construcción en cadena
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CONSTRUCCION EN CADENATRANSCRIPT
1
ACADEMIA DE CONSTRUCCIÓN Y ARQUITECTURA DE LA RSSU
FUNDAMENTOS DE LA
CONSTRUCCIÓN EN CADENA
Bajo la redacción del
Miembro de Número de la Academia de Construcción y Arquitectura de la URSS,
Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor
M.S. BUDNIKOV
Editorial Estatal de
LITERATURA DE CONSTRUCCIÓN Y ARQUITECTURA DE LA RSSU
Kiev – 1961
[Traducción de Juan Guillermo Ríos Segura (Lima, enero, 2014)]
2
La presente traducción del ruso al español del Capítulo 1, Principios Básicos, del libro Fundamentos
de la Construcción en Cadena bajo la redacción general del Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor
M.S. BUDNIKOV, publicada por la Editorial Estatal de LITERATURA DE CONSTRUCCIÓN Y
ARQUITECTURA DE LA RSSU, Kiev – 1961, ha sido realizada por el PhD en Tecnología Ing. Juan G.
Ríos Segura. La traducción es exclusivamente con fines académicos, por lo que no está permitida la
reproducción parcial o total por cualquier medio sin la autorización específica del traductor.
3
El libro ilustra sobre la experiencia de la construcción pionera en la URSS y en el extranjero. En él
se exponen los fundamentos teóricos y prácticos de la construcción en cadena de obras de
vivienda, industriales e hidráulicas.
El libro está destinado para ingenieros y técnicos de empresas de construcción e institutos de
proyectos, así como también pueden ser usados por estudiantes de las facultades de ingeniería
civil.
TERMINOLOGÍA
……
Método en cadena – Método de producción continua y uniforme, basado en la división del
proceso integral de producción, división del trabajo, simultaneidad y ritmicidad de ejecución de los
procesos.
……
Ciclograma – Gráfico de la construcción en cadena que modela el desarrollo de la cadena en el
tiempo y en el espacio.
……
Zajvatka – a) unidad de producción de construcción de la cadena particular; b) parte del objeto de
construcción en el que se desarrolla la cadena particular; c) conjunto de parcelas asignados a los
ejecutores de la cadena particular.
……..
4
. PRIMERA PARTE .
TEORÍA DE LA CADENA DE CONSTRUCCIÓN
Capítulo I
PRINCIPIOS BÁSICOS
CONCEPTOS GENERALES
La experiencia de la producción industrial muestra que el mejor método de su organización es el
sistema de la cadena de producción que se diferencia por la uniformidad y continuidad del
proceso tecnológico.
La uniformidad y continuidad de la producción se expresan en el consumo continuo y uniforme de
los recursos laborales y técnico materiales, y también por la salida del producto terminado de
manera continua y uniforme. Esto conlleva al mejoramiento de todos los indicadores: la
producción se acelera; con la misma potencia instalada se producen más productos; la calidad de
ellos mejora; la trabajosidad y el costo de la producción disminuyen.
Los mismos principios de continuidad y uniformidad se aplican como base de la construcción en
cadena.
La esencia de la construcción en cadena puede ser explicada con el esquema mostrado en la fig. 1.
Supongamos que es necesario construir m viviendas iguales (producir m unidades de producción
de construcción). La construcción de ellas puede ser organizada por diferentes métodos: sucesivo,
paralelo, en cadena.
El método sucesivo (fig. 1 a) prevé tal orden de trabajos en el que la siguiente vivienda se
construye después de la terminación de la anterior. El método paralelo (fig. 1 b) prevé la
construcción simultánea de todas las viviendas. El método en cadena (fig. 1 c) es la combinación
del sucesivo y paralelo en el que en gran medida se eliminan las deficiencias y se conservan las
ventajas de cada uno de ellos. En el método en cadena el proceso tecnológico de edificación de la
5
vivienda se dividen en n procesos componentes (construcción de los cimientos, levantamiento de
muros y techado, construcción de la cobertura, trabajos de acabados húmedos, etc.), se asignan
para cada uno de ellos igual duración y combinan su ejecución rítmica en el tiempo en las
diferentes viviendas, garantizando la ejecución sucesiva de los procesos homogéneos y en paralelo
– los heterogéneos.
Fig. 1. Característica comparada de los métodos de producción
Sucesivo (a), paralelo (b) y en cadena (c).
En el método sucesivo la duración de la construcción de las m viviendas es
T = m TЦ
y la intensidad de consumo de recursos en la unidad de tiempo es
r = R/T
donde TЦ – duración del ciclo de producción de una vivienda; . R – gasto total de recursos en la construcción de las m viviendas.
En el método paralelo la producción se acelera: la duración total de la construcción de las m
viviendas corresponde a la duración de un ciclo de producción – TЦ, pero la intensidad de
consumo de recursos se incrementa en m veces.
(a)
(c)
Zajv
atka
s
Zajv
atka
s
Zajv
atka
s
(b)
6
La construcción en cadena de m viviendas requiere menos tiempo que el sucesivo (T < m * TЦ), y la
mayor intensidad del consumo de recursos, por lo general, será menor que en el método paralelo
(n*r < m*r), pues en la producción en cadena m > n.
En consecuencia, el en cadena de producción es una composición efectiva del sucesivo y paralelo.
Para el diseño de la cadena de construcción es necesario:
1) El proceso de producción de construcción se divide en procesos y operaciones
componentes;
2) Dividir el trabajo entre los ejecutores;
3) Crear el ritmo de producción;
4) Al máximo simultaneizar en el tiempo la ejecución de los procesos componentes.
En función al tipo y carácter de los objetos de construcción (obras), sus características
estructurales, así como también a la diversidad de condiciones de construcción, los
procedimientos de división de los procesos, división del trabajo, creación del ritmo de producción
y los traslapes de los procesos pueden ser diferentes.
Sin embargo, la generalización de la experiencia de construcción permite establecer una
terminología única y establecer los conceptos básicos del método en cadena, generales para la
diversidad de la práctica.
En la práctica de la construcción se diferencian los métodos en cadena, acelerado y acelerado en
cadena.
Los métodos en cadena de construcción están basados en el desmembramiento del proceso
tecnológico común de erección de edificaciones y obras en procesos de construcción
componentes y en su simultaneización de ejecución rítmica coordinada en el tiempo (fig. 1 c). Ellos
garantizan el trabajo uniforme y continuo de todas las cuadrillas de producción acompañándose
con el uso uniforme y continuo de los recursos (fuerza de trabajo, materiales, estructuras y
artículos prefabricados, uso de máquinas de construcción, etc.), y también con la salida uniforme
y continua del producto (volumen construido de edificio, área construida, volumen de trabajos
ejecutados, etc.).
La construcción en cadena puede tener diferentes tiempos: desde el más lento hasta el más
acelerado. Esto depende del ritmo asignado de producción, de la cantidad de obreros ocupados y
cantidad y potencia de máquinas de construcción empleadas. La elección de tal o cual tiempo se
realiza considerando los plazos exigidos de construcción y posibilidades de su abastecimiento con
recursos laborales y materiales.
En una serie de casos aparece la necesidad de construir edificaciones y obras en plazos cortísimos.
Entonces se aplica el método acelerado basado en la producción de los trabajos en plazo cortísimo
técnicamente posible y económicamente racional mediante el uso de la mayor simultaneización
de los trabajos en el tiempo y empleo de la máxima cantidad de obreros y equipos de construcción
(máquinas, instrumentos, etc.) posible a ubicar.
Sin embargo, los métodos acelerados, útiles en una serie de casos para la construcción de ciertos
edificios y obras, frecuentemente resultan poco efectivos y prácticamente no adecuados a
consecuencia de la alta intensidad y corto tiempo para el abastecimiento de recursos, pues en la
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base de la construcción acelerada se encuentra el principio del paralelismo de la producción (fig. 1
b).
Mayor aplicación en la construcción tiene el método acelerado en cadena que posee las
cualidades de los métodos en cadena y acelerado. El método acelerado en cadena de construcción
es tal método de organización de la producción que asegura plazos cortísimos de trabajos y se
caracteriza por el consumo continuo y uniforme de recursos laborales y técnico materiales, y
también por la salida continua y uniforme del producto con baja intensidad de consumo de
recursos.
El método acelerado en cadena puede usarse: a) en procesos de construcción aislados; b) en la
construcción de edificios aislados; en la construcción de un complejo de obra (urbanización,
poblados, etc.).
En todos estos casos se realiza la cadena de construcción limitada de corta duración; el objeto de
la cadena es un proceso, un edificio o grupo de edificios, que se terminan en un lapso más o
menos de corta duración, después de esto la producción debe ser reestructurada en vista del paso
a la construcción de nuevos objetos.
A diferencia de tal aplicación limitada y de corto plazo del método acelerado en cadena se debe
analizar su variedad especial - denominada cadena prolongada o de largo plazo. Este método se
basa en el trabajo acelerado en cadena de largo plazo de la organización constructora de
determinada capacidad productiva, capaz de usar en forma efectiva, uniforme y continua los
recursos de producción en tiempo prolongado sin disminuir la productividad y reestructuraciones.
A diferencia de cadenas limitadas de corto plazo donde como objetos de aplicación de la
cadenicidad son procesos de construcción, edificios o complejos aislados, como objetos para la
formación de la cadena continua de construcción sirven las organizaciones constructoras
especializadas de capacidad productiva adecuada asegurada con todos los tipos de recursos de
producción; laborales, técnico materiales, financieros, y también con la documentación del
proyecto técnico y otros.
Fig. 2. Variedades de métodos progresistas de producción en cadena.
En la fig. 2 se muestra el esquema de las variedades de los métodos progresistas de producción de
trabajos de construcción. El método de trabajo con la cadena prolongada de largo plazo es el más
perspectivo, que mejor responde a las exigencias de la industrialización de la construcción. Por el
Método
en cadena
Método
acelerado
Método acelerado
en cadena
Cadena de
corto plazo
Cadena prolongada
de largo plazo
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método de las cadenas prolongadas de largo plazo es necesario organizar la construcción masiva
ejecutada con proyectos estandarizados (de viviendas, industriales, viales, etc.).
LEYES PRINCIPALES DE LA CADENA DE CONSTRUCCIÓN
La cadena de construcción representa en sí el proceso de producción que se desarrolla en el
tiempo y en el espacio. Su desarrollo generalmente puede ser representado gráficamente en
forma de ciclograma (fig. 3). Aquí en el eje de las abscisas se representa el tiempo y en las
ordenadas – las unidades de producción de construcción (edificios o sus partes). El proceso
tecnológico dividido en n procesos componentes será representado por n líneas inclinadas
paralelas.
Fig. 3. Ciclograma de construcción en cadena.
Si cada proceso componente ejecutado en cadena se denomina cadena particular, entonces la
cadena de construcción puede verse como la composición de una serie de cadenas particulares
sucesivamente incluidas y paralelamente ejecutadas.
La ley fundamental de la cadena particular se expresa por la función
t = mk. (1)
La ley de la cadena de construcción es
T = k(m + n – 1). (2)
Generalmente a la unidad de producción de la cadena los constructores lo llaman “zajvatka”. En
calidad de zajvatka en la construcción en cadena de un poblado toman a las viviendas
unifamiliares típicas de un piso, en un conjunto habitacional de varias manzanas de edificios
multifamiliares – una sección típica de cada piso; en la organización en cadena de procesos de
construcción en calidad de zajvatka toman partes iguales del edificio por trabajosidad.
Cada cadena particular se caracteriza por la cantidad de ejecutores (obreros, cuadrillas, equipos de
construcción)
N = P/ts = P/mks = Q/mk (3)
Aquí P – volumen de trabajo en las m zajvatkas (unidades de producción);
s - rendimiento de un ejecutor en la unidad de tiempo en unidades del volumen de trabajo.
Zajv
atka
s
9
La construcción en cadena se caracteriza por la salida uniforme del producto terminado que
determina la potencia de producción. El mantenimiento de la constancia de la potencia de
producción es una condición obligatoria de la cadena. Tal indicador es la intensidad de la cadena
que expresa el volumen de producción que sale de la cadena en la unidad de tiempo (también lo
denominan potencia de la cadena).
La intensidad de la cadena particular es
i = Pч/t = Pч/mk; (4)
la intensidad de la cadena de construcción es
I = Pc/T = Pc/k(m+n-1) (5)
La intensidad de la cadena particular se expresa en unidades de volumen de trabajos ejecutados
en la unidad de tiempo (m3 de concreto por jornada, cantidad de columnas montadas en una
jornada, etc.); la intensidad de la cadena de construcción – en unidades de producto de
construcción terminado (m2 de área techada por día, m3 de volumen de construcción de
edificación por día, etc.).
En el desarrollo de la cadena de construcción se observan tres etapas (fig. 4): periodo de
crecimiento de la potencia de producción T’, periodo desplegado estabilizado de la cadena T’’ y
periodo de finalización de los trabajos T’’’.
Fig. 4. Etapas de desarrollo de la cadena de construcción:
a) gráfico de consumo de recursos; b) ciclograma.
En el periodo inicial a la cadena sucesivamente se incluyen nuevas brigadas, nuevos equipos de
construcción, se incrementa el consumo de recursos de producción; en el periodo final ocurre la
salida de las brigadas y, correspondientemente, disminuye el consumo de recursos. El periodo
(a)
(b)
Zajv
atka
s
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estabilizado de la cadena se caracteriza por el empleo uniforme de todos los recursos de
producción. Para simplificar el gráfico escalonado de consumo de recursos (fig. 4 a) puede ser
reemplazado por el trapezoidal de equivalente área abcd.
Del ciclograma (fig. 4 b) se deduce que la duración del periodo de crecimiento y de reducción de la
intensidad de la cadena son iguales entre si
T’ = T’’’ = (n-1)k. (6)
El periodo estabilizado de la cadena es
T’’ = T - 2T’ = k(m+n-1)-2(n-1)k = k(m-n+1). (7)
Como muestra la experiencia en la práctica son posibles tres casos que se caracterizan por el
diferente grado de desarrollo de la cadena (fig. 5).
Fig. 5. Gardo de desarrollo de la cadena de construcción:
a) cadena estabilizada; b) cadena no estabilizada pero elevada a la potencia total;
c) cadena no estabilizada sin lograr la potencia total.
En el primer caso, cuando T’’ > 0 (fig. 5 a) la cadena se estabiliza, en el periodo de T’’ todas las
cadenas particulares se desarrollan paralelamente y ocurre un consumo uniforme de recursos; en
los otros casos, la cadena no logra el carácter estabilizado, pudiendo lograrse la potencia total de
la cadena cuando T’’ = 0 (fig. 5 b) o no lograrla cuando T’’ < 0 (fig. 5 c).
Solamente la forma estabilizada responde a las exigencias de la cadenicidad de la producción; la
cadena no estabilizada es infructuosa y no puede ser recomendada para su aplicación.
Una característica particular de las cadenas restringidas de corto plazo es poco el peso específico
del periodo estabilizado de la cadena T’’ en la duración total de la cadena. Por el contrario, en la
cadena continua de largo plazo el peso específico de este periodo considerablemente crece
caracterizando el mejoramiento de todos indicadores de la cadena.
Para la valoración de esta calidad de la cadena de construcción pueden ser recomendados los
siguientes indicadores:
a) indicador de uniformidad de la cadena
(b) (a) (c)
Zajv
atka
s
11
α = T’’/T = k(m-n+1)/k(m+n-1) = (m-n+1)/(m+n-1); (8)
b) indicador productividad de la cadena
β = m/T = m/k(m+n-1) = m/k(m+n-1); (9)
c) indicador de consumo de tiempo por unidad de producto
ϒ = T/m = k(m+n-1)/m; (10)
d) indicador de uniformidad de consumo de recursos
δ= m/(m+n-1). (11)
El indicador de uniformidad de consumo de recursos se determina a partir de la relación del área
del trapecio R correspondiente al gráfico real de consumo de recursos con el área del rectángulo
R1 referido al consumo de recursos de intensidad promedio rcp (fig. 6).
Fig. 6. Determinación del indicador de uniformidad de consumo de recursos
Tomamos R = R1.
Siendo
R = r(T+T’’)/2 y R1 = rcpT o
rcp/r = (T+T’’)/2T = δ.
Reemplazando valores de T y T’’ obtenemos
δ= [k(m+n-1)+k(m-n+1)]/2k(m+n-1) = m/(m+n-1).
Evidentemente, cuando más alto son los indicadores α, β y δ y bajo ϒ, mejor es la organización de
la cadena.
Los indicadores citados pueden ser usados para la evaluación de las alternativas de organización
de la cadena.
En el periodo inicial del desarrollo de la construcción en cadena se deben diferenciar los ciclos
tecnológico y de producción (fig. 7).
El ciclo tecnológico incluye las cadenas particulares que aparecen en el periodo del crecimiento de
la cadena T’.
La duración del ciclo tecnológico es
τ = T’ = (n-1)k. (12)
12
En este tiempo a la producción se incluye el sector tecnológico F compuesto por m zajvatkas,
donde
mτ = τ/k =(n-1)k/k = n-1. (13)
Al finalizar el ciclo tecnológico empieza el periodo de salida del producto de construcción
Tпр = mk. (14)
Fig. 7. Ciclos tecnológicos y de producción.
Por ciclo de producción generalmente se entiende al conjunto de las todas las operaciones al que
se le somete el producto en todos los estadios de la producción: desde el procesamiento de la
materia prima hasta la obtención del producto terminado. Aplicado a la cadena de construcción el
ciclo de producción incluye todas las cadenas particulares que se desarrollan hasta el momento de
la salida de una unidad del producto terminado – zajvatka. En el periodo del ciclo de producción el
producto inconcluso se convierte en producto terminado. Generalmente el volumen de
producción inconclusa que garantiza la salida del producto terminado se denomina reserva. En
consecuencia a la duración del ciclo tecnológico le corresponde el periodo de formación de la
reserva.
La magnitud de este periodo es
Tз = TЦ = nk, (15)
y el sector de reserva correspondiente FЦ consta mз zajvatkas, donde
mз = Tз/k = nk/k = n. (16)
Si reemplazamos en la fórmula (2) la expresión de TЦ, la ley principal de la cadena de construcción
se convierte en
T = TЦ + k(m – 1). (17)
Zajv
atka
s
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PARÁMETROS DE LA CADENA DE CONSTRUCCIÓN
Las expresiones de la cadena de construcción del (1) al (17) revelan la dependencia entre
magnitudes variables que caracterizan el desarrollo de la cadena en el tiempo y en el espacio.
Convengamos llamar a estas magnitudes parámetros de la construcción en cadena.
Se diferencian parámetros de tres tipos:
a) parámetros de espacio – zajvatkas, sector de montaje, frente de trabajo, parcela,
nivel;
b) tecnológicos – cantidad de cadenas particulares, volúmenes de trabajos, trabajosidad,
intensidad (potencia) de la cadena;
c) parámetros de tiempo – módulo de ciclicidad, paso de la cadena, ritmo de la cadena.
Parámetros de espacio
Para la valoración del desarrollo de la cadena en el espacio se introduce el concepto sobre el
frente trabajo.
El frente de trabajo (zona de trabajo) define territorialmente las posibilidades espaciales para la
ejecución de los procesos de construcción. Su magnitud indica el tamaño del sector del objeto de
construcción en el cual se puede distribuir a los obreros o a las máquinas de construcción. El frente
de trabajo se expresa en unidades de medición de volúmenes de trabajos (m, m2, m3), o en partes
del objeto de construcción (piso, sección, etc.).
Se diferencian frentes de trabajos común y abierto. Para procesos de construcción de carácter
lineal el frente de trabajo, como regla, es totalmente abierto. Por ejemplo, la cadena particular de
excavación de zanja para red de agua potable se puede iniciar de inmediato a lo largo de todo el
frente, porque él en el sitio generalmente es abierto y no se tiene ningún impedimento para
distribuir a los obreros y máquinas. Pero en los procesos de construcción que se desarrollan por
niveles (mampostería de muros, montaje de estructuras, etc.), esta posibilidad no hay, porque el
frente de trabajo se abre paulatinamente en la medida que se termine el trabajo dado en los
niveles inferiores.
Para la organización de la cadena de construcción el objeto de construcción dividen partes iguales
o aproximadamente iguales por laboriosidad - zajvatkas; cada zajvatka tiene su frente de
trabajos, que lo ocupa la brigada de trabajo que ejecuta un cadena particular1.
En zajvatkas el objeto puede dividirse por el método de zajvatkas constantes y movibles.
Generalmente emplean el primer método, dividiendo los objetos en zajvatkas, la medida de las
cuales se mantienen constantes para todos los procesos de construcción a ejecutarse.
En el método de zajvatkas movibles para cada proceso se determinan zajvatkas individuales,
porque las medidas de las zajvatkas para los diferentes procesos no coinciden.
1 En Checoslovaquia diferencian zajvatkas normal y laboral. Un edificio de viviendas de cinco pisos de tres secciones, por ejemplo, tiene tres zajvatkas normales y cinco laborales.
14
Las zajvatkas movibles se emplean menos – en la organización de procesos lineales mecanizados, y
también en la producción de trabajos de concreto armado ejecutados por niveles en algunos
objetos.
De la expresión (2) se ve que el plazo de los trabajos depende de la cantidad de zajvatkas: con el
aumento de la cantidad de zajvatkas el plazo de los trabajos se alarga, pero correspondientemente
disminuye la cantidad de ejecutores (3). Por eso la aceleración de los trabajos, logrado con la
disminución de la cantidad de zajvatkas (a cuenta del crecimiento de su medida), inevitablemente
se acompaña con el incremento de la intensidad del consumo de recursos. Juntamente con ello, la
disminución de la cantidad de zajvatkas lleva al desmejoramiento de una serie de indicadores:
disminuye el periodo de la cadena estabilizada y bajan los indicadores de desarrollo de la cadena
(8) – (11).
En la mayoría de los casos la cantidad de zajvatkas se determina con la cantidad de objetos de
construcción (viviendas unifamiliares de un piso) o con la cantidad de sus elementos repetitivos
(secciones habitacionales de edificios de varios pisos, tramos de pórticos de talleres). Si fuera
necesario realizar la elección de la cantidad de zajvatkas (en la organización de algunos procesos
de construcción, en construcciones lineales tipo caminos, etc.), se recomienda partir de las
siguientes consideraciones:
a) la cantidad mínima de zajvatkas debe corresponder a la expresión
mmín ≥ n+1,
en el que todavía se conserva la forma estabilizada de la cadena. Es tiene significado
especial en aquellos procesos que se desarrollan por niveles, pues la no observancia de
esta regla lleva a interrupciones en el trabajo;
b) la cantidad de zajvatkas se encuentra en relación directa con los demás parámetros de la
cadena, y su variación se refleja o en la duración de los trabajos, o en el número de
ejecutores; por eso la cuestión de elección de la cantidad de zajvatkas es, al final de
cuentas, una cuestión de elección de la duración adecuada de los trabajos;
c) en la designación de la cantidad de zajvatkas es necesario ligar sus límites con la
estructura del objeto de construcción, asegurando la coincidencia de estos límites con las
juntas de temperatura, de asentamientos, con las medidas de las secciones y otras
divisiones estructurales del edificio.
En la construcción de edificaciones prefabricadas, cuando el rol principal en la producción juega la
grúa de montaje, la serie de cadenas particulares interrelacionadas sucesivamente ejecutadas
(montaje de columnas, vigas, bloques o paneles de muros, elementos de losas de techo, etc.), el
objeto de construcción se divide en sectores de montaje. Cada sector de montaje representa en
sí un conjunto de zajvatkas en el que se ejecuta una serie de cadenas particulares que conforman
la cadena de construcción de montaje del edificio.
El tamaño del sector de montaje se impone en las cadenas contiguas (construcción de cimientos,
trabajos de acabados, etc.).
Los parámetros – zajvatka y sector de montaje – modelan el desarrollo espacial de la cadena; la
zajvatka modela a la cadena particular, y el sector de montaje a la cadena de construcción.
15
Para cada ejecutor en la zajvatka se le asigna un determinado espacio – parcela. Las medidas de
la parcela se establecen de tal modo que el volumen de trabajos contenido en ella corresponda al
rendimiento del ejecutor y que con esto se garantice la mayor comodidad para el logro de una alta
productividad del trabajo.
El objeto de construcción frecuentemente se divide por altura en niveles tecnológicos. La
necesidad de dividir en niveles aparece en este caso cuando por la estructura del objeto el frente
de trabajo se abre solamente en el proceso de su ejecución, por ejemplo, en la construcción de las
carcasas, muros y otras estructuras que se desarrollan en altura.
Parámetros tecnológicos
La estructura de la cadena de construcción se determina con la cantidad y carácter de las
cadenas particulares componentes. La cantidad de cadenas particulares depende de la
profundidad de desmembramiento del proceso de construcción en procesos componentes. La
correcta determinación de la cantidad de cadenas particulares tiene gran significado, pues de esta
magnitud depende la duración de los trabajos.
Se diferencian cadenas con desmembramiento total y parcial del proceso. En el primer caso como
contenido de la cadena particular sirve un proceso simple de construcción, en el segundo – uno
complicado, proceso complejo de construcción (ver pág. 37, 38).
Una mayor profundización de desmembramiento mejora los indicadores en cadenas de
construcción extendidas en el tiempo, por eso el desmembramiento total se recomienda aplicar
en la construcción masiva.
La complejidad de ejecución de la cadena particular caracterizan los parámetros: volumen y
laboriosidad de los trabajos.
El volumen de trabajos depende de la estructura del objeto de construcción, es para una
edificación u obra específica una magnitud invariable y se expresa en unidades de medición
inherentes al tipo de trabajos realizado.
La trabajosidad de los trabajos determina la cantidad de trabajo empleada para la obtención
del producto de construcción de buena calidad, y se mide en hombre-días, hombre-horas. En
procesos de construcción mecanizados el gasto de tiempo de trabajo de las respectivas máquinas
se expresa en máquina-jornadas y máquina-horas.
La trabajosidad se determina con la norma de tiempo (norma de tiempo de la máquina) o con el
rendimiento.
La norma de rendimiento depende de las condiciones del trabajo: su magnitud es la
consecuencia de una determinada organización de los trabajos y del nivel de la técnica y tiene la
tendencia a crecer en el progreso de la técnica de producción y mejora de su organización. Como
la norma de rendimiento no es una magnitud constante e invariable, entonces la trabajosidad de
los trabajos representa en sí una magnitud variable: su valor caracteriza no solamente el
contenido del proceso de construcción y complejidad de las operaciones tecnológicas, sino
también testifica sobre las condiciones de producción y sobre el nivel de perfeccionamiento de los
métodos de trabajos.
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En el diseño de la cadena de construcción se diferencia trabajosidad normalizada y aplicada. El
paso de la trabajosidad normalizada a la aplicada se realiza mediante la división entre el
coeficiente promedio de ejecución de las normas, esta magnitud se toma mayor que la unidad.
La eficiencia de la cadena de construcción se expresa con el parámetro tecnológico - intensidad
(potencia) de la cadena que refleja la cantidad de producto de construcción que sale de la
cadena en la unidad de tiempo.
Parámetros de tiempo
El parámetro principal de tiempo es el indicador de ritmo que establece la ciclicidad del proceso y
que modela el tiempo de producción. Este indicador se denomina módulo de ciclicidad. Él sirve
para la medición de la duración de la cadena de construcción. Generalmente esto es la duración
de la cadena rítmica en una zajvatka, duración del ciclo de la cadena. Si la duración de la cadena
particular en las zajvatkas (ciclo de la cadena) cambia, entonces el módulo de ciclidad es su menor
magnitud (en cadenas arítmicas).
El módulo de ciclicidad de una cadena particular generalmente modula también a las cadenas
particulares contiguas determinando el desarrollo de la cadena de construcción en el tiempo.
En el montaje de edificios de grandes bloques y paneles, cuando el desarrollo de la cadena de
construcción se determina con el trabajo de la grúa de montaje, aparece la necesidad de definir un
parámetro adicional de tiempo – el módulo de ciclicidad de montaje de la cadena de construcción,
en calidad del cual se toma la duración de la cadena ritmica de construcción en un sector de
montaje.
En vista que la duración de las cadenas particulares en las zajvatkas puede cambiar, es necesario
establecer un parámetro de tiempo que defina el ritmo promedio de salida de las unidades de
producción (zajvatkas) en la unidad de tiempo denominado ritmo de la cadena.
El ritmo de la cadena particular es
v = m/t; (18)
El ritmo de la cadena de construccion es
V = m/T. (19)
De las fórmulas (2) y (3) se ve que la duración de la cadena es directamente proporcional y la
cantidad de ejecutores es inversamente proporcional al módulo de ciclicidad. Aquí la magnitud
del módulo de ciclicidad afecta en el plazo de los trabajos con mayor incidencia que el valor de los
otros parámetros, porque él entra a la fórmula (2) como cofactor a la suma de las otras
magnitudes. En consecuencia, para la disminución sustancial del plazo de los trabajos es necesario
disminuir el valor del módulo de ciclicidad. El límite de disminución del valor del módulo de
ciclicidad es tal magnitud suya en el que el frente de trabajos efectivo permita la distribución
cómoda de la cantidad creciente de ejecutores conservando las condiciones de eficiencia de los
trabajos.
Tal límite se puede considerar una jornada de trabajo y solamente en escasos casos – con el deseo
de acelerar los trabajos – media jornada. No se puede recomendar k<0.5 jornadas, porque esto
llevaría a la pérdida de tiempo en el traslado de zajvatka a zajavtka durante la jornada de trabajo.
17
La cadena de construcción puede ser organizada con diferente nivel de desmembramiento del
proceso tecnológico. Como cadenas particulares se puede tomar o procesos complejos o simples;
en el primer caso el proceso tecnológico de edificación será desmembrado en una cantidad
limitada de cadenas particulares tecnológicamente complejas, en el segundo – la cantidad de
cadenas particulares crece considerablemente, pero la tecnología de cada una de ellas será
significativamente simplificada.
El módulo de ciclicidad que expresa la duración de la cadena particular en una zajvatka depende
de la complejidad tecnológica del proceso: cuanto más complejo es el proceso, evidentemente,
mayor tiempo se requiere para su ejecución. Por eso, si la modulación de la cadena se plantea
según el ritmo de los procesos complejos tecnológicamente complicados, la duración de la cadena
particular no puede ser tomada como mínima: el valor del módulo de ciclicidad en este caso, como
muestra la práctica, varía en los límites de 3 – 18 días.
Para la disminución del valor del módulo de ciclicidad en todos los casos posibles es necesario
tomar en calidad de cadenas particulares procesos de trabajos simples – tecnológicamente menos
complicados. Esto lleva a un desmembramiento más profundo de proceso de producción: se aplica
el denominado método en cadena-desmembrado que ha encontrado amplia aplicación en la
práctica de la construcción. El método en cadena-desmembrado no solamente permite acelerar el
ritmo de los trabajos, sino también permite una especialización más profunda de las brigadas que
se acompaña con el crecimiento de la productividad del trabajo. La profundización del
desmembramiento del proceso de producción lleva al aumento de las cadenas particulares –
incremento del parámetro n. Sin embargo, como se ve en la fórmula (2) y (15), este incremento,
afectando en algún aumento de la duración del ciclo de producción, se acompaña de una
considerable reducción de la duración total de los trabajos.
La interrelación del valor del módulo de ciclicidad con otros parámetros de la cadena puede ser
obtenida de las expresiones (2) y (3):
k = T/(m+n-1) ; (20)
k = P/Nms . (21)
Expresando la cantidad total de ejecutores a través del frente total de trabajos F y la medida de
una parcela f
N = F/f , (22)
obtenemos
k = Pf/Fms = Qf/Fm . (23)
Igualando los miembros derechos de las igualdades (20) y (23)
T/(m+n-1) = Qf/Fm , .
obtenemos la expresión de cálculo de la medida de la parcela
f = TFm/Q(m+n-1) . (24)
La expresión (24) puede servir como criterio para valorar la aceptabilidad del módulo de ciclicidad
desde el punto de vista de asegurar un frente de trabajos adecuado considerando la comodidad
de distribución en la parcela de materiales, máquinas, instrumentos y ausencia de obstáculos para
los movimientos de trabajo de los ejecutores.
18
La práctica muestra que junto con el módulo de ciclicidad un significado determinado en el plazo
total de los trabajos tiene el intervalo de tiempo entre cadenas particulares contiguas. Esta
magnitud generalmente se denomina paso de la cadena, porque ella refleja el lapso de tiempo
luego del cual las brigadas se incluyen (“marchan”) a la cadena.
No es difícil demostrar que el paso de la cadena no puede tener un significado decisivo,
independiente en la organización de la construcción en cadena como con frecuencia
incorrectamente afirman. Para lo cual veamos tres variantes de ciclograma elemental que reflejan
dos cadenas particulares (fig. 8).
En la primera variante (fig. 8 a) se observa la igualdad del paso de la
cadena y el módulo de ciclicidad k0 = k. Este es el caso común de la
cadena normalmente organizada en el que la zajvatka liberada
inmediatamente se ocupa con el siguiente proceso.
La segunda variante (fig. 8 b) caracterizado por la desigualdad k0 < k,
no se aplica en la práctica, porque dos cadenas particulares que
representan en sí a dos procesos principales que no pueden
ejecutarse simultáneamente en una misma zajvatka.
La tercera variante (fig. 8 c) en la que k0 > k, propone alguna pérdida
de tiempo igual a k - k0 en el transcurso del cual la zajvatka queda
desocupada. Generalmente en este caso la magnitud del paso de la
cadena se asigna múltiplo del valor del módulo de ciclicidad, lo que
lleva la aparición zajvatkas de reserva.
Lo expuesto muestra que que el paso de la cadena no juega rol de
parámetro independiente y decisivo y puede ser expresado a través
del valor del módulo de ciclicidad
k0 = ck , (25)
donde c ≥ 1, siendo siempre un valor entero.
Fig. 8. Relación entre paso de la
cadena y módulo de ciclicidad.
En la organización de la cadena de construcción es necesario no olvidar que sus parámetros son
magnitudes interrelacionados y cualquier cambio de uno de ellos no puede no afectar el
significado de los otros. Por eso la determinación de aquellos u otros valores de los parámetros de
las cadenas es necesario definir aplicado a las condiciones concretas tomando en cuenta
obligatoriamente esta interrelación.
VARIEDADES DE LA CADENA DE CONSTRUCCIÓN
La diversidad de objetos de construcción y de condiciones de producción crea una posibilidad
amplia de aplicación de los diferentes tipos de cadena de construcción. Generalizando estos tipos,
(a)
(b)
(c)
19
todas las diferentes cadenas pueden representarse en un esquema (fig. 9) en el que se muestran
las variedades de cadena de construcción según indicios comunes de ellos.
Por la estructura se diferencian las cadenas de construcción en:
a) especializadas;
b) de objeto;
c) complejas.
Por las características de ritmicidad:
a) rítmicas;
b) aritmicas.
Por la profundidad de desmembramiento del proceso:
a) con desmembramiento parcial;
b) con desmembramiento total.
Por el grado de desarrollo:
a) no estabilizados;
b) estabilizados.
Fig. 9. Variedades de cadenas de construcción.
Especializadas se denominan a las cadenas de construcción, cuyo producto son elementos
estructurales iguales de uno o una serie de edificios o de tipos comunes de trabajos (estructuras
de concreto armado prefabricados, estructuras metálicas, trabajos de movimientos de tierra,
trabajos de acabados).
Las cadenas de objeto se organizan con un grupo de cadenas especializadas, cuyo producto
común son objetos de construcción terminados o parte de ellos.
La cadena compleja representa en sí la reunión de cadenas de objeto destinadas para la
produccion de edificios de tipos diferentes u obras unificadas en un complejo común. Como
producto de la cadena compleja puede servir, por ejemplo, un conjunto habitacional urbano o
poblado rural con todo tipo de instalaciones y urbanismo civil o plantas industriales compuestas
por una serie de edificaciones y obras, instalaciones y urbanismo industrial, etc.
Especializadas De objeto Complejas
Rítmicas Arítmicas
Desmembramiento
parcial
Desmembramiento
total
No estabilizadas
Estabilizadas
Cadenas de
construcción
20
Por el carácter de ritmicidad de producción las cadenas de construcción se dividen en dos
variedades principales: rítmicas y arítmicas.
Fig. 10. Esquemas de cadenas rítmicas y arítmicas:
a) rítmica; b) arítmica (polirítmica); c) con ritmo múltiple.
Las cadenas rítmicas de construcción se caracterizan por la igualdad (fig. 10 a) o multiplicidad
(fig. 10 b) de los ciclos de las cadenas de construcción, las aritmicas – por la ausencia de un ritmo
común tanto en las diferentes cadenas particulares como en cada cadena particular (fig. 10 c).
La característica de las cadenas rítmicas es constancia del módulo de ciclicidad en todas las
cadenas particulares
k = const .
En las cadenas de ritmos múltiples en cada cadena particular el módulo de ciclicidad tiene un
valor individual constante pero conservando la multiplicidad de ellas en las diferentes cadenas
particulares
k2 = Ck1 .
En las cadenas arítmicas (polirítmicas) la duración de los ciclos es diversa.
k ≠ const .
Las cadenas arítmicas representan en sí el caso general de la construcción en cadena. Esto tiene
lugar cuando se introduce a la cadena común de construcción de edificaciones y obras que se
diferencian por volúmenes desiguales de trabajos homogéneos en las zajvatkas, y, en
consecuencia, con diferente trabajosidad.
(a) (b)
(c)
Zajv
atka
s
Zajv
atka
s Za
jvat
kas
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La diferenciación de las cadenas por profundidad de desmembramiento del proceso tecnológico
tiene un importante significado práctico.
Las cadenas con desmembramiento total de procesos, donde el objeto de la cadena particular
es un proceso simple, se diferencian por un nivel más alto de aplicación de los principios de
especialización y aceleración de la producción y por eso son especialmente útiles en condiciones
de cadenas de largo plazo para la construcción masiva.
Las cadenas con desmembramiento parcial, en las cuales las cadenas particulares se organizan
para la ejecución de procesos complejos complicados, son más sencillos en ejecución y útiles
solamente en condiciones de construcción de corto plazo de objetos complicados atípicos.
Las cadenas no estabilizadas (ver fig. 5 b y c) no crean las condiciones para la producción
uniforme, por lo que no pueden ser recomendados. Sin embargo, en la práctica encuentra
aplicación en la organización de construcción en cadena en periodo corto. Esto se observa, por
ejemplo, en la construcción de viviendas cuando se incluye poca cantidad de edificios (uno-dos
manzanas).
El paso a las cadenas prolongadas perennes representan la posibilidad de realizar un sistema
de cadena racional estabilizada en periodos de larga duración.
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ÍNDICE (Numeración del libro original)
Terminología 3
Signos convencionales 9
Introducción 11
PARTE I. TEORÍA DE LA CADENA DE CONSTRUCCIÓN
Capítulo I. Principios básicos
Conceptos generales 12
Leyes principales de la cadena de construcción 19
Parámetros de la cadena de construcción 25
Variedades de la cadena de construcción 32
Capítulo II. Cadenicidad en procesos de construcción
Clasificación de procesos de construcción 36
Teoría de la cadena particular y especializada 39
Organización en cadena de procesos simples 54
Organización en cadena de procesos complicados (complejos) 57
Diseño de la tecnología en cadena de procesos de construcción 83
Capítulo III. Edificación en cadena de objetos de construcción
Características tecnológicas de los objetos de construcción 86
Teoría de la cadena de objeto 88
Objetos lineales 95
Edificaciones y obras homogéneas 104
Edificaciones y obras heterogéneas 129
Capítulo IV. Construcción en cadena de complejo de edificios y obras
Característica de la cadena compleja 137
Teoría de la cadena compleja 138
Diseño de la cadena compleja 140
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Capítulo V. Cadena prolongada de largo plazo
Características del sistema de cadena prolongada 159
Problemas de diseño de cadenas prolongadas 163
Reserva en cadena prolongada 169
PARTE II. APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS EN CADENA DE
CONSTRUCCIÓN
Capítulo I. Construcción de viviendas
Tecnología de edificación de viviendas y de urbanización civil 182
Experiencia de construcción en cadena de poblados y complejos habitacionales 210
Capítulo II. Construcción industrial
Característica tecnología de objetos de construcción industrial 253
Particularidades de diseño de edificación en cadena de objetos industriales 255
Experiencia de construcción en cadena de objetos industriales 290
Experiencia de construcción en cadena de redes ingenieriles 362
Capítulo III. Efectividad técnico económica de la construcción en cadena
Plazos y tiempos de construcción 382
Ritmicidad de la producción 383
Productividad del trabajo 388
Costo de construcción 391
Literatura 397