3DUD HGLILFDFLRQHV GH
Transcript of 3DUD HGLILFDFLRQHV GH
Estudiantes: Tatiana Narváez. 20162579011
Carlos Ruiz. 20162579053
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Tutor: Milton Mena Serna
2021
Para edificaciones de mediana altura con grado de disipación moderada DMO
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
1
INTRODUCCIÓN
Se hizo seguimiento a diferentes obras de construcción de estructura metálica a
nivel de Bogotá y Cundinamarca, esto con el fin de evaluar distintos procedimientos
de diferentes contratistas para lograr identificar las necesidades más latentes
frente a la actividad de supervisión e interventoría técnica. Las obras mencionadas
son: Alkosto Venecia (remodelación 2017), Casa de la cultura en Zipaquirá
(remodelación 2020), Empresa pública de agua potable Madrid (construcción nueva
2019), Centro deportivo Av. Caracas, Bogotá (construcción nueva 2021) y Hospital
de Kennedy (Ampliación zona de urgencias, 2021), Bodega San Gabriel
(Construcción nueva 2013).
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo es el resultado del producto académico de la monografía
realizada por los estudiantes Tatiana Narváez y Carlos Ruiz bajo la dirección del
docente Ing. Milton Mena Serna.
Agradecemos a las empresas Interdico y 2L SAS por su colaboración y aportes.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
2
Tabla de contenido
ALCANCE ....................................................................................................................................... 11
OBJETO ........................................................................................................................................... 11
ACERO ESTRUCTURAL .............................................................................................................. 12
INSPECCIÓN ANTES DE LA EJECUCIÓN .............................................................................. 13
IDENTIFICACIÓN DEL ACERO .................................................................................................. 13
ELEMENTOS METÁLICOS .......................................................................................................... 14
Perfiles estructurales: .......................................................................................................... 14
Láminas y pletinas: ................................................................................................................ 15
PARTES DE LA ESTRUCTURA .................................................................................................. 16
Vigas .......................................................................................................................................... 16
Viguetas .................................................................................................................................... 17
Columnas .................................................................................................................................. 17
Largueros ................................................................................................................................. 19
Arriostramientos .................................................................................................................... 19
Contravientos ......................................................................................................................... 20
PLANOS ......................................................................................................................................... 21
Planos estructurales ............................................................................................................. 21
Planos de taller...................................................................................................................... 22
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
3
Planos de montaje ................................................................................................................ 24
ALMACENTAMIENTO Y TRANSPORTE .................................................................................. 33
Almacenamiento .................................................................................................................... 33
Transporte ............................................................................................................................... 33
INSPECCIÓN DURANTE DE LA EJECUCIÓN........................................................................ 38
IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE CONEXIONES ........................................................ 38
Conexión con cambio de dirección ................................................................................... 39
Conexiones de dirección continua .................................................................................... 39
Conexión acero-concreto: .................................................................................................. 40
Conexiones con arriostramientos ..................................................................................... 41
Uniones desmontables (atornilladas) ............................................................................. 42
Perforaciones ......................................................................................................................... 45
Apretamiento de pernos ..................................................................................................... 46
Parámetros de la NSR-10 TÍTULO F y NTC 5832 de perforaciones ......................... 48
Inspección de pernos ........................................................................................................... 54
CONEXIONES ACERO-CONCRETO ......................................................................................... 56
Conectores tipo espigo o conectores de cortante ....................................................... 56
Conectores tipo canal laminada........................................................................................ 58
Pernos de anclaje ................................................................................................................. 58
Anclajes químicos .................................................................................................................. 61
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
4
Fallas de anclaje..................................................................................................................... 61
SOLDADURA................................................................................................................................ 63
Simbología de la soldadura en planos ............................................................................ 64
Inspección de la soldadura ................................................................................................. 72
IZAJE ............................................................................................................................................. 75
ACABADOS, PINTURA Y PROTECCIÓN ................................................................................. 78
Preparación de la superficie .............................................................................................. 78
Protección contra la corrosión .......................................................................................... 81
Protección con pintura ........................................................................................................ 82
Protección contra el fuego ................................................................................................. 82
Parámetros según la norma NSR 10 y NTC 5832 ......................................................... 83
Determinación del espesor de la pintura. ...................................................................... 84
INSPECCIÓN DESPUÉS DE LA EJECUCIÓN ........................................................................ 86
ENSAYOS DE SOLDADURA ..................................................................................................... 86
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ................................................................................................ 87
INSPECCIÓN VISUAL ............................................................................................................ 87
TINTAS PENETRANTES: ....................................................................................................... 90
ULTRASONIDO ........................................................................................................................ 92
RADIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 97
PARTÍCULAS MAGNETICAS .............................................................................................. 100
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5
COSTOS ....................................................................................................................................... 103
NORMAS APLICABLES ........................................................................................................... 104
GLOSARIO ...................................................................................................................................106
RECOMENDACIONES ...............................................................................................................109
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................... 110
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6
Índice de tablas
Tabla 1. Aceros estructurales .................................................................................................. 13
Tabla 2. Aceros estructurales más comunes permitidos por la NSR-10 .................. 14
Tabla 3 Caracterización física de los pernos ..................................................................... 43
Tabla 4 Clasificación de pernos según su resistencia a la tracción ........................... 44
Tabla 5 Dimensiones nominales de las perforaciones ................................................... 45
Tabla 6 Apretamiento de los pernos ASTM A449 ............................................................. 46
Tabla 7 Apretamiento de los pernos ASTM A325 ............................................................. 47
Tabla 8 Apretamiento de los pernos ASTM A490 ............................................................. 47
Tabla 9 Apretamiento de los pernos ASTM A307 ............................................................. 47
Tabla 10 Tensión mínima de pernos ..................................................................................... 48
Tabla 11 Distancia mínima al borde ....................................................................................... 49
Tabla 12 Gráfico de secciones de soldadura y simbología ............................................. 65
Tabla 13 Temperatura mínima de precalentamiento precalificado .............................. 67
Tabla 14 Inspección de soldaduras, previo, durante y después ................................... 72
Tabla 15 Defectos típicos de la soldadura........................................................................... 73
Tabla 16 Grado de herrumbre para las superficies previas .......................................... 78
Tabla 17 Preparación y grado de herrumbre para las superficies .............................. 79
Tabla 18 Velocidades de onda ensayo ultrasonido ........................................................... 95
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7
Índice de figuras
Figura 1 Edificación estructura metálica, Centro deportivo Carrera 14-22 ................ 12
Figura 2 Vigas .............................................................................................................................. 16
Figura 3 Viguetas ........................................................................................................................ 17
Figura 4 Columnas ..................................................................................................................... 18
Figura 5 Largueros .................................................................................................................... 19
Figura 6 Arriostramientos ...................................................................................................... 20
Figura 7 Contravientos ............................................................................................................. 20
Figura 8 Plano estructural, Corte por el eje 1, 3 y 5 ........................................................ 26
Figura 9 Plano estructural, localización de anclajes ...................................................... 27
Figura 10 Detalles estructurales, tipos y vistas de anclajes ......................................... 28
Figura 11 Plano de taller, Templete T-2 ............................................................................... 29
Figura 12 Plano de montaje, Planta general ...................................................................... 30
Figura 13 Detalle de conexión viga porta correa ............................................................... 31
Figura 14 Detalle de conexión viga-viga y viga-columna ............................................... 32
Figura 15 Anclaje de la cimentación ..................................................................................... 35
Figura 16 Detalle de la cimentación ...................................................................................... 36
Figura 17 Empalmes en estructuras metálicas verticales............................................. 38
Figura 18 Conexión con cambio de dirección ..................................................................... 39
Figura 19 Conexión de dirección continua .......................................................................... 40
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Figura 20 Conexiones con arriostramiento ........................................................................ 41
Figura 21 Uniones atornilladas .............................................................................................. 42
Figura 22 Detalle de conexión con especificación de calidad ....................................... 44
Figura 23 Detalle de conexión espaciamiento mínimo ................................................... 48
Figura 24 Detalle de conexión distancia al borde ............................................................ 50
Figura 25 Detalle de conexión desplazamiento de perforaciones ............................... 51
Figura 26 Detalle de conexión desplazamiento de perforaciones ............................. 52
Figura 27 Detalle de conexión desplazamiento de perforaciones............................... 53
Figura 28 Inspección de pernos ............................................................................................ 55
Figura 29 Conectores de cortante ........................................................................................ 56
Figura 30 Ficha técnica conectores de cortante .............................................................. 57
Figura 31 Conectores de cortante sobre steeldeck ......................................................... 58
Figura 32 Pernos de anclaje ................................................................................................... 59
Figura 33 Colocación de anclajes ......................................................................................... 60
Figura 34 Anclaje embebido en el concreto ...................................................................... 60
Figura 35 Fallas de anclajes ................................................................................................... 61
Figura 36 Ejemplos de cotas de soldadura en planos .................................................... 70
Figura 37 Explicación cotas de soldadura ........................................................................... 71
Figura 38 Izaje ............................................................................................................................ 76
Figura 39 Desviación máxima ................................................................................................ 77
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
9
Figura 40 Espesor de pintura ................................................................................................ 84
Figura 41 Inspección de soldadura ....................................................................................... 89
Figura 42 Ensayo tintas penetrantes ................................................................................... 90
Figura 43 Ensayo tintas penetrantes ................................................................................... 92
Figura 44 Ondas de incidencia y de refracción ................................................................. 93
Figura 45 Ondas de incidencia y de refracción ................................................................. 94
Figura 46 Radiografía ............................................................................................................... 99
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Índice de anexos
Anexo 1 Formatos de inspección y supervisión técnica-Recepción del material . 111
Anexo 2 Formatos de inspección y supervisión técnica-Estructura ........................ 112
Anexo 3 Formatos de inspección y supervisión técnica-Tornilleria ....................... 113
Anexo 4 Formatos de inspección y supervisión técnica-Soldadura ....................... 114
Anexo 5 Formatos de inspección y supervisión técnica-Preparación de la
superficie .................................................................................................................................... 115
Anexo 6 Formatos de inspección y supervisión técnica-Pintura ............................. 116
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
11
ALCANCE
Se define la presente guía para estructuras metálicas a nivel nacional enfocadas a
construcciones verticales de mediana altura comprendidas entre 3 y 5 pisos de
disipación de energía moderada (DMO), dirigida a los profesionales interventores y
a la población interesada en conocer criterios mínimos en construcción, fabricación
y montaje de estructura metálica desde el personal técnico hasta el profesional.
OBJETO
El objetivo de este manual es servir como una guía que le permita a los
profesionales en ingeniería civil, arquitectura y afines pero en mayor medida al
interventor, resolver problemas específicos en el campo de la construcción de
edificaciones de estructura metálica hasta de seis pisos, con argumentación
teórica, respaldada por las normas vigentes, generando la confianza de poder
tomar decisiones bajo parámetros rigurosos, así como hacer el correcto
seguimiento del proceso constructivo teniendo en cuenta los criterios de
aceptación y rechazo para este tipo de obras.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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ACERO ESTRUCTURAL
Las estructuras metálicas como su mismo nombre los dice, están constituidas en
su totalidad por elementos metálicos, en la mayoría de los casos, constituido por
aceros que se encuentran especificados en el Reglamento Colombiano de
Construcción Sismo-resistente NSR-10, Título F-Estructuras Metálicas, en el cual
se establecen los criterios para el diseño, la fabricación y el montaje de edificios y
otras construcciones de acero estructural.
El acero estructural se define como una aleación de hierro, carbono y otros
elementos como silicio, fosforo, azufre y oxígeno, los cuales en pequeñas
cantidades le aportan diferentes propiedades: alta resistencia, alta ductilidad,
incombustible, permite ser soldado, etc.
Figura 1 Edificación estructura metálica, Centro deportivo Carrera 14-22
Fuente: Elaboración propia.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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INSPECCIÓN ANTES DE LA EJECUCIÓN
IDENTIFICACIÓN DEL ACERO
El Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente NSR 10, Título F –
Estructuras metálicas, capítulo F.2.1.5.1, describe varios tipos de acero para uso
estructural. El esfuerzo de fluencia disminuye en la medida que el espesor de las
planchas y los perfiles aumenta para un mismo material.
Tabla 1. Aceros estructurales
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Valencia, G. (2010)
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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ELEMENTOS METÁLICOS
Perfiles estructurales:
Tabla 2. Aceros estructurales más comunes permitidos por la NSR-10
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Valencia, G. (2010)
Láminas y pletinas:
Son piezas de laminado plano, son la base para los perfiles doblados en frío.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
16
PARTES DE LA ESTRUCTURA
Cada una de las partes de la estructura corresponde a diferentes tipos de perfiles,
las cuales reciben su nombre de acuerdo a la función que cumplen dentro del
sistema, es importante identificar cada elemento y su función dentro de del mismo.
Vigas
Son elementos horizontales que trabajan a flexión. De acuerdo a las cargas a la
que sean sometidas las vigas, sus fibras inferiores trabajarán a tracción y las
superiores a compresión. Son elementos resistentes, con bajo peso y flexibilidad
mínima.
Figura 2 Vigas
Fuente: Elaboración Propia, Empresa de aguas Publicas de Madrid, Centro deportivo carrera 14.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
17
Viguetas
Elementos estructurales horizontales que se colocan cerca de otras para
mantener el techo o suelo de la edificación. Por lo general, de forma contigua,
llegando así a presentarse como una especie de soporte tanto para los techos
como para los pisos, en caso tal de que se trate de una construcción de niveles. Se
usa para enmarcar un espacio abierto, a menudo entre vigas que luego transfieren
cargas a miembros verticales.
Figura 3 Viguetas
Fuente: Elaboración Propia, Alkosto Venecia, Centro deportivo carrera 14.
Columnas
Elementos verticales los cuales trabajan a compresión o fuerza axial, la sección
depende del diseño estructural, generalmente se fabrican previamente en taller,
van soldadas a una placa de acero la cual se fija a un dado de concreto.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 4 Columnas
Fuente: Elaboración Propia, Empresa de aguas públicas de Madrid, centro deportivo carrera 14, Hospital de Kennedy.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Largueros
Elementos que soportan las cargas concentradas en punto aislados a lo largo de
la longitud de un edificio, generalmente para soportar cargas de la losa, están
apoyados en vigas, colocados de forma horizontal; sirven para dar rigidez a la
estructura total en donde están apoyada, también se conocen como correas.
Figura 5 Largueros
Fuente: Elaboración Propia, Casa de la cultura Zipa, Hospital de Kennedy.
Arriostramientos
Es el elemento de acero estructural dispuesto de forma diagonal dentro de pórticos
para resistir cargas laterales principalmente, es decir, sirve para rigidizar o
estabilizar la estructura impidiendo o limitando parcialmente
los desplazamientos/deformaciones de la misma.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 6 Arriostramientos
Fuente: Elaboración Propia, Casa de la cultura Zipa, Hospital de Kennedy.
Contravientos
Elementos dispuestos en cruces en la cubierta, los cuales son capaces de absorber
empujes del viento, suelen ser pequeños perfiles angulares o tirantes.
Figura 7 Contravientos
Fuente: Propia, Empresa de aguas Publicas de Madrid, Alkosto Venecia, Casa cultural Zipa.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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PLANOS
La NTC 5832, han definido lo distintos tipos de planos para estructuras metálicas.
Nota: Teniendo en cuenta que el alcance del presente documento es
exclusivamente a nivel técnico obviaremos los detalles de planos de diseño,
arquitectónicos, memorias de cálculo y especificaciones del proyecto (como están
mencionados en la NTC 5832).
Planos estructurales
Los planos estructurales, desde el punto de vista del supervisor técnico, son el
conjunto de planos más importantes y mayormente utilizados, siempre se debe
contar con una copia de estos planos a la mano, esto debido a que contiene
información que permitirá al supervisor englobar el proyecto y a la vez tener
detalles muy relevantes de la estructura.
Estos planos como mínimo deben contener la siguiente información:
a. Especificaciones estructurales:
• Preparación de superficie, tipo de recubrimientos y espesores de los mismos.
• Calidad de los materiales
• Referencia de las especificaciones del proyecto
• Especificaciones de carga o solicitudes del título A de la NSR vigente.
b. Plantas, alzados, cortes, fachadas y en general, planos que permitan visualizar el alcance completo del proyecto
c. Especificaciones de los miembros estructurales y sus conexiones
d. Detalles completos de conexión
e. Localización de todos los elementos
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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f. Niveles de los pisos
g. Alineaciones y centros de Columnas
h. Contraflechas
i. Las dimensiones suficientes para poder estimar correctamente las cantidades y el tipo de elementos estructurales que se deben suministrar.
j. Requisitos de control de calidad basados en las especificaciones del proyecto.
k. El plano debe tener la identificación del diseñador, dibujante y las firmas que requiera.
l. La simbología en las conexiones de soldadura especificadas en el código de soldadura AWS D1.1
m. Las diferentes especificaciones de la tornillería en conexiones atornilladas, tales como, grado, tipo de perno, dimensiones, tensión requerida en el caso que requiera deslizamiento crítico.
Nota: No es necesario que cada uno de los planos contengan el 100% de esta
información, es más, se intenta evitar para no saturar cada plano, sin embargo, sí
se debe disponer de toda la información al reunir todos los planos.
Planos de taller
Normalmente, las estructuras metálicas tienen dos etapas de intervención, una en
la obra y otra en el taller o planta de producción, en esta última es donde cobra
importancia los planos de taller.
En los planos estructurales podemos encontrar la información general y nos
damos una idea muy acertada de lo que es todo el proyecto, podemos encontrar
los ejes y la ubicación exacta de todos los elementos bien referenciados, pero quien
va al extremo detalle de cualquier elemento, este es el plano de taller, mientras
que en los planos estructurales no encontramos la medida de las perforaciones o
la medida del elemento individual, en los de taller podemos encontrar eso y mucho
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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más, claro está, que nosotros como supervisores quizá no siempre ahondaremos
hasta los más pequeños detalles si no es necesario.
Estos planos como mínimo deben contener la siguiente información:
a. Geometría y dimensiones de elementos y sus piezas, indicando tipo de material, su ubicación y orientación.
b. Vistas, detalles y secciones necesarias para mostrar y aclarar todas las dimensiones, perforaciones, destijeres y soldaduras.
c. Referencias a ensambles y posiciones.
d. Detalles de los cortes de los miembros.
e. Ubicación, disposición y dimensiones en las perforaciones con su respectiva simbología.
f. Detalles de las conexiones entre miembros.
g. Marcas de identificación, numeración o posición de cada pieza y elemento para su fácil identificación.
h. Tipo de preparación de superficie.
i. Tipo de protección contra la corrosión.
j. Tipo de acabado.
k. Ubicación, descripción, procedimiento, simbología y tipos de soldadura.
l. Lista discriminada de materiales por piezas y elementos con descripción, pesos teóricos y cantidades, incluyendo la cantidad, la calidad y el peso de los pernos.
m. Detalle de aquellas piezas que por su forma o localización sea difícil acotar dentro del elemento.
Nota: No es necesario que cada uno de los planos contengan el 100% de esta
información, es más, se intenta evitar para no saturar cada plano, sin embargo, sí
se debe disponer de toda la información al reunir todos los planos.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Planos de montaje
Estos planos presentan una combinación de lo exclusivamente necesario de los
planos de taller y los estructurales, claro está, dependiendo de las necesidades de
montaje. Como supervisores nos sirve para verificar procedimientos de montaje y
recomendaciones a la hora de trasladar e izar los elementos.
Estos planos como mínimo deben contener la siguiente información:
a. Plantas, alzados, cortes, fachadas y en general planos que permitan el
montaje de la estructura.
b. Recomendaciones para el izaje de los miembros.
c. Detalles de ensamble.
d. Secuencia de montaje.
e. Posición de cada elemento de acuerdo a su marca, así como las distancias
relativas entre ellos.
f. Arrostramiento y apuntalamientos temporales.
g. Aprobación del ingeniero estructural.
Nota: como nos podemos dar cuenta, la información nueva incluida en los planos
es recomendaciones de izaje, secuencia de montaje y apuntalamientos temporales.
Para el fin de la supervisión técnica no es muy relevante esta información, por lo
que se intentará no profundizar demasiado en estos temas. También no es muy
común encontrar este tipo de especificaciones en obra pero para el contratista es
muy recomendable el uso de los mismos.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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La unidad de medida de los planos de estructura metálica es el milímetro, esto
debido a que se requiere una alta precisión para fabricar e instalar este tipo de
elementos.
Podemos observar en los siguientes ejemplos, cómo los planos no se saturan con
demasiada información y también cómo se interconectan diferentes planos con
diferentes detalles para completar un todo, que al fin y al cabo, es la intención
principal de los planos estructurales, detallar a nivel general el proyecto y poder
globalizar o generar un orden de magnitud mental del alcance de la estructura.
Claro está, que dependiendo del proyecto variará la cantidad de planos
estructurales al igual que los de taller y montaje. Lo mejor en todos casos es
generar la mínima cantidad de planos pero manteniendo la premisa de que sean
entendibles, fáciles de manejar y que contengan la información necesaria.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 8 Plano estructural, Corte por el eje 1, 3 y 5
Fuente: Plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013.
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Figura 9 Plano estructural, localización de anclajes
Fuente: plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013.
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Figura 10 Detalles estructurales, tipos y vistas de anclajes
Fuente: 2013, plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA.
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Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 11 Plano de taller, Templete T-2
Fuente: Plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 12 Plano de montaje, Planta general
Fuente: Plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 13 Detalle de conexión viga porta correa
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
NOMENCLATURA DE PERFIL
HOTROLLED (ROLADO EN
CALIENTE) TIPO C 220 mm
DEALTURA, 80 mm ALETA, 2
mm DE ESPESOR
DETALLE DE PERFORACIÓN
PARA TORNILLO DE 3/8”
SOBRE ÁNGULO PORTA
CORREA
IDENTIFICACIÓN DE TIPO DE
PERNO
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 14 Detalle de conexión viga-viga y viga-columna
Fuente: Plano Taller Plataforma Acceso filtros Ecopetrol Acacías, Telval, Interdico LTDA, 2013
DETALLE ATIEZADOR
DETALLE CONEXIÓN VIGA-VIGA
DETALLE CONEXIÓN
VIGA-COLUMNA
DETALLE DE FABRICACIÓN DE
PLATINERÍA
ESPECIFICACIÓN DE PERNO
Y SU CALIDAD
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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ALMACENTAMIENTO Y TRANSPORTE
Almacenamiento
El transporte se debe programar de acuerdo al avance de obra. Es importante el
embalaje de los elementos metálicos para evitar daños en los mismos durante el
transporte; para ello, se utilizan unas cunas, almohadillas y perfilería que impiden
el desplazamiento y deformaciones; esto con el fin de que las piezas no sean
rechazadas en obra, los elementos
Si el transporte se hace en camiones sin cubierta, se debe utilizar protectores
plásticos para evitar la corrosión de los elementos.
En el sitio de la obra, se debe adecuar el acceso para camiones tipo tráiler los
cuales deben cumplir con las leyes de tránsito vigentes, el descargue se realizará
con la ayuda de grúas y elementos adecuados al peso.
Transporte
El lugar de almacenamiento del equipo de soldadura debe ser suministrado por el
propietario del proyecto, así mismo el montador no es responsable de la limpieza
de polvo, escamas de óxido, grasas y demás materias extrañas que se hayan
acumulado en los elementos almacenados durante el montaje, ya sea causado por
la intemperie o las condiciones propias de la obra.
Se debe hacer una selección de los elementos, de acuerdo con las longitudes y
secciones requeridas, con su respectiva identificación a la vista.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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CIMENTACIONES
La cimentación para una edificación de estructura metálica, no es diferente de la
de otros sistemas constructivos y depende de las condiciones del terreno, el tipo
de edificio, sus cargas y las especificaciones del Título H de la NSR 10.
Lo más importante es la unión de la cimentación con la estructura metálica, esta
se hace por medio de anclajes; antes de iniciar el montaje de la estructura en la
cimentación, se debe revisar la posición de los anclajes, se deben colocar
previamente y revisar si hay discrepancias en planta o en elevación con respecto
a los planos, si hay, se deben corregir y compensar teniendo en cuenta que las
tolerancias de error en desplazamientos horizontales deben ser mínimas y
completamente a nivel.
Para evitar desplazamientos horizontales, se recomienda usar una plantilla como
guía para la ubicación correcta de los pernos en la base de la columna, debe
cuidarse la verticalidad de los pernos; las perforaciones en la plantilla se harán sin
ninguna tolerancia y en la pletina de arranque la tolerancia será de 3 o 4 mm.
La nivelación de las plantillas se hace en el vaciado del concreto; una vez este haya
empezado a fraguar, se retiran las plantillas y se enrasa la superficie para asentar
las pletinas.
Se debe rellenar y hacer la nivelación de la pletina con “grout” de alta resistencia
para garantizar la horizontalidad de la misma; a continuación, se describe el
procedimiento:
- Retirar todas las imperfecciones y suciedad o grasa del concreto, dejando una
superficie rugosa para la adherencia.
- Limpiar la pletina y los pernos.
- Hacer pruebas de colocación de la pletina y del “grout”, para evitar la presencia
de aire por debajo de la pletina.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
35
- Verificar alturas y horizontalidad de la pletina.
- Saturar de agua el concreto durante 6 horas antes de fundir el “grout.
- Secar la superficie o agua en exceso.
-Colocar formaleta alrededor del anclaje.
- Retirar la formaleta una vez haya endurecido; si es necesario, pulir con mortero
de sello.
-Cuando el “grout” haya adquirido la resistencia, se aprietan las tuercas a los
pernos según las especificaciones.
-Se deben nivelar todas las pletinas antes de iniciar el izaje para las columnas de
arranque.
Figura 15 Anclaje de la cimentación
Fuente: Elaboración propia.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
36
Figura 16 Detalle de la cimentación
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
37
Fuente: Plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
38
INSPECCIÓN DURANTE DE LA EJECUCIÓN
IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE CONEXIONES
Las propiedades mecánicas de las uniones influyen en la resistencia, rigidez y
estabilidad de toda la estructura. Las uniones de los elementos de la estructura
metálica se pueden clasificar así:
-Conexión con cambio de dirección
-Conexión de dirección continúa
-Conexión acero-concreto
-Conexiones mixtas
Figura 17 Empalmes en estructuras metálicas verticales
Fuente: Elaboración Propia. Centro deportivo carrera 14.
También cabe resaltar que el título F también considera una clasificación más
general de las conexiones las cuales se dividen en desmontables y permanentes.
Lo principal a tener en cuenta es que las desmontables son exclusivamente con
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
39
tornillos, en cambio, las permanentes son con soldadura o una combinación entre
ambas.
Conexión con cambio de dirección
Es el punto de unión de dos o varios elementos donde se evidencia, normalmente,
un cambio de dirección de 90°, o lo que es mejor, en forma de L o T, pero también
se deben tener en cuenta las conexiones no ortogonales. Este tipo de conexiones
puede encontrarse en las construcciones como uniones pernadas, soldadas o
ambas a la vez, depende exclusivamente de lo que haya considerado el diseñador
estructural. La conexión puede ser de dos elementos horizontales o de uno vertical
con uno horizontal.
Figura 18 Conexión con cambio de dirección
Conexión a 90 ° Conexión no ortogonal
Fuente: Elaboración Propia. Centro deportivo carrera 14.
Conexiones de dirección continua
Este tipo de uniones se caracterizan simplemente por ser la continuación de un
elemento, normalmente es el mismo perfil el que se conecta. Este tipo de
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
40
conexiones se presentan más por procedimientos constructivos, por disposición
de los tamaños de los elementos y por transporte, son usualmente utilizados en
columnas, cuando estas alcanzan alturas mayores a las longitudes suministradas
por los proveedores se recomienda una conexión de este tipo. Si una columna
supera los 12 metros es usual encontrar estas uniones, ya que no es convencional
encontrar perfiles tan largos en el mercado y como se mencionó anteriormente no
es posible transportarlos de modo convencional.
Figura 19 Conexión de dirección continua
Fuente: Elaboración Propia. Centro deportivo carrera 14, hospital de Kennedy.
Conexión acero-concreto:
Este tipo de conexiones suceden principalmente en la cimentación, puesto que este
proceso constructivo normalmente es en concreto, bien sean pilotes, zapatas,
placas y demás, requieren de un elemento transitorio para pasar de concreto a
acero, estos elementos transitorios son las placa bases las cuales son metálicas,
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
41
pero van vinculadas al concreto por medio de pernos los que, se recomienda, que
sean embebidos para cumplir con las especificaciones de diseño.
Existen otro tipo de conexiones acero-concreto, los cuales buscan vincular un
elemento metálico a una estructura de concreto, pero esto ya no sucede a nivel de
cimentación, sino más bien, en la super estructura. Este tipo de uniones sí se ven
más comúnmente con anclajes expansivos o epóxicos (químicos).
Conexiones con arriostramientos
No son más sino la combinación de dos o más tipos de conexiones de las
anteriormente mencionadas incluyendo arriostramientos, un ejemplo claro son las
conexiones que tienen arriostramientos en las cuales llegan a un nudo la columna,
una o varias vigas y las riostras. Son conexiones que nos muestran una amplia
gama de procedimientos y elementos porque en ellos podemos hallar soldadura,
pernos, cartelas, rigidizadores y todo esto sin contar los elementos estructurales
correspondientes a las vigas, columnas y riostras.
Figura 20 Conexiones con arriostramiento
Fuente: Elaboración Propia. Centro deportivo carrera 14, hospital de Kennedy.
Y estas a su vez se clasifican en fijas: para deshacerla se necesitan procedimientos
destructivos como cortes, oxicortes, etc., y uniones desmontables en las cuales no
se comprometen las características físicas del material para deshacer la misma
unión.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
42
Uniones desmontables (atornilladas)
Las uniones desmontables normalmente están unidas por tornillos estructurales,
esto con el fin de que, si lo requiere el proceso constructivo, poderse desensamblar
todos sus elementos, claro está que, si se requiere, también funcionan como
uniones permanentes.
Figura 21 Uniones atornilladas
Fuente: Elaboración Propia. Alkosto Venecia y centro deportivo carrera 14.
En todo tornillo se distinguen dos partes básicas: la cabeza y el vástago. A su vez,
en el vástago se distinguen otras dos, la parte lisa (denominada también caña o
cuello) y el tramo final o parte roscada.
Los tornillos a emplear en las uniones deberán ser preferentemente de alguno de
los grados 4.6, 5.6, 6.8, 8.8 ó 10.9.
No se deben utilizar para uniones que estén sometidas a algún tipo de solicitación
o esfuerzo tornillos de grado inferior al 4.6 ni de grado superior al 10.9.
Según la NSR-10 en su título F. 2.1.5.3., los pernos mayormente permitidos para
estructuras como edificios en estructura metálica designados por la ASTM son:
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
43
Tabla 3 Caracterización física de los pernos
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Studylib. (2013)
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
44
Figura 22 Detalle de conexión con especificación de calidad
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
La NTC 4034, también los clasifica por grados, estos representan la resistencia a
tracción y su uso previsto como se designa en la siguiente tabla.
Tabla 4 Clasificación de pernos según su resistencia a la tracción Grado Descripción
Grado A Tornillos y pernos que tienen una resistencia mínima a la tracción de 60 ksi y están previstos para uso general
Grado B Tornillos y pernos que tienen una resistencia a la tracción de 60 ksi a 100 ksi y están previstos para juntas brindadas en sistemas de tuberías cn bridas de hierro fundido
Grado C Reemplazado por el Grado 36 de la Especificación ASTM F1554 Fuente: Elaboración propia. Recuperado de la NTC 4034
Perno tipo A-325 de
5/8” de diámetro
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
45
Perforaciones
El procedimiento de perforación debe cumplir con los siguientes requisitos y
recomendaciones:
•Se debe marcar la ubicación de la perforación con un punzón antes de
ejecutarla.
•Para perforaciones de mayor diámetro, se debe realizar un agujero previo de
menor tamaño, esto con el fin de que la broca definitiva entre con mayor
precisión; si es necesario, se puede hacer en tres pasos.
•Se debe elegir la broca con la punta afilada, estas tienen el mismo diámetro
en toda su longitud y una punta rectificada en un ángulo de 118º.
•A mayor dureza del material, menor será la velocidad de perforación a
utilizar; si se obtienen virutas largas, es señal de que se está utilizando la
velocidad adecuada.
Las perforaciones siempre deben ser un poco más grandes que el diámetro del
perno, este sobretamaño se define en el título F de la NSR-10, capítulo F.2.10.3.2 y
se mostrará más adelante y es necesario para el montaje, puesto que las
estructuras siempre tendrán pequeños errores que deben ser controlados por
parámetros bien definidos y estipulados en el capítulo de tolerancias.
Tabla 5 Dimensiones nominales de las perforaciones
Diámetro de Perno mm (Pulg.)
Dimensiones de las Perforaciones
Perforación estándar
mm
Perforación agrandada
mm
Ranura corta (Ancho x largo) mm
Ranura Larga (Ancho x
largo) mm
12.7 (1/2”) 14.3 15.9 14.3 x 17.5 14.3 x 31.8
15.9 (5/8”) 17.5 20.6 17.5 x 22.2 17.5 x 39.7
19.1 (3/4”) 20.6 23.8 20.6 x 25.4 20.6 x 47.6
22.2 (7/8”) 23.8 27.0 23.8 x 28.6 23.8 x 55.6
25.4 (1”) 27.0 31.8 27.0 x 33.3 27.0 x 63.5
≥ 28.6 (≥1 1/8”) d + 3.2 d + 7.9 (d + 3.2) x (d + 9.5) (d + 3.2) x (2.5 x d) Fuente: Elaboración propia. Recuperado de la NSR10 Título F, p F-120.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
46
Para cualquier tipo de perforaciones, el distanciamiento mínimo entre ejes no debe
ser menor a 2-2/3 veces del diámetro nominal del tamaño de la perforación, para
efectos prácticos se recomienda se recomienda un distanciamiento mínimo de 3
veces el diámetro de la perforación.
Se permite corregir de manera moderada las perforaciones mal ubicadas siempre
y cuando el diseñador de su visto bueno previamente a la corrección, la cual se
podrá ejecutar con métodos como pulido, soldado o corte térmico con el fin de
facilitar el paso de los pernos en perforaciones desalineadas.
Apretamiento de pernos
El apretamiento de los pernos garantizará que estos trabajen en su punto óptimo
y que no presente desajustes en un periodo considerable, por esto, se presentan
distintos aprietes para las distintas clasificaciones de los pernos, si se excede la
fuerza del mismo, se entrará en campos de fatiga del material y se llevará a la falla;
al contrario, si no se aprieta con la suficiente fuerza, el perno se desajustará y
podrá caer, en ambas situaciones se estará perdiendo el aporte del elemento.
Normalmente este procedimiento se hace por medio de una herramienta llamada
torquímetro, el cual puede ser manual o digital y como su nombre lo indica, genera
un torque en la tuerca del perno que previamente debe ser calibrado a la presión
requerida.
Tabla 6 Apretamiento de los pernos ASTM A449 ASTM A449
Diámetro Carga de prueba (lb)
Fuerza de apriete
Torque (ft-lb)
Lubricado Galvanizado Negro
¼” 2.700 2.025 4 11 8
½” 12.050 9.038 38 94 75
1” 51.500 38.625 322 805 644
1 ¼ 71.700 53.775 560 1.400 1.120
1 ½” 104.000 78.000 975 2.438 1.950
2” 137.500 103.125 1.719 4.297 3.438
3” 328.350 246.263 6.157 15.391 12.313
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Devera, Ortiz (2019).
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
47
Tabla 7 Apretamiento de los pernos ASTM A325 ASTM A325
Diámetro Tensión Torque (ft-lb) (min.máx.)
Min Max Lubricado Galvanizado Negro
½” 12.000 14.000 50-58 125-146 100-117
1” 51.000 61.000 425-508 1063-1271 850-1017
1 ¼ 71.000 85.000 740-885 1849-2214 1479-1771
1 ½” 103.000 124.000 1288-1550 3219-3875 2575-3100
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Devera, Ortiz (2019).
Tabla 8 Apretamiento de los pernos ASTM A490 ASTM A490
Diámetro Tensión Torque (ft-lb) (min.máx.)
Min Max Lubricado Galvanizado Negro
½” 15.000 18.000 63-75 156-188 125-150
1” 64.000 77.000 533-642 1334-1604 1067-1283
1 ¼ 102.000 122.000 1063-1271 2656-3178 2125-2542
1 ½” 148.000 178.000 1850-2225 4625-5563 3700-4450
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Devera, Ortiz (2019).
Tabla 9 Apretamiento de los pernos ASTM A307 ASTM A307
Diámetro Carga de prueba (lb)
Fuerza de apriete
Torque (ft-lb)
Lubricado Galvanizado Negro
¼” 1.145 859 2 4 4
½” 5.108 3.831 16 40 32
1” 20.000 15.000 125 313 250
1 ¼ 32.000 24.000 250 625 500
1 ½” 46.400 34.800 435 1.088 870
2” 90.000 67.500 1.125 2.813 2.250
3” 214.920 161.190 4.030 10.074 8.060
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de Devera, Ortiz (2019).
La NSR 10, Título F, establece la mínima tensión de instalación de los pernos con
diámetro en pulgadas
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
48
Tabla 10 Tensión mínima de pernos
Tamaño del perno mm (pulgadas)
Mínima tensión (kN*)
Grupo A Pernos ASTM A325,
ASTM F1852
Grupo B Pernos ASTM A490,
ASTM F2280
12.7 (1/2") 53 67
15.9 (5/8”) 84 107
19.1 (3/4”) 125 156
22.2 (7/8”) 173 218
25.4 (1”) 227 285
28.6 (1 1/8”) 249 356
31.8 (1 ¼”) 316 454
34.9 (1 3/8”) 378 538
38.1 (1 ½”) 458 658
* Igual a 0.70 veces la resistencia mínima a tensión de los pernos, redondeada al kN más cercano, como se establece en las especificaciones ASTM para pernos A325 y A490 con roscas UNC.
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de la NSR10 Título F, p F-118.
Parámetros de la NSR-10 TÍTULO F y NTC 5832 de perforaciones
F.2.10.3.3 ESPACIAMIENTO MÍNIMO: La distancia entre centros de perforaciones
estándar, agrandadas o ranuradas no podrá ser menor que 2-2/3 veces el diámetro
nominal o conector, d; se recomienda usar como mínimo 3d.
Figura 23 Detalle de conexión espaciamiento mínimo
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
49
F.2.10.3.4 DISTANCIA MÍNIMA AL BORDE: La distancia del centro de una perforación
estándar a cualquier borde de la parte conectada, en cualquier dirección, no será
inferior al valor aplicable de la tabla F.2.10.3.4 o F.2.10.3.4M ni al requerido en el
numeral F.2.10.3.10. la distancia del centro de una perforación agrandada o de
ranura a un borde de la parte conectada no será inferior a la requerida para una
perforación estándar más el incremento aplicable C2 de la tabla F.2.10.3.5 o
F.2.10.3.5M.
Tabla 11 Distancia mínima al borde
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de la NSR10 Título F, p F-121.
F.2.10.3.5 MÁXIMOS VALORES DEL ESPACIAMIENTO Y DE LA DISTANCIA AL BORDE:
La distancia máxima del centro de cualquier perno al borde más próximo de las
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
50
partes en contacto será igual a 12 veces el espesor de la parte conectada en
consideración, sin exceder de 150 mm.
Figura 24 Detalle de conexión distancia al borde
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
TIPO DE PERNO, DIÁMETRO DE 5/8” CON
TAMAÑO DE PERFORACIÓN d = 11/16”
29 mm DISTANCIA DESDE EL
CENTRO DE LA
PERFORACIÓN AL BORDE
DISTANCIA MÍNIMA AL BORDE:
según tabla F.2.10.3.4, la distancia mínima al borde para un perno de 5/8” es de 22,2 mm
22,2 mm < 29 mm
Cumple con
distancia mínima
al borde
DISTANCIA MÁXIMA AL
BOBRDE:
29 mm < 150 mm
Cumple con
distancia máxima
al borde
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
51
NTC 5832 CAP. 10.5.a: Con respecto a los pernos de anclaje, estos permiten
tener una tolerancia en la cual pueden estar desplazados 3 mm, medidos
desde el eje de una perforación al eje de otra perforación adyacente.
Figura 25 Detalle de conexión desplazamiento de perforaciones
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
52
6 mm medidos de centro a centro de dos grupos de pernos de anclajes
adyacentes.
Figura 26 Detalle de conexión desplazamiento de perforaciones
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
53
± 13 mm en elevación de la parte superior de los pernos de anclaje.
Figura 27 Detalle de conexión desplazamiento de perforaciones
Fuente: Plano Detalle cubierta Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
54
Los pernos deben quedar perpendiculares a la base de apoyo.
Inspección de pernos
La NSR 10, Título F, capítulo F.3.10.3, establece los siguientes conceptos para la
verificación de los procedimientos, materiales y mano de obra de las operaciones
de empernado.
1. Inspección antes del empernado.
a. Selección correcta de los pernos especificados.
b. Selección del procedimiento de empernado adecuado.
c. Correcta fabricación de los elementos de conexión, incluido el tipo de
preparación de superficie.
d. Ensayos de a calificación del procedimiento.
e. Almacenamiento adecuado de los pernos, tuercas y arandelas.
2. Inspección durante el empernado
a. Correcta colocación de los pernos, tuercas y arandelas si se requieren.
b. Verificación de la lubricación y apriete de los pernos.
c. Garantía de la no rotación de uno de los componentes del perno mediante
una llave de tuercas.
d. Verificación del pretensionamiento según lo especificado en las tablas
específicas para cada perno.
e. Verificación del apriete desde el punto de mayor rigidez de la junta hacia
los bordes libres.
3. Inspección después del empernado.
a. Documentar las conexiones aceptadas o rechazadas.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
55
Deberá quedar constancia en el formulario respectivo, del procedimiento de ajuste
pretensionado de cada uno de los pernos que así lo requieran, se debe entregar
una copia al interventor y anexarse al documento de control de calidad.
Figura 28 Inspección de pernos
Fuente: Recuperado de http://ingyend.com.co/ensayos/inspeccion-por-torque/
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
56
CONEXIONES ACERO-CONCRETO
Si se requieren conectores entre los perfiles de acero y concreto, estos deben
corresponder a los aceptados por la NSR 10, f.2.9.8.
Conectores tipo espigo o conectores de cortante
El conector se suelda a los elementos de acero y queda embebido en el concreto
creando un fuerte vínculo entre los dos materiales. El Reglamento Colombiano de
Construcción Sismo Resistente NSR-10 sólo avala el conector tipo espigo con
cabeza para ser usado en entrepisos de losas macizas y entrepisos de losas de
concreto, vaciados sobre láminas colaborantes.
Figura 29 Conectores de cortante
Fuente: Recuperado de Erazo, p. 27, (2006).
Los conectores de cortante auto soldables se encuentran disponibles en el país en
diámetros de 5/8” (15.9mm) y 3/4" (19mm), que es el diámetro máximo permitido
por el reglamento NSR-10. Se debe tener en cuenta solicitar los pernos con la
longitud apropiada, debido a que los conectores se consumen durante el proceso
de fundición reduciendo su longitud entre 1/16” (1.6mm) a 3/8” (9.5mm) y el
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
57
reglamento exige que el conector una vez haya sido instalado, tenga una longitud
mínima por encima de la cresta de la lámina colaborante de 1-1/2” (38mm) y de 3
veces el diámetro del conector cuando se instala sobre losas macizas. Por este
motivo los conectores más comerciales vienen en longitudes mínimas de 3-7/8”
(98mm) y 4-7/8” (124mm) para ser instalados en láminas colaborantes de 2”
(50mm) y 3” (76mm) de altura respectivamente.
Los conectores se deben soldar directamente sobre las vigas metálicas; si la placa
colaborante pasa sobre vigas metálicas, se debe realizar previamente la
perforación en el valle inferior de la plancha y soldar directamente sobre la viga en
todo su perímetro.
Figura 30 Ficha técnica conectores de cortante
Fuente: Recuperado de: https://conectoresdecortante.com/
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
58
Figura 31 Conectores de cortante sobre steeldeck
Fuente: Elaboración propia
Conectores tipo canal laminada
Los conectores consisten en perfiles de sección transversal en forma de U, El uso
de este conector tipo Canal está reglamentado en la NSR-10 de acuerdo con el
Título F.2.9.9.
Se utilizan en losas de concreto fundida sobre un elemento liso apoyado entre las
vigas o fundida sobre una lámina de acero preformada.
Pernos de anclaje
Los pernos de anclaje y elementos de acero embebidos en concreto deber cumplir
con las especificaciones de la NSR-10, F.2.10.9. Se instalan en concreto endurecido
con una edad mínima de 21 días o antes de colocar el concreto (preinstalados.)
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
59
Figura 32 Pernos de anclaje
Fuente: Recuperado de: https://www.construccionenacero.com/blog/ndeg-33-anclajes-en-el-
concreto
La forma correcta de instalar los anclajes es de la siguiente manera:
La perforación se realiza mediante una broca de metal y un martillo electro neumático.
En el caso en el que se tope con acero de refuerzo, se deberá interrumpir el proceso de perforación, en casos especiales en los que el calculista apruebe que se atraviese el refuerzo, se deberán usar herramientas de corte de diamante.
La profundidad de la perforación para cada anclaje se debe especificar en las fichas técnicas de cada producto.
a. Anclaje adhesivo.
b. Anclaje con sobre
perforación en su base.
c. Anclajes expansivos de
torque controlado.
d. Anclajes de expansión de
desplazamiento
controlado.
a. Pernos de acero
estructural con la cabeza
dentro del concreto.
b. Barra doblada en L.
c. Barra doblada en J.
d. Pernos con cabeza
soldados en una plancha.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
60
Se debe limpiar cuidadosamente la perforación, eliminando el polvillo.
Se colocará el anclaje y se expandirá.
Se aplicará el par de apriete.
Figura 33 Colocación de anclajes
Fuente: Recuperado de Manual técnico Hilti, p.5.27.
Figura 34 Anclaje embebido en el concreto
Fuente: Elaboración propia.
Se deben evitar los siguientes errores en la instalación de los anclajes:
-Utilizar una broca demasiado gastada.
-Utilizar una broca demasiado grande.
-Taladrar con impacto en los casos que requiere taladrar con rotación.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
61
-El taladro no esté en posición perpendicular a la superficie.
-No limpiar la perforación.
-Profundidad de colocación insuficiente en el material base portante.
-Profundidad de perforación insuficiente.
-Posición incorrecta del anclaje en la perforación.
-Aplicación de un par de apriete demasiado grande, pasando de rosca el tornillo.
-Distancias demasiado pequeñas entre anclajes y al borde del material base.
Anclajes químicos
Los anclajes químicos funcionan mediante la reacción de dos componentes: la
resina y el catalizador, trabajan por adherencia y no ejerce presión de expansión.
Se debe seguir el procedimiento indicado en el capítulo anterior, sin embargo, se
debe tener en cuenta el tiempo de fraguado recomendado por el fabricante, antes
de aplicar un par de apriete o una carga útil.
Fallas de anclaje
Figura 35 Fallas de anclajes
Fuente: Recuperado de Manual técnico Hilti, p. 8
Forma de rotura por tracción,
1 y 2. Fallo por rotura del hormigón. (Cono de hormigón).
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
62
3. Se representa la salida del anclaje debido a una falta de contacto entre
material y fijación; puede producirse por un fallo de adherencia o falta de
presión; puede suceder si no se limpia la perforación de forma correcta.
4. Fallo debido a la rotura del acero del propio anclaje.
Forma de rotura a cortante,
5. Fallo por rotura del hormigón, sucede cuando la distancia al borde es
reducida y falta material para que el anclaje pueda desarrollar toda su
capacidad resistente.
6. Fallo por rotura del acero.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
63
SOLDADURA
Para hacer un correcto proceso de inspección a una unión soldada es necesario
tener unos conocimientos básicos que le permiten al inspector calificar la
soldadura y determinar ciertos comportamientos mecánicos para el buen
desempeño de la estructura. Dentro de estos conocimientos se encuentran:
1. Comprensión de dibujos de soldadura, símbolos de
soldadura
2. Diseño de juntas soldadas
3. Conocer las pruebas destructivas y no destructivas,
aplicadas a soldadura.
El punto 2. Diseño de juntas soldadas no se va a tener en cuenta en esta guía,
puesto que el enfoque es netamente a nivel técnico y en obra debemos suponer
que ya existe un diseño avalado y revisado.
¡NO OLVIDE QUE! Ahora bien, este documento no va orientado a personal
certificado para este tipo de procedimientos, por lo que vale la pena aclarar que lo
presente en este manual va enfocado en generar en el profesional e inspector un
concepto general que le permita generar concepciones para tomar decisiones de
una manera ágil y pertinente y, además, ampliar sus conocimientos en un ámbito
que normalmente delegamos y no prestamos la atención necesaria.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
64
Simbología de la soldadura en planos
Es la representación gráfica por medio de símbolos, flechas y dibujos que
describen las diferentes características geométricas, de composición, ubicación y
demás información necesaria de una unión soldada para estructuras metálicas.
Veremos unos ejemplos muy básicos con la información necesaria que nos
permitirá visualizar el significado de la distinta simbología en las uniones soldadas.
Se debe tener en cuenta que:
Los símbolos de soldadura en los dibujos y planos de ingeniería representan detalles de diseño.
Los símbolos de soldadura se utilizan en lugar de repetir instrucciones o colocar extensas notas en los planos.
La línea de referencia no cambia. La flecha puede apuntar en diferentes direcciones. En ocasiones, se puede omitir la cola del símbolo. Existen numerosos símbolos, dimensiones o acotaciones, así como
símbolos complementarios.
La simbología es un lenguaje breve para la interpretación de los planos de
detalles de soldadura, resultan ser una herramienta indispensable.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
65
Tabla 12 Gráfico de secciones de soldadura y simbología
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
66
Fuente: Elaboración propia.
El principio de aplicar calor hasta alcanzar una cierta temperatura y luego
mantener esa temperatura como un mínimo se usa para controlar la tasa de
enfriamiento del metal de soldadura y del metal base adyacente. La temperatura
alta permite una difusión más rápida del hidrógeno y reduce la tendencia de
fisuración en frío. Esta depende del tipo de acero empleado, el proceso de
soldadura y el espesor de la sección.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Tabla 13 Temperatura mínima de precalentamiento precalificado
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Fuente: Recuperado de AWS D1.1/D1.1M 2020, p. 78.
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Figura 36 Ejemplos de cotas de soldadura en planos
Fuente: Plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013.
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Figura 37 Explicación cotas de soldadura
Fuente: Plano PL-T Bodega San Gabriel, Interdico LTDA, 2013.
SOLDADURA
PARA APLICAR
EN CAMPO SOLDADURA EN ÁNGULO DE 3
mm DE ANCHO A AMBOS
COSTADOS DEL ELEMENTO
LOCALIZACIÓN
DE LA UNIÓN
SOLDADA
POR TODO EL
CONTORNO DEL
ELEMENTO
ESPECIFICACIONES DEL
PROCESO DE SOLDADURA
U OTRA REFERENCIA, SI
REQUIERE.
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Por supuesto que existen más tipos de cotas, símbolos y especificaciones de planos
referentes a la soldadura, pero aquí presentamos los más utilizados a en el país y
enfocados a la construcción de estructuras metálicas de edificación.
Inspección de la soldadura
Las actividades de inspección de soldadura se realizarán de acuerdo a las
siguientes tablas
Tabla 14 Inspección de soldaduras, previo, durante y después
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Fuente: Elaboración propia. Recuperado de la NSR10 Título F, p F-161.
Donde,
O: Observar de manera aleatoria. Las operaciones no se deben retrasar por estar
pendientes estas inspecciones
P: Practicar estas tareas sobre cada junta soldada o miembro.
Tabla 15 Defectos típicos de la soldadura
Defectos Descripción Esquema
Dis
con
tin
uid
ade
s in
tern
as
Exceso de penetración
Penetración del electrodo dentro de los biseles, se produce una chorreadura interna de material, la cual puede retener escoria
Concavidad externa o falta de relleno
Disminución de refuerzo externo por poco depósito de material de aporte en el cordón.
Concavidad interna
Insuficiente refuerzo interno de la soldadura en su cordón en su primera pasada
Salpicaduras Esferas de metal fundido depositadas sobre el cordón y a su alrededor, no afecta la calidad de la soldadura.
Falta de continuidad en el cordón
Ocurre al interrumpir el cordón y no empalmar bien la reanudación
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Defectos Descripción Esquema
Dis
con
tin
uid
ade
s e
xte
rnas
Falta de penetración
La raíz de la soldadura no quedará rellena en su totalidad, ocurre al haber una separación muy pequeña de la raíz, un electrodo demasiado grueso, corriente insuficiente, etc.
Fisuras longitudinales
Se produce por movimientos durante o después de la soldadura, o en la interface del material base con el de aporte, por un enfriamiento brusco o falta de precalentamiento.
Fisuras transversales
Se produce la fisura por el enfriamiento a temperatura normal en la combinación de elementos, generalmente en aceros duros.
Incrustaciones de escoria
Se genera por falta de limpieza, la escoria queda entre el material base y el material de aporte.
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de
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IZAJE
El procedimiento de izaje se puede simplificar en los siguientes pasos:
-Descargue de piezas y elementos provenientes del taller: Se hará directamente
desde el camión al patio de almacenamiento o a las grúas de izaje.
-Izaje de los mismos hasta el sitio de instalación.
-Sostener las piezas en posición para conexiones temporales: Se debe escoger la
columna para inicio, los perfiles se izan de forma individual y se sostienen por
parejas sobre el mismo eje con soldadura, amarres o tornillos temporales; se
arman marcos con elementos horizontales por parejas de ejes.
-Nivelación y aplomo de los elementos.
-Conexiones definitivas (soldadas o atornilladas): Cuando el primer grupo de
elementos verticales está aplomado y las vigas principales niveladas, se continúa
con el atornillado o soldado. Luego se colocan los elementos diagonales para
completar la estructura.
-Retiro de andamios y puntales temporales.
El izaje de una edificación se puede realizar piso por piso, en dicho caso, es
necesario levantar cada piso en su totalidad antes de izar el siguiente (edificios de
altura) y también se puede realizar por módulos verticales completos (edificios
bajos y largos).
El personal requerido para este procedimiento es el siguiente:
-Comisión de topografía para verificación de la posición horizontal y vertical de los
elementos.
-Supervisor de calidad que maneje el orden de izaje.
-Patiero que maneje código de señales con el operador de la grúa.
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-Residente de obra responsable de la operación técnica.
Figura 38 Izaje
Fuente: Elaboración propia.
Tolerancias de montaje
Se permite una desviación vertical, lo que llamamos plomo, de 1/500, o lo
que es también 0.2%. NTC 5832 CAP. 11.3.4.1.a
La variación en el nivel de la cota superior de los elementos de la estructura
metálica no puede ser mayor a 5 mm ni menor a 8 mm respecto a la cota
especificada en los planos. NTC 5832 CAP. 11.3.4.2.b
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Figura 39 Desviación máxima
Fuente: Elaboración propia.
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ACABADOS, PINTURA Y PROTECCIÓN
Las especificaciones del proyecto deben indicar los requisitos de la pintura de
taller: los elementos a pintar, forma de preparación de la superficie, las
especificaciones y espesor de la pintura expresado en micrómetros.
La inspección del sistema de pintura, incluyendo espesores y adherencia, se debe
hacer una vez la pintura se haya secado.
Preparación de la superficie
Las normas homologadas por la ASTM mayormente utilizadas en América latina
son las siguientes:
-Normas SSPC: Steel Structures Painting Council (U.S.A)
-Normas SIS: Swedish Standards Institution (Suecia)
Tabla 16 Grado de herrumbre para las superficies previas Grado Acabado
Grado A Superficie de acero con la capa de laminación intacta en toda la superficie y prácticamente sin corrosión.
Grado B Superficie de acero con principio de corrosión y en la cual la capa de laminación comienza a despegarse.
Grado C Superficie de acero en donde la capa de laminación ha sido eliminada por la corrosión o la capa de laminación puede ser eliminada por raspado, pero en la cual no se han formado en gran escala cavidades visibles.
Grado D Superficie de acero en donde la capa de laminación ha sido eliminada por la corrosión y se han formado en gran escala cavidades visibles.
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de https://www2.utp.edu.co/.
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Tabla 17 Preparación y grado de herrumbre para las superficies
Tipo de limpieza
Grado según norma
Descripción SSPC SIS
055900
Limpieza con solventes
SP1 "Eliminar grasas, aceites, lubricantes de corte y toda presencia de material soluble de la superficie de acero utilizando para estos efectos algunos de los siguientes métodos: escobillas o trapos limpios embebidos en solventes dorados estabilizados, sumergiendo completamente la pieza en un estanque con solvente, detergentes alcalinos, etc
Limpieza manual
SP2 St2 Deberá eliminarse de la superficie de acero todo el óxido de laminación y herrumbre que se encuentre sin adherencia al igual que la pintura antigua que no se encuentre firmemente adherida. Finalmente se limpiará la superficie con aire limpio y seco o un cepillo limpio. La superficie debe adquirir un suave brillo metálico”. La limpieza se efectuará con herramientas manuales en buen estado, tales como lijas, picasales, escobillas de acero y otras herramientas adecuadas.
Limpieza motriz
SP3 St3 Consiste en un raspado, cepillado o esmerilado a máquina de una manera muy minuciosa. Se deberá eliminar todo óxido de laminación, herrumbre y pintura que no se encuentre bien adherida. Al término de la limpieza la superficie deberá presentarse rugosa y con un claro brillo metálico. En este tipo de limpieza debe cuidarse de no bruñir la superficie metálica a fin de lograr buena adherencia de las pinturas a la base
Limpieza con llanas y escobillado
SP4 Este método consiste en pasar una llama de oxi-acetileno o metileno de alta temperatura y de alta velocidad, sobre la superficie metálica, seguido de un escobillado enérgico con herramientas manuales o motrices para eliminar todo el óxido de laminación y herrumbre que se suelte. Se entiende que toda materia perjudicial será eliminada por este proceso, dejando una superficie limpia y seca lista para recibir la primera capa de pintura.
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Tipo de limpieza
Grado según norma
Descripción SSPC SIS
055900
Chorro abrasivo metal blanco
SP5 SA3 “Limpieza que se logra haciendo impactar una partícula abrasiva sobre la superficie que al chocar suelta las partículas extrañas a la base dejando una huella en la zona de impacto". "El grado metal blanco consiste en una limpieza de manera tal que la superficie se apreciará de un color gris blanco uniforme y metálico. La superficie mirada sin aumento deberá estar libre de toda contaminación y apreciarse levemente rugosa para formar un perfil adecuado que permita un buen anclaje de los revestimientos".
Chorro abrasivo comercial
SP6 SA2 Una superficie limpia con chorro abrasivo comercial se define como una de la cual se ha eliminado toda materia extraña, herrumbre, óxido de laminación y pintura antigua por medio de partículas abrasivas de alta velocidad. Es permisible que queden pequeñas sombras, rayas y decoloraciones superficiales causadas por manchas de herrumbre o vestigios de óxido de laminación. Pueden quedar además en la superficie, restos de pinturas antiguas firmemente adheridas. La norma establece que por lo menos dos tercios de la superficie deberá estar libre de residuos y el resto sólo deberá presentar leves manchas, decoloraciones y restos de pintura antigua bien adherida (1/3" x l plg.2).
Chorro abrasivo Brush off
SP7 SA1 Consiste en un chorreado ligero con partículas abrasivas, donde se elimina la capa suelta de óxido de laminación, herrumbre suelta y partículas extrañas débilmente adheridas. Se permite la presencia de óxido de laminación, pintura antigua y herrumbre que se encuentre firmemente adherida.
Decapado SP8 "La limpieza química o decapado es aquella por medio de la cual se remueve todo óxido de laminación y herrumbre por reacción química, electrólisis o ambos métodos en conjunto"
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Tipo de limpieza
Grado según norma
Descripción SSPC SIS
055900
Exposición ambiental y chorro abrasivo
SP9 Este método ha sido eliminado de la normativa actual americana. Consiste en exponer el acero a la intemperie, que se comience a soltar la chapa de laminación, incluso se recomienda mojar las estructuras con una solución de agua y sal común a fin de acelerar el proceso. Este método es seguido por un chorreado posterior con partículas abrasivas que según se indica es más fácil de realizar.
Chorro abrasivo casi blanco
SP10 SA 2 1/2 Se define como una limpieza en la cual se elimina toda la suciedad, óxido de laminación, herrumbre, pintura y cualquier materia extraña de la superficie. Se permiten pequeñas decoloraciones o sombras causadas por manchas de corrosión, óxidos de laminación o pequeñas manchas de restos de pintura antigua. Por lo menos un 95% de la superficie de una pulgada cuadrada, deberá estar exenta de residuos a simple vista. El 5% restante deberá solamente mostrar sombras donde existieron los productos antes mencionados.
Fuente: Elaboración propia. Recuperado de https://www2.utp.edu.co/.
Así se combinan el punto de partida (superficie previa) y la terminación final
(superficie preparada). Por ejemplo, si se parte de un grado de herrumbre "B" y se
logra un grado de preparación Sa 2 1/2 el trabajo se define como B Sa 2 1/2.
Protección contra la corrosión
Se debe eliminar toda manifestación de óxidos por métodos de limpieza y restos
de polvo de esta operación, esta limpieza tiene un lapso máximo de 12 horas, la
inspección de la limpieza se hace por método visual; la aplicación del anticorrosivo
se controlará durante toda su ejecución, tanto el espesor en micras como el tiempo
de secado. Las protecciones contra la corrosión también se pueden realizar por
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medio de recubrimientos metálicos como recubrir con zinc fundido o cromato de
zinc la superficie; también se puede utilizar un tipo de resina.
Protección con pintura
El acabado con pintura será posterior al tratamiento contra la corrosión, se debe
hacer la limpieza de mugre, grasas, sales, pintura deteriorada, aceite, humedad y
óxido, con el fin de garantizar la adherencia de la pintura. Se deben tener las
siguientes recomendaciones:
Aplicar la pintura con temperaturas entre 5°C a 50°C.
Humedad relativa menor al 90%.
El lugar debe estar bien ventilado.
Aplicar 3 capas de pintura, espesor total igual o mayor a μ120 m.
Garantizar el secado de cada capa.
La limpieza tiene un lapso máximo de 4/6 horas.
Nunca se pintarán aquellos elementos metálicos que vayan a ser soldados
posteriormente. Se dejará libre de pintura una franja de 50 mm. medida a
partir del borde que vaya a ser soldado.
Protección contra el fuego
Se debe limpiar la superficie de polvo, grasa, oxido, pintura y cualquier agente que
impida la adherencia, el material de sebe aplicar directamente después de la
limpieza con el uso de elementos de protección personal adecuados, las mezclas
deben hacerse con agua potable.
A continuación, se describen diferentes métodos de protección contra el fuego:
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Pinturas Intumescentes Morteros Ignífugos Placas Rígidas de Revestimiento
Se aplican como capa intermedia entre la primera de imprimación y la final de acabado. Con este método no se modifica las dimensiones ni la geometría de los elementos protegidos, sin embargo, el tiempo de protección se limita a 50 minutos una vez esté sometida a fuego.
Cuando la pintura intumescente está expuesta a una temperatura de aproximadamente 200 ºC, comienza a reaccionar y se hincha rápidamente, proporcionando una capa gruesa la cual funciona como aislante térmico
Este mortero está compuesto por ligantes hidráulicos (cemento o yeso), áridos ligeros que permite mayor aislamiento térmico (vermiculita, lana de roca o perlita) y aditivos especiales. El tiempo de protección es hasta de 4 horas, el espesor del mismo se establece de acuerdo al tiempo de estabilidad al fuego que se considere; la superficie de acabado puede hacerse lisa o rugosa.
Placas de silicato cálcico de alta resistencia mecánica; gran formato incombustibles, auto portantes, monolíticas, son livianas y fácil de manejar, pueden cortarse, taladrarse, etc., permiten crear alojamientos en su interior donde queda el perfil, permite acabado tipo pintura, para interiores y exteriores, en ese último caso, se debe impermeabilizar.
Parámetros según la norma NSR 10 y NTC 5832
Pintura de taller
El título F en el presente capítulo nos habla de ciertas consideraciones y
especificaciones a tener en cuenta en la aplicación de pintura en taller.
SUPERFICIES INACCESIBLES F.2.13.3.2: Algunas veces, por el previo
ensamblaje de la perfilería existen espacios que quedan aislados del exterior,
pero no necesariamente quedan herméticos, por lo que, en esas ocasiones,
por diseño, se solicita una pintura previo al armado de los elementos,
garantizando de alguna manera una protección de la intemperie.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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SUPERFICIES ADYACENTES A SOLDADURAS DE CAMPO F.2.13.3.4: Los
procesos en las obras y su continuidad son muy dinámicos, es decir, el orden
predeterminado en que se realizan las distintas actividades físicas puede
variar según las necesidades que surjan, retrasos, lluvias, nuevas actividades
primordiales y otras, esto nos puede ocasionar que se puedan aplicar pinturas
antes de aplicar las soldaduras o algunas de ellas. Debido a eso, el título F
nos recomienda que debemos dejar un espacio limpio sin pintar de 50 mm
desde una unión que posteriormente va a recibir soldadura.
Determinación del espesor de la pintura.
El método de medición de espesores no destructivo se basa en principios de
comportamientos magnéticos el cual, un aparato digital, emite unas ondas que
viajan a ciertas velocidades dependiendo del medio en que se desplace, cuando
estas ondas viajan a través de la pintura y se encuentran con el material ferroso,
este arroja un resultado de espesor, dependiendo del equipo puede arrojar el
resultado en micrómetros o en mils. Para calcular y mostrar los espesores de
pintura, solo hay que ubicar el dispositivo sobre la superficie a medir, o puede llevar
cable permitiendo facilidad de acceso en espacios de difícil acceso, posee
multiplicidad de rangos de medida y de tipos de sonda.
Figura 40 Espesor de pintura
Fuente: Elaboración propia.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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NTC 5832 CAP. 9.5. Los espesores de pintura son la garantía de la protección del
acero frente a la intemperie, entre mayor el espesor mayor la protección, por lo
que se debe garantizar un mínimo de espesor que se debe mencionar en
micrómetros, el diseñador define el espesor de pintura en los planos, no obstante,
cuando el plano y/o el diseño no especifiquen el espesor de la pintura esta debe
tener un mínimo de 25 micrómetros.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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INSPECCIÓN DESPUÉS DE LA EJECUCIÓN
ENSAYOS DE SOLDADURA
Teniendo en cuenta que las uniones en estructuras metálicas son puntos críticos,
es de suprema importancia la entrega de la soldadura en el mejor estado posible,
para esto es indispensable aplicar los diferentes ensayos de calidad cuando el
profesional encargado lo requiera y bajo normas y estándares de calidad vigentes
para determinar el comportamiento mecánico de las juntas mediante
procedimientos industrializados de alta confiabilidad.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Aquí se encuentra la mayoría de los ensayos aplicables a las uniones soldadas, sus
ventajas y desventajas, debido a esto, los ensayos no destructivos suelen ser lo
más utilizados en la industria de la construcción en Colombia, esto debido a que se
hacen a las soldaduras aplicadas en obra y se basan en la confianza de los
materiales que ya vienen certificados como la soldadura y los perfiles
constructivos.
NOTA: Los distintos ensayos, tanto los destructivos como los no destructivos,
deben ser realizados por inspectores certificados de diferentes calificaciones, no
obstante, la INSPECCIÓN VISUAL puede resultar un arma importante en manos de
inspectores no calificados, puesto que no requiere de máquinas o elementos más
allá de unos ojos entrenados y el conocimiento básico de cómo debe quedar una
soldadura superficialmente. En obra podemos apoyarnos en este tipo de inspección
aclarando que no exime de realizar los diferentes ensayos con un inspector
calificado.
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
INSPECCIÓN VISUAL
Este método nos permite identificar discontinuidades e imperfecciones
superficiales, desde el cumplimiento de la geometría según plano hasta un mal
proceso de aplicación y una mala técnica.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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PREVIO A LA APLICACIÓN DE LA
SOLDADURA
Revisar planos y especificaciones de
diseño.
Revisar las calificaciones de los
soldadores
Establecer los puntos de inspección
Revisar los materiales a ser utilizados
Chequear alineamiento y ubicación de
los elementos que llegan a la junta
POSTERIOR A LA APLICACIÓN DE LA
SOLDADURA
Apariencia visual
Dimensiones geométricas de la
soldadura
Longitud de la soldadura
Revisar los materiales a ser utilizados
Distorsión o imperfecciones
Limpieza
Poros y/o grietas superficiales
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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No siempre los errores superficiales en las uniones soldadas son tan fáciles de
identificar, algunos son más obvios que otros y obedecen más fácil al sentido
común, pero hay otros en los cuales debemos acudir a una agudeza visual mayor
acompañada de criterios técnicos bien justificados.
Figura 41 Inspección de soldadura
POROS FUSIÓN INCOMPLETA
MALA PENETRACIÓN SOBREMONTA EXCESIVA
SOCAVACIÓN ESCORIA
Fuente: Elaboración propia.
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TINTAS PENETRANTES:
Alcance
la NSR.10 en su Título F.2.14.5.5.2, no restringe la aplicación del ensayo de tintas
penetrantes para ningún grupo de disipación de energía sísmica, sin embargo, sí
recomienda su uso en juntas acanaladas de penetración completa en estructuras
del grupo de uso I que no hagan parte del sistema de resistencia sísmica.
¿Qué es?
Es un método de inspección de soldadura a nivel superficial, es decir, expone poros,
fisuras y socavaduras que a simpe vista no se evidencian pero que, aun así, ahí se
encuentran. Es un método bastante sencillo de aplicar y que no requiere de mucha
técnica y es uno muy utilizado, pero con ciertas recomendaciones de la norma que
lo encasillan como un ensayo no muy riguroso con un alcance limitado.
Consiste en aplicar de manera correcta 3 sustancias en 3 pasos muy sencillos.
Figura 42 Ensayo tintas penetrantes
El primero es una limpieza del cordón de soldadura a
nivel superficial con herramienta manual como gratas
metálicas con la intención de retirar, en su totalidad, la
cascarilla y la salpicadura de material fundente, para
luego aplicar la primer sustancia que consiste en un
“LIMPIADOR” o cleanner, el cual tiene la función de
retirar cualquier agente químico como pintura al igual
que grasas, polvo y otros agentes externos que puedan
alterar la prueba.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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El segundo paso es aplicar la TINTA PENETRANTE, la
cual normalmente es de color morado, y esperar unos
minutos que según manual del proveedor puede variar
entre 5 y 10 minutos, esto para garantizar que la tinta
penetre por los poros, fisuras y socavaciones cuando
las haya.
Por último, el tercer paso consiste en limpiar muy bien
el exceso de la tinta penetrante con paños secos, se
debe limpiar al punto que no se vea tinta penetrante a
simple vista, sino que la soldadura debe quedar de
nuevo impecable, en este momento, es de suponer que
si existe algún poro o fisura superficial la tinta ya
ingresó y no será posible limpiar con los paños secos
a nivel interno. Posterior a esta limpieza se aplica el
“REVELADOR” el cual consiste en una especie de talco
especial que, al aplicar en la superficie, genera una
tensión superficial por la superficie específica de sus
partículas, lo cual logra atraer a la superficie la tinta
que había penetrado anteriormente en presencia de
alguna falla.
Fuente: Elaboración propia
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Resultados
En este caso es muy sencillo generar un reporte de aceptación y rechazo de la
unión soldad inspeccionada, puesto que el revelador no debe tener manchas
moradas, o del color de la tinta penetrante. Debemos tener en cuenta que las fallas
superficiales son muy fáciles de reparar, por eso las normas tienden a manejar
una política de cero tolerancias frente a imperfecciones de este tipo, normalmente
las reparaciones se resumen a pulir un par de milímetros en las zonas afectadas
y aplicar un pequeño cordón encima, luego de reparada se repite el ensayo,
Figura 43 Ensayo tintas penetrantes
Fuente: Elaboración propia.
Se revela un espacio socavado de 3 mm de espesor.
ULTRASONIDO
¿Qué es?
Es un ensayo no destructivo que, en este caso, permitirá inspeccionar una unión
soldada por medio de un método que caracteriza el espesor o las estructuras
internas de un elemento mediante el impulso de unas ondas de ultrasonido de alta
frecuencia.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 44 Ondas de incidencia y de refracción
Fuente: Elaboración Propia
Funcionamiento
Estas ondas, las cuales su frecuencia varían entre los 500 kHz a 20 MHz, viajan a
través del acero hasta reaccionar al cambiar de medio, como el aire, momento en
el cual la onda se verá obligada a volver al punto emisor. El análisis gráfico se
resume en cuantificar los saltos en las gráficas para determinar la presencia de
poros, grietas, escoria inmersa o cualquier otro defecto a nivel interior.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Figura 45 Ondas de incidencia y de refracción
Fuente: Recuperado de Valencia, G. (2010)
Ventajas:
Los ensayos no destructivos tienen un común denominador y es el hecho que no
deforman o afectan permanentemente la zona a inspeccionar, pero esta en común
no requiere de ningún químico adicional o algún material nocivo que llegase a
modificar de alguna forma la estructura de la unión, tampoco tiene los efectos
secundarios que normalmente presentan las radiografías. Si el ensayo se realiza
con los parámetros que este solicita reproduce resultados de alta confiabilidad.
Desventajas:
Sus resultados dependen totalmente de la habilidad, capacitación y experiencia del
operario, que además de saber controlar el equipo a la perfección también debe
saber interpretar los resultados que, en ocasiones generan figuras geométricas
complejas no tan obvias.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Otro aspecto a tener es el costo que si lo comparamos con los ensayos mecánicos
resalta su alto valor.
Precisión:
Los diferentes medidores disminuyen su precisión a medida del uso a través del
tiempo y de las calibraciones, pero en óptimas condiciones los aparatos pueden
alcanzar precisiones entre los 0,001 mm y los 0,025 mm en la mayoría de los
materiales de ingeniería.
Velocidades de onda:
Esta velocidad depende directamente del medio en el que se mueva, es decir, del
medio por donde se propague la onda, por lo que, ante materiales más rígidos
mayor es su velocidad de transmisión. El cambio en la velocidad de la onda que
registra el aparato nos define una variación en el material que se transmite la onda,
normalmente un cambio brusco en la velocidad que registra al pasar de un acero
a aire nos puede evidenciar un defecto interno. Ahora veremos un cuadro de
velocidades ya determinadas para diferentes tipos de materiales:
Tabla 18 Velocidades de onda ensayo ultrasonido
Fuente: Elaboración Propia
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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¿Quién realiza la prueba?
Según la NSR-10 F2.14.4.2 “Calificación de los supervisores de la supervisión
técnica” el inspector debe estar certificado bajo la Asociación Colombiana de
Soldadura y Ensayos no Destructivos ACOSEND como inspector de construcciones
soldadas Nivel II, según lo define la norma AWS B5.1 “Estándar para la calificación
de inspectores de soldadura” o según lo previsto en la norma AWS D1.1/D1.1M,
articulo 6.1.4
NOTA: Debido a que la prueba la debe realizar personal calificado, según lo
anteriormente mencionado, no profundizaremos en cálculos y determinaciones
complejas porque llevar a cabo correctamente este ensayo requiere más que la
información en un documento, el enfoque de este capítulo es que, como inspectores
de interventoría, aprendamos a reconocer los distintos métodos que existen para
pruebas de uniones soldadas de manera general y con bases en normas bien
sustentadas, con el fin de determinar alcance, ventajas, usos y demás conceptos
claves.
Parámetros según la NSR-10 título F Prueba de Ultrasonido
F.2.14.5.5.1 Ensayos no destructivos para juntas acanaladas de penetración
completa: Para estructuras de grupo II y III que no hacen parte del sistema de
resistencia sísmica, se recomienda ensayos de soldadura no destructivos de
ultrasonido sobre el 10% de las juntas.
Para estructuras del grupo de uso IV de acuerdo a A.2.5.1 y sistemas de resistencia
sísmica de cualquier grupo de uso, se deben ejecutar ensayos por ultrasonido en
todas las juntas acanaladas de penetración completa, a tope, en T o en esquina, en
materiales de 7.9 mm o más de espesor y que estén solicitados por cargas de
tensión aplicadas transversalmente.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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RADIOGRAFÍA
¿QUÉ ES?
Es un ensayo no destructivo para determinar el estado físico en las soldaduras por
medio de una emisión de radiación, la cual mostrará el resultado por medio de una
impresión gráfica (radiografía) haciendo visibles las imperfecciones.
FUNCIONAMIENTO
El principio físico de funcionamiento es el comportamiento de interacción entre el
material a inspeccionar y emisiones de radiación electromagnética de longitud de
onda corta y de alta energía. Entonces, la fuente inicia generando radiación con el
fin de que el material a inspeccionar la absorba, si el material es homogéneo podría
decirse que, a nivel general, el material absorberá la misma cantidad de radiación,
pero en el caso de una unión soldada, tenemos la unión de el metal base con un
metal de aporte (soldadura) y en estos casos será una absorción de radiación
variable. El resultado se imprime sobre película fotográfica, generando así, una
imagen radiográfica. En el evento que la soldadura tenga imperfecciones, esta será
evidenciada visualmente sin tener que interpretar gráficos o hacer cálculos
complejos.
VENTAJAS
La ventaja más relevante es que permite obtener resultados inmediatos de la
inspección, caso contrario del ultrasonido donde posterior al ensayo se deben
hacer cálculos en interpretación de gráficos para dar un dictamen. Aquí podemos
interpretar la imagen al instante determinando, a manera visual, si existen
imperfecciones en la soldadura.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
98
DESVENTAJAS
Debido a su interacción con radiación, un mal uso de ella podrá ocasionar
enfermedades crónicas y efectos secundarios graves.
No se recomienda el uso de este método de inspección en uniones de geometría no
convencional debido al equipo utilizado que no es muy versátil para espacios
reducidos y de difícil acceso.
Su empleo requiere una supervisión en el área de la salud y la seguridad bastante
estricto.
La pieza a inspeccionar debe tener acceso por ambas caras.
Precisión
Es un ensayo de alta confiabilidad llegando a ser uno de los de más alta precisión
dependiendo tan sólo del correcto manejo de los elementos llegando a detectar
hasta imperfecciones de 0,01 mm de diámetro.
¿Quién realiza la prueba?
Según la NSR-10 F2.14.4.2 “Calificación de los supervisores de la supervisión
técnica” el inspector debe estar certificado bajo la Asociación Colombiana de
Soldadura y Ensayos no Destructivos ACOSEND como inspector de construcciones
soldadas Nivel II, según lo define la norma AWS B5.1 “Estándar para la calificación
de inspectores de soldadura” o según lo previsto en la norma AWS D1.1/D1.1M,
articulo 6.1.4
A diferencia del ultrasonido, se recomienda que el personal a realizar la radiografía
tenga también experiencia en el manejo de emisores radioactivos.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
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Parámetros según la NSR-10
Se puede interpretar en La NSR-10 en su TÍTULO F, que todos los parámetros que
rigen a la prueba de ultrasonido también aplican para las pruebas radiográficas,
esto quiere decir que están al mismo nivel de rigurosidad y de alta precisión con
un alto grado de confiabilidad.
Figura 46 Radiografía
Fuente: Recuperado de Valencia, G. (2010)
Interpretación:
La imagen radiográfica muestra una clara discontinuidad longitudinal cerca al eje
central, más exactamente situada en el filo del lomo del bisel en la parte inferior
de una junta tipo V con separación en lomo de 3 mm en su base. Lo que claramente
nos define una falta de penetración donde el material de aporte no logró superar
la cara inferior del material base, esto sucede cuando el operador del equipo
(soldador) no ejerce la fuerza necesaria para romper esa barrera y completar la
soldadura de raíz de manera correcta, otro motivo también puede ser que el
material de soldadura fue mal seleccionado, en el caso de electrodos revestidos,
pudo suceder que se escogió un electrodo con un diámetro superior a la separación
del lomo.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
100
La imagen de la izquierda es la representación gráfica de la imagen radiográfica
que nos muestra, por medio de un esquema, la interpretación de la discontinuidad
encontrada.
Recomendaciones de reparación:
En el caso que se tenga acceso a la cara inferior, se recomienda aplicar un cordón
sobre la falla que logre fundir el material de aporte de la raíz.
En el otro caso, donde no hay acceso a la cara inferior, se recomienda borrar el
cordón de soldadura por medios mecánicos hasta llegar nuevamente a la raíz y
repetir el proceso de soldadura, teniendo en cuenta de escoger correctamente el
material de aporte, voltaje y aplicar la fuerza necesaria.
PARTÍCULAS MAGNETICAS
¿QUÉ ES?
Es un ensayo no destructivo para detectar en una pieza las posibles
discontinuidades que haya en la superficie y en las proximidades a ella.
FUNCIONAMIENTO
El principio físico de funcionamiento es la atracción de un polvo metálico aplicado
sobre la superficie hacia las discontinuidades presentes en el material bajo la
acción de un campo magnético, cuando el polvo metálico se acumule en las
discontinuidades, se revelará la localización de las mismas.
VENTAJAS
Las ventajas que presenta este ensayo son que los resultados se mantienen de
forma inmediata, el procedimiento es más rápido que las tintas penetrantes y se
pueden aplicar a cualquier tamaño de muestras, el equipo no requiere de un
mantenimiento extensivo.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
101
DESVENTAJAS
Es aplicable solamente a materiales ferromagnéticos; en soldadura, el metal
depositado debe ser también ferromagnético; requiere una fuente de poder, no se
detectará a profundidades mayores de ¼”, se requieren dos o más inspecciones
secuenciales con diferentes magnetizaciones, se requiere desmagnetización.
¿Quién realiza la prueba?
Según la NSR-10 F2.14.4.2 “Calificación de los supervisores de la supervisión
técnica” el inspector debe estar certificado bajo la Asociación Colombiana de
Soldadura y Ensayos no Destructivos ACOSEND como inspector de construcciones
soldadas Nivel II, según lo define la norma AWS B5.1 “Estándar para la calificación
de inspectores de soldadura” o según lo previsto en la norma AWS D1.1/D1.1M,
articulo 6.1.4
Usos
Se utilizan cuando se requiere una inspección más rápida que la que se logra con
otras pruebas tales como líquidos penetrantes.
Este método se utiliza solamente en materiales ferromagnéticos como el hierro,
cobalto o níquel. Debido a su baja permeabilidad magnética, no se aplica ni en los
materiales paramagnéticos como el aluminio, titanio o platino ni en los
diamagnéticos como el cobre, plata, estaño o zinc.
Los defectos que se pueden detectar son únicamente aquellos que están en la
superficie o poca profundidad. Cuanto menor sea el tamaño del defecto menor será
la profundidad a la que podrá ser detectado.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
102
Precisión
Al menos dos inspecciones separadas deben realizarse en cada pieza o área de
ensayo. La segunda inspección debe ser con las líneas de flujo magnético
perpendiculares a la realizada en la primera inspección en la misma área.
Las partículas magnétizables deben ser de pequeño tamaño para que tengan buena
resolución, es decir, para que detecten defectos pequeños o profundos. Esto se
debe a que cuanto mayor sea el tamaño de la partícula, mayor será el campo
necesario para girarla. Sin embargo, no deben ser demasiado pequeñas para que
no se acumulen en las irregularidades de la superficie, lo que ocasionaría lecturas
erróneas. Por ello, lo habitual es combinar en mismo ensayo partículas pequeñas
(de entre 1 μm y 60 μm) y grandes (desde 60 μm hasta 150 μm). Las partículas
magnétizables se pueden aplicar en forma de polvo o en suspensión en un líquido.
En este último caso, el líquido empleado puede ser: querosene,agua o aceite, entre
otros.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
103
COSTOS
En las construcciones a nivel nacional de estructura metálica, es deber del
supervisor técnico aprobar y verificar las cantidades de obra metálica ejecutadas
para así aprobar los cortes de obra del contratista, debido a esto se debe tener
conocimientos básicos de cómo se cuantifica una estructura metálica y como se
debe cobrar.
Los costos de las estructuras de acero se determinan de acuerdo al peso, este se
debe calcular en kilos, de acuerdo a la NTC 5832, el peso unitario de los materiales
irá de acuerdo a las fichas técnicas de los fabricantes, el del acero es de 7850
kN/m3; el peso de la estructura se calcula por listas de materiales
correspondientes a los planos de taller de los elementos:
El peso de los perfiles y tubos se calcula con el peso nominal por metro y la
longitud total de acuerdo a las fichas técnicas suministradas por el proveedor
de los materiales.
Las placas se calculan usando las dimensiones del rectángulo mínimo que
incluya la placa.
No se hacen deducciones por el material removido por corte, destijere,
biselado, punzonado, taladrado y otros procesos de producción.
Por concepto de soldadura los pesos de las listas obtenidas de los planos de
taller se deben incrementar en un 3%.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
104
NORMAS APLICABLES
Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente:
-NSR-10 Título I - Supervisión técnica
-NSR 10 Título F – Estructuras metálicas
-NSR 10 Título J – Protección contra incendios
-Decreto 945 del 5 de junio de 2017
A.1.3.9 — SUPERVISIÓN TÉCNICA INDEPENDIENTE — De acuerdo con el
Título V de la Ley 400 de 1997 y la Ley 1796 de 2016, la construcción de
estructuras de edificaciones, o unidades constructivas, que tengan o
superen los dos mil metros cuadrados (2000 m²) de área construida,
independientemente de su uso, deben someterse a una supervisión
técnica independiente realizada de acuerdo con lo establecido en el Título
I de este Reglamento NSR-10. (Véase la sección I.2.1.2 del presente
Reglamento NSR-10)
A.1.3.9.4 — Idoneidad del supervisor técnico independiente — El
supervisor técnico independiente debe ser un profesional, ingeniero civil
o arquitecto, o un constructor en arquitectura e ingeniería, o un ingeniero
mecánico (solo para el caso de estructuras metálicas o prefabricadas)
según el Capítulo V del Título VI de la Ley 400 de 1997, modificada por la
Ley 1229 de 2008. Parte de las labores de supervisión pueden ser
delegadas por el supervisor técnico independiente en personal técnico
auxiliar, el cual trabajará bajo su dirección y su responsabilidad
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
105
Norma Técnica Colombiana ICONTEC- Código de Prácticas Estándar para
Estructuras Metálicas NTC 5832
Instituto colombiano de la construcción del acero ICCA
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
106
GLOSARIO
Anclaje: Se define como el enlace entre la sub estructura y la súper estructura,
el cual se conforma con pletinas de acero las cuales transmiten la carga
uniformemente repartida en toda su área a la fundación y pernos empotrados en
el concreto de la estructura de cimentación: zapatas, vigas, etc., los cuales van
asegurados a las pletinas (Vélez, 2004).
Columnas: Son los elementos encargados de recibir y transmitir la carga de la
estructura a los anclajes, que a su vez las transmiten al sistema de cimentación
(Vélez, 2004).
Conexión: Es la unión entre los diferentes elementos estructurales que
componen el sistema de estructura metálica. Hay diferentes tipos de conexiones
que deben cumplir algunos requerimientos básicos entre ellos:
o Que garanticen una unión eficiente durante el izaje
o Que permitan ajustarse
o Que puedan ejecutarse de una manera simple sin permitir bamboleos.
Las conexiones son muy importantes en el sentido de que del tratamiento que se
les dé durante su fabricación e izaje de la estructura, depende en parte la economía
del sistema (Vélez, 2004).
Edificación de mediana altura: Edificios de 3 a 6 pisos de altura.
Interventor: Persona natural o jurídica que representa a el propietario durante
la construcción de la edificación o estructura, y bajo cuya responsabilidad se
verifica que esta se delante de acuerdo con todas las reglamentaciones
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
107
correspondientes y siguiendo los planos, diseños y especificaciones de los
diseñadores (NTC 5832).
Interventoría: La interventoría se asocia de manera general, a toda labor o
gestión que realiza un asesor o consultor externo para la vigilancia, control y
cumplimiento de unas obligaciones adquiridas mediante la celebración de un
contrato por un tercero para con una entidad (NSR 10-Títujo J).
Izaje: Es el montaje del edificio de la estructura metálica, por medio de un equipo
adecuado que puede levantar y sostener en posición temporal elementos de
grandes pesos y de grandes longitudes (Vélez, 2004).
Perfiles: Los perfiles son los elementos ya manufacturados a partir de los
diferentes tipos de acero carbono, que de acuerdo a su posición en la estructura
hacen trabajo para esfuerzos de compresión, tensión, pandeo, arrostramiento;
utilizados como columnas, vigas, perfiles y amarres. Pueden ser laminados en
caliente o frío, fabricados con base de pletinas y láminas planas con uniones de
soldadura (Vélez, 2004).
Sistema de protección: El acero como elemento base para la construcción de
estructuras debe estar protegido contra los agentes externos que contribuyen
vigorosamente como factores de conservación en el tiempo de la estructura: la
corrosión y el fuego (Vélez, 2004).
Soldadura: Es el elemento de unión más usado en los edificios de estructura
metálica es dependiente del concepto de "soldabilidad" del acero, el cual se
puede interpretar como: las condiciones y capacidad que ofrecen los materiales
a unir por este medio para producir una unión libre de fracturas y rotura sin
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
108
afectar sus propiedades físicas y químicas; condiciones que deben tener todas
las estructuras soldadas, las cuales son aportadas por el tipo de acero en
combinación con el tipo y los sistemas de juntas de soldadura utilizados (Vélez,
2004).
Unión: Es el método para juntar diversos elementos para producir un solo
miembro o para unir dos o más elementos estructurales del sistema de
estructura metálica, el cual puede ser aquellos que deben destruirse para ser
desarmados, y aquellos que pueden desarmarse sin destruirse. También pueden
clasificarse en: Uniones articuladas, que permiten la rotación, y uniones rígidas,
que no permiten rotación (Vélez, 2004).
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
109
RECOMENDACIONES
Se logra que el alcance del presente documento sea lo bastante amplio y completo
para poder abarcar las actividades más importantes que comprenden una
edificación de estructura metálica, no obstante, se recomienda al inspector
remitirse a las distintas normas vigentes en el caso de querer profundizar sobre
algún procedimiento, o también, para verificar lo acá resuelto.
Se le recomienda al inspector, interventor o profesional quien supervisa las
actividades de estructuras metálicas, que tenga totalmente claro su alcance para
así, conocer las actividades y etapas en que debe delegar la supervisión a personal
calificado, esto con el fin de aprovechar al máximo los recursos propios de su
conocimiento.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
110
BIBLIOGRAFÍA
[1]. Vélez, C. (2004). Ejecución de edificios en acero estructural. Universidad
Nacional de Colombia. Medellín, Colombia.
[2]. Celis, L. (2009). Informe Final de interventoría Estadio San José. Armenia,
Colombia.
[3]. Lozada, L; Garza, L & Delgado, R. (2018). Guía técnica “Pliego de condiciones y
especificaciones técnicas”. ICCA, Colombia.
[4]. Subía, A & Gavidia, A. (2015). Elaboración de los procedimientos de fabricación
y montaje de una estructura de acero para un edificio tipo. Escuela Politécnica
Nacional, Quito, Perú.
[5]. Chapula, S. (2014). Procedimiento constructivo con estructuras metálicas.
Universidad Nacional Autónoma de México. México DF, México.
[6]. McCormac, J; & Csernak, S. (2012). Diseño de estructuras en acero. Alfaomega.
México.
[7]. Asociación Colombiana de ingeniería Sísmica (2010). Titulo F – Estructuras
Metálicas – NSR 10. Comisión asesora permanente para el régimen de
construcciones sismo resistentes.
[8]. Asociación Colombiana de ingeniería Sísmica (2010). Título I – Supervisión
técnica – NSR 10. Comisión asesora permanente para el régimen de construcciones
sismo resistentes.
[9]. Norma Técnica Colombiana (2012). NTC 5832 – Prácticas normalizadas para
fabricación y montaje de estructuras en acero. ICONTEC, Colombia.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
111
Anexo 1 Formatos de inspección y supervisión técnica-Recepción del material
HORA LLEGADA:
REMISIÓN No. MÉTODO DE DESCARGUE
TIPO DE TRANSPORTE HORA SALIDA:
PLACA EMPRESA RESPONSABLE
RESUMEN DE ELEMENTOS
SÍ NO
CANTIDAD RECIBE RECHAZA
CON PINTURA ANTICORROSIVA
CON PINTURA DE ACABADO
EMBALAJE (MATERIAL DE PROTECCIÓN)
RAYONES EN LA PINTURA
ITEM
LISTA DE CHEQUEO
OBSERVACIONES
INFORMACIÓN GENERAL
REVISADO POR CONTRATISTA
ELEMENTO
2.1.
3.4.5.
_____________________________ _____________________________
DEFINICIÓN DE ACEPTACIÓN O RECHAZO
PRESENTAN GOLPES, DOBLECES
OXIDACIÓN
CANTIDAD ACORDE CON REMISIÓN
RECEPCIÓN DE PERFILES Y MATERIAL (ESTRUCTURA METÁLICA) LOGO
FECHA:DD / MM / AA
/ /PROYECTO:
RECIBE CON OBSERVACIONES
Nota: Este formato obedece a la NTC 5832 Código de prácticas estándar para estructuras metálicas y NSR 10 Título F.
6.7.8.9.10.11.12.
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
112
Anexo 2 Formatos de inspección y supervisión técnica-Estructura
SÍ NO TOLERANCIA
≤38 mm
≤1/500
N/A
±10 mm
±10 mm
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
SE RECIBE A SATISFACCIÓN SE RECHAZA SE RECIBE CON OBSERVACIONES
ITEM RECOMENDACIÓN
El desalineamiento no debe superar 38 mm NTC 5832
EL DESPLOME DEBE SER MENOR AL 0,2% (NSR 10 F 2.3.2.2(3))
ITEM
ENSAYOS DA CALIDAD DE SOLDADURA
ENSAYOS DE CALIDAD DE PINTURA
MEDICIÓN CON TOPOGRAFÍA
ELEMENTOS ALINEADOS
ELEMENTOS A PLOMO
NIVELES, ALTURAS SEGÚN PLANO
TORNILLERÍA COMPLETA
(GUAZAS, ARANDELAS, TUERCAS)
TORNILLERÍA CON APRIETE EXIGIDO
OBSERVACIONES
UBICACIÓN SEGÚN PLANO NTC 5832 (11.3.4.3)
NTC 5832 (11.3.4.3)
SE ENTREGA CON ACABADO DE PINTURA
_____________________________ _____________________________
DEFINICIÓN DE ACEPTACIÓN O RECHAZO
Nota: Este formato obedece a la NTC 5832 Código de prácticas estándar para estructuras metálicas y NSR 10 Título F.
ACTIVIDADES O RECOMENDACIONES A CUMPLIR SI RECHAZA O RECIBE CON OBSERVACIONES
REVISADO POR CONTRATISTA
SOLDADURAS COMPLETAS
SE ANEXA FORMATO INSPECCIÓN DE SOLDADURA
ASTM A449, ASTM A325, ASTM A490,ASTM A307
LISTA DE CHEQUEO
FORMATO DE INSPECCIÓN DE TORNILLERÍA No.
FORMATO DE INSPECCIÓN DE PINTURA No.
ELEMENTOS A INSPECCIONAR
FORMATO DE INSPECCIÓN DE SOLDADURA No.
INFORMACIÓN GENERAL
ITEM DESCRIPCIÓN OBSERVACIONES
PLANO DE REFERENCIA
INSPECCIÓN DE ESTRUCTURA, INSTALACIÓN LOGO
PROYECTO: FECHA:DD / MM / AA
/ /
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
113
Anexo 3 Formatos de inspección y supervisión técnica-Tornilleria
SÍ NO TOLERANCIA
SEGÚN DIÁMETRO
N/A
SEGÚN PLANO
N/A
≥ 3 HILOS
N/A
<10° DE INCLINAC.
SÍ NO TOLERANCIA
≥ LONG. PERNO
N/A
± 3mm DEL EJE
N/A
N/A
SEGÚN DISEÑO
PERPENDICULAR
≥ 3 HILOS
MARCAS VISIBLES SIMBOLOGÍA DE PERNO N/A
SEGÚN DIÁMETRO
ARANDELAS, GUAZAS, Y TUERCAS SEGÚN PLANO N/A
Diametro del perno (mm)
16
20
22
24
27
30
36 Cumple Si
>36 No
DEFINICIÓN DE ACEPTACIÓN O RECHAZOSE RECIBE A SATISFACCIÓN SE RECHAZA SE RECIBE CON OBSERVACIONES
ACTIVIDADES O RECOMENDACIONES A CUMPLIR SI RECHAZA O RECIBE CON OBSERVACIONESITEM RECOMENDACIÓN
ASTM A449, ASTM A325, ASTM A490,ASTM A307
TORNILLOS EN EL MISMO SENTIDO POR UNIÓN
LONGITUD MÍNIMA DE TORNILLO FUERA DE TUERCA
MARCAS VISIBLES SIMBOLOGÍA DE TORNILLO
LONGITUD MÍNIMA DE PERNO FUERA DE TUERCA
PUEDEN ESTAR DESPLAZADOS 3 mm DEL PUNTO IDEAL DE LOS PLANOS (NTC 5832 CAP 10.5.A)
TOTALMENTE PERPENDICULAR NTC 5832 10.5.2
DEBEN SALIR 3 HILOS O MÁS DE LA TUERCA
LISTA DE CHEQUEO METAL-CONCRETO
ANCLAJE EPÓXICO
PERPENDICULARIDAD DE TORNILLO
ITEM OBRSERVACIONES
DEBEN SALIR 3 HILOS O MÁS DE LA TUERCA
INFORMACIÓN GENERAL
ARANDELAS, GUAZAS, Y TUERCAS SEGÚN PLANO
ESPECIFICACIÓN ACORDE DEL TORNILLO
OBRSERVACIONES
ASTM A449, ASTM A325, ASTM A490,ASTM A307
INSPECCIÓN DE TORNILLERÍA (ESTRUCTURA METÁLICA) LOGO
PROYECTO: FECHA:DD / MM / AA
/ /
REVISADO POR CONTRATISTA_____________________________ _____________________________
TIPO DE UNIÓNES A INSPECCIONAR UNIÓN METAL-METAL UNIÓN METAL-CONCRETO
ENSAYO DE TORQUE
PLANO DE REFERENCIA
LISTA DE CHEQUEO METAL-METALITEM
LIMPIEZA DE PERFORACIÓN
UBICACIÓN DE PERNO SEGÚN PLANO
ANCLAJE EXPANSIVO
SE DEBE VERIFICAR LA DISTANCIA DESDE EL CENTRO DE UNA PERFORACIÓN PARA UN PERNO AL BORDE DEL ELEMENTO:
ENSAYO DE TORQUE
NO MENOR A LA LONGITUD DEL PERNO
LIMPIEZA CON AIRE Y CON CEPILLO CILÍNDRICO
LO QUE PEROMITE LA HOLGURA DE LA PERF.
CALIDAD DEL ANCLAJE SEGÚN ESPECIFICACIONES
PERPENDICULARIDAD DE PERNO
PROFUNDIDAD DE PERFORACIÓN SEGÚN PLANO
NO MAYOR 10 GRADOS DE INCLINACIÓN
Distancia mínima al borde(mm)
22
26
28
30
Diametro del perno (mm)
d=Distancia al borde (mm)
Nota: Este formato obedece a la NTC 5832 Código de prácticas estándar para estructuras metálicas y NSR 10 Título F.
34
38
4
Tabla F.2.10.3-4M Distancia Mínima al Borde, del centro de una perforación estándar (b) al borde de la parte conectada Pernos con diámetro en milímetros
1,25 x d
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
114
Anexo 4 Formatos de inspección y supervisión técnica-Soldadura
MÉTODO DE APLICACIÓN MIC/TIC OTRO:
ITEM SÍ NO N/A TOLERANCIAS
FISURAS SUPERFICIALES CERO FISURAS
POROS SUPERFICIALES CERO POROS
LIBRE DE ESCORIA O CASCARILLA CERO ESCORIA
PROTUBERACIONES <W/d=3/2 ± 5%
DISCONTINUIDAD EN EL CORDÓN CERO DISCONT.
SOCAVACIONES CERO SOCAVADO
FALTA DE FUSIÓN FUSIÓN COMPLETA
DIMENSIONES SEGÚN ESQUEMA >=ÁREA BRUTA
FALTA DE PENETRACIÓN SIN VACÍOS
EL CORDÓN SIEMPRE DEBE SER CONTINUO
ACEPTABLE INACEPTABLEDESEABLES
PERFIL OBSERVABLE
APLICAR CORDÓN SOBRE SOCAVADO SI REQUIERE
LA SOLDADURA DEBE FUNDIR AMBOS ELEMENTOS
SUPERIOR O IGUAL AL ÁREA BRUTA DE LA SOLDADURA
LA RAÍZ DEBE SOBRESALIR DEL LOMO DEL ELEMENTO
OBSERVACIONES
NO PUEDE HABER FISURAS SUPERFICIALES
NO PUEDE HABER POROS SUPERFICIALES
NO PUEDE HABER ESCORIA
REPARAR CUANDO SEA INFERIOR A LA TOLERANCIA
INSPECCIÓN VISUAL DE SOLDADURA LOGO
PROYECTO: FECHA:DD / MM / AA
/ /
INFORMACIÓN GENERAL
El presente formato para la inspección visual de soldaduras y su correcto diligenciamiento no exime de realizar los ensayos pertinentes según norma aplicable y por medio de un
inspector certificado, el presente es con el fin de verificar dimensionamiento de los cordones de soldadura y otros parámetros visuales que nos permiten generar un concepto general y
necesario del estado de lo ya mencionado.
ESQUEMAS DE SÍMBOLOS O COTAS DE SOLDADURA A INSPECCIONAR
1G 2G 3G 4G
UBICACIÓN SEGÚN PLANO
PLANO DE REFERENCIA
Electrodo revestido
NOTA:
1F 2F 3F 4FPOSICIONES DE APLICACIÓN
ELEMENTOS A REVISAR (IPE, W, C, PLATINA, LÁMINA…)
NOMBRE SEGÚN PLANO
LISTA DE CHEQUEO
NOTA: Estos símbolos o cotas son la representación simbólica de las uniones de soldadura y se encuentran especificados en los planos. Además del tipo de simbología que
indica la forma del cordón y su ubicación, deben llevar las dimensiones que indiquen el tamaño del cordón de soldadura.
w
d
INSPECCIÓN VISUAL DE SOLDADURA LOGO
PROYECTO: FECHA:DD / MM / AA
/ /
INFORMACIÓN GENERAL NO APLICA
Espesor de la parte más delgada
a unir, mm
Hasta 6,4 inclusive
Mayor que 6,4 a 12,7
Mayor que 12,7
Mayor que 19,1 Cumple Si No
SE RECIBE A SATISFACCIÓN SE RECHAZA
Tabla F.2.10.2-4 Tamaño Mínimo de Soldaduras de Filete
e=Espesor de la parte más delgada a unir (mm)
d=Tamaño de la soldadura de filete (mm)
Nota: Este formato obedece a la NTC 5832 Código de prácticas estándar para estructuras metálicas y NSR 10 Título F.
Tamaño mínimo de la soldadura
de filete, mm
8
6
5
3
DEFINICIÓN DE ACEPTACIÓN O RECHAZO
REVISADO POR CONTRATISTA
___________________________________ __________________________________
SE RECIBE CON OBSERVACIONES
ACTIVIDADES O RECOMENDACIONES A CUMPLIR SI RECHAZA O RECIBE CON OBSERVACIONES
ITEM RECOMENDACIÓN
INACEPTABLE
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
115
Anexo 5 Formatos de inspección y supervisión técnica-Preparación de la superficie
LIMPIEZA MECÁNICA MÉTODO DE PINTURA
LIMPIEZA QUÍMICA PINTURA A APLICAR
METAL NO FERROSO FECHA PROPUESTA PARA PINTURA DD MM AAAA
METAL FERROSO TIPO DE UNIONES
SÍ NO
RECIBE RECHAZA
REVISADO POR CONTRATISTA
Nota: Este formato obedece a la NTC 5832 Código de prácticas estándar para estructuras metálicas y NSR 10 Título F.
SUPERFICIE LIBRE DE ÓXIDO
SUPERFICIE LIBRE DE POLVO
REQUIERE PRIMER (METAL NO FERROSO)
_____________________________ _____________________________
RECIBE CON OBSERVACIONESSUPERFICIE LIMPIA PARA PINTURA
GRATA METÁLICA, DISCO METÁLICO, PULIDORA, SANDBLASTING, OTROS
DISOLVENTES, DESENGRASANTES, AGUA, OTROS
ACERO INOX, GALVANIZADO, ALUMINIO, OTRO
RODILLO, BROCHA, ELECTROSTÁTICA, COMPRESOR, OTRO
PRESENCIA DE MASILLA
BASO O ACABADO, EPÓXICA, ALQUÍDICA, ACRÍLICA, OTROS
EMBALAJE (MATERIAL DE PROTECCIÓN)
RAYONES EN LA PINTURA
ITEM OBSERVACIONES
LIMPIEZA PARA PINTURA, PREPARACIÓN DE SUPERFICIE (ESTRUCTURA METÁLICA) LOGO
PROYECTO: FECHA:DD / MM / AA
/ /
INFORMACIÓN GENERAL
A-36, A-572, OTRO PERNADAS SOLDADAS
LISTA DE CHEQUEO
DEFINICIÓN DE ACEPTACIÓN O RECHAZO
DETALLES PUNTUALES SIN REMATAR
SOLDADURA SIN CASCARILLA
Guía técnica para la supervisión de la construcción de edificios de estructura metálica
116
Anexo 6 Formatos de inspección y supervisión técnica-Pintura
SSPC
SIS 055900
ITEM SÍ NO
SECO AL TACTO
COLOR INDICADO
COLOR UNIFORME
IMPUREZAS EN BASE METÁLICA
SUPERFICIE HOMOGÉNEA
FALLOS DE ADHERENCIA
BURBUJAS DE AIRE
EFECTO PIEL DE NARANJA
SUPERFICIES INACCESIBLES
SUPERFICIES ADYACENTES A SOLDADURAS DE CAMPO
TIPO
ESPESOR ACUMULADO DE PINTURA [µm]: ___________
ENSAYO DE ADHERENCIA: CUMPLE NO CUMPLE
SE RECIBE A SATISFACCIÓN SE RECHAZA SE RECIBE CON OBSERVACIONES
ACTIVIDADES O RECOMENDACIONES A CUMPLIR SI RECHAZA O RECIBE CON OBSERVACIONESITEM RECOMENDACIÓN
_____________________________ _____________________________ CONTRATISTAREVISADO POR
MEDICIONES
NO APLICA:
DEFINICIÓN DE ACEPTACIÓN O RECHAZO
MODO DE APLICACIÓN
TIPO DE PINTURA
DILUYENTE UTILIZADO
LISTA DE CHEQUEO
INSPECCIÓN DE PINTURA (ESTRUCTURA METÁLICA) LOGO
PROYECTO: FECHA:DD / MM / AA
/ /
INFORMACIÓN GENERAL
PROTECCIÓN O BASE
ACABADO
TIPO DE CAPA DE PINTURA
COLOR
CANTIDAD DE CAPAS
NÚMERO DE CAPA
FECHA DE APLICACIÓN
DD / MM / AA
NSR 10 F.2.13.3.2 (Aplicar la pintura antes del ensamble)
NSR 10 F.2.13.3.4 (Dejar sin pintura 50 mm desde la union de la soldadura)
Nota: Este formato obedece a la NTC 5832 Código de prácticas estándar para estructuras metálicas, Cap 9.5.
Mínimo 25 µm según NTC 5832 Cap 9,5.
/ /
ELEMENTO/S A REVISAR (VIGA, COLUMNA, IPE, W, C…)
NOMBRE SEGÚN PLANO
UBICACIÓN SEGÚN PLANO
PLANO DE REFERENCIA
LISTA DE CHEQUEO
OBSERVACIONES
PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE
GRADO DE HERRUMBRE (PREVIO A PREPARACIÒN) A B C D
GRADO DE PREPARACIÓN