1. Modelado<\/h2>\n\n
El primer paso es modelar el esqueleto mec\u00e1nico de la estructura, incluidos sus cimientos, pilares, vigas, p\u00f3rticos, cerchas y otros elementos. El punto de partida es el modelo arquitect\u00f3nico. Un modelo arquitect\u00f3nico muestra c\u00f3mo se ver\u00e1 la estructura en la realidad, pero no es adecuado para los c\u00e1lculos debido al alto nivel de detalle que se requiere. El modelo arquitect\u00f3nico debe ser procesado hasta que solo quede la estructura portante. La estructura portante transferir\u00e1 las cargas aplicadas al terreno.<\/p>\n\n
La traducci\u00f3n de la estructura portante a un modelo listo para los c\u00e1lculos se denomina esquematizaci\u00f3n o creaci\u00f3n del modelo al\u00e1mbrico, del modelo mec\u00e1nico o del plano del modelo.<\/p>\n\n
La esquematizaci\u00f3n es un paso muy importante: es fundamental que el modelo mec\u00e1nico pueda predecir las cargas ya que es la base de todo el proceso.<\/p>\n\n
![\"\"](\"https:\/\/wp-release.buildsoft.eu\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/Blog_EN_Artikel-1_figuur1.png\" "\\"Blog_EN_Artikel")
<\/figure><\/div>\r\n\nLos elementos estructurales m\u00e1s utilizados que se pueden incluir en el modelo estructural son:<\/p>\n\n
- \n
- Vigas<\/li>\n\n\n\n
- Pilares<\/li>\n\n\n\n
- Zapatas<\/li>\n\n\n\n
- Forjados<\/li>\n\n\n\n
- Arriostramientos<\/li>\n\n\n\n
- Muros de carga<\/li>\n<\/ul>\n\n
Adem\u00e1s, el modelado implica determinar el material para los componentes de la estructura, ya sea \u201cacero estructural\u201d, \u201chormig\u00f3n armado o pretensado\u201d, \u201cmadera\u201d, o cualquier otro material. La elecci\u00f3n depende principalmente de criterios econ\u00f3micos y de la seguridad requerida para la estructura. Un gran n\u00famero de estructuras constan de elementos de acero, hormig\u00f3n y madera.<\/p>\n\n
El modelado tambi\u00e9n implica definir las dimensiones para cada elemento, que es la base para el c\u00e1lculo del peso propio a tener en cuenta en el an\u00e1lisis de cargas. La estimaci\u00f3n del tama\u00f1o del miembro incluye lo que deber\u00eda ser el ancho, el canto o el espesor del elemento. Se pueden utilizar reglas emp\u00edricas para la elecci\u00f3n de las dimensiones iniciales.<\/p>\n\n
Otro aspecto relevante en el modelado consiste en definir las vinculaciones tanto interiores como exteriores de los miembros que componen la estructura.<\/p>\n\n
Lea m\u00e1s sobre modelado en nuestra publicaci\u00f3n sobre esquematizaci\u00f3n<\/a>.<\/p>\n\n
2. An\u00e1lisis de carga<\/h2>\n\n
Luego, el ingeniero estructural debe identificar todas las posibles cargas o acciones que la estructura puede experimentar durante su vida \u00fatil. Ejemplos de cargas en estructuras son:<\/p>\n\n
- \n
- \u00a0Cargas muertas<\/strong>, es decir, el peso propio de la estructura y acabados<\/li>\n\n\n\n
- Sobrecargas de uso<\/strong>: ocupaci\u00f3n de personas en edificios, equipos en movimiento y movimiento de autom\u00f3viles en puentes<\/li>\n\n\n\n
- Cargas de viento<\/strong>: cualquier presi\u00f3n o fuerza horizontal y\/o ascendente que el viento ejerce sobre un edificio<\/li>\n\n\n\n
- Cargas de nieve<\/strong>: solo aplicable para estructuras que se espera que reciban nevadas<\/li>\n\n\n\n
- Cargas s\u00edsmicas<\/strong>: cuando la estructura se encuentra en una regi\u00f3n s\u00edsmica<\/li>\n\n\n\n
- Empuje de tierras<\/strong>: para ser aplicado en t\u00faneles, muros de contenci\u00f3n, s\u00f3tanos<\/li>\n\n\n\n
- Agua y hielo<\/strong>: para algunas estructuras como puentes, plataformas marinas y estructuras costeras<\/li>\n\n\n\n
- Cargas t\u00e9rmicas<\/strong>: el calentamiento o enfriamiento desigual de partes de la estructura crean grandes tensiones<\/li>\n\n\n\n
- Cargas din\u00e1micas<\/strong>: por ejemplo, inducidas por maquinaria<\/li>\n<\/ul>\n\n
Por lo tanto, dependiendo del emplazamiento de la estructura, debe considerar los distintos tipos de cargas a aplicar. Los valores de estas cargas se pueden identificar usando las correspondientes Normativas de dise\u00f1o estructural y referencias disponibles.<\/p>\n\n
En la vida real, distintas cargas act\u00faan simult\u00e1neamente sobre la estructura. Por lo tanto, se debe evaluar la respuesta de la estructura ante la combinaci\u00f3n de las diversas cargas. Por ejemplo, una acci\u00f3n simult\u00e1nea de la carga muerta (peso de la estructura) y la sobrecarga de uso (uso del edificio por personas) puede ser una combinaci\u00f3n de cargas. As\u00ed mismo, las cargas muertas y las cargas de viento pueden ser otra combinaci\u00f3n posible. Encontrar cu\u00e1l es la combinaci\u00f3n de cargas m\u00e1s desfavorable para su estructura es parte del proceso de an\u00e1lisis de cargas. Por lo general, el software de ingenier\u00eda estructural crear\u00e1 autom\u00e1ticamente el conjunto de todas las combinaciones de cargas posibles.<\/p>\n\n
\r\n![\"\"](\"https:\/\/wp-release.buildsoft.eu\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Loads_EN_0.png\" "\\"Loads_EN_0\\"")
<\/figure>\r\n<\/div>\n\n3. An\u00e1lisis estructural<\/h2>\n\n
En este paso, realizamos el an\u00e1lisis de los miembros estructurales. El objetivo es investigar c\u00f3mo se comporta el modelo estructural con las diferentes combinaciones de cargas realizadas. El an\u00e1lisis de una estructura completa tambi\u00e9n se conoce como an\u00e1lisis global.<\/p>\n\n
Los resultados del an\u00e1lisis incluyen los diagramas de esfuerzos internos (cortante, momento flector, esfuerzo axil, torsi\u00f3n y tensiones), reacciones, deformaciones\/flechas producidas por las diferentes combinaciones de cargas.<\/p>\n\n
Para estructuras simples, como una sola viga o pilar, este an\u00e1lisis se puede realizar a mano. Sin embargo, para estructuras 2D o 3D, el an\u00e1lisis requiere c\u00e1lculos m\u00e1s complejos, principalmente mediante matrices, ya que, en el caso de c\u00e1lculos manuales, se puede cometer errores con relativa facilidad. Actualmente, el software de dise\u00f1o estructural asistido por ordenador ha reemplazado el c\u00e1lculo manual. La mayor\u00eda del software de ingenier\u00eda estructural, como\u00a0Diamonds<\/a>\u00a0de BuildSoft, utiliza FEA (an\u00e1lisis por medio de elementos finitos) para resolver las complejas ecuaciones de equilibrio. Un excelente software de an\u00e1lisis estructural debe ser r\u00e1pido y f\u00e1cil de usar para facilitar la vida de los usuarios principiantes y avanzados.<\/p>\n\n
4. Dise\u00f1o estructural<\/h2>\n\n
El dise\u00f1o estructural es quiz\u00e1s, el paso m\u00e1s crucial del proceso. Se trata de dimensionar las diferentes partes de la estructura en base a los resultados del an\u00e1lisis. El dise\u00f1o estructural est\u00e1 relacionado con el material.<\/p>\n\n
Las dimensiones estimadas inicialmente se verifican para los requisitos de dise\u00f1o en lo referente a durabilidad, estabilidad, resistencia y rigidez (rigidez\/deformaci\u00f3n). Estos requisitos se pueden encontrar en la Normativa de dise\u00f1o de aplicaci\u00f3n.<\/p>\n\n
Si se cumplen estos requisitos de dise\u00f1o, las dimensiones elegidas son correctas. Se puede considerar el ajustar los tama\u00f1os de los elementos para lograr un dise\u00f1o m\u00e1s econ\u00f3mico.<\/p>\n\n
Si no se cumplen los requisitos de dise\u00f1o, el ingeniero debe repetir todos estos pasos. Las dimensiones iniciales del elemento deben aumentarse, y se debe volver a pasar por el an\u00e1lisis de la estructura y las verificaciones del dise\u00f1o estructural. Esto se repite hasta que se cumplan los requisitos de dise\u00f1o.<\/p>\n\n
El resultado del dise\u00f1o estructural representa las dimensiones de cada elemento que componen la estructura, cumpliendo con los requisitos de dise\u00f1o, junto con los detalles relacionados con el material, como puede ser, el \u00e1rea requerida de armadura para los elementos de hormig\u00f3n armado.<\/p>\n\n
Muchos pa\u00edses disponen de sus Normativas de dise\u00f1o estructural, c\u00f3digos de buenas pr\u00e1cticas o documentos t\u00e9cnicos. Es necesario que el dise\u00f1ador estructural se familiarice con los requisitos locales y las recomendaciones relativas a la pr\u00e1ctica correcta.<\/p>\n\n
5. Detallado<\/h2>\n\n
Una vez finalizado el an\u00e1lisis y el dise\u00f1o global, el ingeniero estructural puede comenzar a detallar. El detallado estructural consta de 2 partes:<\/p>\n\n
- \n
- \u00bfD\u00f3nde deben colocarse los detalles y d\u00f3nde deben realizarse las uniones estructurales o empalmes? Para otros detalles como uniones viga-pilar o placas de anclaje de pilares, la posici\u00f3n de estas es indiscutible<\/li>\n\n\n\n
- Las especificaciones para la armadura, tornillos, pernos de anclaje y soldaduras, es decir, el di\u00e1metro y la disposici\u00f3n de las barras de la armadura, la calidad del acero del tornillo, el n\u00famero de tornillos, el espesor de la garganta de la soldadura, las placas de los extremos, etc.<\/li>\n<\/ol>\n\n
El detallado va de la mano con la ductilidad de las estructuras. En el caso de hormig\u00f3n armado, por ejemplo: si aportamos una armadura de forma equilibrada en vigas y pilares, podemos aumentar la ductilidad de la estructura.<\/p>\n\n
Si planificamos estrat\u00e9gicamente las uniones de acero, los costes pueden reducirse considerablemente. El empalme entre 2 partes de la viga no se debe realizar en el centro del vano de la viga sino a cierta distancia del pilar donde el momento flector tiende a anularse (uni\u00f3n articulada). De esa forma, solo se requiere una uni\u00f3n pr\u00e1cticamente a cortante, la cual es m\u00e1s f\u00e1cil de construir y m\u00e1s rentable.<\/p>\n\n
\r\n![\"\"](\"https:\/\/wp-release.buildsoft.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/07\/Blog_EN_Artikel-0.png\" "\\"Blog_EN_Artikel-0\\"")
<\/figure>\r\n<\/div>\n\nLa importancia del software de an\u00e1lisis y dise\u00f1o estructural<\/h2>\n\n
Para llegar a ser bueno en el dise\u00f1o y an\u00e1lisis estructural, se recomienda aprender y mejorar sus habilidades. Como tal, no se detenga en este art\u00edculo. Haga un seguimiento de sus necesidades de aprendizaje y luego comience a trabajar con un software. Por ejemplo, puede elegir nuestros\u00a0cursos gratuitos<\/a>\u00a0sobre hormig\u00f3n y acero con Diamonds o visualizar nuestros\u00a0videos en YouTube<\/a>\u00a0para mejorar sus conocimientos.<\/p>\n\n
Consulte la\u00a0p\u00e1gina del producto<\/a>\u00a0si desea obtener m\u00e1s informaci\u00f3n sobre Diamonds, nuestro principal software de an\u00e1lisis estructural. Tambi\u00e9n puede probar la opci\u00f3n de\u00a0prueba gratuita<\/a>\u00a0y utilizar nuestro software Diamonds durante 30 d\u00edas completamente funcional.<\/p>\n\n
- Sobrecargas de uso<\/strong>: ocupaci\u00f3n de personas en edificios, equipos en movimiento y movimiento de autom\u00f3viles en puentes<\/li>\n\n\n\n
- \u00a0Cargas muertas<\/strong>, es decir, el peso propio de la estructura y acabados<\/li>\n\n\n\n