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Osers, R.; Balestrini, Y.; Osers, T. Aseguramiento de la calidad a base de algoritmos para el detallado del refuerzo de acero en vigas y columnas de Concreto Armado directamente de los requerimientos de diseño. In: CONGRESSO ÍBERO-AMERICANO DE GRÁFICA DIGITAL, 4., 2000, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: UFRJ, 2000.
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Resumo
El trabajo presenta un procedimiento sistemático para la determinación del refuerzo de acero en vigas y columnas que permite la realización de los dibujos de las secciones transversales así como el despiece longitudinal en forma automática, con su respectiva graficación digital. Se describe un nuevo método para identificar las diferentes secciones transversales de las columnas en función de los requerimientos de acero que se obtienen como resultado del análisis estructural. La construcción matemática de esta identificación puede ser generada algorítmicamente de forma automática. El uso de este método de identificación es parte de un proyecto cuyo objetivo es el de minimizar los errores de dibujo al pasar de los requerimiento de cálculo al dibujo de los detalles en forma manual, aunque sea utilizando una herramienta de dibujo digital (CAD). De esta forma se busca asegurar la calidad, bajar costos y cumplir con las fechas de entrega de los proyectos. El método incluye el desarrollo completo del programa de diseño y dibujo automatizado del refuerzo de acero y su distribución, así como los cómputos métricos de materiales. Este trabajo también presenta una nueva manera de presentar la tabla de columnas en los planas, reemplazándola por un dibujo esquemático del pórtico con la identificación de diseño, el cual aparece graficado forma digital de forma totalmente automática. El trabajo describe en forma detallada el algoritmo desarrollado para pre-determinar los códigos de Identificación de Diseño asociados a la distribución del refuerzo de acero de la columna de concreto Esta selección se hace cumpliendo con los requerimientos y especificaciones de diseño. El algoritmo se desarrolla en tres partes: 1.- Generación del Código de Identificación de Diseño asociado a una distribución del refuerzo de acero pre-establecido, 2.- Selección del diseño que corresponde a la mínima cantidad de acero, 3.- Dibujo digital automático del detallado final y los cómputos. Se describen diferentes criterios de diseño basados en los requerimientos de cálculo, combinaciones de barras, dimensiones de columnas, relación entre piso superior e inferior y las normas. El procedimiento propuesto en este trabajo es una innovación en el detallado del refuerzo de acero en Concreto Armado aplicado a la graficación digital. Este procedimiento ha sido probado y ha demostrado que permite realizar el dibujo completo del detallado de acero en columnas y vigas de edificios de hasta 20 pisos en pocas horas, con correcciones manuales menores, las cuales se realizan con un editor CAD. Todo esto se realiza una vez predimensionada la estructura con sus respectivas cargas y analizada por una programa de análisis estructural para cargas verticales y sísmicas. Finalmente se presentan dibujos típicos, correspondientes a proyectos, tal como se realizan en Venezuela y como salen del graficador digital sin retoques. Resulta fácil para un proyectista verse absorbido en mantenerse al día en el estado del artes en relación a los métodos analíticos y cálculos, dejando luego a un lado, o restando importancia al trabajo asociado a la elaboración de los detalles. Sin embargo, algunas veces estos detalles pueden resultar tediosos y esenciales para la completación de una estructura segura y confiable [6], esta propuesta de aseguramiento de la calidad basada en la automatización del dibujo digital, es nuestro principal objetivo, mejorarando la velocidad del trabajo, calidad del dibujo y reduciendo los errores humanos en el dibujo final, vinculando las tecnologías de graficación digital con los procesos de análisis y diseño.
Abstract
This document presents a systematic procedure for Concrete Beams and Columns Design that, allows drawing of cross-sections of reinforced concrete columns with its corresponding steel bars distribution and longitudinal bar details of Beams in an automated form. It describes a new method for identifying different cross-section types of columns, according to steel area requirement resulting from structural analysis. The mathematical construction of this identification can be generated automatically by means of various algorithms. Use of this design identification method is part of a project whose goal is to minimize drawing mistakes when passing from design requirement to rebars details, when working manually, in order to ensure quality, minimize construction costs and to make sure to meet constructions project deadlines. The method comprises the development of complete software for the design, rebar distribution, drawing, detailing and list of materials, for rectangular as well as circular columns. Several algorithms are developed for the automatic determination of the list of materials. This paper also describes a new way of presentation of the column table design, replacing it with a schematic frame draft with the column design, totally automatic. The document describes the algorithm developed in order to determine the Design Identification of pre-established bar distribution for a reinforced concrete column. This selection is made fulfilling the steel requirements due to design specifications. The algorithm is developed in three parts: Design Identification Generation associated to a pre-established rebar distribution, selection algorithm and development of a function for minimum steel for specification design and final design and detailing. Different design criteria are described based on steel calculus requirements, combination of different rebar diameters, column dimension, and relation between upper level and lower level and official Concrete Codes. The procedure proposed in this paper, is an innovation in Concrete Column Design and detailing. Equivalent procedure is presented reinforced beam reinforced details. Use of this procedure has been tested and it allows to make complete drawings of the steel details in beams and columns of a 20 story concrete building in several hours, with very few manual CAD corrections. All of this is accomplished once the dimensioning and load determination is made and inputted in the corresponding Software for vertical and seismic analysis and design. At the end, typical drawings of several projects as they are done in Venezuela are presented as they come out from using the software, without retouching any details. It is very easy for a designer to get absorbed in state of the art calculations and design methodologies and then neglect some relatively mundane details. These details, although sometimes tedious, are nonetheless essential for a complete and safe structure [6], with this proposal, Quality Assurance, our main goal, is reached by improving speed and drawing quality as well as by reducing human errors in design.
