CYPE 3D - Pestaña "Cálculo"
Opciones de la pestaña "Cálculo"
La pestaña superior "Cálculo" (accesible dentro de la solapa inferior "Estructura") contiene las opciones que permiten efectuar el cálculo y el dimensionamiento de los elementos de la estructura, así como las que permiten consultar los resultados del cálculo como los desplazamientos, los esfuerzos y las comprobaciones efectuadas.
El bloque "Tensión / Deformación", a la izquierda, contiene las opciones para efectuar el análisis tensión-deformación de la estructura y consultar sus resultados. Incluye:
- las opciones para definir combinaciones no lineales, realizar el cálculo y dimensionamiento de la estructura, y el dimensionamiento de elementos especiales como las uniones, los pilares, las vigas o el espesor del revestimiento ignífugo;
- y las opciones para consultar los desplazamientos de nudos, las reacciones en los apoyos, los esfuerzos en las barras y bandas de integración, la deformada y los isovalores, y el empresillado, así como para obtener el listado con los resultados de la acción sísmica, efectuar la comprobación de los elementos y obtener listados detallados de las comprobaciones de estados límite últimos (E.L.U.) correspondientes a la norma seleccionada.
Más a la derecha se encuentran los siguientes bloques de opciones, que permiten efectuar análisis específicos más avanzados:
- el bloque "Pandeo" contiene las opciones que permiten realizar el análisis de pandeo lineal, que determina los factores de carga crítica y las deformadas de pandeo de la estructura para cada combinación analizada;
- y el bloque "Modal", las opciones que permiten efectuar un análisis modal de vibraciones de la estructura, que determina las frecuencias, los periodos y las formas modales, los coeficientes de participación y los porcentajes de masa movilizada en las direcciones de análisis para cada modo.
El programa también ofrece una herramienta para mostrar u ocultar "Incidencias" en pantalla en forma de mensajes de aviso o error.
Cálculo de la obra, comprobación y dimensionamiento de perfiles
El cálculo, comprobación y dimensionamiento automático de los perfiles y uniones de la estructura se realiza con la opción "Calcular", disponible en el bloque "Tensión / Deformación", dentro de la barra de herramientas superior de de la pestaña "Cálculo" (en la solapa "Estructura"):
Calcular
Al pulsar sobre esta opción se abre la ventana "Cálculo", donde se pueden configurar los diferentes aspectos del cálculo en las siguientes secciones:
Análisis a realizar
Este apartado aparece si se han definido combinaciones no lineales y/o se han introducido elementos con comportamiento no lineal en el modelo. En ese caso, permite activar los siguientes análisis. Se debe activar uno de los análisis o los dos:
- Análisis lineal de tensión / deformación
Efectúa un análisis lineal de la estructura. En el análisis lineal, el comportamiento de los elementos no lineales se considerará lineal. - Análisis no lineal de tensión / deformación
Efectúa un análisis no lineal de la estructura.
Es posible realizar un análisis no lineal sin haber definido previamente las combinaciones no lineales. En tal caso, el programa determinará las combinaciones que es necesario calcular a partir de los resultados del cálculo lineal y lo informará con el texto "El programa generará automáticamente las combinaciones no lineales tras el análisis lineal".
Si se han definido combinaciones no lineales, se mostrará una casilla que, al activarla, permite "Actualizar las combinaciones no lineales tras el análisis lineal".
La comprobación de las barras se realiza con los resultados disponibles tras el cálculo. Si existen tanto resultados lineales como no lineales, el programa combina los resultados de ambos tipos de análisis atendiendo a los tipos de combinación que se aplican a cada elemento.
Si no se han definido combinaciones no lineales y no se han introducido elementos con comportamiento no lineal en el modelo, este apartado no se mostrará y el programa efectuará por defecto un análisis lineal de tensión / deformación.
Dimensionamiento de perfiles
En el apartado "Dimensionamiento de perfiles" se especifica el comportamiento del programa en caso de que las barras no cumplan.
- Marcando la primera opción, "No dimensionar perfiles", el programa únicamente analizará la estructura y no realizará ningún cambio sobre los perfiles introducidos.
- Si se marca la opción "Dimensionamiento rápido de perfiles", el programa comprueba cada barra con los esfuerzos obtenidos en el cálculo, y si el perfil no cumple, lo sustituye por otro de la misma serie que cumpla todas las comprobaciones. Después, se realiza un nuevo cálculo. Este proceso se repite iterativamente hasta que todas las barras cumplan o se alcance el perfil de mayor sección de la serie.
- Mediante el "Dimensionamiento óptimo de perfiles", el perfil que no cumpla se sustituye por el siguiente de la serie, cumpla o no, y después se realiza un nuevo cálculo. Este proceso es más lento que el anterior, pero disminuye el riesgo de que el programa coloque perfiles con sección excesiva.
En cualquiera de los dos casos, se puede especificar que el dimensionado se realice "Utilizando perfiles de la serie superiores al actual" o "Utilizando todos los perfiles de la serie".
Activando la casilla "Comprobar las barras", el programa verifica el cumplimiento de las barras. Si se desactiva, se realiza únicamente el cálculo de los esfuerzos y los desplazamientos de la estructura.
La opción "Considerar la dimensión finita de los nudos" permite al programa modificar automáticamente las longitudes elásticas de las barras restando las dimensiones de las uniones en los nudos. Se recomienda activar esta opción si se va a realizar un cálculo de las uniones de la estructura.
Dimensionamiento del espesor del revestimiento ignífugo
Si se ha activado la comprobación de la resistencia al fuego en los "Datos generales" y se ha seleccionado un determinado revestimiento ignífugo, es posible efectuar el "Dimensionamiento del espesor del revestimiento ignífugo" de las barras. Se muestran las siguientes opciones:
- Temperatura crítica mínima
Permite definir una temperatura crítica mínima para dimensionar el espesor del revestimiento. - Espesor mínimo del revestimiento
Permite establecer un espesor mínimo para el revestimiento. - Espesor máximo del revestimiento
Permite definir un espesor máximo para el revestimiento. - Incremento de espesor al dimensionar
Permite especificar el incremento de espesor que utilizará el programa durante el proceso de dimensionamiento. - Igualación del revestimiento
En este desplegable se define si se realiza algún tipo de igualación del revestimiento calculado:- Calcular el espesor necesario en cada barra
Al seleccionar esta opción, el programa asigna a cada barra el espesor de revestimiento necesario. - Igualar el espesor de todas las barras
Al activar esta opción, el programa iguala el espesor del revestimiento en todas las barras, tomando como referencia el espesor de la barra más desfavorable. - Igualar el espesor de las barras con la misma sección
Con esta opción, el programa iguala el espesor del revestimiento de las barras con la misma sección, aplicando el espesor de la barra más desfavorable. - Igualar el espesor de las barras pertenecientes al mismo grupo
Esta opción permite igualar el espesor del revestimiento de las barras que pertenecen al mismo grupo, utilizando el espesor de la barra más desfavorable.
- Calcular el espesor necesario en cada barra
Dimensionamiento de uniones
Si se han generado las uniones, se puede activar el "Dimensionamiento de uniones" para que lo realice en el proceso de cálculo.
En el selector se indica si se desea "Resolver todos los nudos con uniones soldadas", "Resolver todos los nudos con uniones atornilladas", en cuyo caso se activa la casilla inferior para "Utilizar tornillos pretensados", o "Resolver todos los nudos manteniendo el método de unión previamente definido".
Módulos de uniones disponibles
En el último apartado, el programa muestra los "Módulos de uniones disponibles" y adquiridos en la licencia.
Se puede pulsar sobre cualquiera de los enlaces para consultar la colección de uniones que se calculan con cada uno de los módulos.
Proceso de cálculo
Tras pulsar en "Aceptar", el programa lanza la ventana de cálculo, donde se informa al usuario de las diferentes fases del mismo, como son las de discretización de componentes, resolución del sistema de ecuaciones, comprobación de barras y dimensionamiento de uniones.
Se muestra también información sobre el motor de cálculo OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation) utilizado o, si no se está realizando un análisis no lineal, el número de "Procesadores disponibles" y "Procesadores utilizados". En algunas fases del cálculo, el programa es capaz de utilizar un número mayor de procesadores si se dispone del cálculo con multiprocesadores.
En la parte inferior se sitúa la opción "Cerrar" y la casilla "Cerrar el progreso al finalizar", que permite cerrar automáticamente la ventana de cálculo al terminar éste. También se indica el "Tiempo total transcurrido" desde el comienzo del cálculo.
| Nota: |
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| Antes de lanzar el proceso de cálculo, el programa informará en un "Aviso" de los parámetros que no se han introducido para todas las barras de la obra, como los correspondientes al pandeo o al pandeo lateral. Si se acepta este aviso, se continuará con el cálculo asumiendo los valores por defecto. |
Informe final de cálculo
Al finalizar el proceso de cálculo, el programa muestra el "Informe final de cálculo" con las incidencias producidas durante el mismo.
| Nota: |
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| Se puede seleccionar la opción "Incidencias" en la cinta de herramientas de la pestaña "Cálculo" para que el programa indique gráficamente la posición de las incidencias en el modelo. Si se pasa el cursor del ratón sobre cada una de ellas, se muestra un mensaje describiendo el problema. |
Consulta de desplazamientos y giros en los nudos
La consulta de los desplazamientos y giros en los nudos tras el cálculo de la estructura se realiza con la siguiente opción, disponible en el bloque "Tensión / Deformación" de la barra de herramientas superior, dentro de la pestaña "Cálculo" (en la solapa "Estructura").
Desplazamientos
La opción "Desplazamientos" permite consultar los desplazamientos y los giros de los dos nudos extremos de una barra.
Al pulsar con el botón izquierdo sobre una barra, el programa mostrará en pantalla los desplazamientos y los giros en las tres direcciones del espacio de cada uno de los nudos extremos.
Los valores mostrados están referidos a los ejes globales del modelo. El signo positivo de un desplazamiento se refiere al sentido positivo de cada eje. Por otra parte, un giro referido a un eje indica una rotación en torno a ese eje, y es positivo en sentido antihorario.
En el cuadro de diálogo "Propiedades - Desplazamientos" que aparece, se puede elegir entre dos opciones:
- Si se elige "Combinación seleccionada", se debe especificar en los desplegables inferiores la hipótesis o combinación de hipótesis que se desea consultar:
- Seleccionando "Hipótesis simple" en el primer desplegable es posible escoger una hipótesis de carga determinada dentro de las disponibles.
- Seleccionando el grupo "Desplazamientos" en el primer desplegable es posible escoger después una determinada combinación de hipótesis perteneciente al mismo.
- También están disponibles los grupos de combinaciones de hipótesis asociados a los diferentes materiales ("Acero laminado y armado", "Acero conformado", "Madera", "Aluminio" y "Hormigón").
- Si se elige "Envolventes", el programa mostrará los valores máximo y mínimo de la envolvente de combinaciones de hipótesis. Estos valores pueden no ser concomitantes, es decir, el máximo valor de desplazamiento o giro en una dirección determinada no tiene por qué producirse simultáneamente con los valores en otra dirección.
Para ocultar la información mostrada, se pulsa nuevamente con el botón izquierdo sobre la barra.
Consulta de reacciones en los apoyos
La consulta de las reacciones en los apoyos tras el cálculo de la estructura se realiza con la siguiente opción, disponible en el bloque "Tensión / Deformación" de la barra de herramientas superior, dentro de la pestaña "Cálculo" (en la solapa "Estructura"):
Reacciones
La opción “Reacciones” permite mostrar las reacciones en los apoyos o vinculaciones exteriores, esto es, las fuerzas que el terreno o los elementos de apoyo ejercen sobre la estructura modelada.
Al pulsar con el botón izquierdo sobre un nudo definido con vinculación exterior, el programa mostrará en pantalla las fuerzas y los momentos de reacción en las tres direcciones del espacio.
Los valores de las reacciones están referidos a los ejes globales del modelo. Una fuerza de reacción con signo positivo sigue el sentido positivo del eje. Los momentos referidos a un eje indican un giro en torno a ese eje, siendo positivos en el sentido antihorario.
En el cuadro de diálogo "Propiedades - Reacciones" que aparece se puede elegir entre tres opciones.
- Eligiendo "Combinación seleccionada" se especifica la hipótesis o la combinación de hipótesis determinada que se desea consultar.
- Seleccionando "Hipótesis simple" es posible escoger una determinada hipótesis en el desplegable para consultar las reacciones en el apoyo asociadas a la misma.
- El resto de opciones de los desplegables corresponde con los diferentes grupos de combinaciones de hipótesis definidos en el modelo ("Desplazamientos", "Acero laminado y armado", "Acero conformado", "Madera", "Aluminio", "Hormigón", "Hormigón en cimentaciones" y "Tensiones sobre el terreno").
- Eligiendo "Envolventes de las combinaciones de equilibrio de cimentación", se muestran los valores máximo y mínimo del grupo de combinaciones utilizadas en las comprobaciones de equilibrio de los elementos de cimentación.
- Seleccionando "Envolventes de las combinaciones de tensión sobre el terreno" se muestran los valores máximo y mínimo del grupo de combinaciones utilizadas en las comprobaciones de las tensiones sobre el terreno.
Los valores no tienen por qué coincidir entre las dos últimas, puesto que los coeficientes de mayoración y combinación son diferentes en cada combinación de hipótesis.
Finalmente, para ocultar la información mostrada, se pulsa nuevamente con el botón izquierdo sobre el apoyo.
Consulta de esfuerzos
La consulta de los esfuerzos tras el cálculo de la estructura se realiza con la siguiente opción, disponible en el bloque "Tensión / Deformación" de la barra de herramientas superior, dentro de la pestaña "Cálculo" (en la solapa "Estructura").
Esfuerzos
La opción "Esfuerzos" permite dibujar en pantalla las gráficas de esfuerzos, flecha, deformada y tensión, tanto de las barras como de las bandas de integración de las láminas.
Selección de esfuerzos
En el cuadro de diálogo "Propiedades - Esfuerzos" que aparece se pueden configurar las siguientes opciones.
- Si se selecciona "Leyes", en la sección "Comb. seleccionada" de la parte inferior de la ventana se debe indicar la hipótesis o la combinación de hipótesis que se desea consultar. Para ello, el programa permite elegir en los desplegables entre distintos grupos de combinaciones.
- Si se elige "Envolventes", el programa dibuja los valores máximo y mínimo de la envolvente de esfuerzos de todas las combinaciones empleadas en el cálculo.
A continuación, se seleccionan las barras que se desean consultar.
- Si se marca "Todas las barras", se dibujarán las gráficas de los esfuerzos seleccionados en todas las barras de la estructura.
- Si se marca "Sólo las barras seleccionadas", se deberá hacer clic sobre cada una de las barras para que se dibujen las gráficas de esfuerzos.
- Activando la casilla "Consultar valores" se puede pasar el cursor del ratón a lo largo de las barras para mostrar un cuadro informativo con los valores calculados en el punto indicado.
Dentro de las magnitudes que se pueden consultar activando las casillas de la parte central del diálogo se encuentran las siguientes:
- el "Axil", el cortante y el momento flector en las dos direcciones ("Cortante y", "Cortante x", "Momento y" y "Momento z"), el "Momento torsor", la "Flecha xy" y la "Flecha xz", que corresponden a los dos planos del perfil, y la "Flecha" total combinada;
- con las opciones "Leyes" y "Todas las barras" seleccionadas es posible mostrar también la "Deformada" de la estructura;
- y si se activa la visualización de las "Envolventes", además de los esfuerzos y la flecha, el programa permite consultar información sobre la relación tensión-aprovechamiento. Esta gráfica permite examinar qué regiones de las barras están cumpliendo o incumpliendo.
Cada una de las gráficas se dibuja en un color diferente. Esto permite distinguir las gráficas en pantalla cuando se activan varias al mismo tiempo.
Además, a la derecha de cada una de las magnitudes se puede modificar el factor de escala para cambiar el tamaño de la representación de las gráficas en el visor.
Otras opciones de configuración
Más adelante, se encuentran las siguientes opciones para configurar la visualización de las leyes de esfuerzos:
- La opción "Ejes sobre el plano de la ventana" muestra las gráficas de esfuerzos en un sistema de coordenadas con los ejes construidos sobre el plano de la ventana. Esto puede ser útil para hacer visibles las gráficas en algunas vistas.
- La opción "Dibujar valores máximos y mínimos" añade sobre cada gráfica la información de los valores máximos y mínimos que alcanzan, así como la posición en la que se producen.
- Por último, si se activa una sola gráfica, se puede seleccionar "Ver valores máximos y mínimos". En este caso, se debe pasar el cursor del ratón sobre las barras para que el programa muestre los valores máximos y mínimos en cada una de ellas.
- También es posible configurar la visualización de las leyes de esfuerzos para que se muestren rellenas de color activando la casilla "Dibujar las leyes con relleno".
- En el caso de que se esté visualizando la gráfica tensión/aprovechamiento, si se mantiene desactivada la opción "Dibujar tensiones con isovalores", los tramos de barra en los que la tensión cumple las limitaciones normativas se representan en verde, y los que no cumplen, en rojo. Si se activa "Dibujar tensiones con isovalores", se detallan los valores de la gráfica de tensiones utilizando una gama de colores, mostrando un valor entre cero y el valor máximo de tensión. La leyenda que aparece en la parte inferior del visor permite interpretar estos colores.
Comprobación de los elementos de la estructura
La opción "Comprobar elementos", en el bloque "Tensión / Deformación" de la barra de herramientas superior de la pestaña "Cálculo", permite comprobar todos los elementos de la estructura tras realizar el cálculo de la misma.
Comprobar elementos
Al pulsar sobre la opción, los elementos que cumplen todas las comprobaciones se dibujan en color verde. Los que no cumplen alguna comprobación se muestran en rojo, y si tienen algún aviso, en color amarillo.
Al pasar el puntero por las barras, en el cuadro de texto informativo que aparece se muestran los coeficientes de aprovechamiento de resistencia ("Aprov. de resistencia") y de aprovechamiento de flecha ("Aprov. de flecha") si se han definido sus límites.
Al pulsar con el botón izquierdo encima de una barra se obtiene una tabla con el coeficiente de aprovechamiento de todos los perfiles de la serie.
| Nota: |
|---|
| En el caso de barras de tipo "Pilar" o "Viga", en lugar de esta tabla aparecerá el editor correspondiente. |
En la tabla de perfiles, se indica en cada "Perfil" su "Peso", el coeficiente de aprovechamiento de "Resistencia", el de "Flecha" si se ha definido y los "Errores" si los tiene.
El programa muestra con iconos si el perfil cumple todas las comprobaciones o si el perfil no cumple alguna comprobación.
Al seleccionar un perfil de la serie y "Aceptar" la ventana, el programa asignará dicho perfil a la barra seleccionada.
En este momento es conveniente "Calcular" de nuevo la estructura.
Comprobaciones de estados límite últimos (E.L.U.)
La opción "Comprobaciones E.L.U.", en el bloque "Tensión / Deformación" de la barra de herramientas superior de la pestaña "Cálculo", permite consultar los listados de comprobaciones de estados límite últimos de los elementos de la estructura tras realizar el cálculo.
Comprobaciones E.L.U.
Al pulsar sobre la opción, el programa muestra en verde las barras que cumplen todas las comprobaciones, y en rojo si no cumplen alguna comprobación.
Al pasar el puntero por cada barra se obtiene un cuadro informativo que incluye el coeficiente de aprovechamiento ("Aprov.") del perfil.
En la ventana "Propiedades - Comprobaciones E.L.U." que aparece se disponen de dos opciones:
- En el punto más desfavorable
- En el punto indicado
Comprobaciones de estados límite últimos en el punto más desfavorable
Si se marca "En el punto más desfavorable", se debe después seleccionar una barra pulsando el botón izquierdo del ratón.
Así se accede al listado de "Comprobaciones" de la barra. En este listado se muestran los resultados de cada comprobación en el punto de la barra en el que dicha comprobación es más desfavorable.
En cada "Comprobación" se incluye una marca de "Estado", indicando si "Cumple" o no.
En la parte inferior, se detalla el punto o artículo de la normativa donde se especifica la comprobación realizada, así como un desarrollo del cálculo efectuado.
Para obtener un informe detallado de todas las comprobaciones, se hace clic en "Ver el listado completo" en la parte superior derecha.
La información se puede "Exportar" en diferentes formatos (como HTML, DOCX, PDF, RTF o TXT), "Compartir" o "Imprimir" utilizando las opciones de la parte superior derecha.
Comprobaciones de estados límite últimos en el punto indicado
La otra opción disponible, "En el punto indicado", permite seleccionar una barra y marcar después un punto sobre ella con el botón izquierdo entre los disponibles.
En este caso, en el listado se muestran todas las comprobaciones en esa sección determinada.
Con el botón derecho del ratón se deshace la selección de la barra para poder consultar un punto en otra barra.
Licencias y módulos relacionados
Los programas de CYPE se activan mediante licencias electrónicas que pueden contener uno o varios módulos. La lista de módulos compatibles con cada programa puede variar en función del producto adquirido y del tipo de licencia.
Para consultar la lista de módulos compatibles con este programa, se puede acceder a "Módulos de los programas de CYPE".
Es importante tener en cuenta que la lista de módulos disponibles en la licencia dependerá del producto adquirido.
