sábado, 27 de febrero de 2010
Cálculo de estructuras
Análisis de solicitaciones
El análisis de las solicitaciones se realiza mediante un cálculo espacial en 3D, por métodos matriciales de rigidez, formando todos los elementos que definen la estructura: pilares, pantallas de hormigón armado, muros, vigas y forjados. Al finalizar el cálculo puede consultar los errores de los diferentes elementos.
Cálculo sísmico
El cálculo sísmico se realiza mediante un análisis modal espectral completo que resuelve cada modo como una hipótesis y realiza la expansión modal y la combinación modal para la obtención de esfuerzos.
Comprobación de resistencia al fuego
Con el módulo Comprobación de resistencia al fuego, CYPECAD realiza la comprobación de la resistencia al fuego y dimensiona el revestimiento de protección de los elementos estructurales de acero y hormigón que componen la obra (vigas, forjados, pilares, pantallas y muros de hormigón; vigas y pilares de acero; y barras de acero en las estructuras 3D integradas) para las normas CTE DB-SI 6 y Eurocódigo (EN 1992-1-2:2004 y EN 1993-1-2:2005). Para los muros de bloque de hormigón y para las losas mixtas CYPECAD no realiza la comprobación de la resistencia al fuego.
La comprobación de la resistencia al fuego para los elementos estructurales de madera en las Estructuras 3D integradas de CYPECAD la realiza un módulo diferente: el módulo Perfiles de madera (común a Nuevo Metal 3D, Metal 3D clásico y Estructuras 3D integradas de CYPECAD). Este módulo dimensiona las secciones de madera frente a la acción del fuego para que cumplan con la normativa seleccionada (CTE DB-SE M –España-, NBR 7190 o Eurocódigo 5)
Uniones soldadas y atornilladas
Los módulos de uniones diseñados por CYPE Ingenieros (Uniones I Soldadas Naves con perfiles laminados y armados en doble T, Uniones II Atornilladas Naves con perfiles laminados y armados en doble T y Uniones III Soldadas Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T) pueden emplearse tanto en CYPECAD como en Nuevo Metal 3D (incluidas las Estructuras 3D integradas de CYPECAD).
La tipología de uniones resueltas en los módulos Uniones I y Uniones II tiene mayor campo de aplicación en las naves diseñadas en Nuevo Metal 3D y en las Estructuras 3D integradas de CYPECAD, mientras que la tipología de uniones que dimensiona el módulo Uniones III tiene un campo de aplicación más amplio en las estructuras de edificación formadas por pórticos que se calculan en CYPECAD. De todos modos, cada unión dimensionada por cualquiera de los módulos indicados se resuelve del mismo modo en un programa u otro. De hecho, los módulos Uniones I y Uniones III tienen tipos de uniones comunes.
Cálculo con multiprocesadores
CYPECAD y Nuevo Metal 3D utilizan en el cálculo de sus estructuras el potencial que brindan los multiprocesadores.
Para acceder a estas prestaciones, CYPECAD y Nuevo Metal 3D, dispone de dos módulos comunes que permiten ahorrar una sustancial cantidad de tiempo de cálculo:
•Cálculo en paralelo con dos procesadores
•Cálculo en paralelo con cuatro procesadores
En Cálculo con multiprocesadores puede encontrar más información sobre estos módulos y un estudio comparativo que muestra los tiempos de cálculo con y sin su utilización.
Exportación a TEKLA® Structures, TecnoMETAL® 4D y CIS/2
Una vez calculada la estructura, es posible exportar a los programas TEKLA® Structures y TecnoMETAL® 4D, y al formato CIS/2, los pilares, las vigas y el despiece con las uniones dimensionadas (con los módulos Uniones I, Uniones II y Uniones III) de CYPECAD y de sus Estructuras 3D integradas. Los pilares y vigas de hormigón se exportan como barras genéricas y los de acero se exportan tal y como se hace en Nuevo Metal 3D. En Exportación a TEKLA® Structures, en Exportación a TecnoMETAL® 4D y en Exportación al formato CIS/2, puede encontrar información sobre los elementos exportados.
Para poder exportar a TEKLA® Structures, a TecnoMETAL® 4D y al formato CIS/2 los pilares y vigas de CYPECAD y de sus Estructuras 3D integradas, no es necesario tener incluidos en la licencia los módulos Exportación a Tekla, Exportación a TecnoMETAL y Exportación al formato CIS/2. Si su licencia posee alguno de estos módulos y además, los módulos Uniones I, Uniones II o Uniones III, también podrá exportar las uniones dimensionadas a los programas correspondientes.
Análisis de solicitaciones
El análisis de las solicitaciones se realiza mediante un cálculo espacial en 3D, por métodos matriciales de rigidez, formando todos los elementos que definen la estructura: pilares, pantallas de hormigón armado, muros, vigas y forjados. Al finalizar el cálculo puede consultar los errores de los diferentes elementos.
Cálculo sísmico
El cálculo sísmico se realiza mediante un análisis modal espectral completo que resuelve cada modo como una hipótesis y realiza la expansión modal y la combinación modal para la obtención de esfuerzos.
Comprobación de resistencia al fuego
Con el módulo Comprobación de resistencia al fuego, CYPECAD realiza la comprobación de la resistencia al fuego y dimensiona el revestimiento de protección de los elementos estructurales de acero y hormigón que componen la obra (vigas, forjados, pilares, pantallas y muros de hormigón; vigas y pilares de acero; y barras de acero en las estructuras 3D integradas) para las normas CTE DB-SI 6 y Eurocódigo (EN 1992-1-2:2004 y EN 1993-1-2:2005). Para los muros de bloque de hormigón y para las losas mixtas CYPECAD no realiza la comprobación de la resistencia al fuego.
La comprobación de la resistencia al fuego para los elementos estructurales de madera en las Estructuras 3D integradas de CYPECAD la realiza un módulo diferente: el módulo Perfiles de madera (común a Nuevo Metal 3D, Metal 3D clásico y Estructuras 3D integradas de CYPECAD). Este módulo dimensiona las secciones de madera frente a la acción del fuego para que cumplan con la normativa seleccionada (CTE DB-SE M –España-, NBR 7190 o Eurocódigo 5)
Uniones soldadas y atornilladas
Los módulos de uniones diseñados por CYPE Ingenieros (Uniones I Soldadas Naves con perfiles laminados y armados en doble T, Uniones II Atornilladas Naves con perfiles laminados y armados en doble T y Uniones III Soldadas Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T) pueden emplearse tanto en CYPECAD como en Nuevo Metal 3D (incluidas las Estructuras 3D integradas de CYPECAD).
La tipología de uniones resueltas en los módulos Uniones I y Uniones II tiene mayor campo de aplicación en las naves diseñadas en Nuevo Metal 3D y en las Estructuras 3D integradas de CYPECAD, mientras que la tipología de uniones que dimensiona el módulo Uniones III tiene un campo de aplicación más amplio en las estructuras de edificación formadas por pórticos que se calculan en CYPECAD. De todos modos, cada unión dimensionada por cualquiera de los módulos indicados se resuelve del mismo modo en un programa u otro. De hecho, los módulos Uniones I y Uniones III tienen tipos de uniones comunes.
Cálculo con multiprocesadores
CYPECAD y Nuevo Metal 3D utilizan en el cálculo de sus estructuras el potencial que brindan los multiprocesadores.
Para acceder a estas prestaciones, CYPECAD y Nuevo Metal 3D, dispone de dos módulos comunes que permiten ahorrar una sustancial cantidad de tiempo de cálculo:
•Cálculo en paralelo con dos procesadores
•Cálculo en paralelo con cuatro procesadores
En Cálculo con multiprocesadores puede encontrar más información sobre estos módulos y un estudio comparativo que muestra los tiempos de cálculo con y sin su utilización.
Exportación a TEKLA® Structures, TecnoMETAL® 4D y CIS/2
Una vez calculada la estructura, es posible exportar a los programas TEKLA® Structures y TecnoMETAL® 4D, y al formato CIS/2, los pilares, las vigas y el despiece con las uniones dimensionadas (con los módulos Uniones I, Uniones II y Uniones III) de CYPECAD y de sus Estructuras 3D integradas. Los pilares y vigas de hormigón se exportan como barras genéricas y los de acero se exportan tal y como se hace en Nuevo Metal 3D. En Exportación a TEKLA® Structures, en Exportación a TecnoMETAL® 4D y en Exportación al formato CIS/2, puede encontrar información sobre los elementos exportados.
Para poder exportar a TEKLA® Structures, a TecnoMETAL® 4D y al formato CIS/2 los pilares y vigas de CYPECAD y de sus Estructuras 3D integradas, no es necesario tener incluidos en la licencia los módulos Exportación a Tekla, Exportación a TecnoMETAL y Exportación al formato CIS/2. Si su licencia posee alguno de estos módulos y además, los módulos Uniones I, Uniones II o Uniones III, también podrá exportar las uniones dimensionadas a los programas correspondientes.
ESTRUCTURAS Y TIPOS DE ESTRUCTURAS
Como ves, existe una gran variedad de estructuras. En ocasiones, nos encontramos con estructuras que cumplen la misma función pero que están construidas utilizando distintos materiales.
Las estructuras también pueden diferenciarse notablemente por su forma.
Por ejemplo, un edificio tiene una estructura de armazón, mientras que un monitor tiene una estructura de carcasa.
Según la forma y el material con que estén construidas pueden distinguirse tres tipos de estructuras: masivas, laminares o de carcasa y de armazón.
Estructuras masivas:
Las estructuras masivas son estructuras muy pesadas y macizas formadas por superficies anchas y resistentes. Para construirlas se emplea gran cantidad de material.
Los muros gruesos de los embalses son ejemplos de estructuras masivas.
Las bóvedas y techos de las antiguas iglesias de piedra o los enormes pilares y arcos de los puentes o acueductos son otros ejemplos de estructuras masivas.
Estructuras laminares o de carcasa:
Las estructuras laminares o de carcasa están constituidas por láminas resistentes que envuelven al objeto, formando una caja o carcasa que protege y mantiene en su posición a las piezas que lo componen.
Otros ejemplos de estructuras de carcasa son las carrocerías y fuselajes de coches y aviones, y la mayoría de los envases como botellas de plástico o tetra briks.
Estructuras de armazón o armaduras:
Estas estructuras están formadas por piezas alargadas, como barras, tubos, pilares, vigas, travesaños o cables unidos entre sí para formar una especie de esqueleto o armazón. Según la disposición de sus elementos, las clasificamos en: trianguladas, entramadas y colgadas.
Las estructuras trianguladas se caracterizan por la disposición de barras formando triángulos. Resultan muy resistentes y ligeras a la vez.
Las estructuras entramadas están formadas por una malla de piezas verticales y horizontales.
Las estructuras colgadas soportan el peso de la construcción mediante cables o barras que van unidos a soportes muy resistenetes.
Las estructuras de armazón o armaduras se clasifican en tres categorías: trianguladas, entramadas y colgadas.
Los elementos que constituyen una estructura deben soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos sin romperse ni deformarse excesivamente.
Existen ciertos procedimientos para asegurar la estabilidad de la estructura. Además, será necesario tener en cuenta la forma y el material que empleamos para construirla.
Asegurar la estabilidad:
La estabilidad de una estructura es un factor fundamental para que esta no vuelque o caiga ante las fuerzas que actúen sobre ella.
Para asegurar la estabilidad existen algunos procedimientos que pueden ser válidos tanto en pequeñas como en grandes estructuras. Compruébalo en estos ejemplos:
Para asegurar la estabilidad de una estructura se pueden utilizar distintos procedimientos:
• Empotrar parte de la estructura en el suelo.
• Sujetarla con cables tirantes para evitar que el viento la vuelque.
• Aumentar el peso de la base con bloques o contrapesos.
• Aumentar la superficie de apoyo de la estructura.
Elegir el material de la estructura
Los materiales que se utilizan para construir estructuras deben ser suficientemente rígidos y resistentes para soportar las cargas a las que estén sometidas.
Para muchas carcasas se utilizan plásticos rígidos y chapas de acero y de aluminio.
Las estructuras entramadas de los muebles suelen fabricarse de madera o de tubos metálicos.
En la construcción de grandes estructuras como edificios o puentes se usan materiales muy resistentes, como los perfiles de acero y de hormigón armado.
Los soportes y vigas de hormigón armado precisan de un encofrado donde se coloca la armadura de acero y se vierte el hormigón.
La forma de las piezas y su disposición en función del esfuerzo que vayan a soportar, son factores clave a la hora de construir estructuras.
Como ves, existe una gran variedad de estructuras. En ocasiones, nos encontramos con estructuras que cumplen la misma función pero que están construidas utilizando distintos materiales.
Las estructuras también pueden diferenciarse notablemente por su forma.
Por ejemplo, un edificio tiene una estructura de armazón, mientras que un monitor tiene una estructura de carcasa.
Según la forma y el material con que estén construidas pueden distinguirse tres tipos de estructuras: masivas, laminares o de carcasa y de armazón.
Estructuras masivas:
Las estructuras masivas son estructuras muy pesadas y macizas formadas por superficies anchas y resistentes. Para construirlas se emplea gran cantidad de material.
Los muros gruesos de los embalses son ejemplos de estructuras masivas.
Las bóvedas y techos de las antiguas iglesias de piedra o los enormes pilares y arcos de los puentes o acueductos son otros ejemplos de estructuras masivas.
Estructuras laminares o de carcasa:
Las estructuras laminares o de carcasa están constituidas por láminas resistentes que envuelven al objeto, formando una caja o carcasa que protege y mantiene en su posición a las piezas que lo componen.
Otros ejemplos de estructuras de carcasa son las carrocerías y fuselajes de coches y aviones, y la mayoría de los envases como botellas de plástico o tetra briks.
Estructuras de armazón o armaduras:
Estas estructuras están formadas por piezas alargadas, como barras, tubos, pilares, vigas, travesaños o cables unidos entre sí para formar una especie de esqueleto o armazón. Según la disposición de sus elementos, las clasificamos en: trianguladas, entramadas y colgadas.
Las estructuras trianguladas se caracterizan por la disposición de barras formando triángulos. Resultan muy resistentes y ligeras a la vez.
Las estructuras entramadas están formadas por una malla de piezas verticales y horizontales.
Las estructuras colgadas soportan el peso de la construcción mediante cables o barras que van unidos a soportes muy resistenetes.
Las estructuras de armazón o armaduras se clasifican en tres categorías: trianguladas, entramadas y colgadas.
Los elementos que constituyen una estructura deben soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos sin romperse ni deformarse excesivamente.
Existen ciertos procedimientos para asegurar la estabilidad de la estructura. Además, será necesario tener en cuenta la forma y el material que empleamos para construirla.
Asegurar la estabilidad:
La estabilidad de una estructura es un factor fundamental para que esta no vuelque o caiga ante las fuerzas que actúen sobre ella.
Para asegurar la estabilidad existen algunos procedimientos que pueden ser válidos tanto en pequeñas como en grandes estructuras. Compruébalo en estos ejemplos:
Para asegurar la estabilidad de una estructura se pueden utilizar distintos procedimientos:
• Empotrar parte de la estructura en el suelo.
• Sujetarla con cables tirantes para evitar que el viento la vuelque.
• Aumentar el peso de la base con bloques o contrapesos.
• Aumentar la superficie de apoyo de la estructura.
Elegir el material de la estructura
Los materiales que se utilizan para construir estructuras deben ser suficientemente rígidos y resistentes para soportar las cargas a las que estén sometidas.
Para muchas carcasas se utilizan plásticos rígidos y chapas de acero y de aluminio.
Las estructuras entramadas de los muebles suelen fabricarse de madera o de tubos metálicos.
En la construcción de grandes estructuras como edificios o puentes se usan materiales muy resistentes, como los perfiles de acero y de hormigón armado.
Los soportes y vigas de hormigón armado precisan de un encofrado donde se coloca la armadura de acero y se vierte el hormigón.
La forma de las piezas y su disposición en función del esfuerzo que vayan a soportar, son factores clave a la hora de construir estructuras.
miércoles, 17 de febrero de 2010
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