ilafa construccion en acero mexico
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Sao Paulo, Brasil 14/septiembre/2006
STEEL CONSTRUCTION IN MEXICO:
Challenges and Competitiveness
CONSTRUCCION EN ACERO EN MXICO:
Desafos y Competitividad
CONSTRUCCION EN ACERO EN MXICO:
Desafos y Competitividad
M. en I. Ismael Vzquez Martnez
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Cmo ha evolucionado la estructura metlica a travs de los aos?
ANTECEDENTES
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1796: primera estructura metlica en Shrewsbury, Inglaterra.
1889: primer rascacielos con estructura metlica (Rand McNally Building) en Chicago.
1909: primer nave prefabricada por Butler Manufacturing Co.
ANTECEDENTES
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1923: aparicin de la American Institute of Steel Construction (AISC) y primer reglamento de estructuras metlicas.
1942: fabricacin en serie de hangares llamados Quonset-Hut para la II Guerra Mundial.
ANTECEDENTES
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1958: primeras naves industriales con claros libres de alrededor de 30 m.
1960s: inicia anlisis y diseo de estructuras metlicas por computadora. Posibilidad para disear cualquier tipo de estructura metlica.
ANTECEDENTES
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ANTECEDENTES
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ANTECEDENTES
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ANTECEDENTES
Estructuracin de Edificios No Residenciales
Otro tipo de Estructuras
35%
Estructuras Metlicas
65%
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ANTECEDENTES
Usos de Edificios de Estructura Metlica
Industria manufacturera
40%Uso agrcola12%
Propsitos comunitarios
12%Uso comercial
36%
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VENTAJAS DEL ACERO
Claros ms grandes.
Columnas ms pequeas.
Flexibilidad y adaptacin en el diseo.
Facilidad para la modificacin y renovacin.
Tiempo reducido de construccin.
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VENTAJAS DEL ACERO
Reduccin de los costos de los cimientos.
Reduccin de los costos de financiamiento.
Desempeo superior durante movimientos ssmicos.
Completo reciclaje.
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TENDENCIAS ACTUALES DE DISEO
Qu es lo que busca un cliente cuando invierte en la construccin de un bien inmueble fabricado con estructura metlica?
a) Que sea segurab) Que le cueste barato (No necesa-
riamente busca el peso mnimo)
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En el pasado el diseo de estructuras metlicas consideraba:nicamente satisfacer el Reglamento de
Construcciones vigentes (seguridad). Actualmente se rige por criterios
asociados a:seguridad, facilidad de fabricacin y montaje yeconoma del proyecto.
TENDENCIAS ACTUALES DE DISEO
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Requisitos bsicos que debe cumplir una estructura de acuerdo al Reglamento de Construcciones del D.F. (29 de enero de 2004) y sus Normas Tcnicas Complementarias:Seguridad adecuada contra todo estado lmite
de falla posible ante las combinaciones de acciones desfavorables que puedan presentarse en su vida esperada.
No rebasar ningn estado lmite de servicio ante combinaciones de acciones correspondientes a las condiciones normales de operacin.
TENDENCIAS ACTUALES DE DISEO
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AVANCES DE LA TECNOLOGA
El tiempo de construccin de cualquier tipo de estructura se ha reducido gracias a:1) programas de cmputo para el anlisis y diseo
tridimensional de las estructuras,2) programas para el modelado tridimensional de las
estructuras y elaboracin automatizada de planos de fabricacin y montaje,
3) fabricacin de estructuras metlicas con tcnicas C.N.C. de procesos automatizados de fabricacin utilizando conexiones atornilladas.
4) programas para el control y la administracin del proyecto (Project Manager).
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1) Programas de cmputo para el anlisis y diseo tridimensional de las estructuras. Hoy en da existen muchos tipos de
programas para el anlisis y diseo tridimensional de estructuras.
En general estos programas se basan en los mtodos de las rigideces o de las flexibilidades.
Ejemplos de estos programas son el ETABS, el SAP2000, el RAM Advance, el STAD Pro, etc.
PROGRAMAS PARA ANLISIS Y DISEO
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PROGRAMAS PARA ANLISIS Y DISEO
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PROGRAMAS PARA ANLISIS Y DISEO
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PROGRAMAS PARA ANLISIS Y DISEO
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PROGRAMAS PARA ANLISIS Y DISEO
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1) Programas para el modelado tridimensional de las estructuras y elaboracin automatizada de planos de fabricacin y montaje. Debido a la rpida fabricacin de estructuras
con las mquinas CNC es necesario incrementar la velocidad de elaboracin de los planos de fabricacin y montaje.
Al utilizar conexiones atornilladas las tolerancias son mnimas (1 o 2 mm.), por lo tanto se requiere una gran precisin en los planos de taller.
PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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Los nuevos programas para la elaboracin de los planos de taller poseen las siguientes ventajas:Modelado totalmente tridimensional con
elementos slidos.Elaboracin automtica de listas de materiales
y tornillos.Actualizacin automtica de planos cuando
sea necesario modificar el modelo por razones arquitectnicas o constructivas.
PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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Generacin de subrutinas automticas para conexiones (macros).
Verificacin automtica de no interferencia de elementos.
Compatibilidad de los programas con las mquinas CNC.
Compatibilidad con el programa administrador de proyectos (Project Manager).
PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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Plano de partes individuales
PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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Plano de pieza completa
PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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Isomtrico de modelo tridimensional
PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLER
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1) Fabricacin de estructuras metlicas con tcnicas C.N.C. de procesos automatizados de fabricacin utilizando conexiones atornilladas mediante una lnea de produccin integral.
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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Solucin Integral
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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Solucin Integral
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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TIPOS DE PROCESOS DE FABRICACIN MANEJADOS POR LAS MQUINAS CNC.
A) Corte en froB) BarrenacinC) MarcadoD) Corte trmicoE) Soldadura
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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A) CORTE EN FRO.
Se aplica en dos formas: Sierra cinta: aplicado generalmente para
perfiles menores. Sierra de disco: aplicado a todo gnero de
perfiles debido a su gran rigidez.
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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B) BARRENACIN.Existen dos procedimientos para barrenacin:
Punzonado: realizado va sistemas hidrulicos que se traducen en mayores velocidades de produccin, pero con limitaciones en cuanto a dimetros y espesores.
Taladrado: consistente en un trabajo de desgaste mecnico por broca pudiendo atacar cualquier dimetro y espesor requerido.
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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C) MARCADO.
Consiste en el troquelado para la identificacin de las piezas con relacin a su etiqueta en el plano de montaje.
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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D) CORTE TRMICO.
Este proceso se logra a travs de la utilizacin de robots que manejan antorchas alimentadas por oxi-acetileno que permiten despatinar, desmembrar, biselar y en general crear cualquier forma hueca dentro del elemento.
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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E) SOLDADURA.
En la actualidad no hay gran utilizacin de la tcnica de CNC aplicada al proceso de soldadura para fabricacin de estructura metlica.
La mxima automatizacin se consigue con mquinas de soldadura automticas para perfiles de tres placas, ya sean de seccin variable o constante.
FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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FABRICACIN CON TCNICAS CNC
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Qu es el Project Manager?
Programa utilizado para conocer el estado en el que se encuentra el proyecto en todo momento.
Adems, nos permite revisar los cambios que han ocurrido durante la realizacin del mismo.
Se puede tener control del proyecto desde la etapa de ingeniera conceptual hasta la etapa de fabricacin y montaje.
ADMINISTRADOR DE PROYECTOS(Project Manager)
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Ventajas del Project Manager: Asignar partes del proyecto a diferentes
personas (o incluso compaas) y tener el seguimiento completo de los trabajos correspondientes
Aadir datos de proyecto a elementos o grupos de elementos del mismo.
Dar un seguimiento visual del proyecto en la pantalla de la computadora.
Generar reportes basados en el avance de obra.
ADMINISTRADOR DE PROYECTOS(Project Manager)
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Publicar en alguna pgina web el modelo del proyecto.
Realizar bsquedas de elementos o de grupos de elementos con cierta caracterstica (filtrar).
Crear fases para dividir el modelo en diferentes secciones.
Crear lotes de elementos (por ejemplo, lote para transportacin con peso total menor a 20 toneladas).
ADMINISTRADOR DE PROYECTOS(Project Manager)
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Crear secuencias para montajes. Manejar el modelo en cuatro dimensiones (4-D)
con la escala del tiempo incluida. Esto permite visualizar el progreso del proyecto.
ADMINISTRADOR DE PROYECTOS(Project Manager)
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ADMINISTRADOR DE PROYECTOS(Project Manager)
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
Cmo aprovechar de la manera ms eficiente los recursos que la tecnologa nos ofrece actualmente?
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Existen tres actores principales que deben interactuar para lograr un proyecto de estructura metlica eficiente:
El Cliente (inversionista y/o arquitecto), El Ingeniero Estructurista, El Fabricante de Estructura Metlica.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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I. Cliente Estar convencido de las bondades que
ofrece la estructura metlica como opcin de construccin.
Contratar a un buen despacho de clculo para que realice un diseo eficiente (seguro y econmico). No irse por el ms barato.
Contratar a un fabricante de estructura metlica con capacidad y experiencia para fabricar el proyecto. No contratar un maestro herrero.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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I. Ingeniero estructurista Seleccionar adecuadamente los tipos de
acero que se van a utilizar: A-36 o Gr-50 Tratar de utilizar perfiles laminados o
bien perfiles de tres placas soldadas. Utilizar pocas secciones de perfiles
(estandarizar).
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Evitar utilizar secciones que no son de fabricacin comn.
En caso de no poder evitar las secciones armadas con cuatro placas, tratar de aplicarles soldadura de filete, en lugar de penetracin.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Seccin de cuatro placas con soldadura de penetracin.
Evitar en la medida de lo posible.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Seccin de cuatro placas con soldadura de filete.
Alternativa 1
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Seccin de cuatro placas con soldadura de filete.
Alternativa 2
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Forma eficiente de soldar el atiesador interior en seccin de cuatro placas.
Paso 1: soldar con filete en las primeras tres caras
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Paso 2: soldar la cuarta cara con soldadura de botn
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Aprovechar los incrementos de esfuerzos que permiten los reglamentos para las cargas accidentales.
Aprovechar la reduccin de carga viva en reas grandes cuando aplique segn Reglamento.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Disear largueros trabajando en seccin compuesta.
Hacer una buena seleccin de la orientacin de los largueros (paralelos al lado largo (1.25a
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Alternativa 1: tornillos a doble cortante
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Alternativa 2: tornillos a cortante simple
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Conexin sesgada a cortante
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Especificar soldaduras de filete en lugar de penetracin completa cuando sea posible.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Conexin a momento tipo end-plate
Placas de mun soldadas a columna con filete
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Placas de mun soldadas a columna con soldadura de penetracin
Conexin a momento tipo end-plate
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Unin de patines del perfil al end-plate
Con soldadura de filete para patines de poco espesor
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Unin de patines del perfil al end-plate
Con soldadura de penetracin para patines de gran espesor
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Indicar soldaduras de filete que pueden realizarse en una sola pasada con mquinas de soldadura automtica cuando sea posible.
Ejemplo: seccin constante o variable de tres placas (de alma delgada) para naves industriales.
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Seccin de tres placas de alma delgada
Soldadura de filete por un solo lado
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Seccin constante de tres placas de alma delgada
Soldadura de filete por un solo lado
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Soldadura de filete por un solo lado
Seccin variable de tres placas de alma delgada
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Seccin de tres placas de alma gruesa
Soldadura de filete por los dos lados
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No indicar ms soldadura que la realmente necesaria. As se evita sobrecalentamiento y deformacin de perfiles.
Buscar el menor nmero de empalmes de columnas posible.
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Considerar la posibilidad de utilizar una seccin ms rgida para evitar la colocacin de atiesadores
Especificar refuerzo en almas de trabes en zona de huecos para instalaciones slo donde realmente se requiera.
Tratar de utilizar perfiles HSS para contraventeo de marcos.
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Detalle de conexin de contraventeo con perfil HSS
Conexin en zona de nudo viga-columna
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Conexin con placa (tipo peine)
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Detalle de conexin de contraventeo con perfil HSS
Conexin con trabe al centro del claro
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Elaborar un presupuesto de acuerdo a las caractersticas del proyecto estructural:
Analizar con cuidado la fabricacin y montaje.
No cobrar por kilogramo de estructura indiscriminadamente. Cobrar de acuerdo a la facilidad de fabricacin y montaje del proyecto.
I. Fabricante de estructura metlica
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Estudiar una buena estrategia de fabricacin:
a) Comprar con tiempo de anticipacin los materiales requeridos (de preferencia cortados a la medida), o bien fabricar con anticipacin los perfiles de tres placas.
b) Establecer un orden de fabricacin con el programa administrador de proyectos.
c) Dar el seguimiento del proceso de fabricacin con el mismo programa.
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Acordar con el cliente quien va a fabricar y colocar algunos accesorios metlicos como son:
Guas para elevadores Anclas Fijacin para precolados Etc.
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Acordar con el cliente las caractersticas del recubrimiento (pintura) de los perfiles.
Negociar con el estructurista el uso de agujeros oblongos en conexiones con elementos de concreto (muros, columnas).
CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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Estudiar una buena estrategia de montaje con el auxilio del programa administrador de proyectos:
Orden de montaje de las piezas Ubicacin de la(s) gra(s) Coordinacin con contratistas de obra
civil.
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Utilizar tornillos de tensin controlada o arandelas indicadoras de torque.
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CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?
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CONCLUSIONES
Cada vez los proyectos son ms complejos y el tiempo para llevarlos a cabo es ms corto.
Slo con procesos automatizados es posible ajustarse al ritmo dinmico y a la precisin que exigen los proyectos actuales.
El cliente debe convencerse de las ventajas que actualmente ofrece la tecnologa, no slo para la fabricacin de estructuras metlicas, sino para mejorar el comportamiento de las mismas.
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CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES
Es importante conscientizar al ingeniero estructurista para que adecue sus diseos de manera que se puedan aplicar al mximo los procesos de fabricacin automatizada.
El fabricante de estructura metlica debe invertir en la compra de equipos y programas de computo que faciliten las labores de fabricacin y montaje, as como el control del proyecto.
Al considerar todo lo anterior, los proyectos podrn abaratarse y realizarse en mucho menos tiempo.
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Quien no logre adaptarse a los avances tecnolgicos de hoy en da ser menos competitivo y tarde o temprano estar condenado a desaparecer.
CONCLUSIONES
CONSTRUCCION EN ACERO EN MXICO: Desafos y CompetitividadANTECEDENTESPgina 3Pgina 4Pgina 5Pgina 6Pgina 7Pgina 8Pgina 9VENTAJAS DEL ACEROPgina 11TENDENCIAS ACTUALES DE DISEOPgina 13Pgina 14AVANCES DE LA TECNOLOGAPROGRAMAS PARA ANLISIS Y DISEOPgina 17Pgina 18Pgina 19Pgina 20PROGRAMAS PARA PLANOS DE TALLERPgina 22Pgina 23Pgina 24Pgina 25Pgina 26Pgina 27Pgina 28Pgina 29FABRICACIN CON TCNICAS CNCPgina 31Pgina 32Pgina 33Pgina 34Pgina 35Pgina 36Pgina 37Pgina 38Pgina 39Pgina 40Pgina 41Pgina 42Pgina 43Pgina 44Pgina 45Pgina 46Pgina 47Pgina 48Pgina 49Pgina 50ADMINISTRADOR DE PROYECTOS (Project Manager)Pgina 52Pgina 53Pgina 54Pgina 55CMO LOGRAR UN PROYECTO MS EFICIENTE?Pgina 57Pgina 58Pgina 59Pgina 60Pgina 61Slide 62Slide 63Slide 64Slide 65Slide 66Slide 67Pgina 68Pgina 69Pgina 70Pgina 71Slide 72Slide 73Slide 74Slide 75Slide 76Slide 77Pgina 78Slide 79Slide 80Slide 81Slide 82Pgina 83Pgina 84Slide 85Slide 86Slide 87Slide 88Slide 89Slide 90Pgina 91Pgina 92Pgina 93Slide 94Slide 95Slide 96Slide 97Pgina 98Pgina 99Pgina 100Pgina 101Pgina 102Pgina 103Pgina 104Pgina 105Pgina 106Pgina 107Pgina 108Pgina 109CONCLUSIONESPgina 111Pgina 112Pgina 113Pgina 114