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7/24/2019 Icha Presentacion Conexiones
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B y C Ingeniera
DISEO DE CONEXIONES
MARCO CONCEPTUAL
Prepar: Sergio Crdova A.
scordova@bybing.cl
Mayo 2014
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Mercado de Estructuras Metlicas:Clientes Globales y Proveedores Globales
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Estructuras Metlicas:Mercado diversificado, segmentado
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Las caractersticas del sector, clientes globalizados,altos estndares de calidad y competencia global,hacen que la Innovacin de Procesos sea una tareaineludible para mantener la competitividad en el rubro.
Pilares de la Innovacin:
Administracin del Conocimiento: KBM
Mejora de Procesos como un actividad permanente.
Excelencia Operacional: Competitividad.
Motivacin:
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Innovacin:
Cambia la forma de hacer las cosas, reemplaza procesos,productos o servicios, demanda profesionales con otrashabilidades y genera nuevos negocios.
No Innovar asegura la obsolescencia
Mejora continua:
Obtiene un mejor rendimiento de los procesos existentes,reduce costos, incrementa productividad, eliminareprocesos, mejora calidad, aumenta la competitividad.
No Mejorar, es empeorar
Innovar: Saltos cunticos
Mejorar: Proceso continuo
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Proceso inserto en una cadena de valor:
IngenieraConceptual
IngenieraBsica
IngenieraDiseo
Fabricacin Montaje
Detallamiento Workshop
Flujos de informacin directos
Flujos de informacin inversos
El suministro de estructuras siempre es ruta crtica yafectan procesos de alto valor.
Fabricacin de Estructuras:
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Objetivo:
Transformar el diseo al lenguaje del fabricante
Proceso altamente tecnificado: Modelos 3D y 4D
Representa un 50% del tiempo total de fabricacin.
Diseo conexiones: Asegura la estabilidad estructural.
Conexiones agregan entre un 8 y 25% del peso.
Proceso Fabricacin: Detallamiento
DetallamientoInput: Planos deDiseo + Normas
Output: Planos deFabricacin + Listados
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Uso de software 3D: Maquetas digitales
Modelos 4D: Maquetas digitales temporizadas.
Proceso Fabricacin: Detallamiento
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Informacin temprana para activar las compras de materiales.
Asegurar el calce de estructuras.
Resolver interferencias.
Definir ID para trazabilidad de piezas y elementos.
Coordinacin multidisciplinaria con el resto del proyecto: BIM
Verificacin del montaje simulado en digital.
Plantear mejoras al diseo y al proceso constructivo.
Diseo de Conexiones.
Proceso Fabricacin: Detallamiento
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Objetivo: Materializar las estructuras
Toma 50% del tiempo total de fabricacin.
Proceso intenso en Materias Primas y Mano de Obra.
Involucra el abastecimiento, dimensionamiento de placasy perfiles, perforado, soldado, pintura y logstica.
Proceso Fabricacin: Workshop
WorkshopInput: Planos de
fabricacin +ABM + CN
Output: Elementos ycomponentes
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Trazado Manual: Huincha, escuadra, compas y tiza
Inicialmente se recurra a tcnicas de
trazado manual con fuerte incidenciadel factor humano, generandograndes problemas de calce.
Corte automtico de fajas y procesos de Control Numrico CN:
En la actualidad los procesos decorte y dimensionamiento son
altamente automatizados con mnimaintervencin humana, asegurandouna calidad homognea y el calce enel armado de la estructura.
Proceso Fabricacin: Workshop
Evolucin Tecnolgica
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Equipos de control numrico:
Se alimentan con la informacin numrica de la maquetaelectrnica y en base a coordenadas generan
instrucciones para cortar, perforar, recortar, biselar deforma automtica, sin necesidad de trazar y con
mnimas prdidas de material (Nesting):
Proceso Fabricacin: Workshop
Evolucin Tecnolgica
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Cadena de Valor:
Ej. Diseo Detallamiento - Fabricacin
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Cadena de Valor:
Ej. Diseo Detallamiento - Fabricacin
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Marco Normativo:
Diseo de Conexiones en Chile
Diseo Esttico: AISC 360
Diseo Ssmico:
NCh 2369: Para estructuras industriales
AISC 341: Seismic Provisions
Fabricacin: NCh 428, en revisin por ICHA
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Diseo Esttico: AISC 360 AWS D 1.1: Diseo y ejecucin de soldaduras
Condiciones de Borde: Baja incertidumbre Cargas conocidas
Peso propio.
Equipos.
Sobrecargas acotadas: NChSobrecargas de Uso.
Sobrecargas de operacin.
Diseo de conexiones:
Por Carga Solicitante.
Por % de Capacidad de los perfiles: Cubrir los FU
Marco Normativo:
Diseo de Conexiones Estticas
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NCh 2369: Aplicacin en estructuras industriales, hace unareferencia muy bsica para el diseo de conexiones.
AISC 341: Seismic Provisions AWS D 1.8: Complemento a la D1.1, aplica al SFRS AISC 358: Conexiones precalificadas (ensayadas)
Condiciones de Borde: Alta incertidumbre Cargas desconocidas (ssmicas) Sismo reducido por factor R para facilitar el diseo Disipacin por ductilidad, incursin en rango no lineal
Diseo de conexiones: 100% Capacidad del perfil La conexin debe asegurar que el perfil se plastifique
Conexiones SC, de Deslizamiento Crtico
Marco Normativo:
Diseo de Conexiones Ssmicas
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NCh 2369:
Solicita conexiones al 100% capacidad del perfil. Conexiones SC: Solo reconoce clase A
AISC 341: Seismic Provisions Solicita conexiones al 100% capacidad, incrementada
por factores Ry sobre la fluencia del acero (1,3 a 1,5) Buen tratamiento del sistema sismorresistente, SFRS AWS D 1.8: Requisitos adicionales a D1.1 que
afectan diseo y fabricacin de elementos ssmicos.
AISC 358: Conexiones validadas mediante ensayos.
El 80% de las conexiones que se usan en Chile no sonprecalificadas. Ensayos?? Sin embargo en general han
demostrado buen comportamiento.
Marco Normativo:
Diseo de Conexiones Ssmicas: Comentarios
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Conexiones con perfiles HSS:Privilegiar traspaso carga a travs del perfil
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Conexiones con perfiles HSS:Compatibilidad con otras geometras
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Conexiones con perfiles HSS:
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Conexiones con perfiles HSS: Continuidad de alasy traspaso de corte por el manto
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Conexiones con perfiles HSS: Evitar AxialesSsmicos directos al manto
NO!!
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Conexiones: Total factibilidad de fabricacin sise transforman en planchas CN + Soldaduras.
Conexiones =
Planchas fabricadas por Control Numrico
+ Soldaduras de
buena calidad
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Fabricacin con perfiles tubulares:Entregas secuenciadas
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Fabricacin con perfiles tubulares:Calce en estructuras con geometras complejas
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Fabricacin con perfiles tubulares:Tolerancias: Montaje y funcionalidad estructural
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Fabricacin con perfiles tubulares:Conexiones con rtulas (geometra variable).
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Fabricacin con perfiles tubulares:Soluciones de maestranza y de terreno
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A nivel de fabricacin, la conexin se reduce a planchas fabricadaspor CN y soldaduras de buena calidad.
Segn lo anterior, Chile cuenta con tecnologa para procesar perfileslaminados HSS y existe probada experiencia de diseo ssmico deconexiones.
Para las planchas de conexin ssmicas de deben usar aceros
similares al acero del perfil. Para conectar los perfiles HSS serecomiendan planchas de acero A572 Gr.50 que en Chile seencuentran en stock, dado que utiliza para la fabricacin de puentes.
Privilegiar el traspaso de cargas ssmicas con elementos continuos
a travs del perfil HSS y no directamente por el manto.
La solucin alternativa no es atractiva: Perfil tubulares soldado??,planchas soldadas en sus esquinas, soldaduras de alta complejidad,
alto costo y procesos de calidad fuertemente controlados.
Conclusiones:
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Conclusiones:
En cualquier caso debe privilegiarse el uso de las conexionesprecalificadas, AISC 358.
Para situaciones especiales (la mayora en megaproyectos), serecomienda modificar y adaptar las conexiones precalificadas, enlugar de proyectar conexiones sin sustento experimental.
Cualquiera sea el caso, deben preferirse Modelos de Clculo deConexiones racionales e intuitivos, en donde el traspaso de cargasea claro y fcilmente predecible por mtodos simplificados.
En diseo de conexiones la AISC 341 es un buen orientador, sinembargo debiera potenciarse la NCh.2369 que se apega a nuestrarealidad. Notar que el origen de la AWS D1.8 se funda en problemasde soldaduras de terreno, lo que no obedece a la realidad chilena.
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Qu podra esperarse a futuro?
Integracin del Diseo Estructural y Detallamiento.
Diseo automtico de conexiones.
Maqueta de trabajo nica, multidisciplinaria.
Incorporacin masiva de la Robtica.
Innovacin en los procesos de soldadura.
Nuevos materiales, mayores resistencias.
??
Fabricacin: Innovaciones futuras?
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GRACIAS