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Este trabajo de investigación busca fomentar la implementación de un nuevo sistema de construcción en el Perú basado en modulares. De esta manera, se podría mejorar la calidad de vida y facilitar el abastecimiento de estas viviendas a familias de medios o, en un largo plazo, bajos recursos económicos en todo el país. Se dará a conocer un enfoque amplio del estado actual de la industria de la construcción en el Perú, así como plantear la importancia que posee en la economía nacional mediante diferentes ejemplos estadísticos basados en los últimos años. Se conceptualizará la función de la autoconstrucción dentro del sector construcción, así como el aporte a la economía basada en la demanda actual que posee. Se planea presentar el concepto general de los sistemas de construcción modulares no convencionales vigentes en la actualidad a nivel nacional. Esto con la finalidad de dar a conocer una amplia gama de materiales y procesos constructivos que aún no están reglamentados a nivel nacional. Después de que el lector tenga una idea general, tanto del estado actual de la industria de la construcción, como de las formas alternativas de construir con el uso de modulares, se procederá a presentar el sistema de construcción modular elegido para el análisis: Steel Framing. Este sistema podría ser de mucho beneficio, ya que, actualmente el país se encuentra con un gran atraso el rubro de la construcción y la mejor manera de plantearle una solución sería mejorando la productividad a través de la automatización. Se mostrarán análisis comparativos entre el sistema de construcción convencional, el cual ha tomado lugar en esta industria hace ya muchos años, y el sistema de construcción modular Steel Framing, el cual se basa en componentes prefabricados que son de fácil ensamblaje. Asimismo, se hará uso de una de las índoles más comunes e influyentes en el sector construcción peruano, la autoconstrucción, la cual podrá ser capaz de propagar el uso del sistema de construcción modular en un mediano o largo plazo con medidas de información correspondientes. Se darán a conocer los beneficios en cuanto a la disminución de tiempo en la ejecución mediante la optimización de procesos constructivos con mano de obra menos calificada, es decir, con trabajadores que requieran un mínimo de instrucción en el tema, reduciendo de esta manera costos, tiempos, defectos y aumentando la productividad. Hoy en día, la construcción de una vivienda que satisfaga las necesidades humanas esenciales requiere de una fuerte inversión económica, además de encontrarse vinculada a diversos problemas como los tiempos de ejecución, demoras en la entrega del producto final, poca facilidad de modificación una vez concluida la obra, entre otros. Estos problemas en la industria de la construcción serán desarrollados en la tesis y se les buscará una solución que no solo lidie con ellos mismos, sino que fomenten un avance y, sobre todo, una evolución en el rubro de la construcción civil. Esto, con una mirada hacia un futuro en el que los elementos de cualquier tipo de edificación puedan ser manufacturados y que contemplen un buen diseño con una buena calidad y un aspecto económico-financiero más viable.

El Target Value Design (TVD) es un enfoque de la gestión Lean que consiste en identificar lo que genera valor para el cliente y orientar los objetivos de equipos integrados a diseñar un producto según los requerimientos del cliente y las limitaciones del proyecto (costo, plazo, etc.). Este enfoque surge entre los años 2005 y 2007 en Estados Unidos para aplicarse a proyectos de construcción de hospitales y centros educativos. Los componentes principales del TVD son cinco (Macomber, Howell y Barbeiro 2007):  Target Costing  Estructura de trabajo definida  Colaboración  Set Based Design  Co-locación Al ser el TVD un enfoque de gestión reciente, la teoría respecto al tema se encuentra en desarrollo y está poco formalizada. Uno de los objetivos de la tesis es realizar una revisión bilbiográfica de lo escrito hasta la fecha en torno al tema, organizarla y presentarla. El TVD es un enfoque de gestión un tanto amplia, que altera la organización, sistema operativo y términos comerciales del proyecto y los llena de métodos lean de trabajo. Por esa razón, la presente tesis abarca también los temas relacionados a la organización del proyecto, el sistema operativo y los términos comerciales que sirven como medio para que el TVD pueda realizarse y alcanzar el valor objetivo del proyecto, en relación a los proyectos realizados de forma tradicional. Algunos de los temas descritos son esenciales para la implementación del TVD. Otros no son esenciales, pero permiten potenciar la herramienta y lograr mejores resultados. Finalmente, para consolidar la teoría expuesta, se muestra un registro de la aplicación del TVD a un proyecto hospitalario en Estados Unidos y los resultados obtenidos. Además, se presentan lineamientos que faciliten la aplicación del TVD a un contexto no familiarizado con el Integrated Project Delivery (IPD), como el peruano.

La industria de la construcción en el Perú se ha convertido a partir del siglo XX en uno de los sectores más dinámicos de su economía, cuya tasa de crecimiento crece anualmente a tasas superiores al 10%, la razón de este gran crecimiento es el gran número de proyectos habitacionales destinados principalmente a la clase media y baja que se está incrementando de manera muy importante y a la actuación de programas de vivienda populares como Mi Vivienda, Techo Propio, entre otros. Ante este panorama surge la idea de la aplicación de sistemas constructivos innovadores usados por empresas constructoras líderes en el mercado de construcción peruano para reemplazar a los métodos constructivos tradicionales con el fin de disminuir costos, aumentar la productividad y la rapidez en la construcción de edificaciones; sin embargo, aún existen barreras que impiden su uso en la mayoría de zonas del Perú, una de las más relevantes es la elevada inversión inicial para emplear este tipo de sistemas constructivos, lo que implica que el cliente prefiera una construcción convencional no controlada, la cual genere desperdicios y costos innecesarios, por lo tanto esta tesis tiene como propósito fundamental demostrar la factibilidad del uso a mayor escala de sistemas altamente industrializados constructivos innovadores, enfocándonos en la propuesta del empleo de sistemas constructivos de módulos tridimensionales como viviendas estables, de esta manera se busca disminuir la informalidad en la construcción y que la mayoría de empresas constructoras peruanas consideren el uso de sistemas constructivos innovadores como su principal opción. En el capítulo 1, se presenta una reseña histórica de la industria de la construcción en Perú, además de estadísticas, características actuales y barreras que evitan la industrialización de la construcción en este país; en el capítulo 2 se reseña la historia de la construcción industrializada a nivel internacional y además se detalla sobre los sistemas constructivos industrializados actuales más usados en Perú; en el capítulo 3 se describe el sistema ampliamente industrializado de módulos tridimensionales, los materiales más usados en este tipo de sistema y el proceso constructivo desde su fabricación en industria hasta su colocación y ensamblaje en obra; en el capítulo 4 se desarrolla las etapas y requisitos que forman parte de un proyecto de industrialización de un sistema constructivo modular, en el capítulo 5 se describe tres obras de construcción de un solo nivel en el Perú y se realiza un análisis comparativo comercial, económico y técnico entre los sistemas constructivos usados en cada uno de estos proyectos; en el capítulo 6 se muestran cuadros comparativos sobre los resultados del capítulo anterior; finalmente en el capítulo 7 se presentan las conclusiones finales de la tesis con posibles 3 oportunidades futuras y recomendaciones finales sobre la aplicación de sistemas constructivos innovadores en el mercado peruano

The application of additive manufacturing technologies for construction has evidenced potential economic, social, and environmental benefits compared to conventional casting procedures. 3D printing for construction is a disruptive technology with the potential for rapid and massive applications making it a feasible alternative for social housing, temporary shelters after disasters, and, recently, extraterrestrial habitats. In this line, this thesis presents the development of earthen-based and cement-based matrices with fresh properties, hardening, and hardened-state properties compatible with this new construction process. First, a medium-scale 3D printing prototype was designed and validated for additive construction applications. The revision of state of the art helps us to define the key properties to design printable matrices: flowability, extrudability, open time, and buildability. Based on these key properties, together with a mechanical evaluation and shrinkage cracking monitoring, printable earthen-based and cement-based matrices were developed. First, the printable capabilities of ecofriendly earthen-based matrices which use potato starch as a natural stabilizer for raw soil mortars aim to obtain 3D printed filaments with adequate fresh and hardenedstates properties. The results indicate that printable earthen-based matrices reinforced with 1 % of sisal fibers by weight of soil and stabilized with aqueous starch gels with concentrations up to 5 % (w/w) showed improved workability and minor cracking and can be used for 3D printing. Then, the thesis presents a methodology based on a set of low-cost experimental tests for the development of cement-based matrices suitable for layer-by-layer deposition. The results of the systematic experimental campaign indicate that yield strength obtained by shear vane tests is a good reference value for proportioning extrudable, pumpable, and buildable concretes. However, special attention has to be given to the binder/fine aggregate weight ratio as low binder contents can lead to clogging of the pumping system. The current research shows four formulations with good printing capabilities obtained after shear vane tests, filament printing tests, and stacking tests. Finally, two medium-scale section walls have been additively manufactured using the optimum concrete validating the proposed methodology.

A lo largo de los años, la construcción de viviendas ha estado en constante evolución desde las técnicas rudimentarias empleadas, diseño y materiales usados hasta técnicas más avanzados y sistematizados que buscan optimizar la eficiencia, reducir costos y mejorar la calidad y sostenibilidad de las edificaciones y/o proyectos de vivienda social. En tal sentido, la tecnología Upcrete surge como una alternativa en la industrialización en el sector en torno a la construcción modular en concreto armado, la cual es innovadora y sobresaliente a los métodos tradicionales. La tecnología Upcrete permite la construcción de módulos de concreto armado de alta calidad mediante un proceso controlado de inyección de concreto desde la parte inferior de un encofrado modular, reduciendo imperfecciones y desperdicios, lo cual reduce los costos y plazos de producción de una vivienda, como la incidencia de accidentes en obra. La presente investigación desarrolla las diferentes alternativas de la construcción industrializada y, en específico, se centra en la construcción modular con el sistema de tecnología Upcrete en la región de Ica y su aplicación en las viviendas sociales. En este caso, el sistema Upcrete se compara con la construcción modular con encofrados de aleación de aluminio en una vivienda de características similares y se evalúa y compara ambas alternativas tanto en factores económicos, comerciales, técnicas, sismorresistentes, producción, seguridad laboral y satisfacción de residentes. La investigación concluye que el sistema upcrete es una alternativa más eficiente y sostenible para la construcción de viviendas sociales, superando las limitaciones de los métodos tradicionales y ofreciendo soluciones más rápidas, seguras, económicas y accesibles.

A construção industrializada se mostra como uma oportunidade para aperfeiçoar o processo de produção na construção civil, mas para sua efetiva aplicação é preciso estabelecer um processo de produção condizente com suas características. O objetivo desta pesquisa é analisar como cada uma das perspectivas da integração - contratual, organizacional e de tecnologia da informação - pode aperfeiçoar e ampliar o uso da construção industrializada. A integração do processo de produção é considerada como uma solução para aumentar a qualidade e produtividade na construção civil e suas características estão alinhados aos requisitos da industrialização, seja por meio do uso da pré-fabricação e/ou de técnicas de racionalização da construção. Na literatura afirma-se que, na construção em geral, só é possível alcançar a integração do processo com mudanças estruturais nas três perspectivas. Investigou-se, no caso da construção industrializada, se um alto nível de integração em uma ou duas dessas perspectivas pode compensar a menor ou a sua ausência em outra(s). Para tanto, criou-se um ordenamento do grau de integração relativo a cada perspectiva, pela análise em detalhe de suas características, com a ajuda de diagramas específicos. Também foi elaborada uma tabela geral, com as interdependências entre as três perspectivas dado a graduação em cada uma. Tal método serviu de base para a análise de cinco estudos de caso de construção industrializada. Observou-se que, características da integração organizacional são as que mais favorecem o uso da industrialização, estabelecendo uma visão sistêmica ao processo. É possível estabelecer o trabalho colaborativo sem que a integração esteja definida no modelo de contrato. A integração pela tecnologia da informação, especificamente por meio do BIM, ainda que não se tenha mostrado essencial, permite antecipar possíveis incompatibilidades entre os sistemas construtivos. / Industrialized construction is an opportunity to improve project delivery process; however, it is crucial to reorganize the methods of the process, for its successful use. The aim of this research is to analyze how each perspective of integration - contract, organization and information technology - can improve and expand the use of industrialized construction. Integration of the project process is assumed as a solution to increase quality and efficiency in construction and, its features are aligned with the requirements for industrialized construction, be it through prefabrication and/or rationalization of the construction. It has been stated that, for the general case in construction, its integration can only be achieved from structural changes in all three approaches. It was investigated if a high level of integration in one or two of these perspectives can compensate for lower or absent in the other(s). For that matter, an ordering of the relative degree of integration within each perspective, was derived from the analysis of their characteristics, through the use of specific diagrams. Also, a general table of the interdependencies among the three perspectives was built. This method was used to analyze five case studies of industrialized construction. It was realized that the features of organization integration are those that give better support to the use of industrialized construction. Also, that it is possible to achieve collaboration even when it is not ruled in the contracts. Integration by information technology, specifically through BIM, although not proved essential, allows for anticipation of possible incompatibilities between construction systems.

A classificação estrutural de peças de madeira possibilita melhor utilização do material, separando as peças de acordo com a sua resistência estimada. Nesse processo é feita a classificação visual, de grande importância no caso de madeiras do gênero pinus, e a classificação mecânica por meio de testes não destrutivos com objetivo de estimar o módulo de elasticidade. Com esse objetivo, além de ensaios de flexão estática, podem ser aplicados métodos dinâmicos baseados em medições das frequências naturais e densidade do material para a determinação do módulo de elasticidade da madeira. Nesse sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do aparelho portátil Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) na estimativa do módulo de elasticidade por meio de ensaios não-destrutivos de vibração longitudinal. Para tanto, foi utilizado um lote de peças estruturais de madeira da espécie Pinus elliottii classificado visualmente. Os resultados obtidos por esse aparelho foram comparados com os resultados de módulo de elasticidade obtidos em ensaio de flexão estática. Tendo em vista a sua praticidade, é recomendável a utilização deste método para a classificação estrutural de peças serradas de madeira. A classificação visual agregada a classificação mecânica são essenciais para a utilização do Pinus em vigas laminadas coladas, construções industrializadas de madeira e do sistema construtivo em woodframe. / The structural grading of wood allows better use of the material, sorting the specimen according to their estimated strength. In this process the visual grading is a fundamental matter in use of the structural Pinus elliottii and also the mechanical grading obtained by non-destructive methods in order to estimate the modulus of elasticity. For this purpose, in addition to the static bending tests, dynamic methods based on measurement of the natural frequencies and density of the material to determining the modulus of elasticity (MOE) of timber can be applied. The objective of this study was to evaluate the efficiency of portable device Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) in estimating the modulus of elasticity by non-destructive testing of longitudinal vibration. It was used structural pieces of wood species Pinus elliottii rated visually. The results obtained by this device was compared with the modulus of elasticity results obtained in static bending tests. Given its convenience and low cost, it is recommended to use this method for structural grading of timber sawn pieces. The visual and stress grading are essencial for the use of Pines in glued laminated timber, industrilization timber constructions and woodframe constructions.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wladimir Capelo Magalhaes.pdf: 18102197 bytes, checksum: dd9b04e84d048e366196fe8ec020eed2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of steel structures as building system in multistory buildings is growing every year in Brazil. This evolution, though still slow compared to other countries, is possible thanks to the characteristics of steel and the manufacturing process and production of steel structures. This research paper presents an analysis the use of steel structures in multistory buildings constructed in Sao Paulo in the last 20 years, showing how the use of metal structures was essential to solve the specific problems of each challenge. For this it was essential to understand how metal structures historically evolved since the eighteenth century. From this historical survey, it was possible to establish a series of conditions in the specific use of steel structures that provided its evolution. In addition, there was a survey about the steel industry in Brazil, with an overview of their production, properties, advantages and limitations in order to understand how these characteristics are reflected in the construction of multistory buildings. In the project analysis, seven works were chosen in São Paulo who used the apparent steel structure as the main construction system so that the design adopted confirm structural solutions proposed by architects. To support the analysis, were considered graphics, photos, interviews and three-dimensional electronic models that facilitate the understanding of the structure and elucidate the importance of the use of metal structures. With the results, it was possible to define a set of constraints and determinants of the use of steel in construction that must be considered in the development of architectural design. / O uso das estruturas metálicas como sistema construtivo nas edificações de múltiplos andares vem crescendo a cada ano no Brasil. Essa evolução, embora ainda lenta em comparação a outros países, se dá graças a uma série de características próprias do aço e do processo de fabricação e de produção das estruturas metálicas. Esse trabalho de pesquisa apresenta uma análise do uso das estruturas em aço no projeto de edifícios de múltiplos andares construídos em São Paulo nos últimos 20 anos, evidenciando como o emprego das estruturas metálicas foi essencial para resolver os problemas projetuais específicos de cada obra apresentada. Para isso, foi fundamental compreender como as estruturas metálicas evoluíram historicamente na construção civil desde o século XVIII, pois a partir desse levantamento histórico, foi possível pontuar uma série de condicionantes do uso das estruturas em aço que proporcionaram a sua evolução como sistema construtivo na forma como se apresenta hoje. Além disso, foi realizado um levantamento a respeito da indústria do aço no Brasil, traçando um panorama da sua produção, propriedades, vantagens e limitações a fim de compreender como essas características se refletem nos condicionantes e determinantes do aço na construção de edifícios de múltiplos andares. Como metodologia de análise, foram escolhidas sete obras na cidade de São Paulo que utilizaram a estrutura metálica aparente em aço como principal sistema construtivo, de forma que a linguagem adotada evidenciasse as soluções estruturais propostas pelos arquitetos. Para apoiar a análise, foram considerados desenhos, fotos, entrevistas e maquetes eletrônicas tridimensionais que facilitassem a compreensão da estrutura e elucidassem a importância do emprego das estruturas metálicas. Com os resultados obtidos, foi possível definir um conjunto de condicionantes e determinantes do uso do aço que deve ser considerado no desenvolvimento do projeto arquitetônico.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente estudo tem como objetivo realizar uma avaliação dos sistemas construtivos de casas de madeira baseadas no sistema Light Wood Frame, aplicados na região de Curitiba, Paraná. Foram realizadas entrevistas com empresas que utilizam o sistema construtivo Light Wood Frame. Foi utilizado um questionário com perguntas diretas e questões abertas relativas à produção, recursos materiais e tempo de produção. A conclusão foi de que o uso de madeira em tecnologia de construção de habitação é uma solução adequada e que o sistema Light Wood Frame é uma alternativa construtiva eco-eficiente, porque otimiza processos construtivos, utiliza-se de materiais recicláveis e/ou renováveis, e diminui desperdícios na obra, fornecendo soluções para problemas relacionados com a eficiência energética, sustentabilidade e habitação limpa no Brasil. Para um bom desempenho na aplicação de madeira para construção de moradias tornar-se uma realidade, a produção brasileira no sistema precisa ser submetida à normalização e regulamentos, para aumentar a produtividade dos sistemas existentes e incentivar a construção em madeira no Brasil. / The present study aims to conduct an assessment of building systems of wooden houses based in Light Wood Frame system, applied in Curitiba, Paraná. Interviews were conducted with companies that use system constructive Light Wood Frame in Brazil, more specifically in the region of Curitiba, Paraná. It was used a questionnaire with direct questions and open questions concerning production, material resources and production time. The conclusion was that the use of wood in housing construction technology is an appropriate solution and the system Light Wood Frame is a constructive alternative eco-efficient, because provides solutions to problems related to energy efficiency, sustainability and clean housing in Brazil. To a good performance in use of wood for houses to become a reality, the Brazilian production system needs to be submitted for standardization and regulations to increase the productivity of existing systems.