Mediciones de acero estructural

Los perfiles laminados (W, S, M, HP, C, MC, angulares, perfiles huecos y tubo) se miden por su peso nominal publicado por pie multiplicado por la longitud detallada de los planos de taller o de montaje. La designación ya codifica el peso: un W14x30 pesa 30 libras por pie, nunca se vuelve a calcular a partir de la sección transversal. En las regiones métricas se aplica lo mismo como masa por metro a partir de las tablas estándar de perfiles. Las chapas se calculan según el rectángulo envolvente más pequeño: dimensiones rectangulares totales por espesor por densidad. El recorte triangular de una cartela, una esquina cizallada o un extremo recortado no se descuenta, porque ese desperdicio es material real que el fabricante compró.

Este es el método de cálculo de pesos (Calculation of Weights) del AISC, reproducido casi de forma literal por especificaciones estadounidenses de carreteras como la Caltrans Standard Specifications Section 55. La oferta y la mayoría de los métodos de pago contractuales utilizan este peso calculado (teórico), no la masa real pesada. El peso de báscula, la masa que la acería pesa en la colada, puede superar al peso teórico por el margen de laminación. La ASTM A6 fija ese margen como un límite admisible, no como un exceso garantizado: hasta más 2,5 por ciento en perfiles de 100 libras por pie o más pesados, y de menos 2,5 a más 3,0 por ciento en perfiles de menos de 100 libras por pie. Trátalo como una banda de tolerancia para la conciliación, no como una media esperada; usar el peso de báscula donde el contrato especifica peso calculado sobrefactura la obra.

La chapa pesada conlleva una tolerancia de laminación mayor, por lo que en los métodos de pago de carreteras y puentes las chapas de más de 36 pulgadas de ancho (unos 915 milímetros) reciben un suplemento de la mitad del exceso de peso admisible según la ASTM A6, sumado a su peso nominal de rectángulo. Las chapas de 36 pulgadas o menos de ancho no reciben suplemento. Los métodos métricos de edificación miden la masa teórica neta y no aplican este exceso.

No se hace ninguna deducción por destajes, recortes, refrentados de extremos, bordes cizallados, punzonado, taladrado, mandrinado, fresado ni cepillado. La acería laminó el perfil completo y el fabricante pagó la barra o chapa entera, por lo que el material retirado es chatarra, no un abono. La ANZSMM lo expresa como ninguna deducción por agujeros o entallas, y el mismo principio rige en todos los métodos formales, incluso para agujeros o entallas grandes en un perfil laminado.

La regla de no deducir es absoluta para las características de los perfiles, pero no para las superficies de chapa. Las grandes aberturas cortadas en un campo de chapa, como una chapa colaborante o un campo de placa base, siguen la regla de huecos pequeños del método general, tomada prestada para la superficie de acero: se deducen las aberturas mayores de unos 0,10 metros cuadrados con el método de obra civil (CESMM4) y mayores de 1,00 metro cuadrado con el método de edificación (RICS NRM2). No existe una cláusula de aberturas específica para el acero, por lo que estos umbrales generales se aplican por analogía. Las aberturas de escaleras, huecos verticales y ascensores en la chapa colaborante siempre se deducen; las pequeñas penetraciones se absorben.

El peso del metal de aportación de la soldadura y el peso de la pintura o el galvanizado no se incluyen en el tonelaje de acero. Ambos son insignificantes frente al acero del perfil y se valoran en sus propias partidas: las soldaduras por longitud y tamaño según lo descrito en la AWS D1.1, y los revestimientos por superficie. Los tornillos, tuercas, arandelas y conectores, cuando se pesan, proceden de las tablas de elementos de fijación del AISC Steel Construction Manual (peso por cada 100 unidades); de lo contrario, quedan dentro de la previsión de uniones. En la fase de oferta, los diseños finales de las uniones suelen ser desconocidos, por lo que el acero de unión (cartelas, casquillos de cortante, placas base y de coronación, rigidizadores, angulares de unión, tornillos) se cubre con un porcentaje fijo añadido al peso desnudo del perfil. La práctica habitual oscila entre el 3 y el 10 por ciento, a menudo del 5 al 7 por ciento para estructuras de edificación ordinarias con uniones a cortante, y aproximadamente del 10 al 15 por ciento para estructuras de momento, arriostradas o sísmicas. Este porcentaje es una convención de estimación sin ninguna cláusula publicada que respalde una cifra concreta, así que calíbralo con el histórico del fabricante; los métodos formales miden las uniones por separado cuando existen los diseños.

Dos elementos de unión contables tienen sus propias partidas. Las barras de anclaje (pernos de anclaje) según la ASTM F1554 grados 36, 55 y 105 son una cantidad de suministro y colocación derivada del recuento de pilares y placas base (habitualmente cuatro barras por placa base), descritas por diámetro, empotramiento, sobresaliente y grado, y normalmente colocadas por el oficio del hormigón antes del montaje. Los conectores de cortante con cabeza (AWS D1.1 Tipo B, habitualmente de tres cuartos de pulgada) son un elemento de gran volumen para forjado mixto que se mide por unidades a partir del cuadro de conectores del diseño mixto, con el peso tomado de las tablas del AISC, y nunca se suma al tonelaje del perfil desnudo.

El peso del perfil es la longitud por el peso por pie, de modo que la convención de longitud determina el tonelaje. El método utiliza la longitud total de cada perfil, de extremo a extremo, sin deducción por la preparación de extremos. La ANZSMM mide los perfiles en múltiplos de 0,1 metros; la práctica imperial estadounidense redondea a la pulgada o fracción de pie más cercana. Los pilares se miden entre puntos de empalme, y las vigas van de centro de apoyo a centro de apoyo o hasta la longitud de corte detallada.

En un plano de estructura o de cimentación, un pilar estructural es un cuadrado o rectángulo relleno, un perfil pesado en I o W, o un símbolo de perfil hueco o tubo en la intersección de una retícula. Cuenta un punto por pilar. Las placas base se cuentan junto con el pilar, no por separado, y se excluyen los montantes arquitectónicos, los bolardos, las piezas embebidas y los pilares no estructurales. Un pilar empalmado a lo largo de varias plantas es un solo pilar para el recuento y para el tonelaje, y los recuentos de pernos de anclaje y placas base derivan de él como comprobación cruzada.

Junto a las partidas de pilares va un recuento independiente: el recuento de piezas de montaje, tomado por pieza transportable o unida en obra. La mano de obra de montaje y las maniobras de grúa dependen del número de piezas, no de los perfiles continuos. Un pilar de tres plantas empalmado en el nivel dos es un solo perfil pero dos piezas de montaje, y una jácena enviada en dos tramos son dos maniobras. Registra el recuento de piezas para las horas-hombre de montaje, con independencia del tonelaje.

Las distintas funciones de los perfiles conllevan diferente mano de obra de fabricación y montaje por tonelada, por lo que el tonelaje se agrupa en lugar de mezclarse: pilares, vigas y jácenas, arriostramientos, perfiles secundarios y de relleno, y cerrajería y piezas embebidas, además de una división entre taller y obra. Los métodos formales exigen medir por separado los pilares, las vigas, los arriostramientos y los perfiles irregulares. La cerrajería, como escaleras, escalas, barandillas, dinteles y piezas embebidas, suele formar un paquete aparte de la estructura.

El tonelaje también se segrega por grado de acero, porque el grado determina el precio unitario y el plazo de aprovisionamiento. Los perfiles W son normalmente ASTM A992, la chapa suele ser A36 o A572 Grado 50, los perfiles huecos son A500 o A1085, y el tubo redondo es A53. El mismo perfil en un grado superior es una partida de aprovisionamiento distinta. En Europa los grados equivalentes proceden de la EN 10025, y en Australia y Nueva Zelanda de los grados AS/NZS. Confirma el grado con la especificación de materiales del proyecto en los planos de estructura.

La chapa colaborante se mide por superficie sobre la estructura de apoyo hasta el borde exterior del apoyo de la chapa, en cuadrados (100 pies cuadrados) en EE. UU. o en metros cuadrados en otros lugares. La superficie se convierte en cantidad de paneles usando el ancho neto de cobertura publicado por el Steel Deck Institute en la ANSI/SDI SD-2022, no el ancho nominal: un panel habitual de cubierta de 36 pulgadas encaja a 36 pulgadas netas, mientras que la chapa colaborante de forjado con solapes laterales entrelazados cubre algo menos que el nominal. La previsión de desperdicio de chapa, normalmente del 5 al 10 por ciento por el corte de ajuste en aberturas, pendientes y solapes de extremo, es una convención y no una cifra publicada.

Las viguetas de acero de alma abierta y las viguetas-jácena (las series SJI K, LH, DLH y KCS) se miden por unidades y por longitud, con el peso tomado del peso aproximado en libras por pie de la tabla de cargas del SJI para cada designación, por ejemplo 22K9. Ese peso excluye los arriostramientos transversales y los accesorios, por lo que el arriostramiento transversal es una partida aparte. El tramex de barras, la chapa lagrimada y de suelo, y los peldaños de escalera son elementos de cerrajería medidos por superficie con sus propias convenciones de corte y desperdicio, más el zunchado de borde por longitud y los peldaños y rellanos por unidades; su peso procede del peso de producto por superficie del fabricante, como la serie de tramex NAAMM/MBG, no de las tablas de perfiles laminados.

Los revestimientos no dependen del peso del acero. La protección contra el fuego proyectada, el revestimiento intumescente y la pintura de taller o de obra se miden por superficie, el perímetro desarrollado (contorno) de cada perfil por su longitud. El espesor de la protección contra el fuego depende del factor de sección y de la resistencia al fuego requerida, fijada por el diseño de resistencia al fuego homologado; la UFGS 07 81 00 rige el alcance de la protección contra el fuego proyectada. El galvanizado por inmersión en caliente se suele medir por la superficie del perfil, igual que la pintura, mientras que el depósito se especifica como masa de recubrimiento por unidad de superficie según la ASTM A123, y los galvanizadores a menudo valoran por el peso del acero sumergido.

Para el peso de medición, los perfiles huecos y el tubo siguen usando el peso nominal publicado por pie, de modo que la base de tonelaje no cambia. La trampa está en que el espesor de pared de diseño de la ASTM A500 es de aproximadamente 0,93 veces el espesor nominal, lo que reduce las propiedades de la sección de diseño (área y módulo) aunque el peso de catálogo esté referido al espesor nominal. No recalcules el peso de medición a partir del espesor de pared de diseño, porque eso subestimaría la masa comprada. Confirma en cada tabla a qué espesor de pared se refiere un valor publicado.

El acero estructural arquitectónicamente visto es el acero que queda a la vista donde el aspecto importa. El AISC Code of Standard Practice define categorías de acero visto que elevan los requisitos de fabricación y acabado, como soldaduras más lisas, bordes esmerilados y tolerancias más ajustadas. Esto no cambia el peso medido, pero conlleva un sobrecoste de fabricación que conviene señalar para que el recargo se aplique solo a los perfiles vistos. Trátalo como una marca de categorización sobre un tonelaje por lo demás estándar, no como un cambio de cantidad.

La misma estructura arroja distinto tonelaje según el fin. Una estimación de oferta carga el peso neto calculado de los perfiles con la previsión de uniones y la previsión de recortes o chatarra, y mide la chapa colaborante y las viguetas por superficie o por unidades con su propio desperdicio. El aprovisionamiento pide los perfiles en longitudes comerciales de acería (habitualmente 40, 45, 50 y 60 pies) y los anida para minimizar el remanente sin anidar, el recorte, de modo que el peso pedido supera al neto en ese recorte, a menudo modelado como una previsión del 3 al 8 por ciento.

La certificación de obra y la medición para pago, sobre todo en obra de carreteras, usan únicamente el peso calculado codificado: las chapas al rectángulo, la mitad del exceso de la ASTM A6 en chapa ancha, sin deducciones y sin soldadura ni pintura. El control de costes concilia el peso de báscula del fabricante con el peso contractual calculado dentro del margen de laminación de la ASTM A6. La previsión de uniones y la previsión de recortes pertenecen solo a la oferta y al pedido, nunca a la cantidad de medición para pago. Exayard lee el juego de planos y el cuadro de acero, aplica estas reglas por función y grado del perfil, y registra la norma que respalda cada cantidad para que el peso pueda volver a medirse y defenderse.