Modelado de un emparrillado de viga

Artículo técnico

El análisis estructural de un emparrillado de viga generalmente no es muy complicado cuando se usa un cálculo asistido por ordenador. Hay opciones diferentes para mostrar y analizar una estructura. Estas incluyen, por ejemplo, la forma convencional al realizar un análisis estructural de los componentes o modelar la estructura completa.

Cada opción tiene ciertas ventajas que tienen que ser evaluadas por el ingeniero/a estructural.

Cálculo de la estructura 3D

Modelar en 3D proporciona flexibilidad. La carga que actúa se puede definir directamente para los elementos de soporte y la distribución de la carga tiene lugar automáticamente. El peso propio de los emparrillados se puede aplicar automáticamente aquí mediante sus dimensiones.

Todo ello en conjunto, ofrece la ventaja de que la carga así como la estructura se muestran gráficamente y se pueden comprobar. El ingeniero/a estructural tiene una visión general detallada de los esfuerzos en la estructura al aplicar la carga precisa a la estructura y al llevar a cabo un modelado exacto. Es posible conseguir una relación de cálculo mejor y, por lo tanto, ahorrar costes en la estructura completa así como en componentes secundarios.

Otra gran ventaja de este método de cálculo es el manejo de los cambios en la arquitectura. Se pueden aplicar fácilmente en la estructura, lo que supone un gran ahorro de tiempo.

Figura 01 - La estructura con carga

Diferentes tipos de modelado

A menudo el programa ofrece diferentes opciones para modelar la estructura. Es posible visualizar la estructura en un plano, por ejemplo, los ejes del sistema. Esto evita que se introduzcan los esfuerzos internos en la estructura debidos a las excentricidades. Para evitar que los componentes individuales no se representen rígidamente en el modelo, es necesario definir las articulaciones en los puntos de intersección de las barras.

En este ejemplo, se definen los momentos de las articulaciones (φy, φz) en las conexiones de la viga secundaria con la viga principal para prevenir que se transmitan los esfuerzos internos se transmitan. En el medio, donde suele ocurrir un efecto de continuidad de las vigas secundarias, se definen unos tipos de articulaciones especiales con unos grados de libertad para que se pueda transferir el momento My, pero que no se introduzca ninguna torsión en la viga principal. Estas articulaciones especiales se llaman articulaciones de tijera en RFEM/RSTAB.

Figura 02 - Visualización de resultados

La pantalla de resultados muestra que, con el modelo existente, sólo ocurren los esfuerzos internos en la dirección My en la estructura. Además, esta estructura sólo se puede calcular según EC 3.

Es posible que la estructura necesite ser modelada con excentricidades. Con el programa es muy fácil llevar a cabo esta tarea. En RFEM/RSTAB es posible definir automáticamente un desfase o desviación a través del tamaño de la sección. Esta función automática ofrece la ventaja de que el tamaño del desfase cambia cuando se modifica la sección.

Figura 03 - Estructura con desfase o desviación

Cuando se elige este modelado, hay que prestar atención a la definición de las articulaciones así como a los grados de libertad de las condiciones del apoyo para no generar involuntariamente esfuerzos adicionales en la estructura.

Figura 04 - Fuerza de compresión de la estructura debido a articulaciones incorrectas

Resumen

Una visualización tridimensional de la estructura simplifica el trabajo de un ingeniero/a estructural. Este método incluye, por nombrar sólo algunos, la distribución de carga automática o una visualización más sencilla de los cambios posteriores en la estructura. Sin embargo, hay que prestar especial atención al modelado para evitar efectos involuntarios.

Palabras clave

3D modelado emparrillado de viga

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