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Normatividad de Obras
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1.3.4. Estructuras Metálicas
1.3.4. 010 Fabricación y Montaje de Estructuras Metálicas
Aún cuando por lo general en las estructuras de acero existen
elementos de concreto, tales como, zapatas, dados, losas, muros y elementos
similares, este inciso se referirá exclusivamente a las piezas
de acero propiamente dichas, en virtud de que el tema relacionado con
el concreto se trata en otro apartado de estas especificaciones.
La forma, secciones, esfuerzos de trabajo y demás características de resistencia y rigidez de los elementos que integran la estructura, estarán dados por el proyecto y/o por la DGOC.
La fabricación y montaje de las estructuras de acero se efectuará utilizando equipo apropiado, que ofrezca la mayor seguridad posible y deberá apegarse estrictamente a lo especificado en los planos de taller y de montaje. Solamente se podrán efectuar cambios mediante la aprobación por escrito de la DGOC y del corresponsable estructural.
La aprobación se referirá únicamente a la interpretación que el contratista haya dado a los planos estructurales que se le proporcionen, en los que únicamente se indicarán perfiles y conexiones tipo, y no lo relevará de su responsabilidad respecto a cualquier otro tipo de error u omisión.
La aprobación no se refiere a las longitudes, cortes y demás características geométricas de la estructura.
El contratista tendrá tanto en taller como en la obra, un libro de Bitácora en que se anotarán las fechas de las distintas etapas de la fabricación y construcción, así como las modificaciones y la aprobación o rechazo, por parte de la DGOC.
Enderezado del material
Todo el material que vaya a utilizarse en la estructura debe estar recto y, cuando sea necesario el enderezado, se hará en frío, utilizando medios mecánicos.
Cortes
Los cortes pueden hacerse con cizalla, sierra o soplete. Este último debe guiarse mecánicamente.
Los cortes con soplete requieren un acabado liso y libre de rebabas, en caso de presentarse muescas o depresiones, deberán eliminarse con esmeril.
Los cantos de placas o perfiles cortados con cizalla o soplete no necesitan cepillarse, a menos que se indique en los planos de detalle, o por la DGOC.
Montaje.
Por lo que se refiere a los tipos de uniones empleadas, estas pueden ser:
Estructuras soldadas.
Estructuras remachadas y/o atornilladas.
A) MATERIALES
El acero y demás materiales en la construcción de este tipo de estructuras, deberá ser de las características fijadas en el proyecto, y además satisfacer las normas que la DGOC establezca para cada caso, tales como:
Todas las placas y ángulos serán de acero A-36 con un esfuerzo de fluencia fy= 2530 kg/cm2.
Las soldaduras serán de arco eléctrico con electrodo metálico, el cual puede ser E60XX, E70XX, o el indicado en proyecto.
Las varillas lisas para contravientos y tirantes tendrán un esfuerzo de fluencia fy= 2530 kg/cm2.
Las anclas serán de acero A-307 o el indicado en proyecto.
Los perfiles PTR, con color de identificación blanco, verde o rojo, cumplirán con las especificaciones del proyecto.
B) EJECUCIÓN
En la ejecución de las estructuras de acero, independientemente
del procedimiento que se siga en la unión de sus miembros, deberá
atenderse a las especificaciones de índole general que a continuación
se enumeran:
El sistema de montaje que se siga será el que señale el
proyecto y/o indique la DGOC, el equipo que se va a emplear, deberá
ser previamente autorizado por esta última.
Las piezas deben manejarse con extrema precaución. La DGOC se reserva el derecho de rechazar las piezas que no cumplan con las especificaciones, debiendo ser su reposición por cuenta del contratista.
El contratista, previamente a la fabricación de la estructura, presentará las pruebas de laboratorio que avalen el tipo de acero especificado y los planos de taller, que deberán ser aprobados por escrito por la DGOC.
El contratista se obliga a admitir en su taller, y en todos los lugares en que se esté fabricando la estructura, a los representantes que designe la DGOC para verificar los volúmenes de acero suministrados, el proceso de fabricación y el avance de los trabajos y realizar el control de calidad que sea necesario.
Inmediatamente después de haber sido inspeccionada y aprobada la estructura, se le aplicará la pintura anticorrosiva, o capa de protección, que indique el proyecto y/o la DGOC.
En ningún caso se aplicará el tratamiento a que se hace referencia en el párrafo anterior, sin haberse previamente limpiado la estructura de óxido, escamas, escorias, grasas y otras materias extrañas. La superficie deberá estar seca al aplicarse la pintura anticorrosiva.
La pintura anticorrosiva deberá cubrir totalmente la superficie de las piezas, excepto cuando estas vayan a quedar embebidas en concreto o deban ser soldadas posteriormente, en cuyo caso se dejarán sin pintar los cantos por soldar y las superficies adyacentes, debiendo aplicarse en este caso, una capa de protección del material aprobado previamente por la DGOC.
Por lo que se refiere a las estructuras soldadas, se observarán las indicaciones del proyecto, el cual fijará las características, tipo y formas de aplicación de la soldadura, atendiéndose además a lo siguiente:
La soldadura deberá ser compatible con el metal base, tal es el caso de las soldaduras manuales obtenidas con electrodos E60XX o E70XX que son compatibles con el acero A-36.
Todos los electrodos deberán almacenarse en lugares adecuados,
garantizando el contratista que dichos electrodos se mantengan bajo
condiciones de humedad y temperatura especificadas por el fabricante.
El procedimiento que lleve a cabo el contratista deberá ser autorizado
por la DGOC.
Todos los accesorios del equipo para soldar y sopletes de corte deberán
ser de un diseño y fabricación que le permitan a operadores
calificados cumplir con las exigencias del trabajo encomendado.
Se seguirán las instrucciones del fabricante respecto a los parámetros que controlan el proceso de soldadura como son: voltaje, amperaje, polaridad y tipo de corriente.
En este sentido los generadores y transformadores deberán estar diseñados expresamente para trabajos de soldadura, y serán capaces de proporcionar una corriente constante y ajustable al voltaje que sea requerido para el trabajo.
Deberán responder automáticamente a los cambios en la demanda de potencia, y ser capaces de producir rápidamente la corriente total al establecer el arco.
Los cables serán de los materiales y calibres adecuados para evitar el sobrecalentamiento y/o una corriente inapropiada en el arco. Su aislamiento deberá ser efectivo y las conexiones a tierra seguras y adecuadas para conducir la corriente eléctrica esperada. Los portaelectrodos deberán sujetar firmemente a los electrodos con un buen contacto eléctrico.
Se podrán utilizar guías automáticas para soldar, previa autorización del equipo que se requiera por parte de la DGOC.
Las superficies y bordes que vayan a soldarse serán lisos, uniformes y libres de muescas, grietas y otras discontinuidades que afecten la calidad o resistencia de la soldadura.
Las superficies por soldar deberán limpiarse de escamas, óxidos, escorias, polvo, grasa, o cualquier otra materia extraña que impida una soldadura apropiada.
No se permite la presencia de costras de laminado en las piezas por soldar.
Los miembros que se vayan a soldar se alinearán correctamente y se mantendrán en posición hasta completar la colocación de la soldadura, por medio de pernos, prensas, cables y otros procedimientos adecuados o utilizando puntos de soldadura; en este último caso se deben tomar en cuenta las deformaciones y contracciones ocasionadas por la misma.
Los puntos que posteriormente vayan a quedar incorporados en la soldadura final, se harán con electrodos que cumplan con todos los requisitos de las soldaduras definitivas.
Los puntos que no se incorporen en las soldaduras definitivas deberán removerse.
Los puntos de soldadura estarán sujetos a los mismos requisitos de calidad que las soldaduras finales, con las excepciones siguientes:
El precalentamiento no es obligatorio cuando se vayan a depositar puntos de soldadura de un solo paso que serán fundidos e incorporados en soldaduras continuas de arco sumergido.
Es necesario corregir discontinuidades, tales como socavaciones y cráteres sin rellenar, antes de hacer la soldadura final de arco sumergido.
En el ensamble y unión de partes de una estructura mediante soldadura, deberá seguirse una secuencia que evite deformaciones perjudiciales y origine esfuerzos secundarios importantes.
Se admite que las soldaduras de taller se depositen en posición plana u horizontal y ocasionalmente en posición vertical.
No se permitirá aplicar soldaduras por sobre la cabeza del soldador, por lo que las piezas por soldar se colocarán de manera que no se tenga que depositar soldadura en esa posición. Siempre que sea posible, las piezas se colocarán de manera que la soldadura pueda depositarse en posición plana.
En general la dirección de colocación de la soldadura en un miembro será desde los puntos en que las partes estén relativamente fijas, en posición unas respecto a otras, y hacia las zonas en que haya una mayor libertad de movimiento relativo.
Las juntas en las que se esperen contracciones importantes, deberán soldarse en general antes de aquellas en las que las contracciones sean reducidas.
Además, durante la colocación de la soldadura se procurará que las partes por unir estén tan libres como sea posible.
Soldaduras de penetración completa.
En placas de grueso no mayor de 6.3 mm puede lograrse penetración completa sin preparar los bordes, es decir, con los cantos a escuadra depositando la soldadura por ambos lados, en posición plana y dejando entre las dos partes una holgura no menor que la mitad del grueso de la placa más delgada.
En todos los demás casos deben biselarse los extremos de las placas entre las que se va a colocar la soldadura, para permitir el acceso del electrodo. Se podrá utilizar placa de respaldo y, de no o de no ser así, debe quitarse con un cincel la capa inicial de la raíz de la soldadura hasta descubrir metal sano y antes de colocar la soldadura por el otro lado, para lograr fusión completa en toda la sección transversal.
No se deberá soldar ningún elemento en campo, en presencia de lluvia o cuando las condiciones climáticas no sean las convenientes a juicio de la DGOC.
Cuando la temperatura del metal base sea menor de 0 grados centígrados, antes de iniciar la soldadura, se calentarán los bordes por soldar hasta una distancia de 7 cm aproximadamente a partir de la línea de soldadura.
En todas las soldaduras en bisel indicadas en el proyecto, se colocará placa de respaldo.
Se aplicará la soldadura evitando la torcedura de las piezas por unir.
Las piezas torcidas después de soldar serán repuestas íntegramente, por parte del contratista.
Una vez realizadas las uniones soldadas se inspeccionarán ocularmente y se repararán todas las que presenten defectos de importancia, como tamaño insuficiente, cráteres o socavación del material base. Invariablemente se rechazarán las soldaduras agrietadas.
La DGOC fijará procedimientos que deban seguirse para corregir las soldaduras defectuosas. Cuando el proceso de soldadura sea sistemáticamente defectuoso la DGOC podrá ordenar la suspensión total del trabajo. Las correcciones que sean necesarias se harán por cuenta del contratista.
El contratista deberá disponer de personal calificado, presentando certificación por escrito de un laboratorio adscrito al SINALP; la DGOC podrá ordenar que se realicen pruebas de calificación, con la periodicidad que a su juicio se requiera. No se aceptará el personal que no satisfaga los requerimientos de las pruebas para realizar el trabajo, por lo que la DGOC podrá exigir al contratista, personal que apruebe satisfactoriamente la calificación.
La DGOC se reserva el derecho de muestrear y probar en el grado que
estime necesario, las juntas de una estructura, utilizando el procedimiento
de selección de muestras representativas, pruebas por líquidos
penetrantes o ultrasonido o, si el caso lo amerita, pruebas de carga
parciales o totales en la propia estructura.
Para el muestreo de las soldaduras se realizaran pruebas no destructivas
abarcando los diferentes tipos de acero que conforman la estructura,
de acuerdo a lo siguiente:
El contratista realizará pruebas, mínimo en el 15% de las soldaduras aplicadas en campo, por líquidos penetrantes o ultrasonido.
Si dados los valores de las pruebas, la estructura o partes de ella, no satisfacen los requerimientos del proyecto, el contratista deberá ejecutar por su cuenta los trabajos necesarios para corregir las deficiencias notadas.
Por lo que se refiere a las estructuras remachadas y/o atornilladas, se deberá tomar en cuenta lo siguiente:
El proyecto y/o la DGOC fijarán en cada caso, las características de los remaches o tornillos que deban usarse.
Todas las piezas que se vayan a remachar, se sujetarán rígidamente por medio de pernos o tornillos, mientras dure la operación de remachado.
Durante el ensamble de las piezas debe procurarse que el botador no maltrate el material ni ensanche los agujeros.
El diámetro de los agujeros, será de 1.5 mm mayor que el diámetro nominal de los remaches.
Los agujeros se podrán hacer mediante un punzón, siempre y cuando el espesor del material sea menor que el diámetro del agujero. No se permitirá el uso de botador para agrandar agujeros, que tengan que admitir remaches mayores; en estos casos, los agujeros deberán limarse.
Los remaches se colocarán a máquina, a una temperatura comprendida entre los 538 y 1065ºC.
Las piezas de los remaches deberán ser completas, concéntricas con los agujeros, semiesféricas, de tamaño uniforme para cada diámetro, y estarán en contacto pleno con la superficie de las piezas unidas, proporcionando ajuste entre el remache y las piezas.
Los remaches que se encuentran flojos, mal ajustados o defectuosos, deberán ser reemplazados por el contratista.
El proyecto y/o la DGOC fijarán en cada caso, las características mecánicas y geométricas de los tornillos, así como los procedimientos para su colocación y el apretado de las tuercas.
En el caso de uniones atornilladas, los agujeros deberán realizarse, de acuerdo con lo indicado en el inciso 4º, excepto que el diámetro de los agujeros deberá ajustarse lo más posible al diámetro de los tornillos.
Se usarán roldanas donde se requiere una área amplia de contacto.
La rosca del tornillo sobresaldrá del miembro por ligar, una distancia igual a la altura de la tuerca.
Tolerancias
Las piezas terminadas deben estar libres de torceduras y dobleces locales y sus juntas deben quedar acabadas correctamente.
Cuando las partes estén restringidas contra la flexión, ocasionada por defectos de alineación, se permite una excentricidad que no exceda de 10% del grueso de la pieza más delgada, ni de 3 mm.
En miembros que trabajarán a compresión en la estructura terminada, no se permiten desviaciones mayores de 0.001 de la distancia entre apoyos, con respecto a la línea recta que une sus extremos.
En miembros que tengan sus dos extremos cepillados para trabajar por contacto directo, la máxima diferencia con respecto a la longitud teórica que se permite es 1 mm; en piezas no cepilladas de longitud no mayor de 10 m, se permite una discrepancia de 1.5 mm y para longitudes mayores de 10 m, la tolerancia máxima es de 3 mm.
C) MEDICIÓN PARA FINES DE PAGO
Las estructuras de acero se cuantificarán por peso tomando como unidad el kilogramo con aproximación al centésimo, o por pieza. Se calculará el peso con base en las tablas que publican los fabricantes de estructura de acero. No se tomará en cuenta el peso de remaches, tornillos, cartabones, cubreplacas, descalibres, soldaduras ni desperdicios.
El precio unitario deberá considerar el 3.5 % de incremento para absorber las diferencias entre el peso teórico y el real, por lo que no se autorizará ningún ajuste o modificación por este concepto.
La medición incluirá la aplicación de pintura anticorrosiva. Se incluirá la aplicación de pintura de acabado cuando así lo solicite la DGOC, en este caso los trabajos correspondientes se apegarán a lo que indica el inciso 4.2.2. 020 de las Especificaciones Generales de Construcción de la UNAM.
D) CARGOS QUE INCLUYEN LOS PRECIOS UNITARIOS
Por fabricación de la estructura:
El costo de los perfiles, placas, pernos, tornillos, remaches, soldadura, pintura anticorrosiva, pintura de acabado en su caso, y demás materiales que intervengan, incluyendo desperdicios, puestos en el lugar de su montaje.
Toda la mano de obra necesaria para llevar a cabo las siguientes operaciones: medición y trazo de piezas, planos de fabricación, diseño y dibujo de plantillas, cortes, taladros, presentación y ajuste en el taller: armado de las piezas, incluyendo en su caso el remachado, soldado o atornillado; aplicación de la pintura anticorrosiva y de acabado en su caso y, todas las demás operaciones que se requieren para la fabricación de la estructura. Así mismo, la selección del material, enderezado, rebabeado, esmerilado, rasqueteado y limpieza de la escoria de la soldadura.
Las pruebas de laboratorio que avale el tipo de acero especificado.
Por montaje de la estructura:
Toda la mano de obra necesaria para llevar a cabo las siguientes operaciones: verificación de trazo y nivelación, rectificación de trazo y niveles, verificación de la posición de las anclas antes y después de fijarlas, rectificación y empacado en su caso, de las superficies de apoyo de las estructuras; montaje propiamente dicho de la estructura incluyendo: presentación, nivelado, plomeado de todos sus miembros, acabado de juntas y nudos, colocación y templado de contravientos y anclajes que marque el proyecto para los subsecuentes procesos constructivos.
Corrección o sustitución, por cuenta del contratista,
de las estructuras metálicas que no hayan sido correctamente
ejecutadas, conforme a proyecto y especificaciones.
Las erogaciones necesarias para llevar a cabo los muestreos por líquidos
penetrantes o ultrasonido y la calificación de los soldadores.
La renta y demás cargos derivados del uso del equipo y herramientas, accesorios, torres, plumas, cables, andamios, pasarelas, andadores y obras de protección necesarios para la correcta ejecución de los trabajos.
La limpieza de la zona de trabajo.
Acarreo de los materiales sobrantes y desperdicios, hasta el lugar de carga del camión.
El transporte o flete de la estructura y equipo de montaje.
Todos los cargos indicados en el contrato de obra y que no se mencionan en estas especificaciones.
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