recuento Nacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 be Y yo G. C.2. Mínimo Contenido de Información en los Planos de Estructuras - Recuento del IN Dpto. Ayacucho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 C.3. Errores de Detalles de Reforzamiento en la Etapa de Proyecto . . . . . . . . . 240 C.4. Análisis de Desperdicios en los Procesos de Corte de Aceros . . . . . . . . . . 244 C.4.1. Información Básica: Primer Proyecto Ejecutado . . . . . . . . . . . . 244 C.4.2. Análisis de Desperdicios de Aceros: Primer Proyecto Ejecutado . . . . 250 C.4.3. Información Básica: Segundo Proyecto Ejecutado . . . . . . . . . . . 251 C.4.4. Análisis de Desperdicios de Aceros: Segundo Proyecto Ejecutado . . . 255 C.5. Medición de Diámetros de Doblado en Estribos y Barras Longitudinales . . . . 257 C.5.1. Registro - Primera Obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 C.5.2. Registro - Segunda Obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 C.5.3. Registro - Tercera Obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  16. 16. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE GENERAL x C.6. Zonas Críticas en Estructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 C.6.1. Columnas y Muros de Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 C.6.2. Muros Tabique y Vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 C.6.3. Vigas de Cimentación y Zapatas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 C.7. Instrumento de Medición de Diámetros de Doblado . . . . . . . . . . . . . . . 262 C.7.1. Diseño de Instrumento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 C.7.2. Principios Geométricos del Instrumento . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 AUD. Código Fuente de GySof en Lenguaje MatLab 265 AT D.1. Archivo Principal GYSOF_2010.m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 D.2. Generación Sistemática de Patrones de Corte: Gensispatrones.m . . . . . . . 272 om O l.c TR D.3. Método de Busqueda Ramificada: Branchandbound.m . . . . . . . . . . . . . 275 ai S tm CAE. Recursos de la Aplicación Real 277 E.1. Lista de Despieces y Cuantificación de Piezas para la Aplicación . . . . . . . 278 ho R @ E rc OBF. Panel Fotográfico 287 F.1. Visitas a Obras de la Localidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 be Y yo G. F.2. Mediciones de Aceros y Armaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 ING. Planos de Aplicación 293 G.1. Planos Originales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 G.2. Planos de Detalles y Despiece . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  17. 17. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”Índice de figuras 2.1. Fenomenología de problemas de corte y empaquetado. Fuente: [Dyckhoff, 1990]. AU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 AT 2.2. Clasificación de los problemas de corte. Fuente:[Cherri, 2006]. . . . . . . . . . 29 om O 2.3. Ejemplo de piezas cortadas a partir de una longitud comercial. Fuente: Autor . 31 l.c TR ai S 3.1. Identificación de Aceros ASTM A615. Fuente: [AcerosArequipa, 2009, Siderperú, 2009] 48 tm CA 3.2. Identificación de Aceros ASTM A706. Fuente: [AcerosArequipa, 2009, Siderperú, 2009] 49 ho R 3.3. Barras de refuerzo para concreto armado. Fuente: [Rondon, 2005] . . . . . . . 51 @ E rc OB 3.4. Características de los resaltes. Fuente: [NCh204-2006] . . . . . . . . . . . . . 51 be Y 3.5. Diagrama Tensión Deformación de Aceros Corrugados. Fuente: [CyV, 2008] . . 51 yo G. 3.6. Rotura del acero al ensayo de tracción. Fuente: [Calavera, 1999] . . . . . . . . 52 IN 3.7. Vigas con y sin armaduras sometidas a cargas. Fuente: [Rondon, 2005] . . . . 54 3.8. Plano de detalle de viga. Fuente: [Rondon, 2005] . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.9. Plano de estructuras - Escalera. Fuente: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.10. Método tabular de detallamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.11. Detalles de reforzamiento en la intersección de elementos. Fuente: [ISTRUCTE, 2006] 63 3.12. Detalles en elevación de la intersección de vigas y columnas. Fuente: [ISTRUCTE, 2006] 64 3.13. Detalles de reforzamiento de vigas en las esquinas. Fuente: [ISTRUCTE, 2006] 64 3.14. Detalles de reforzamiento en la interconexion de vigas. Fuente: [Bangash, 1992] 65 3.15. Planilla de Metrado de Aceros. Fuente: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.16. Efecto del doblado y desdoblado en barras. Fuente: [OCE, 1973] . . . . . . . . 69ING. YOBER CASTRO ATAU 1 yoberc@hotmail.com
  18. 18. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE FIGURAS 2 3.17. Detalles de Curvatura en Barras Dobladas. Fuente: [Rondon, 2005] . . . . . . 70 3.18. Soportes o espaciadores de refuerzos. Fuente: Manual de Obra de Construcción de Estructuras, CAPECO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.19. Separadores y soportes para aceros. Fuente: PLNG / TECHINT – Concrete Pipe Coating, Ayacucho 2008. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.20. Fotografía - Soporte y espaciador de refuerzo alto. Fuente: Visita a Obra Ac- copampa Ayacucho 2009. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.21. Longitud de anclaje para barras en tracción. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . 77 AU 3.22. Detalles de armado de ganchos estándar. Fuente: [Rondon, 2005]. . . . . . . 78 AT 3.23. Anclaje en Zonas de Momento Positivo. Fuente: [Rondon, 2005]. . . . . . . . 79 om O 3.24. Detalles de anclaje en zonas de momento negativo. Fuente: [Rondon, 2005]. . 80 l.c TR 3.25. Doblez de varillas longitudinales por cambio de sección y disposición de estribos, ai S tm CA en columnas rectangulares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.26. Doblez de varillas longitudinales por cambio de sección y disposición de estribos, ho R @ E en columnas circulares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 rc OB 3.27. Barras de columnas apoyadas lateralmente. Fuente: [Rondon, 2005]. . . . . . . 83 be Y 3.28. Empalmes de barras. Fuente: [Rondon, 2005]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 yo G. 3.29. Tipos de amarre con alambres. Fuente: [Rondon, 2005] . . . . . . . . . . . . . 86 IN 3.30. Amarres prefabricados. Fuente: [Rondon, 2005] . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.1. Ejemplos típicos sobre empuje al vacío. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.2. Diámetro Mínimo de Doblado bajo el Sistema Tradicional. Fuente: Artículo 2 - Aceros Arequipa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4.3. Diagrama esfuerzo deformación de los metales. Fuente: [Bahamonde, 2007] . . 97 4.4. Springback (Recuperación Elástica). Fuente: [Bahamonde, 2007] . . . . . . . . 98 4.5. Radios Característicos de una Barra Doblada. Fuente: [García, 2005]. . . . . . 100 4.6. Distribución de deformaciones y tensiones a lo largo del espesor del metal. Fuente: [García, 2005]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  19. 19. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE FIGURAS 3 5.1. Crecimiento Demográfico en el Departamento de Ayacucho (1995 – 2015). INEI 2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5.2. Incremento de la construcción de viviendas de concreto. INEI 2009 . . . . . . 108 5.3. Producción actual de barras de construcción. Fuente: INEI 2009 (ACEROS AREQUIPA/SIDER PERU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 5.4. Proceso de fabricación del acero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 5.5. Las fases de un ACV de acuerdo a ISO 14040. Fuente: [Guevara, 1997] . . . . 123 AU 7.1. Metodología del Uso Eficiente de Aceros ASTM A615. Fuente: Autor. . . . . . 133 AT 7.2. Ruta de la Economía, Calidad, Durabilidad y Sostenibilidad Ambiental de las Estructuras de Concreto Armado. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . 135 om O l.c TR 7.3. Patron de diámetros mínimo de doblado para estribos. Fuente: Autor. . . . . . 136 ai S 7.4. Patron de diámetros mínimo de doblado en barras longitudinales. Fuente: Autor.137 tm CA 7.5. Uso de la Plantilla de Patron de Diámetros Mínimo de Doblado de Aceros. ho R Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 @ E rc OB 7.6. Esfuerzos y Elongación en Barras Dobladas. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . 139 7.7. Características Geométricas y Mecánica de Una Barra Doblada. Fuente: Autor. 140 be Y yo G. 7.8. Doblado Plástico Ideal de un Metal. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . 142 IN 8.1. Proceso de Busqueda Aleatoria de Esquemas. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . 148 8.2. Proceso Sistemático de Combinación de Números Enteros. Fuente: Autor. . . . 149 8.3. Esquema del algoritmo de Ramificación y Acotación (B&B) . . . . . . . . . . 157 9.1. Algoritmo de GySof Mediante Diagrama de Flujo. Fuente: Autor. . . . . . . . 160 9.2. Un Proyecto Según GySof. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 9.3. Interfaz de Usuario de GySof 2010. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . 162 9.4. Secuencia de Información Requerida y Devuelta por GySof. Fuente: Autor. . . 163 9.5. Arbol de Ciclo de Vida para la Aplicación. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . 179 9.6. Nivel de cumplimiento con el mínimo contenido de información - Nacional. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  20. 20. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE FIGURAS 4 9.7. Nivel de cumplimiento con el mínimo contenido de información - Dpto. Ayacu- cho. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 9.8. Nivel de especificación sobre el refuerzo de acero - Nacional. Fuente: Autor. . 185 9.9. Desperdicio Total de Aceros. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 9.10. Desperdicio de Aceros por Diámetros. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . 187 9.11. Desperdicio Total de Aceros. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 9.12. Desperdicio de Aceros por Diámetros. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . 188 9.13. Diámetros de doblado en estribos. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . 189 AU 9.14. Estado de los estribos, basado en norma. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . 190 AT 9.15. Diámetros de doblado en estribos. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . 190 om O 9.16. Estado de los estribos, basado en norma. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . 191 l.c TR 9.17. Diámetros de doblado en barras principales. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . 192 ai S tm CA 9.18. Estado de los estribos, basado en norma. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . 192 ho R C.1. Discrepancia de detalles típico en un mismo plano. Fuente: Plano: [002TE0906]. 240 @ E rc OB C.2. . Carencia de detalle de armado. Fuente: Plano [002TE0906]. . . . . . . . . . 240 C.3. . Carencia de detalles de armado. Fuente: Plano [002TE0906]. . . . . . . . . . 240 be Y yo G. C.4. . Detalles que generan empujes al vacio. Fuente: Plano [002TE0906]. . . . . . 241 IN C.5. . Detalles de armado deficiente. Fuente: Plano [004TE1007]. . . . . . . . . . . 241 C.6. . Especificaciones técnicas muy generales. Fuente: Plano [005TE0706]. . . . . 241 C.7. . Proyectista, revisor y el que da el V°B° es el mismo profesional. Fuente: Plano [005TE0706]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 C.8. . Detalle de armado deficiente en los dos tramos. Fuente: Plano [014TE0903]. 242 C.9. . El mismo recubrimiento especificado genericamente para vigas y columnas, sin tomar en cuenta el efecto en las uniones. Fuente: Plano [014TE0903]. . . . 243 F.1. Construcción de los Pabellones de Enfermeria en la UNSCH. Fuente: Autor. . . 287 F.2. Construcción de Viviendas del Programa Techo Propio. Fuente: Autor. . . . . 287ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  21. 21. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE FIGURAS 5 F.3. Construcción y Equipamiento del Centro de Hemoterapia Tipo II - HRA - Ayacucho: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 F.4. MPH - Culminación Canal de Derivación de Aguas Pluviales, Accopampa - Ayacucho: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 F.5. Construcción de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de la Comunidad de Huascahura - Ayacucho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 F.6. Proceso de Doblado Tradicional de Aceros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 F.7. Desviaciones Angulares en Piezas Fabricadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 AU F.8. Medición del Diámetro de Doblado del Estribo Fabricado. . . . . . . . . . . . 290 AT F.9. Medición del Diámetro de Doblado de una Barra Principal. . . . . . . . . . . . 290 om O F.10. Verificación de Armados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 l.c TR F.11. Ausencia de Confinamiento en Uniones de Elementos. . . . . . . . . . . . . . 291 ai S tm CA F.12. Verificación del Armado en las Uniones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 ho R @ E rc OB be Y yo G. INING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  22. 22. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”Índice de cuadros 2.1. Tabla General de Patrones o Esquemas de Corte. Fuente: Autor. . . . . . . . . 32 AU AT 3.1. Presentación, Dimensiones y Pesos Nominales de Aceros ASTM A615. Fuente: om O [AcerosArequipa, 2009] y [Siderperú, 2009]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 l.c TR 3.2. Propiedades Mecánicas de Aceros ASTM A615. Fuente: [AcerosArequipa, 2009] ai S y [Siderperú, 2009]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 tm CA 3.3. Presentación, Dimensiones y Pesos Nominales de Aceros ASTM A706. Fuente: ho R [AcerosArequipa, 2009] y [Siderperú, 2009]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 @ E rc OB 3.4. Propiedades Mecánicas de Aceros ASTM A706. Fuente: [AcerosArequipa, 2009] be Y y [Siderperú, 2009]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 yo G. 3.5. Equipos, herramientas y máquinas empleadas en el método tradicional. Fuente: IN Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.6. Tolerancias para el corte de las barras. Fuente: [ACI 315-99] . . . . . . . . . . 68 3.7. Dngulos, Diámetros Mínimos de Doblado y Extensiones en Barras y Estribos con ganchos. Fuente: [RNE, 2006, ACI 318S-05] . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.8. Barras con Ganchos Normales. Fuente: Elaboración basada en [RNE, 2006, ACI 318S-05] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.9. Estribos Normales y Ganchos de Amarra. Fuente: Elaboración basad en los reglamenots [RNE, 2006, ACI 318S-05] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.10. Simbología y Tolerancias de Fabricación. Fuente: [ACI315R-04, 2004] . . . . . 72 3.11. Rendimientos Mínimos. Fuente: RM N° 175 (09/04/68) . . . . . . . . . . . . 73ING. YOBER CASTRO ATAU 6 yoberc@hotmail.com
  23. 23. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE CUADROS 7 3.12. Rendimientos Mínimos. Fuente: CAPECO 2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.13. Rendimientos Mínimos. Fuente: [Vásquez, 2007] . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.14. Empalmes por traslape de barras en tracción. Fuente: Aceros Arequipa, 2008 . 84 3.15. Empalmes por traslape de barras en compresión. Fuente: Aceros Arequipa, 2008 85 4.1. Aceros ASTM A615 y ASTM A706. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.2. Espaciamiento o Separación Mínima entre Barras. Fuente: [Rondon, 2005] . . 94 5.1. Población Total (1995 – 2015). Fuente: INEI 2009 (Proyecciones Departamen- AU tales de la Población 1995 - 2015) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 AT 5.2. Población Urbana y Rural (1990 – 2025). Fuente: INEI 2009 (Proyección de la om O Población Urbana y Rural, 1990-2025) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 l.c TR 5.3. Producción actual de barras de construcción. Fuente: INEI 2009 (ACEROS ai S AREQUIPA/SIDER PERU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 tm CA 5.4. Principales reacciones químicas en el afino. Fuente: [Medina, 2006] . . . . . . 114 ho R @ E 5.5. Perfil medio ambiental del acero. Fuente: [Medina, 2006] . . . . . . . . . . . . 115 rc OB 7.1. Coeficientes Teóricos de Línea Neutra por Tipo de Refuerzo. Fuente: Autor. . . 142 be Y 7.2. Método de Medición y Esquematización de Piezas Dobladas. Fuente: Autor . . 143 yo G. IN 7.3. Longitud Desarrollada de Barras Medida a lo Largo de su Eje Neutro. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 7.4. Longitud Total del Eje Neutro, Según el Dmd y Tipo de Refuerzo . Fuente: Autor.144 9.1. Resumen Lista de Despiece de Aceros de Ø 6mm y 1/4”. Fuente: Autor. . . . . 168 9.2. Resumen Lista de Despiece de Aceros de Ø 8mm. Fuente: Autor. . . . . . . . 168 9.3. Resumen Lista de Despiece de Aceros de Ø 3/8”. Fuente: Autor. . . . . . . . . 169 9.4. Resumen Lista de Despiece de Aceros de Ø 1/2” y 5/8”. Fuente: Autor. . . . . 170 9.5. Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 6mm. Fuente: Autor. . . . . 171 9.6. Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 1/4”. Fuente: Autor. . . . . 172 9.7. Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 8mm. Fuente: Autor. . . . . 173ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  24. 24. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE CUADROS 8 9.8. (1) Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 3/8”. Fuente: Autor. . . 174 9.9. (2) Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 3/8”. Fuente: Autor. . . 175 9.10. (1) Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 1/2”. Fuente: Autor. . . 176 9.11. (2) Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 1/2”. Fuente: Autor. . . 177 9.12. Planilla de Corte y Doblado Eficiente de Acero Ø 5/8”. Fuente: Autor. . . . . 177 9.13. Resumen de Resultados Optimados. Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . 178 9.14. Comparación de Aceros por Etapas vs Optimado. Fuente: Autor. . . . . . . . . 178 9.15. Economía del Proyecto, Ejecución vs Optimado. Fuente: Autor. . . . . . . . . 178 AU 9.16. Costos por Cargas Ambientales Evitados con Optimación de Cortes. Fuente: AT Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 om O 9.17. Costos por Cargas Ambientales Evitados con Optimación de Cortes y Doblados. l.c TR Fuente: Autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 ai S tm CA 9.18. Coeficiente Experimental de Línea Neutra para φ5/8”. Fuente: Autor. . . . . . 193 9.19. Coeficiente Experimental de Línea Neutra para φ1/2”. Fuente: Autor. . . . . . 193 ho R @ E 9.20. Coeficiente Experimental de Línea Neutra para φ3/8”. Fuente: Autor. . . . . . 194 rc OB 9.21. Incremento y Decremento Teórico por Elongación. Fuente: Autor. . . . . . . . 194 be Y 9.22. Valores de Incremento y Decremento Para Refuerzo Doblados. Fuente: Autor. . 195 yo G. IN C.1. Medición de diámetros de doblado en estribos. Fuente: Autor. . . . . . . . . . 257 C.2. Medición de diámetros de doblado en estribos. Fuente: Autor. . . . . . . . . . 258 C.3. Medición de diámetros de doblado en barras principales. Fuente: Autor. . . . . 259ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  25. 25. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”Nomenclatura fc’ Resistencia especificada del concreto a la compresión (kg/cm2). AU li Longitudes demandadas de piezas u objetos pequeños. AT om OA Matriz de patrones o esquemas de corte. l.c TRAb Área de una barra individual de refuerzo. ai S tm CAaij Número de piezas de longitud i dentro de una barra según el patrón de corte j. ho R @ Ec Costo unitario del objeto o del material lineal. rc OBdb Diámetro de la barra. be Y yo G.Dd Diámetro de doblado de barra y es una medida interior. INdn Diámetro de la barra de sección circular lisa de igual masa nominal que una corrugada.di Número de piezas de longitud i demandadas.fy Límite a la tensión de fluencia.i Indica las piezas longitudinales demandadas.j Indica el esquema o patrón de corte.L Es la longitud comercial u objeto lineal en stock.ldb Longitud de desarrollo básica (cm).ING. YOBER CASTRO ATAU 9 yoberc@hotmail.com
  26. 26. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”ÍNDICE DE CUADROS 10ld La longitud de desarrollo.Pn Perímetro nominal.R Resistencia a la Tracción.Sn Sección nominal.x Variable de decisión.xj Frecuencia o número de objetos cortados según el patrón j. AU ATZ Números enteros. om O l.c TR ai S tm CA ho R @ E rc OB be Y yo G. INING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  27. 27. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental” AU Parte I AT om O l.c TR ai S tm CA Introducción ho R @ E rc OB be Y yo G. INING. YOBER CASTRO ATAU 11 yoberc@hotmail.com
  28. 28. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”Capítulo 1Introducción AU AT A continuación se describe en términos generales el sustento de la tesis “Sistematización1 om O l.c TRde Detalles, Habilitación y Armado de Aceros ASTM A615 para Construcciones de Concreto ai SArmado: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”, y los objetivos que se pretende alcanzar. tm CADel mismo modo una descripción de la estructura general. ho R1.1. Antecedentes del Problema @ E rc OB En el contexto nacional y regional, el principal indicador de crecimiento económico del be YPaís lo proporciona la industria de la construcción[INEI, 2010] y la actualidad de este sector yo G. INes prometedora, hecho que es confirmado por los índices crecientes de consumo de barras deacero, cemento, agregados, y otros materiales de construcción [INEI, 2009]. La IC2 , se ve favorecido por los gastos públicos, a través de mayor inversión en infraestruc-turas de viviendas, centros educativos, centros de salud, carreteras, puentes, servicios desaneamiento, programas gubernamentales de viviendas, etc. El sector privado interviene conmás facilidades de financiamiento para la construcción de viviendas e inversión en complejos yedificios habitacionales, centros comerciales, etc. Todo esto se equipara a las mayores necesi-dades del crecimiento poblaciónal (véase Anexo A). Dada esta gran expectativa del futuro dela construcción es posible que algunos de los actores sociales que intervienen en estos procesosdinámicos, desconozcan parcialmente o en su totalidad, el impacto que causa el boom de esta 1 Establecer un conjunto de reglas o principios sobre la materia racionalmente enlazados entre sí. 2 IC: Industria de la Construcción.ING. YOBER CASTRO ATAU 12 yoberc@hotmail.com
  29. 29. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 13actividad en el medio ambiente. Desde una óptica medio ambiental, el crecimiento del sector construcción es de vital impor-tancia por la responsabilidad del 50 % de consumo de recursos naturales, que demanda el 40 %de energía consumida y genera el 50 % del total de residuos [Arenas, 2008]. Los materiales deconstrucción empleados son de alto impacto ambiental, el consumo energético y la generaciónde residuos repercuten sobre el medio natural a través de desechos, desmontes, generación degases de invernadero, etc., con consecuencias irreversibles,[SINIA, 2010]. La tecnología más difundida en la construcción es la del concreto armado y la actividad in- AUequívoca es la manipulación de aceros de construcción, éste último es cuestionado y representa ATel principal problema que se plantea solucionar, desde la concepción de los planos estructurales, om Oen la etapa de proyecto y en la etapa de construcción, por el empleo de herramientas, mano l.c TRde obra, cortes de piezas sin control que repercuten en el 7 % al 25 % de mermas inevitables, ai S tm CAequivocados criterios de armado, que finalmente atribuyen calidad cuestionada a las estructurasque reducen su durabilidad3 . ho R @ E Otro hecho es la falta de conceptos de sostenibilidad, sistematización y optimización de rc OBrecursos materiales empleados en la construcción específicamente del acero corrugado ASTM be YA615. Existe también la carencia de un procedimiento eficiente de manipulación de aceros de yo G.construcción, desde la elaboración de los detalles de ingeniería (diseño de refuerzos), habil- INitación (corte y doblado) y el armado, que repercuten directamente en discutidos impactosambientales sin principios de sostenibilidad, por el uso ineficiente del recurso acero que gen-eran sobre costos y gastos por excesos de desperdicios. Finalmente la IC presenta una fuerteinercia frente a los cambios tecnológicos, lo que también se manifiesta en una escasa o tardíapreocupación medioambiental en comparación con otros sectores económicos. Esto se agravapor el fuerte impacto negativo que resulta de su elevado consumo de materias primas y en-ergía, así como la generación de grandes volúmenes de residuos provenientes de la demoliciónde construcciones que han concluido su ciclo de vida [Martinez, 2003]. Actualmente desdeel punto de vista medio ambiental se requiere sistematizar el proceso de manipulación del 3 La experiencia ha mostrado que el costo por no considerar la durabilidad es mayor al que se invierte si sele considera.ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  30. 30. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 14acero, mediante un conjunto de reglas ordenadas y relacionadas entre sí que contribuyan aluso eficiente del recurso acero como refuerzo del concreto armado.1.2. Justificación1.2.1. Técnica Destaca los conceptos de planos de detalles y detalles de ingeniería aplicados a proyectos estructurales de concreto armado. AU AT Incorpora información que respalde los criterios de trazado, armado y despiece de aceros, que permitan no caer en inconsistencias. om O l.c TR Permite realizar estudios de campo, e inspección de obras de concreto armado, que ai S tm CA repercuten en medidas preventivas de patologías constructivas. ho R Vierte metodologías de optimación de procesos de habilitación (corte y doblado), me- @ E rc OB diante el empleo de Planillas de Corte y Doblado Eficiente de Aceros (piezas: forma, cantidad, posición, peso, etc). be Y yo G. Se emplean modelos matemáticos, conocimientos técnicos y científicos, para desarrollar IN la herramienta informática “GySof 2010”, que optima los cortes y doblados de aceros, como primera medida para el control de desperdicios en obra. Mejora los procesos de manipulación del acero, desde la ingeniería de detalles, habil- itación, hasta el armado efectivo, que son procesos tan importantes antes del vaciado del concreto, que permite incrementar la calidad y durabilidad de las infraestructuras acabadas.ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  31. 31. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 151.2.2. Económica Permite reducir los costos de construcción superando las deficiencias de los documentos técnicos (planos de estructuras), minimizando las pérdidas económicas tradicionales, generadas en la etapa de corte y doblado, fabricación y colocación de elementos de acero corrugado en términos estrictos de cumplimiento de calidad y mediante el control de desperdicios de los mismos. AU Nos permite evitar sobre costos en transporte, mano de obra, materiales, consumo de AT recursos naturales en exeso, etc. om O Permite optimar la economía de gastos de ejecución, de mantenimiento y durabilidad l.c TR antes de la demolición de las estructuras. ai S tm CA ho R @ E1.2.3. Ambiental rc OB be Y yo G. Se justifica porque la ingeniería civil, es un campo del conocimiento y desde el cual IN debe desarrollarse estrategias tendientes a eliminar o reducir los impactos originados por las acciones relativas a la construcción, específicamente debido al uso de aceros de construcción. Permite reducir el impacto ambiental, bajo criterios de sostenibilidad, consumo racional de energía, durabilidad, y valorizando los desperdicios. Emplea la metodología irrefutable del Análisis del Ciclo de Vida, para evaluar las cargas ambientales asociadas a la actividad del uso de aceros corrugados en la construcción con concreto armado. El hecho de desarrollar GySof 2010, permite gestionar los desperdicios, controlando los cortes de aceros, reduciendo los impactos negativos hacia el medio ambiente, por elING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  32. 32. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 16 sobre consumo del recurso acero. Maximiza la utilización longitudinal de aceros comerciales, para reducir los impactos al medio natural, calidad de aire, calentamiento global, etc. Pone en valor los sobre costos ambientales intrínsecos en las actividades de manipulación de aceros corrugados. El incrementar la vida de servicio de las estructuras desde el buen uso de los aceros de construcción es una solución sencilla y a largo plazo para preservar los recursos naturales AU de la tierra. AT om O l.c TR ai S1.3. Hipótesis tm CA En muchos proyectos estructurales, los detalles de armado de los aceros ASTM A615, no ho R @ Ese ajustan a las normas vigentes ni a los criterios constructivos desarrollados, trayendo como rc OBconsecuencia cuestionamientos técnicos, desmedros ambientales y económicos. En obras de be Yconcreto armado con aceros ASTM A615, se generan entre el 7 % al 27 % de desperdicios de yo G.aceros [Soibelman, 2000]. Estos desperdicios repercuten en sobre explotación y consumo de INrecursos naturales, satisfaciendo las necesidades de la generación presente comprometiendola capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades [Gil, 2008].En muchas obras de concreto armado con aceros ASTM A615, se cometen errores de con-strucción, que sobre pasan las consideraciones técnicas, sean a nivel de doblados, formas, etc.Repercutiendo negativamente en la calidad y vida útil de la construcción, y deterioros ambien-tales, por generación temprana de desechos contaminantes. En la mayoría de los proyectos, larepresentación de los aceros en los planos (generales y de detalles), habilitación (corte y dobla-do) y el armado se realizan sin controles de calidad, que ocasionan finalmente construccionesde calidad dudosa.ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  33. 33. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 171.4. Objetivos1.4.1. Objetivos Generales Cuestionar la calidad técnica, económica y ambiental de la manipulación de aceros de construcción, demostrando las enormes pérdidas de materiales en la etapa de habilitación de aceros ASTM A615. AU Proponer conocimientos y metodologías eficientes para la sistematización de detalles, habilitación y armado de aceros, que incrementen la productividad, disminuyan los costos AT de construcción a traves del control de desperdicios y residuos, que reduzcan los efectos om O l.c TR ambientales y nos permita conducirnos al desarrollo sustentable. ai S tm CA ho R1.4.2. Objetivos Específicos @ E rc OB be Y Valorar cualitativamente y cuantitativamente la recopilación de planos estructurales en yo G. concreto armado, planos de detalles y especificaciones técnicas, contrastando con lo IN estipulado en las normas al respecto. Desarrollar estudios de campo que nos permitan conocer la realidad de las operaciones con aceros de construcción, sea desde el transporte, corte y doblado, hasta el armado de elementos estructurales. Emplear algoritmos de investigación operativa, para minimizar el desperdicio de aceros, producto de los cortes y doblados, mediante patrones de corte eficiente que cubran la demanda de elementos y piezas de acero en obra. Desarrollar el Programa Informático GySof 2010, mediante el lenguaje de programación MatLab, que genere la Planilla de Cortes y Doblados Eficientes de Aceros.ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  34. 34. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 18 Valorar cualitativamente los criterios empleados en la conformación de las estructuras de acero, amarres, dobleces, ganchos, sobre posición de aceros, continuidades, detalles de armado, etc. Valorar cuantitativamente el impacto técnico, económico y ambiental, para un caso de aplicación. Desarrollar una metodología eficiente de la ingenieria de detalles, habilitación y armado de aceros, que otorguen calidad a los trabajos con aceros, minimicen los desperdicios, AU reduzcan los costos de producción, prolonguen la vida útil de las estructuras y minimicen AT el impacto ambiental por consumo de materiales de acero en la construcción. om O l.c TR ai S tm CA1.5. Alcances y Limitaciones ho R @ E rc OB 1. El trabajo propuesto solo estudia el empleo de los aceros corrugados no soldables o be Y aceros ASTM A615 / ASTM A615M4 . yo G. 2. El trabajo pretende ser de utilidad en toda obra o proyecto ejecutado que contemple la IN especialidad de concreto armado y que emplee como refuerzo a las barras de construcción ASTM A615. 3. La optimización de cortes y doblados de aceros con GySof, está limitada al uso de una sola longitud comercial y pedidos en no mayor a 15 piezas. 4. Los fines del trabajo solo abarcan las actividades posteriores a la concepción de los proyectos estructurales de concreto armado. 5. Los alcances más importantes se dan a nivel técnico, económico y ambiental. Este último se cuantifica valorizando los costos ambientales intrínsecos a la actividad de manipulación 4 Se aplican del siguiente modo: para los pedidos en unidades pulgada-libra (corresponde a la especificaciónA615) y en unidades del SI (corresponde a la especificación A615M).ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  35. 35. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 19 de los aceros, que dan una idea general del costo real para una obra determinada.1.6. Metodologías Empleadas Consiste en los procedimientos de recopilación de información existente, inspección deobras, investigación y mediciones de campo y trabajos de gabinete.1.6.1. M. Estadísticas de Evaluación Cualitativa y Cuantitativa AU Aplicado a la evaluación de: AT om O 1. Detalles de ingeniería (Planos de Estructuras: Planos Generales y de Detalles), que l.c TR consiste en la evaluación de los planos estructurales. ai S tm CA 2. Procesos de habilitación5 de aceros, en la etapa de construcción. ho R 3. Procesos de armado (instalación de piezas), en la etapa de construcción. @ E rc OB be Y yo G.1.6.2. M. de Investigación Operativa6 IN Método científico y Metodología de la Investigación Operativa aplicado a: 1. Habilitación de aceros (optimización de cortes y doblados), esta metodología cuenta con las siguientes etapas: a) Observar el sistema considerando el objetivo que se persigue con el estudio. b) Identificar las variables y restricciones que influyen positiva y negativamente en el comportamiento del sistema y en el objetivo propuesto y determinar o calcular los parámetros de interrelación entre ellas. 5 La habilitación, consiste en el corte y el doblado de las barras de acero. 6 IO: Denominada también Investigación de Operaciones.ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com
  36. 36. “SISTEMATIZACIÓN DE DETALLES, HABILITACIÓN Y ARMADO DE ACEROS ASTM A615 PARA CONSTRUCCIONES DE CONCRETOTESIS ARMADO: Impacto Técnico, Económico y Ambiental”CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 20 c) Plantear el modelo matemático que representa el comportamiento del sistema a la luz del OBJETIVO DE OPTIMIZACIÓN perseguido. d) Encontrar una SOLUCIÓN TEÓRICA ÓPTIMA a través de algoritmos matemáticos y luego implementarla. e) Observar los resultados reales y retroalimentar hacia a) si la solución teórica difiere de la real. AU M. del Análisis del Ciclo de Vida7 AT1.6.3. Es una metodología objetiva para evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto om O l.c TRo diversos productos, para propósitos de la tesis se aplicará al uso del Acero ASTM8 A615, ai Sespecíficamente al proceso de habilitación, cuantificando el uso de materia, energía y los tm CAvertidos al entorno; para determinar su impacto en el medioambiente y poner en práctica ho Restrategias de mejora medioambiental. Tal y como se define en la norma ISO9 14040, la @ E rc OBmetodología del ACV consta de 4 fases: be Y yo G. 1. Definición de objetivos y de ámbitos de aplicación. IN 2. Análisis de inventario. 3. Evaluación de los impactos. 4. Interpretación. 7 ACV: Análisis del Ciclo de Vida. 8 ASTM: Siglas en inglés para la American Society of Testing Materials, que significa, Asociación Americanade Ensayo de Materiales. Esta asociación radicada en Estados Unidos se encarga de probar la resistencia delos materiales para la construcción de bienes. 9 ISO: Es la Organización Internacional para la Estandarización, cuyo nombre en inglés es InternationalOrganization for Standardization, promueve el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercioy comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica.ING. YOBER CASTRO ATAU yoberc@hotmail.com

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