Edificabilidad, tolerancias, levantamiento, interfaces y entrega de estructuras metálicas

Construcción de Estructura de Acero

Montaje de UMAS (Unidades de Manejo de Aire), Estructura Metálica.

El montaje de estructuras de acero consiste en el montaje de componentes de acero en un marco en el sitio. Los procesos implican levantar y colocar componentes en posición, luego conectarlos entre sí.

Generalmente esto se logra mediante atornillado, pero a veces se utiliza soldadura en el sitio. El marco ensamblado debe alinearse antes de que se complete el atornillado y la estructura se debe entregar al contratista principal.

A menudo, la capacidad de completar estos procesos de forma segura, rápida y económica se ve influenciada significativamente por las decisiones tempranas tomadas durante el diseño mucho antes de que comience el montaje. Es importante que los diseñadores comprendan claramente el impacto que pueden tener sus decisiones; La "edificabilidad" es un objetivo de diseño válido.

Una buena coordinación del sitio facilitará el buen funcionamiento del proyecto. El contratista de la acería requiere un acceso adecuado para el transporte, descarga y montaje del acero, tanto en el sitio como en los caminos de acceso circundantes o adyacentes. Es esencial disponer de un terreno nivelado bien preparado que pueda soportar las cargas de rueda necesarias. El uso del Certificado de transferencia de sitio seguro, ayudará a cumplir con estos requisitos, reduciendo así el riesgo de accidentes y demoras debido a las malas e inseguras condiciones del sitio.

Planificación de construcción de una estructura metálica

Para lograr las aspiraciones del cliente en cuanto a costos, programas y calidad, la planificación de la construcción debe comenzar desde el principio del proceso de diseño. Dicha planificación debe considerar la secuencia de construcción, los factores de diseño que afectan la edificabilidad y la práctica del sitio en términos de una planta de construcción típica.

Secuencia de construcción

En el contexto más amplio de diseño y planificación de estructuras metálicas, hay tres factores de planificación que afectan la edificabilidad del esquema. Estos son:

• Práctica secuencia de edificabilidad y levantamiento de las estructuras. La ubicación de los sistemas de arriostramiento u otros medios para mantener el equilibrio estructural son cruciales aquí.
• Sencillez de montaje. Las conexiones simplemente ensambladas son los factores principales aquí.
• Secuencias lógicas de comercio. Esto afectará la forma en que el desarrollo del programa de contrato maestro como el plan de salud y seguridad previo a la licitación se metamorfosea en el plan de salud y seguridad de la construcción.

La elección de conexiones de ensamblaje simple afectará la capacidad de utilizar la soldadura en el sitio. Para que una junta se suelde en posición en el sitio, los miembros deberán mantenerse firmemente en su posición de manera que el ajuste para la soldadura sea ​​preciso y rígido. Casi siempre esto requerirá tanto una conexión atornillada temporal como soportes temporales adicionales. La necesidad de proporcionar estas instalaciones adicionales a menudo hace que la soldadura en el sitio sea ​​una opción costosa.

Factores de diseño

Cuatro factores de diseño a considerar que contribuyen a la edificabilidad son:

• Repetición y estandarización. Hay dos aspectos de la estandarización: repetición del mismo tipo de edificio (por ejemplo, pórticos) y detalles comunes / estándar para las conexiones.
• Tolerancias alcanzables. Si se especifican tolerancias "estrictas", se necesitarán controles especiales y posiblemente detalles especialmente diseñados.
• Tipo de marco. Aquí, la elección principal es entre marcos arriostrados o marcos continuos.
• Sistemas de suelo. Para los marcos de varios pisos, la elección del sistema de piso afectará la secuencia de montaje, ya que determina la estabilidad de la estructura de la parte montada.

Práctica del sitio

Grúas torre en un importante proyecto de construcción.

El parámetro clave al planificar la construcción es el número de piezas.

Con un solo gancho en uso y pesos de pieza promedio de alrededor de 500 kg, esto da como resultado una tasa de edificación de la estructura de alrededor de 100 toneladas por semana que libera más de 1200 metros cuadrados de cubierta por semana.

Este es un peso de pieza relativamente pesado para una estructura de altura media, pero el objetivo de área depende del número de piezas, no del peso.

Grúas torre en la construcción de una estructura metálica de un edificio industrial de una sola planta

El número de piezas erigidas depende de la elección de la grúa y de su disponibilidad para el montaje de acero en lugar de otras actividades de construcción.

Las grúas varían en cuanto a su rapidez de movimiento (desplazamiento del gancho, giro y trasluchada), y su productividad general también puede verse influida por una elección acertada de la ubicación dentro del espacio del sitio.

Si son necesarios dos elevadores de grúa, las reglas para su uso en tándem imponen una penalización significativa en términos de tiempo necesario para reforzar, levantar y colocar cargas. Las tasas de edificación de la estructura metálica, también se ven influenciadas por si se pueden usar métodos y dispositivos especiales de aparejo para reforzar y liberar cargas.

Erigiendo una estructura de acero

El montaje de acero estructural consta esencialmente de cuatro tareas principales:

• Establecer que los cimientos son adecuados y seguros para que comience la construcción.
• Levantamiento y colocación de componentes en su lugar, generalmente con grúas, pero a veces con gatos. Para asegurar los componentes en su lugar, se realizarán conexiones atornilladas, pero aún no estarán completamente apretadas. De manera similar, los refuerzos pueden no estar completamente asegurados.
• Alinear la estructura, principalmente comprobando que las bases de las columnas estén alineadas y niveladas y que las columnas estén a plomo. Es posible que sea necesario cambiar el empaque en las conexiones de viga a columna para permitir ajustar la plomada de la columna.
• Atornillado, lo que significa completar todas las conexiones atornilladas para asegurar e impartir rigidez al marco.

Técnicas para erigir una estructura

Plataformas de trabajo elevadoras móviles PEMP en un marco estructural parcialmente montado de una construcción metálica.

Las grúas y las PEMP (plataformas de trabajo elevadoras móviles, en inglés MEWP, Mobile Elevating Work Platforms) se utilizan principalmente para la construcción de estructuras de acero para edificios y puentes, aunque a veces se utilizan otras técnicas para la construcción de puentes de acero. Generalmente, las grúas se pueden dividir en dos categorías amplias, móviles y no móviles. La primera categoría incluye grúas montadas sobre camión, grúas sobre orugas y grúas todo terreno, mientras que la segunda categoría incluye principalmente grúas torre.

Las PEMP se utilizan para acceder a la estructura de acero durante el montaje, es decir, para atornillar las piezas que levanta la grúa. Sin embargo, las PEMP en sí pueden usarse tanto en el suelo como en la estructura de acero parcialmente erigida para levantar elementos de acero más ligeros directamente, siempre que se tomen medidas especiales para soportar la PEMP (por ejemplo, secciones de acero que actúen como rieles apoyados en el acero parcialmente montado). Además, será necesario comprobar que la estructura de acero puede soportar el peso de la PEMP.

Grúas móviles

Una grúa montada sobre camión en un viaducto.

Normalmente, las grúas montadas en camión no requieren una grúa de respaldo para el montaje en el sitio y requieren muy poco tiempo de configuración. Estos dos atributos significan que son adecuados para trabajos de un solo día. Su principal inconveniente es que, para lograr una alta capacidad de elevación desde un vehículo ligero, se requiere una huella más grande que para una grúa sobre orugas equivalente. El tamaño de la huella se puede aumentar utilizando estabilizadores, pero se necesitan buenas condiciones del terreno para proporcionar una base sólida y garantizar una estabilidad adecuada.

Grúa sobre orugas instalando un puente.

Las grúas sobre orugas son más resistentes que las grúas sobre camión. Por tanto, las condiciones del suelo son menos críticas. Las grúas sobre orugas pueden viajar con cargas suspendidas en el sitio, porque son estables sin el uso de estabilizadores. También tienen una capacidad de elevación relativamente alta. El alquiler diario no es posible para las grúas sobre orugas, porque el transporte desde y hacia el sitio es caro y requieren montaje en el sitio. Sin embargo, son más competitivas que las grúas montadas sobre camión durante largos períodos en el sitio en una ubicación relativamente fija.

Grúas todo terreno edificando una estructura metálica.

Las grúas todo terreno ofrecen un compromiso entre las ventajas y desventajas de las grúas sobre orugas y las grúas sobre camión. Son aproximadamente un 20% más caros de contratar que estos últimos.

Las grúas móviles típicas, ya sean sobre orugas, grúas sobre camión o todoterreno, tienen una capacidad nominal de entre 30 y 50 t.

Los ejemplos más grandes se clasifican en más de 1000 t. Sin embargo, la capacidad de elevación real es una función del radio y puede ser mucho menor que la capacidad nominal para una situación dada. Los equipos de 'elevación pesada' se pueden utilizar para aumentar la capacidad de grúas grandes para aplicaciones puntuales.

Grúas torre

Grúas torre.

Las grúas torre deben ensamblarse en el sitio, debido a su tamaño, y esta operación a menudo requiere una segunda grúa (generalmente montada en camión). Por lo tanto, la instalación y el desmantelamiento son costosos.

También tienen una velocidad de elevación relativamente lenta, lo que significa que solo se utilizan cuando las condiciones del lugar impiden una alternativa. Una consideración adicional al especificar una grúa es que las grúas torre son "vulnerables" a la carga del viento, lo que puede impedir el uso de la grúa en ocasiones.

Sus ventajas son la capacidad de elevarse a mayores alturas que un móvil y de elevar su capacidad nominal en una proporción significativa de su rango de radio. La geometría de la grúa significa que una grúa torre se puede erigir cerca o dentro del marco del edificio. Incluso se puede atar una grúa torre al marco del edificio para proporcionar estabilidad a medida que aumenta la altura. Alternativamente, se pueden utilizar grúas trepadoras.

Tasas típicas de montaje para el levantamiento de la estructura

Las tasas de montaje típicas y, por lo tanto, el programa del sitio, dependen en gran medida del número de elevadores de grúa que se necesitan. Para reducir este número, conviene aprovechar al máximo las unidades premontadas. Alternativamente, si la disponibilidad de la grúa es un problema, el uso de plataformas de acero, que se pueden colocar a mano, es preferible a las unidades de hormigón prefabricado que requieren una grúa para la colocación individual. Un 'recuento de piezas' es una forma útil para que el diseñador evalúe el número de elevaciones necesarias y, por lo tanto, la duración de la instalación.

Revestimiento, nivelación y fontanería

El revestimiento, la nivelación y la plomería consisten en una interacción entre el ingeniero del sitio que usa el instrumento de levantamiento y la cuadrilla de montaje que realiza el ajuste y calce final de los pernos. Mediante el uso progresivo de cuñas, gatos, elevadores de tracción y dispositivos de tracción patentados como Tirfors, la cuadrilla de montaje persuade al marco para que se mueva a una posición aceptable para el ingeniero de verificación y luego lo atornilla firmemente. En este proceso se supera alguna falta de ajuste y se crea otra. Si esto último es adverso, se realizan correcciones locales. El equipo rara vez regresa a un marco una vez que ha sido revisado, conectado y atornillado.

En el pasado, ocasionalmente ha habido cierta confusión sobre las responsabilidades del contratista de la estructura de acero, particularmente cuando las cargas impuestas sobre el marco después de la construcción (por ejemplo, desde pisos y revestimientos, etc.) resultan en movimientos que afectan la precisión dimensional de la estructura de acero. Sin embargo, a menos que se indique lo contrario, el contratista de la estructura de acero solo es responsable de la precisión de la posición del marco de acero bajo su propio peso.

La persona responsable de la estabilidad general de la estructura debe determinar si los movimientos debidos a tales cargas de construcción son importantes o no, y si es necesario un refuerzo temporal hasta que la estructura esté en su condición final.

Tolerancias

Las tolerancias en la geometría del marco y del miembro se especifican para garantizar que la geometría del marco "tal como se construyó" cumpla con los supuestos del diseñador.

Hay dos tipos de tolerancia en las estructuras metálicas; Tolerancias esenciales y funcionales. Ambos son obligatorios. Las tolerancias esenciales son las asociadas con la resistencia y estabilidad de la estructura, mientras que las tolerancias funcionales son las asociadas con el ajuste. Además, hay dos clases de tolerancias funcionales. La clase 1 se considera apropiada para estructuras normales. La clase 2 es más estricta y solo debe especificarse si es necesario, por ejemplo, en una interfaz crítica.

El objetivo de las tolerancias esenciales es garantizar que las imperfecciones "tal como se construyeron" no sean mayores que las asumidas en los cálculos de diseño estructural.

El cumplimiento garantiza que las desviaciones del marco no causarán fuerzas secundarias mayores que las permitidas en el diseño. También garantiza que la falta de ajuste entre los miembros del marco no será excesiva. La falta de ajuste limitada se puede solucionar utilizando un empaque adecuado, sin afectar negativamente el rendimiento de las conexiones. El cumplimiento de Requisitos técnicos para estructuras de acero, no garantiza que los componentes del marco encajen entre sí dentro de una envolvente que sea adecuada para los demás componentes del edificio. Se requieren sistemas secundarios para acomodar sistemas envolventes de revestimiento metálico, que pueden requerir tolerancias más estrictas que la estructura de acero para el marco estructural principal.

Para satisfacer condiciones más amplias de las tolerancias, en la ejecución de estructuras de acero, se deben abordar la calidad y edificabilidad de la estructura, y los requisitos para que los componentes encajen dentro del sobre especificado.

Ejemplo de tolerancia en el levantamiento de un marco estructural metálico.

Interfaces

Interfaces estructurales

La interfaz estructural principal que afecta la construcción de acero es cómo se conectará el marco a sus soportes. En la práctica, se utilizan generalmente pernos de sujeción que se colocan en el lugar con cierto margen para el ajuste lateral. Los pernos moldeados en el lugar tienen la ventaja de que pueden contribuir a la estabilidad de la superestructura de acero de inmediato, siempre que se aprieten y calcen adecuadamente. El problema con la fundición de pernos sin ajuste es principalmente para el contratista de cimientos y no para el constructor de acero.

El uso de fijaciones postaladradas requiere que el equilibrio de la estructura se asegure temporalmente utilizando, digamos, varillas. Esto rara vez es económico para los miembros primarios del marco, pero a menudo se usa para miembros secundarios como postes de viento para acristalamientos. Estos se pueden ofrecer después de que el marco principal esté alineado de forma segura y mantenido en su posición utilizando el marco principal mientras se perforan las fijaciones de la base.

Las mismas consideraciones se aplican cuando el marco de acero debe fijarse a un núcleo de hormigón o una pared de mampostería. Idealmente, una placa de fijación de acero ajustable debe ser moldeada en la pared, luego inspeccionada y ajustada de manera que el proceso subsiguiente involucre simplemente como un montaje de acero a acero.

El hormigón se vierte sobre una plataforma compuesta.

En la construcción compuesta, es posible que sea necesario evaluar la plataforma de metal para determinar su capacidad para estabilizar los miembros de acero a los que se adhiere en la condición temporal antes de colocar y curar el concreto. La etapa de "hormigón húmedo" es a menudo cuando la plataforma está "trabajando duro" para proporcionar soporte para la carga muerta que es bastante alta.

De manera similar, con los tablones de hormigón prefabricado para pisos / techos, a menudo las condiciones más críticas surgen durante la colocación de las unidades. Se debe prestar atención para garantizar que las condiciones de carga asimétricas que puedan surgir se controlen cuidadosamente.

Montaje de tablones de suelo prefabricados.

Por último, los elementos primarios del marco, como las vigas de los pórticos, pueden depender de elementos secundarios como correas, ataduras y rodilleras para su estabilidad, incluso solo con el peso propio. En ocasiones, estos elementos secundarios pueden ser madera. En todos estos casos, es necesario que los montadores comprendan claramente cuántos miembros secundarios deben estar en su lugar (y con qué seguridad deben estar conectados) antes de que se suelte la grúa que levanta el miembro del marco primario.

Interfaces no estructurales

Ejemplo de conexión de una fachada acristalada a una estructura de acero.

Las interfaces no estructurales que son comunes en los edificios con estructura metálica en acero incluyen:

• Puntos de conexión y penetraciones para servicios de M&E.
• Instalaciones de ascensores.
• Paneles internos de acondicionamiento que incluyen placas de protección contra incendios.
• Muros perimetrales e internos de mampostería.
• Paneles metálicos de revestimiento para techo y paredes.
• Muros cortina.
• Acristalamiento para fachadas y lucernarios.

La fuente más frecuente de dificultad durante el montaje está asociada con el ajuste entre la estructura de acero montada y los componentes que requieren tolerancias estrictas. Los casos comunes son instalaciones de ascensores, paneles de revestimiento de paredes de "alta tecnología" y acristalamientos de fachadas.

Como se mencionó anteriormente, las tolerancias están determinadas por lo que es económico dentro de la capacidad de proceso de la industria y lo que es necesario por razones de estabilidad estructural. Para determinar qué ajustes o holguras particulares podrían ser necesarios en una interfaz de soporte entre el marco de acero y un componente ajustado, se necesita una estimación de la variabilidad de la posición de soporte ofrecida por el marco de acero montado. Se necesitará una estimación separada de la variabilidad basada en los detalles del componente soportado y sus tolerancias dimensionales asociadas. Por lo general, se concluirá que los tacos de soporte deben incorporar capacidad de ajuste en el punto de interfaz de unión.

En algunos casos, puede haber razones arquitectónicas o de ingeniería por las que el rango de ajuste deba ser limitado. Puede haber restricciones estéticas o, en casos extremos, la excentricidad adicional de la carga podría ser crítica. Quizás las juntas entre los componentes solo puedan adaptarse a una cantidad limitada de ajuste. En tales casos, trabajando el cálculo 'al revés' es posible deducir qué restricciones podrían imponerse a las desviaciones permitidas para la estructura de acero erigida, pero habría costos asociados con estas tolerancias más estrictas.

Instalaciones de páneles de revestimiento pesados.

Para paneles de revestimiento pesados y paredes de mampostería, la contribución de la deflexión bajo carga es a menudo un problema importante. Se puede utilizar el pre-combadura para compensar la deflexión prevista bajo carga muerta, pero las estimaciones de deflexión generalmente no son exactas.

Entonces, el peligro podría ser planificar las restricciones necesarias como se describió anteriormente, pero ignorar cualquier incertidumbre en la estimación de la deflexión. Suponiendo que el cálculo de la deflexión sea totalmente preciso, podría conducir al descubrimiento de esta contribución a la variabilidad general solo después del montaje en el sitio, con la consiguiente interrupción mientras se resolvía la solución.

Atornillado del sitio

Instalación de pernos en el sitio.

Las conexiones del sitio generalmente deben estar atornilladas, ya que es más rápido, menos susceptible a las malas condiciones climáticas y tiene requisitos de inspección y acceso menos onerosos que la soldadura del sitio.

La práctica de empernado estructural (para edificios) se basa predominantemente en pernos no precargados de clase de propiedad 4.6 y 8.8 según BS EN 15048 [2] , generalmente usados ​​en orificios de 2 mm de espacio libre. La opción recomendada de pernos completamente roscados M20 8.8 está disponible fácilmente. Los pernos de la clase de propiedad 4.6 se utilizan generalmente solo para fijar componentes más ligeros, como correas o rieles de láminas, cuando se pueden adoptar pernos de 12 mm o 16 mm. Generalmente, solo se utilizan pernos HR del sistema, como se recomienda.

Puede haber situaciones, por ejemplo, un empalme de columna sujeto a grandes inversiones de carga en una bahía arriostrada, donde el diseñador considera que el deslizamiento de la junta es inaceptable. En estos casos, se deben utilizar pernos precargados de clase 8.8. Los pernos precargados también se utilizan principalmente en puentes.

Se tienen en cuenta los siguientes puntos para los pernos:

• Los pernos precargados deben usarse ÚNICAMENTE donde el movimiento relativo de las partes conectadas (deslizamiento) sea inaceptable, o cuando exista la posibilidad de carga dinámica.
• Se debe evitar el uso de pernos de diferente grado del mismo diámetro en el mismo proyecto.
• No se requieren arandelas para la resistencia con pernos no precargados en los orificios de paso normales.
• Cuando sea apropiado, los pernos, tuercas y arandelas deben suministrarse con un revestimiento de protección contra la corrosión que no requiera protección adicional en el sitio.
• Deben racionalizarse las longitudes de los pernos.

La práctica común es especificar pernos completamente roscados, lo que significa que un tamaño de perno puede usarse universalmente para una gran cantidad de conexiones. Se recomienda el uso de pernos M20, 8.8 completamente roscados de 60 mm de largo, ya que alrededor del 90% de las conexiones simples se podrían realizar utilizando tales pernos.

Aunque existen posibles costos de fabricación adicionales menores debido a un aumento en la longitud promedio del perno y la necesidad de más roscado, es posible obtener ahorros generales significativos cuando se utilizan pernos estándar completamente roscados:

• Precios reducidos debido a compras a granel.
• Compras 'justo a tiempo' (JIT).
• No es necesario compilar listas de tornillos extensas (dando detalles de los tipos y ubicaciones de los tornillos).
• Stock más pequeño.
• Menor manipulación debido a una clasificación reducida.
• Erección más rápida.
• Errores reducidos (por lo tanto, mayor seguridad).
• Reducción del desperdicio.

Soldadura en obra

Instalación de pernos en el sitio.

Normalmente, no se prefiere la soldadura en el sitio si es posible una conexión atornillada adecuada.

Cuando se adopta la soldadura en el sitio, se deben tomar medidas para la protección contra las inclemencias del tiempo y se necesita un buen acceso tanto para la soldadura como para la inspección. Proporcionar tal protección y acceso puede tener implicaciones para el programa, así como los costos directos involucrados.

Se recomienda que la soldadura en el sitio se lleve a cabo bajo el control de un coordinador de soldadura competente en el sitio, designado por el Coordinador de soldadura responsable. El alcance de las pruebas no destructivas suplementarias de rutina para la soldadura en el sitio es generalmente el mismo que el de la soldadura en fábrica.

Sin embargo, se recomienda que la extensión de las pruebas sea del 100% para las soldaduras en el sitio en un nuevo proyecto hasta que el Coordinador de soldadura responsable esté satisfecho de que se pueden mantener niveles de calidad adecuados.

Trabajos temporales

Las obras temporales se asocian más generalmente con la construcción de puentes, pero los siguientes puntos también pueden aplicarse a los edificios de acero. Hay tres categorías de obras temporales, todas las cuales deben ser justificadas y proporcionadas o adquiridas de manera oportuna y económica:

• Elementos que son integrales con los componentes del puente de acero, como orejetas de elevación, refuerzos temporales y rigidez local . Estos se proporcionan mejor en el curso normal de fabricación, por lo que se requiere información durante los períodos iniciales antes de que comience la preparación en la fábrica.
• Elementos que afecten a las subestructuras o requieran cimentaciones temporales. Estos requieren enlace con el contratista de obra civil e información a tiempo para cumplir con su programa de construcción.
• Artículos que deben adquirirse o fabricarse especialmente, por ejemplo, caballetes o aparejos de lanzamiento. Se requiere tiempo suficiente desde la publicación de la información de diseño para adquisiciones económicas.

Los elementos de las obras temporales que son parte integral de la estructura de acero permanente pueden incluir:

• Elementos de arriostramiento y conexiones necesarios para la estabilidad durante el montaje o el hormigonado de la plataforma.
• Accesorios de elevación para miembros individuales o conjuntos (por ejemplo, orejetas de elevación soldadas o atornilladas, orificios perforados para cáncamos o cornamusas).
• Agujeros perforados para sujeción estructural antes de fijar los cojinetes.
• Guías y tacos de acero para facilitar la alineación, el carenado y la sujeción de las conexiones para soldar
• Agujeros perforados o accesorios soldados para asegurar el acceso del personal, protección de bordes y sistemas de detención de caídas.
• Escuadras atornilladas o soldadas para trabajos posteriores incluyendo cimbra.

Muchos de estos elementos menores se pueden detallar, en consulta con el diseñador de la obra permanente, de modo que no sea necesario retirarlos después de su uso, lo que evitará el riesgo de daños y la necesidad de trabajos de reparación e inspección adicional. Cuando las orejetas de elevación, por ejemplo, no se pueden detallar para despejar el refuerzo de la plataforma, se pueden quitar mediante procedimientos de corte aprobados, por ejemplo, 25 mm por encima de la brida.

Entrega de la construcción metálica

Edificación de una estructura metálica.

El objetivo final del proceso de montaje es entregar el marco estructural metálico a los siguientes oficios en condiciones aceptables. El criterio clave aquí es la precisión posicional del marco montado, y esto depende de la comprensión de cómo se controla la posición erigida de un marco de acero.

Una estructura con armazón de acero es un conjunto muy grande de una gran cantidad de componentes relativamente delgados y flexibles. Se buscan precisiones generales de aproximadamente 1 parte en 1000 para plomada y línea de la estructura completa, utilizando componentes que pueden fabricarse individualmente con mayor variabilidad que 1 parte en 1000. Además, deformaciones como la flexión de la estructura bajo peso propio de acero afectan su posición real. Se necesita una comprensión clara tanto de los conceptos involucrados como de los métodos utilizados para controlar la posición erigida de un marco de acero.

Dentro de un plan de inspección y prueba, las pruebas realizadas en la entrega de una estructura de acero erigida podrían considerarse pruebas de aceptación final.

Para que sean significativas, todas las pruebas requieren que se especifique lo siguiente:

• El método de prueba.
• La ubicación y frecuencia de las pruebas.
• Criterios de aceptación.
• Acciones a tomar si no se logra el cumplimiento.

En primer lugar, un levantamiento dimensional es el método habitual de prueba, pero su precisión está limitada por la precisión del equipo topográfico. Las dimensiones solo se miden como máximo a 2 mm y, a menudo, a 5 mm, utilizando instrumentos ópticos. Esta precisión limitada significa que es posible que no sea posible lograr o demostrar la conformidad del marco.

En segundo lugar, la ubicación y la frecuencia de las comprobaciones bien podrían representar menos de una cuarta parte de todos los puntos de conexión de la trama principal.

En tercer lugar, el procedimiento normal para la alineación de columnas mediante plomería (ver antes) no es una prueba de aceptación final como tal.

La demostración del cumplimiento mediante un estudio tridimensional completo de la estructura completa como prueba de aceptación final no es práctica debido a la dificultad, el tiempo y los gastos. Tampoco es necesario si el propósito es asegurar la estabilidad de la estructura. Cuando se satisfacen las tolerancias en una parte representativa de la estructura del marco, se puede suponer que las desviaciones en el resto del marco son aceptables basándose únicamente en una inspección visual.

Las tolerancias especificadas para estructuras de acero montadas, asumen que la posición del marco se verifica solo bajo el peso propio de los miembros de acero. También se debe tener en cuenta el hecho de que la posición del cuadro variará según la carga del viento, por lo que las comprobaciones deben realizarse en condiciones de clima tranquilo. También se debe considerar la influencia de las temperaturas diferenciales; se especifica una temperatura de referencia de 20 ° C.

Se deben establecer certificados de muestra para confirmar formalmente que la estructura de acero ha sido verificada en cuanto a nivel y alineación, etc. y que está lista para la instalación de la plataforma metálica y, posteriormente, la siguiente fase del trabajo de construcción.

Instalación de tarimas metálicas

Instalación de Tarimas metálicas.

Los suelos compuestos, que comprenden tarimas de acero perfilado y hormigón in situ, se utilizan ampliamente en edificios de varios pisos con estructura de acero. Tienen un historial probado de proporcionar una solución económica que se puede montar de forma rápida y segura.

La principal ventaja de utilizar una plataforma de acero en la etapa de montaje es que la plataforma se puede utilizar como encofrado permanente sin apuntalar cuando las vigas de soporte no están a más de 3 m a 3,5 m de centro. Para luces mayores, se necesita apuntalamiento o una plataforma con un perfil 'profundo'. El diseñador debe adoptar un plan de encuadre que refleje el hecho de que la plataforma se extiende en un solo sentido (usando una cuadrícula regular, con vigas ortogonales cuando sea posible).

Las hojas se colocan a medida que avanza la construcción del edificio. De esta manera, la plataforma proporciona una plataforma de trabajo en cada nivel del piso, eliminando así la necesidad de plataformas temporales. También sirve como plataforma de emergencia para proteger a los operarios que trabajan en niveles inferiores de los objetos pequeños y reduce la altura efectiva a la que deben trabajar los montadores.

Para acelerar el montaje, la plataforma normalmente se fija a las vigas mediante pasadores disparados.

Esta unión positiva ayuda a mantener la estabilidad de la estructura de acero durante el montaje y restringe lateralmente las alas superiores de las vigas durante el vaciado de la losa. En los extremos de cada hoja, los pasadores deben colocarse en centros de 300 mm, pero sobre las vigas intermedias el espacio se puede aumentar a 600 mm. Si se requiere que la plataforma actúe de manera compuesta con la viga, se requiere un accesorio adicional. Esto generalmente se logra mediante la soldadura a través de la plataforma de los conectores de corte.

Protección de los bordes

La protección del borde del perímetro debe colocarse en todos los perímetros, huecos internos y bordes de fase para evitar caídas desde altura. Debe estar en su lugar antes de que comience la instalación de la plataforma en cada piso o fase.

Métodos de detención de caídas

Además de la provisión de protección de bordes en el nivel de trabajo, las posiciones de trabajo para los operarios de plataformas requieren la provisión de sistemas de detención de caídas. Estos son tres sistemas principales para proporcionar detención de caídas que se utilizan para la instalación de terrazas:

• Redes de seguridad: detención de caídas colectiva y pasiva.
• Colchonetas / cojines de seguridad: detención de caídas colectiva y pasiva.
• Líneas y arneses para correr: detención de caídas personal y activa.

La elección del sistema dependerá de una serie de factores específicos de los proyectos individuales. Estos incluirán el tipo de estructura (acero / mampostería), alturas de pisos, diseños y métodos de acceso. Sin embargo, los sistemas de detención de caídas que brindan protección colectiva y pasiva (por ejemplo, redes y colchonetas de aire / cojines) son preferibles en principio, ya que protegen a todos los que trabajan dentro de sus límites y no dependen de personal individual que actúe para garantizar su propia protección. Cualquiera que sea el método que se utilice, requiere una planificación e implementación cuidadosas.

Salud y Seguridad

Ejemplo de un sistema de trabajo seguro con redes y protección de bordes.

Según los requisitos de las Regulaciones, el contratista principal tiene la responsabilidad general de la salud y la seguridad durante la construcción, y esta responsabilidad se efectúa a través del Plan de Salud y Seguridad de la Construcción a medida que desarrolla el plan para el nuevo edificio o la construcción del puente.

Los principales objetivos de seguridad en la construcción de estructuras de acero son :

• Posiciones de trabajo y acceso seguro.
• Elevación y colocación segura de componentes de acero.
• Estabilidad y adecuación estructural de la estructura parcialmente erigida.

Los peligros más graves durante el montaje de acero están relacionados con las caídas de altura, ya sea desde posiciones de trabajo o al acceder a ellas. Otros peligros graves están relacionados con la inestabilidad estructural o fallas durante el montaje y al manipular, transportar y levantar componentes pesados. El sistema de gestión de la salud y la seguridad del contratista de la acería aborda los peligros y riesgos particulares en la construcción de acero, así como la gama normal de problemas al trabajar en las obras. Su planificación para la salud y la seguridad es sistémica para toda la preparación para el montaje mediante la evaluación de riesgos, el diseño de sistemas de trabajo seguros y la elaboración de la declaración del método de montaje.

La cooperación entre el contratista de la acería y el contratista principal es esencial en las etapas de planificación e implementación; también lo exige la ley. El plan de seguridad del contratista de la acería elaborado para el proyecto será complementario al Plan de Seguridad y Salud de la Construcción.

Esto se desarrolla específicamente para proporcionar un enfoque coherente de las condiciones seguras del sitio y ayudar a los clientes, contratistas principales y contratistas de la acería por igual a cumplir con sus respectivas responsabilidades según las normas de salud y seguridad.