Estructura de cubierta histórica de ALS Ingenieure GmbH & Co. KG
Estudio de caso

Estructura de cubierta histórica calculada digitalmente: entrevista con Patrick Hauck

El desafío

El foco del proyecto estuvo en el cálculo estático y el dimensionamiento conforme a las normas de la nueva cubierta a construir de la torre de la cocina de la Fortaleza de Marienberg en Würzburg. Los elementos de madera existentes estaban contaminados con productos de protección de la madera que contenían sustancias nocivas y debían sustituirse por completo. La nueva estructura debía reconstruirse en analogía con el modelo histórico con un estilo imperial, respetando los requisitos de conservación del patrimonio y las normas vigentes. La geometría parcialmente curva de la estructura planteó exigencias especiales al modelado.

La solución

Los ingenieros de ALS utilizaron RSTAB para calcular toda la estructura de la cubierta como un modelo de celosía espacial 3D detallado. Mediante el uso de rigideces de muelle para modelar uniones y apoyos, se pudieron representar de forma realista las condiciones de contorno reales, así como las uniones parcialmente flexibles entre los distintos elementos constructivos. Tanto la capacidad de carga de los elementos individuales como el comportamiento resistente global del sistema se verificaron conforme con las normas.

Las ventajas

  • Modelado realista: la representación de las uniones mediante rigideces de muelle permite considerar de forma diferenciada las condiciones reales de apoyo y conexión de las construcciones históricas.
  • Dimensionamiento conforme a norma: RSTAB proporciona la comprobación completa de los estados límite últimos de los elementos individuales y del sistema global según las normas vigentes.
  • Eficiencia en la construcción existente: el modelado tridimensional de celosía reduce el esfuerzo de cálculo incluso en estructuras curvadas y geométricamente exigentes.
  • Uso combinado de software: RSTAB y RFEM se complementan de forma óptima: RSTAB para celosías y estructuras de barras de madera, RFEM para cálculos de superficies de hormigón armado y por elementos finitos.
  • Ahorro de tiempo en el trabajo diario: funciones como "Importar reaciones en apoyos" y la herramienta de geozonas aceleran notablemente las tareas recurrentes en la práctica diaria.

RSTAB como puente entre la conservación del patrimonio y el diseño estructural moderno

El punto decisivo en este proyecto no fue simplemente un cálculo. RSTAB sirvió como interfaz entre el patrimonio histórico existente y una nueva construcción conforme a la normativa. Gracias al modelado tridimensional espacial en RSTAB, los requisitos de planificación y la realidad constructiva pudieron reunirse en un modelo común y fiable.

El software apoyó la colaboración de una manera única: la conservación del patrimonio aportó sus directrices sobre el modelo histórico, y el calculista estructural pudo comprobar y evaluar directamente en RSTAB las variantes de forma comprensible. De este modo, una especificación conforme con la conservación patrimonial se transformó en una solución estructuralmente optimizada y ejecutable. El resultado no solo cumple la normativa, sino que también es económico, manteniendo al mismo tiempo el carácter histórico de la obra.

Cálculo en lugar de aproximación – Con RSTAB en el modelo tridimensional espacial

En la estructura de la cubierta de la torre de la cocina, la ventaja de un cálculo tridimensional detallado en RSTAB se hizo muy evidente. La geometría estructural histórica, en parte curvada, no podría haberse captado de forma realista con enfoques simplificados en 2D.

Con RSTAB, toda la estructura de cubierta pudo representarse como un modelo de entramado espacial de barras, incluyendo las condiciones reales de apoyo y conexión mediante rigideces de muelle. Esta combinación de fidelidad del modelo y dimensionamiento conforme a la norma hizo que la justificación fuera sólida y comprensible: tanto la capacidad de carga de cada componente individual como el comportamiento estructural global del sistema pudieron demostrarse con seguridad cumpliendo las normas vigentes.

Funciones básicas importantes: importación de rigideces de muelle y reacciones en los apoyos

Además de su uso en proyectos, el software de Dlubal aporta al equipo de ALS Ingenieure una ventaja palpable en el trabajo diario: las tareas recurrentes se realizan más rápido, de forma más estandarizada y con menos esfuerzo manual. Dos funciones destacan especialmente:

  • Rigideces de muelle para uniones y apoyos (RSTAB): para la oficina, esta función es indispensable en el modelado de estructuras de cubierta históricas. Así pueden tenerse en cuenta de forma diferenciada las condiciones reales de contorno y las uniones parcialmente deformables entre componentes: sin esta función, un cálculo realista de estructuras existentes sería apenas posible.
  • Importar reacciones en apoyos (RFEM): en estructuras de hormigón, esta función supone un auténtico ahorro de tiempo: las reacciones en los apoyos de un submodelo pueden transferirse directamente como cargas a un modelo subordinado. De este modo, los pasos de trabajo que de otro modo requerirían varias horas de trabajo manual se automatizan, y el flujo de trabajo sigue siendo rápido y transparente.