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SISTEMA DE DIBUJO Y DETALLADO AUTOMATICO DE HIERROS DE ARMADURA PARA HORMIGON ARMADO Ing. Carlos Amura Lie. Roxana Ballester Data Proceso Buenos Aires - Argentina Ing. Damian H. Hernaez Ing. Felipe M. Yungman SAllE S.A.C.C.I.F'.I.M. Buenos Aires - Argentina EI objeto de este trabajo es presentar un conjunto de sistemas, automatizados mediante computador, para dibujo de pIanos de armadura en general (SISTEMA SIPAR), para dibujo de pIanos de armadura de conjun- tos de losas de entrepiso (SISTEMA SIPAL) Y para produccion de plani- lIas de cOmputos y graficos para el doblado de barras (SISTEMA BARRAS). Estos desarrollos forman parte de un proyecto mas amplio que invo lucra modulos especlficos para dibujo de armaduras en vigas, columnas- y bases de hormigon armado. The purpose of this paper is to present an automated computer set of systems for general detailing of concrete structures (SIPAR SYSTEM), for concrete slabs detailing (SIPAL SYSTEM) and for bar bending schedules and diagrams (BARRAS SYSTEM). This is the first approach to a wider objective that will include specific packages for the detailing of beams, columns, foundations, etc.

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SISTEMA DE DIBUJO Y DETALLADO AUTOMATICO DE HIERROS DE ARMADURAPARA HORMIGON ARMADO

Ing. Carlos AmuraLie. Roxana Ballester

Data ProcesoBuenos Aires - Argentina

Ing. Damian H. HernaezIng. Felipe M. Yungman

SAllE S.A.C.C.I.F'.I.M.Buenos Aires - Argentina

EI objeto de este trabajo es presentar un conjunto de sistemas,automatizados mediante computador, para dibujo de pIanos de armadura engeneral (SISTEMA SIPAR), para dibujo de pIanos de armadura de conjun-tos de losas de entrepiso (SISTEMA SIPAL) Y para produccion de plani-lIas de cOmputos y graficos para el doblado de barras (SISTEMA BARRAS).

Estos desarrollos forman parte de un proyecto mas amplio que involucra modulos especlficos para dibujo de armaduras en vigas, columnas-y bases de hormigon armado.

The purpose of this paper is to present an automated computer setof systems for general detailing of concrete structures (SIPAR SYSTEM),for concrete slabs detailing (SIPAL SYSTEM) and for bar bending schedulesand diagrams (BARRAS SYSTEM).

This is the first approach to a wider objective that will includespecific packages for the detailing of beams, columns, foundations, etc.

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El proceso de disefto de estructuras de hormigon armado consta de varias etapas; la "definicion 0 disefto" de la estructura, la seleccion demateriales, el calculo de las cargas, el analisis estruc~ural y de calcu10 de solicitaciones, el dimensionamiento seccional, el detallado y fi--nalmente el dibujo de planos y planillas que constituiran la documenta-cion de obra.

De las etapas mencionadas, la de documentacion y dibujo es la masrepetitiva y tediosa, y,en ella se puede cometer errores aleptorios queinvaliden un buen disefto.

Estas caracteristicas sonparticularmente importantes en la elaborac~on de los planos de armadura y correspondientes planillas de cOmputo ydoblado de hierros, dados su costo enterminos de horas de hombre y elpapel que desempei'ian en el proceso constructivo.

La realizacion de document os que contengan una correct a especifica-c~on de la armadura en tirminos de di4metro, cantidad, forma, doblado,longitud y peso de la barras que la integranesla condicion para lograrestructuras eficiente y economicamente construidas.

Las sistemas SIPAR y SIPAL para la produccion de planos de armadurapermiten ubicar y detallar las armaduras sobre la base del modelo de losencofrados previamente cargados en la computadora. Se puede operar in-distintamente en 2-D 0 3-D Y generar autamaticamente los datos de entra-da para la posterior corrida del Programa BARRAS.

El SISTEMA BARRAS, para la producci6n de planillas de cOmputo y doblado de barras parahormigon armado, constituye un procedimiento que hace -posible obtener dicha documentaci6n en forma automatizada , con la vent a-ja adicional de optimizar el corte de las barras, con el ahorro consecuente.

Estos desarrollos han sido encarados bus cando beneficios tanto cuantitativos (en costos, velocidad y capacidad) como cualitativos (presentaci6ii",confiabilidad y uniformidad) cumpliendo satisfactoriamente al presente losobjetivos buscados.

El SIPAR, es un sistema constituido por un con junto de comandos queinteractuan sobre una base de datos unica para permitir, mediante un menuespe'cifico, el dibujo de la armadura sobre un modele plano 0 tridimensio-nal del encofrado. La informacion es ingresada en forma grafica, quedan-do simultaneamente cargados en la base de datos no graficos los parametros

- necesarios para procesar el programa BARRAS sin mas intervenci6n del ope-rador.

Cada barra es seleccionada del menu, ubicada en su posicion e identificada, registrandose sus caracteristicas de rutina y un con junto de opciones tales como norma, terminaciones, doblados, etc. Las dimensiones de-cada barra son recuperadas del dibujo y cargadas en la base de datos. To-da esta informacion puede ser luego estructurada como entrada al programaBARRAS, en el momenta que se desee, mediante un coman do especifico.

\La modalidad de trabajo con el SIPAR es analoga a la emp~eada con los~todos tradicionales.

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El operador llama desde su terminal grafica al archivo que contienela geometria del encofrado, y mediante la ayuda de un menu de aplicacion(ver figura 1 ) selecciona los comandos apropiados para la confecciondel plano de armadura.

El menu de aplicacion tiene comandos para seleccion de las tipolo-gias de anclajes terminales y para especificacion de recubrimientos, ti-pos de acero y tipos de dobleces de barras.

Asimismo, se seleccionan desde el menu el diametro de la barra y suforma.

Una vez que se ha definido los parametros necesarios y escogido labarra correspondiente, se ubica en el encofrado como si fuera un elemen-to grafico cualquiera.

La barra se dibuja, entonces, mediante puntos dados por el cursoren la pantalla 0 por medio de coordenadas ingresada~ por teclado.

Una barra ya ubicada, puede ser luego copiada, borrada 0 movida, actUalizaudose automaticamente sus parametros en la base- de datos.

Finalmente, existen comandos especificos para el rotulado (labeling);de las distintas posiciones y para especificacion de las cantidades ydiametros requeridos.

En caso de que el archivo que contiene el modele del encofrado so-bre el que se trabaja fuese a-D, se genera un modele tridimensional dela armadura, que puede ser apreciado desde cUalquier punta de vista me-diante representaciones planas, axonometricas 0 polares, obtenidas automaticamente,

El SIPAL permite realizar planos de armadura de con juntos de losasde ho:rndg6n armado desde terminal. grafica, con generacion automatica dela entrada- .de datos para el sistema!lARRASy.consecuentemente.la ob-tencion de las planillas de cOmputo y doblado de hierros, incluida laoptimizacion de su corte.

Se parte del archivo grafico que contiene el plano de encofrado correspondiente.

1. 12 datos mediante el cursor que definen la geometria y conti-nuidad de cada losa.

2. diametros y separaciones, leidos de la planilla de calculo,mediante el teclado.

Este modo de operacion permite evitar cualquier calculo manual adi-cional para la confeccion del plano y las planillas.

Tanto las barras como los r6tulos son dibujados automaticamente poreJ. sistema.

Paralelamente, se genera una base de datos no grafica en la cual cada barra tiene asociada la siguiente informacion: tipo de-barra, diametro,

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cantidad, pos~c~on, dimensiones, terminaci6n de los extremos, tipo de doblez, tipo de recubrimiento, tabla asociada de mandriles de doblado, norma a utilizar, tipo de acero, dureza del acero.

El sistema permite considerar tambien casos particulares, como armaduras para apoyos y coberturas, barras combinadas, etc.

2. Se toma el coman do START del MENU 2El programa genera la estructura de la base de datos aS9ciada. alarchivo grafico.

8. Para obtener una imagen de la entrada de datos parcial 0 finaldel sistema BARRAS , toma el comando FIN del MENU 2.

- El sistema calculara las dimensiones de la barra elegida, las queapareceran en la terminal.

El usuario puede optar per aceptarlas dando un dato con el cursor,o bien modificar ingresando los valores deseados mediante el teclado.

- La barra es dibujada por el sistema. El usuario podra rechazarlao aceptarla, en cuyo caso el siste~a procedera a cargarla en la base de datos.

- Para cada barra dibujada exist en dos opciones: con 0 sin l.ineasde ccta.

- El sistema calculara las dimensiones de la barra elegida, la queaparece!'atlen la teminal.

- El usuario puede optar per aceptarlas 0 bien modificarlas ingres~do los valores deseados per teclado.

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- El usuario puede rechazarlo 0 aceptarlo, en cuyo caso el sistema·procede a cargarlo en la base de datos.

a) Computarautomaticamente las longitudes y pesos de barras con uncnculo exacto de las longitudes de corte considerando la influ-encia de las curvaturas de acuerdo a los di&metrOsde los mandriles de doblado especificados.

c) Estandarizar la presentacion de las Planillas de Hierras presen-tando informes parciales y separados para cada area de trabajoen obra. .

d) Evitar problemas en la colocacion de las armaduras en los enco-frados, con las consigui:entes ventajas constructivas. y de cali-dad de terminaci6n.

e) Considerar las longitudes entre marcasde tiza para el dobladode la barra recta.

f) Realizar la. optimizacion del corte de barras, combinando las po-siciones de manera de obtener un desperdicio minimo.

Se canto ,con un sistema de camputaci6n (VAX11/780) con capacidad para procesamient6 remoto y disefio grUico (INTERGRAPH)con graficadores m!:cAnico y electrostatico.

Los sistemas SIPAR/BARRASy SIPAL/BARRAS(cuyos diagr~s se presen-tan en la figura 5 ), hansido, divididos en das programas pt-incipales,que responden' a diferentes'etapas.

La primer etapa corresponde a la generaci6n del pl.ano de armaduracon el empleo de los' sistemas SIPAR6 SIPALquedando comoproducto,terminado el plano con las especificaeiones de detalles de armadura y un arcbivo de entrada de datos para el. programa BARRAS.Las caracteristicas del-SIPAR0 SIPALya han sido mencionadas anteriormente.

La segunda etapa es activada.cuando·se desea generar las planillasde barras. Los datos de entrada pueden provenir de un plano de armaduraejecutado con el SIPAR0 SIPAL6 pueden ser ingresados manualmente porterminal alfanumerica. Aqu1, el programa BARRASanaliza los datos, enforllia..concurrente realiza todos loa cncul.os posibles ,y va almacenando enmemoria toda esta informaciOn. Cuandoes necesario se consul tara un ar-chivo de pernos para actualizar la tabla de diametros de pernos de doblado de barpas.

Cada vez que el programa recibe. el. comandoadecuado, vuelca la in::fOl'llla~i6n, pl'Odueiendo las plinillas 4. datos pol' impl'esora y geneI'andoun archivo grUicO con las planillu'de doblado de barras en formate IRAMA4, que se grafican en uri plotter (de pllDllas, CALCOMP6 electrostatico,VERSATEC).

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. Los programas que constituyen el sistema han side codificados enlenguaje FORTRAN,los dibujos. de las planillas de doblado se generan u-tilizando las rutinas CALEDITy los sistemas SIPARy SIPALaprovechanlas capacidades ,que brinda el sistema INTERGRAPH.'

Al igual que la totalidad del proyecto, las planillas de barras de-ben respetar las disposiciones de Normas. Se ha incluido.dentro de lasopciones la eleccion de la Normaa cumpliry se ha implementadoinicial-mente la Normaalemana DIN1045.

No obstante, se ha efectuado una estructuracion flexible del programa, que permite modificar las Tablas de mandriles 0 pernos, segUnlas necesidades particulares de cada proyecto as! comoagregar nuevos-tipos y-formas de anclajes extremes 0 barras.

Asi~ se puede agregar comoopciones de usolas Tablas de Mandriles. especificadas en otras Normas, tales comoP:RAEH, CEBFIP78, ACI, etc.,en la medida que no alteren fimdamentalmentela estructura del programa.

Se determina la longitud exacta de corte de la barra considerandolas reducciones por doblado y las longitudes de las terminaciones 0 gan-chos, atendiendo al diimetro de 1&barray los diametros de los parnosde doblado.

Aqui se incluyo tambien la posibllidad de indicar dilimetros de per-nos de doblado para las barras, distintos (usualmente superiores) a losminimos especi.:ficados,por Norma. Se dispuso almacenar esta informacionen un archivo Cllamado "PERNOS'·)para su uso· en cualquier momentaduran-te la entrada de datos.

Comoa cada forma normaiizadade barra corresponde un algoritmo parael cAli:ulo de la longitud de corte·, se ha buscado independizar este cncu10 de las terminaciones en los extremos de' la barra. Asi la longitud es-calculada para la barra con extremas rectos y·J:uego, si en'sus extremos(0 en uno de ellos) tiene distiataterminaci6n,· se agregan los incrementos en la longitud· de corte propios de' cada tipo de terminacion (gancho-:-patilla, etc.)

Se planteo un lenguaje de comandos; asociando cada linea de entradacon uno de ellos (se definieron comandospara ingresar informacion, paraelegir opciones y para desencadenar procesos). El formate es libre encada. comando,usindose blancos comoseparadores entre datos; resulta a-decUadoel UliO de distintos caracteres especiaIes para asumir valoresprefijados 0 para reiterar alguno 0 algunos de los datos de comandospre-vios.

Se ha definido 6 tipos b!sicos de barras y se indica para cada formalas dimensiones necesarias a introducir en la entrada de datos. Juntocon las dimensiones de ia barra puede ingresarse una dimension adicionalcomocontrol de consistencia, de ser necesario. La utilizacion de formasnormalizadas no es exclusiva de este proceso pero se present a en el su

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\!so de un modonatural, desalentando el de otra. formas.

Los 6 tipos de barras consideradas son:

Barras recta (R), formadas por la' combinaciOnde distintos tramos de angulo recto.

- Barras dobladas (D), generadas mediante tramos rectos con angu,..los variables.

- Barras definidas por coordenadas (X), con el objeto de prever,c:ualquier tipo especial que se presente en la pr!ct ica.

Barras tipo NNpara los casos que no pueden adaptarse a ninguna delas previsiones realizadas.

En c:asoque por nec:esidadde proyeeto se deba disponer de formas debarra distintas de aquellas que se ha definido, no existe impedimentaalguno en agregar esas nuevas formas a la ''biblioteca de barras" disponi~. -

La longitud de c:orte indicada es la' que corresponde al EJE DELABA-RRARECTA,las dimenaiones se refieren a FILOSEXTERKOSY laB longitudesentre MARCASDETIZApara el doblado indican las dimensiones que se debe-r.1trazar sabre la BARRARECTApara obtener la barra con la forma y dimensiones finales especificadas en la PlaniJ.la de Doblado. -

1. Planilla de C6mputo,donde se determina la longitud y peso paracada di&metroy el peso total resultante, indic:ando adem!s el ti-po de acero utilizado.

2. Planilla de Corte (1), donde para c:adaposicion se indica el di!-metro, la longitud de corte de c:adabarra y la cantidad total delas mismasa ser c:ortadas.

3. Planilla de Corte (2), donde se indica la c:ombinacionde posicio-nes para obtener el minimodesperdicio. Adicionalmente, se dauna planilla resumen por di!metro indicando la cantidad de barrasnecesarias, peso total y'desperdicio porcentual.

4. Planillas de Doblado, donde se indica para cada posicion el d1ametro de 1a barra, el diimetro del mandril de doblado, ei tipo y esquemate6rico de la barra con las dimensiones necesarias parael-doblado, la cantidad y las longitudes de corte parcial y total.

tn l~ planill~ de dobladoI el dibujo de la barra se realiza medianteel uso de "celdas". En el momentadel di!lujo es 'buscada la celda corres-pondiente a la forma de la blUTa,y representada en la planUla. Para lasDarras no normalizadasse genera por programala celda ant~s de su dibujo.

Para una mayor claridad de 10 precedentemente expuesto se ha inclul-do, en las p!ginas siguientes un ejemplo con las diversas' planillas de salida.

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