Cómputo de acero estructural

Los perfiles laminados (W, S, M, HP, C, MC, ángulos, perfiles huecos y tubería) se computan a 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 son 30 libras por pie, y nunca se vuelve a derivar de la sección transversal. En regiones métricas aplica lo mismo como masa por metro a partir de las tablas estándar de perfiles. Las placas se calculan al rectángulo envolvente más pequeño: dimensiones rectangulares totales por espesor por densidad. El recorte triangular de una cartela, una esquina cizallada o un extremo despuntado no se descuenta, porque ese desperdicio es material real que el fabricante compró.

Este es el método AISC Calculation of Weights, reproducido casi textualmente por especificaciones estadounidenses de carreteras como la Caltrans Standard Specifications Section 55. La licitación y la mayoría de los métodos de pago contractuales usan este peso calculado (teórico), no la masa realmente pesada. El peso de báscula, la masa que la acería pesa en la colada, puede exceder el peso teórico según el margen de laminado. La ASTM A6 fija ese margen como límite permisible, no como un excedente garantizado: hasta más 2.5 por ciento en perfiles de 100 libras por pie y más pesados, y menos 2.5 a más 3.0 por ciento en perfiles de menos de 100 libras por pie. Trátelo como una banda de tolerancia para conciliación, no como un promedio esperado; usar el peso de báscula donde el contrato especifica peso calculado factura de más la obra.

La placa pesada lleva una tolerancia de laminado mayor, de modo que en los métodos de pago de carreteras y puentes las placas de más de 36 pulgadas (unos 915 milímetros) de ancho reciben una adición de la mitad del excedente de peso permisible de la ASTM A6 sobre el peso nominal de su rectángulo. Las placas de 36 pulgadas o menos de ancho no reciben adición. Los métodos métricos de edificación miden la masa teórica neta y no aplican este excedente.

No se deduce nada por destajes, bloques, recortes, bordes cizallados, punzonado, taladrado, perforado, fresado ni cepillado. La acería laminó el perfil completo y el fabricante pagó la barra o placa completa, de modo que el material retirado es chatarra, no un crédito. La ANZSMM lo expresa como no deducción por agujeros ni muescas, y el mismo principio rige en todos los métodos formales, incluso para agujeros o muescas grandes en un perfil laminado.

La regla de no deducción es absoluta para los rasgos de los perfiles, pero no para las áreas de placa. Las aberturas grandes recortadas en un campo de placa, como un deck o un campo de placa base, siguen la regla de vacíos pequeños del método general, tomada prestada para el área de acero: deducir aberturas mayores a aproximadamente 0.10 metros cuadrados bajo el método civil (CESMM4) y mayores a 1.00 metro cuadrado bajo el método de edificación (RICS NRM2). No existe una cláusula de aberturas específica del acero, así que estos umbrales generales se aplican por analogía. Las aberturas para escaleras, ductos y ascensores en el deck siempre se deducen; las penetraciones pequeñas se absorben.

El peso del metal de aporte de soldadura y el peso de la pintura o el galvanizado no se incorporan al tonelaje de acero. Ambos son insignificantes frente al acero del perfil y se cotizan en sus propias partidas: las soldaduras por longitud y tamaño según lo descrito en la AWS D1.1, y los recubrimientos por área de superficie. Los pernos, tuercas, arandelas y espárragos, cuando se pesan, provienen de las tablas de sujetadores del AISC Steel Construction Manual (peso por cada 100 unidades); de lo contrario quedan dentro del margen por conexiones. En la etapa de licitación los diseños finales de conexión suelen ser desconocidos, así que el acero de conexión (cartelas, placas de cortante, placas base y de tope, atiesadores, ángulos de unión, pernos) se cubre con un porcentaje fijo añadido al peso desnudo de los perfiles. La práctica habitual va de 3 a 10 por ciento, a menudo de 5 a 7 por ciento para estructuras de edificación con conexiones de cortante ordinarias y aproximadamente de 10 a 15 por ciento para estructuras a momento, arriostradas o sísmicas. Este porcentaje es una convención de estimación sin una cláusula publicada que respalde un número específico, así que calíbrelo contra el historial del fabricante; los métodos formales miden las conexiones por separado cuando los diseños existen.

Dos elementos de conexión contables tienen sus propias partidas. Las varillas de anclaje (pernos de anclaje) bajo la ASTM F1554 grados 36, 55 y 105 son una cantidad de adquisición y colocación derivada del conteo de columnas y placas base (comúnmente cuatro varillas por placa base), descritas por diámetro, empotramiento, proyección y grado, y normalmente colocadas por el oficio del concreto antes del montaje. Los conectores de cortante de cabeza (AWS D1.1 Tipo B, comúnmente de tres cuartos de pulgada) son un elemento de alto volumen de pisos compuestos que se computa por unidad a partir de la planilla de conectores del diseño compuesto, con el peso de las tablas AISC, y nunca se añade al tonelaje desnudo de los perfiles.

El peso del perfil es la longitud por el peso por pie, de modo que la convención de longitud determina el tonelaje. El método usa la longitud total de cada perfil, de extremo a extremo, sin deducción por la preparación de los extremos. La ANZSMM mide los perfiles en múltiplos de 0.1 metros; la práctica imperial de EE. UU. redondea a la pulgada o fracción de pie más cercana. Las columnas se miden entre puntos de empalme, y las vigas van de centro de apoyo a centro de apoyo o a la longitud de corte detallada.

En un plano de estructura o de cimentación, una columna estructural es un cuadrado o rectángulo relleno de sólido, un perfil I o W pesado, o un símbolo de perfil hueco o tubería en una intersección de ejes. Cuente un punto por columna. Las placas base se cuentan con la columna, no por separado, y los postes arquitectónicos, bolardos, insertos y columnas no estructurales quedan excluidos. Una columna empalmada a lo largo de varios niveles es una sola columna para el conteo y para el tonelaje, y los conteos de pernos de anclaje y placas base se derivan de ella como verificación cruzada.

Junto a las partidas de columnas corre un conteo aparte: el conteo de piezas de montaje, tomado por cada pieza transportable o conectada en campo. La mano de obra de montaje y los izajes con grúa se rigen por la cantidad de piezas, no por perfiles continuos. Una columna de tres niveles empalmada en el nivel dos es un solo perfil pero dos piezas de montaje, y una viga maestra enviada en dos tramos son dos izajes. Lleve el conteo de piezas para las horas-hombre de montaje, de forma independiente del tonelaje.

Las distintas funciones de los perfiles conllevan distinta mano de obra de fabricación y montaje por tonelada, así que el tonelaje se agrupa en lugar de mezclarse: columnas, vigas y vigas maestras, arriostres, perfiles secundarios y de relleno, y metales misceláneos e insertos, más una división entre taller y campo. Los métodos formales exigen que las columnas, vigas, arriostramiento y perfiles irregulares se midan por separado. Los metales misceláneos como escaleras, escalas, barandales, dinteles e insertos suelen ser un paquete separado de la estructura.

El tonelaje también se segrega por grado de acero, porque el grado determina el precio unitario y el plazo de adquisición. Los perfiles W son normalmente ASTM A992, la placa es comúnmente A36 o A572 Grado 50, los perfiles huecos son A500 o A1085, y la tubería redonda es A53. El mismo perfil en un grado superior es una partida de adquisición distinta. En Europa los grados equivalentes provienen de la EN 10025, y en Australia y Nueva Zelanda de los grados AS/NZS. Confirme el grado contra la especificación de materiales del proyecto en las láminas estructurales.

El deck metálico se computa por área sobre la estructura de apoyo hasta el borde exterior del apoyo del deck, en cuadros (100 pies cuadrados) en EE. UU. o en metros cuadrados en otros lugares. El área se convierte a una cantidad de paneles usando el ancho neto de cobertura publicado por el Steel Deck Institute bajo la ANSI/SDI SD-2022, no el ancho nominal: un panel de deck de techo común de 36 pulgadas se acopla a 36 pulgadas netas, mientras que el deck de piso compuesto con traslapes laterales entrelazados cubre algo menos que el nominal. El margen de desperdicio del deck, típicamente de 5 a 10 por ciento por cortes de ajuste en aberturas, pendiente y traslapes de extremo, es convención más que una cifra publicada.

Las viguetas de acero de alma abierta y las viguetas maestras (las series SJI K, LH, DLH y KCS) se computan por unidad 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 el arriostramiento y los accesorios, así que el arriostramiento es una partida separada. La rejilla de barras, la placa estriada y de piso, y los peldaños de escalera son elementos de metales misceláneos que se computan por área con sus propias convenciones de corte y desperdicio, más el ribete de borde por longitud y los peldaños y descansos por unidad; su peso proviene del peso por área del producto del fabricante, como la serie de rejilla NAAMM/MBG, no de las tablas de perfiles laminados.

Los recubrimientos no son función del peso del acero. La protección contra fuego aplicada por aspersión, el recubrimiento intumescente y la pintura de taller o de campo se computan por área de superficie, el perímetro desarrollado (contorno) de cada perfil multiplicado por su longitud. El espesor de la protección contra fuego depende del factor de sección y la resistencia al fuego requerida, fijada por el diseño de resistencia al fuego listado; la UFGS 07 81 00 rige el alcance de la protección contra fuego aplicada por aspersión. El galvanizado por inmersión en caliente suele medirse por área de superficie del perfil como la pintura, mientras que el depósito se especifica como una masa de recubrimiento por unidad de área bajo la ASTM A123, y los galvanizadores a menudo cotizan por el peso de acero sumergido.

Para el peso del cómputo, los perfiles huecos y la tubería siguen usando el peso nominal publicado por pie, así que la base del tonelaje no cambia. La trampa es que el espesor de pared de diseño de la ASTM A500 es alrededor de 0.93 veces la pared nominal, lo que reduce las propiedades de la sección de diseño (área y módulo) aunque el peso de catálogo corresponde a la pared nominal. No recalcule el peso del cómputo a partir de la pared de diseño, porque eso subestimaría la masa adquirida. Confirme por tabla a qué pared corresponde un valor publicado.

El acero estructural arquitectónicamente expuesto es acero que queda visible donde la apariencia importa. El AISC Code of Standard Practice define categorías de acero expuesto que elevan los requisitos de fabricación y acabado, como soldaduras más lisas, bordes esmerilados y tolerancias más estrictas. Esto no cambia el peso medido, pero conlleva un sobrecosto de fabricación que debe marcarse para que el recargo se dirija solo a los perfiles expuestos. Trátelo 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 propósito. Una estimación de licitación carga el peso neto calculado de los perfiles con el margen por conexiones y el margen por recorte o chatarra, y computa el deck y las viguetas por área o por unidad con su propio desperdicio. La adquisición ordena los perfiles en longitudes de existencia de acería (comúnmente 40, 45, 50 y 60 pies) y los acopla para minimizar el remanente no acoplado, el recorte, de modo que el peso ordenado excede el neto en ese recorte, a menudo modelado como un margen de 3 a 8 por ciento.

La facturación por avance y la medición para pago, especialmente en obra de carreteras, usan únicamente el peso calculado codificado: placas al rectángulo, la mitad del excedente ASTM A6 en placa ancha, sin deducciones, y sin soldadura ni pintura. El control de costos concilia el peso de báscula del fabricante contra el peso contractual calculado dentro del margen de laminado de la ASTM A6. El margen por conexiones y el margen por recorte pertenecen solo a la licitación y a la compra, nunca a la cantidad de medición para pago. Exayard lee el juego de planos y la planilla de acero, aplica estas reglas por función y grado de los perfiles, y registra la norma detrás de cada cantidad para que el peso pueda volver a medirse y defenderse.