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CYPE 3D

A partir de la versión 2018.a, CYPE 3D permite incluir en el diseño de los elementos estructurales de acero laminado y armado, las principales especificaciones y requerimientos vinculados a los tres sistemas sismorresistentes más usuales definidos en la norma estadounidense AISC 341-10 (Seismic Provisions for Structural Steel Buildings):

  • Pórticos resistentes a momento
  • Pórticos con arriostramientos concéntricos
  • Pórticos con arriostramientos excéntricos

También se implementa el cálculo, dimensionamiento y comprobación de Uniones Precalificadas según la norma ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10. El dimensionamiento y comprobación de Uniones Precalificadas se exponen con detalle en el apartado "Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10". Estas uniones se aplican a los sistemas sismorresistentes formado por "Pórticos resistentes a momento".

En los siguientes apartados se describen los tres sistemas sismorresistentes contemplados y los tipos en los que se subdividen. En el apartado "Comprobaciones realizadas" de la página "CYPE 3D. Sistemas sismorresistente según ANSI/AISC 341-10, y Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10" puede consultar las comprobaciones que CYPE 3D realiza para cada uno de estos tipos.

Pórticos resistentes a momento

Los pórticos no arriostrados o pórticos resistentes a momento son ensambles rectilíneos de vigas y columnas conectadas entre sí mediante soldaduras, bulones o ambos. Las barras componentes de estos pórticos quedan sometidas principalmente a momentos flectores y esfuerzos de corte, que controlan su diseño.

Las especificaciones AISC 341-10 consideran tres tipos de pórticos resistentes a momento de acuerdo al grado de comportamiento dúctil que se considera en el diseño. La diferencia fundamental entre ellos es que se diseñan con distintos niveles de capacidad de disipación de energía:

  • Pórticos Ordinarios Resistentes a Momento (OMF - Ordinary Moment Frames) (AISC 341-10, E1)

  • Pórticos Intermedios Resistentes a Momento (IMF - Intermediate Moment Frames) (AISC 341-10, E2)

  • Pórticos Especiales Resistentes a Momento (SMF - Special Moment Frames) (AISC 341-10, E3)

Pórticos con arriostramientos concéntricos

Este tipo de estructura se caracteriza porque los ejes centrales de los elementos estructurales componentes se cortan en un punto, formando así una estructura reticulada. Es por ello que las acciones laterales inducen, principalmente, esfuerzos axiales en las barras del pórtico arriostrado.

Las especificaciones AISC 341-10 consideran dos categorías de pórticos arriostrados concéntricamente en función del nivel de desempeño esperado:

  • Pórticos Ordinarios con Arriostramientos Concéntricos (OCBF - Ordinary Concentrically Braced Frames) (AISC 341-10, F1)
  • Pórticos Especiales con Arriostramientos Concéntricos (SCBF - Special Concentrically Braced Frames) (AISC 341-10, F2)

Pórticos con arriostramientos excéntricos

En los pórticos con arriostramientos excéntricos, las fuerzas axiales inducidas en las riostras son transferidas mediante esfuerzos de corte y flexión en segmentos de reducida longitud (e), llamados enlaces o links, donde se disipa energía por fluencia del acero. Los enlaces representan "fusibles estructurales", los cuales deben detallarse adecuadamente para evitar que el pandeo local y otros fenómenos de inestabilidad degraden la respuesta.

Las especificaciones AISC 341-10 consideran un única categoría de pórticos con arriostramientos excéntricos:

  • Pórticos Especiales con Arriostramientos excéntricos (EBF) (AISC 341-10, F3)

Asignación de sistemas sismorresistentes en CYPE 3D

La asignación del sistema sismorresistente a una barra se realiza mediante la opción "Sistema sismorresistente" del menú "Barra". Esta opción sólo estará disponible si la norma de acero laminado seleccionada es la "ANSI/AISC 360-10".

La asignación de sistemas sismorresistentes a las barras la realiza el usuario libremente y según su criterio. Lógicamente debe ser coherente con la geometría del pórtico.

Las barras a las que se asignen los sistemas sismorresistentes han de ser de acero laminado o armado y estar definidas como elementos estructurales tipo Genérico, Pilar o Viga. Su selección se puede realizar de modo individual o múltiple mediante ventanas de captura.

  • Elementos estructurales genéricos (arriostramientos)
    Las barras del tipo "Genérico" son las que se van a utilizar como arriostramientos, por lo que sólo es posible asignarles sistemas sismorresistentes de los tipos OCBF, SCBF o EBF.
  • Elementos estructurales tipo pilar
    A las barras del tipo Pilar, es posible asignarles cualquiera de los sistemas sismorresistentes indicados (OMF, IMF, SMF, OCBF, SCBF o EBF) en la dirección de los ejes locales "Y" y "Z". El sistema sismorresistente puede ser diferente en una y otra dirección.

    De cara a la comprobación de uniones precalificadas y si el sistema sismorresistente seleccionado es del tipo IMF o SMF, se puede indicar si la "Altura de la planta superior para la comprobación de cortante en el panel nodal" la calcula el programa o la indica el usuario. También es posible activar la opción "Comprobar como unión sin soporte lateral en la dirección del pórtico sísmico", aplicable a uniones de pórticos del tipo SMF. En el subapartado "Funcionamiento en CYPE 3D" (incluido en el apartado "Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10"), dispone de más información sobre estas dos opciones.
  • Elementos estructurales tipo viga
    A las barras del tipo Viga, es posible asignarle cualquiera de los sistemas sismorresistentes indicados (OMF, IMF, SMF, OCBF, SCBF o EBF) si se selecciona como "Elemento" la opción "Viga". Si se selecciona como "Elemento" la opción "Enlace" no aparece ningún tipo de sistema para asignar, ya que los "Enlaces" son propios de los sistemas sismorresistentes EBF, que es el asignado automáticamente.

    De cara a la comprobación de uniones precalificadas y si se selecciona como "Elemento" la opción "Viga", se puede indicar si la "Luz libre de viga entre caras de pilares" la calcula el programa o la indica el usuario. En el subapartado "Funcionamiento en CYPE 3D" (incluido en el apartado "Uniones precalificadas según ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 341-10"), dispone de más información sobre esta opción.
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  • 2018.a

Norma Brasileira ABNT NBR 6118 (2014). Projeto de estruturas de concreto - Procedimento.

Implementada en los programas Muros en ménsula de hormigón armado y Muros pantalla. Esta norma ya estaba implementado en CYPECAD, CYPE 3D y otros programas de CYPE.

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  • 2017.j

A partir de la versión 2017.i, CYPECAD y CYPE 3D permiten trabajar sobre varias obras de modo simultáneo.

Tras abrir una obra en CYPECAD o en CYPE 3D, es posible acceder al menú general de los programas de CYPE para abrir otro fichero de uno de estos dos programas y trabajar sobre él o sobre las dos obras abiertas.

Esto permite por ejemplo, editar los resultados de una estructura ya calculada o introducir una nueva mientras se está calculando otra. Incluso es posible calcular varias obras al mismo tiempo. El número de ejecuciones no está limitado.

Existe una limitación, no es posible mantener abierto el mismo fichero dos veces.

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  • 2017.i

Código Reglamentario para el municipio de Puebla (2003).

Implementado en CYPECAD y en CYPE 3D.

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  • 2017.i

Reglamento Argentino de Estructuras de Madera

Implementada en CYPECAD, en CYPE 3D.

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  • 2017.f

National Design Specification for Wood Construction.

Implementada en CYPECAD, en CYPE 3D.

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  • 2017.f

Desde versiones anteriores, cuando se selecciona el cálculo sísmico con la norma NSR-10 (Colombia), es posible elegir varias microzonificaciones:

  • Bogotá D.C.
  • Cali (2005)
  • Pereira

A partir de la versión 2017.e, se añade la Microzonificación de Cali de 2014 (Decreto 411.0.20.0158 de 2014).

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  • 2017.e

Norma Boliviana. Hormigón Estructural.

Implementada en CYPECAD, en CYPE 3D.

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  • 2017.e

National Annex to CYS EN 1998-1:2004. Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance. Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings.

Implementado en CYPECAD y en CYPE 3D.

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  • 2017.c

Manual de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Sismo México 2015.

Implementada en CYPECAD y en CYPE 3D.

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  • 2017.b

Una vez que CYPE 3D analiza una lámina, la generación de "Bandas de integración" en el elemento bidimensional permite procesar las soluciones nodales proporcionadas por el método de los elementos finitos y calcular la resultante de esfuerzos en determinadas secciones de interés para el análisis.

A partir de la versión 2017.a, dicha resultante puede calcularse aplicando uno de los siguientes métodos:

  • Método de integración de los esfuerzos internos
    El método de los esfuerzos internos se basa en la integración de los esfuerzos de lámina (esfuerzos por unidad lineal) calculados en ciertos puntos de la sección de análisis determinados por el programa. Los esfuerzos en cada punto se obtienen interpolando los correspondientes valores nodales del elemento al que pertenecen. Conocidos los esfuerzos en los puntos de la sección, se integran para obtener la resultante actuante en la misma.

    El programa ofrece la posibilidad de "Utilizar esfuerzos alisados". El alisado de esfuerzos consiste en promediar el valor en un vértice a partir de los valores de cada uno de los triángulos que confluyen en él. Para el proceso de interpolación de esfuerzos, el valor en los vértices de los elementos puede ser el valor propio de cada triángulo, o el valor promediado, en función de la selección o no de esta posibilidad.

    Este método proporciona muy buenos resultados cuando el ancho de la banda de integración es reducido.
  • Método de integración de las fuerzas nodales
    El método de integración de las fuerzas nodales calcula la resultante en una sección de la lámina a partir de las fuerzas en los nodos de los triángulos. Éstas se obtienen multiplicando la matriz de rigidez del elemento por el vector de desplazamientos del mismo. Conocidas las fuerzas nodales, se aísla una parte o porción de lámina en la que una de sus aristas es la sección de análisis. La resultante en dicha sección se obtiene por equilibrio de todas las fuerzas actuantes en la pieza: fuerzas en los nodos del perímetro y fuerzas sobre la porción aislada.

    Este método proporciona muy buenos resultados cuando la banda de integración para el cálculo de la resultante abarca todo el ancho de la lámina. Cuando el ancho de banda es más reducido y se está empleando este método, se recomienda el uso de una discretización refinada de la lámina o el del método anterior "Método de integración de los esfuerzos internos".

Gracias a la implementación de esta posibilidad que se comenta para CYPE 3D, StruBIM Design permite al usuario seleccionar un método u otro para la integración de esfuerzos en losas y en muros. En el apartado "Método preferente para la integración de esfuerzos en elementos 2D" de las novedades 2017.a de "StruBIM Design", puede obtener más información sobre la idoneidad de un método u otro en función del elemento del que se van a obtener los esfuerzos.

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  • 2017.a

Desde versiones anteriores es posible introducir, en las estructuras 3D integradas de CYPECAD y en CYPE 3D, elementos estructurales de madera del tipo "Genérico" mediante el módulo "Perfiles de madera".

En la versión 2017.a el módulo "Perfiles de madera" aumenta sus prestaciones, permitiendo introducir elementos estructurales de madera del tipo "Vigas" tanto en CYPECAD como en CYPE 3D. La introducción de vigas de madera como tales elementos estructurales en lugar de hacerlo como barras genéricas de madera, permite realizar comprobaciones específicas de vigas y utilizar el "Editor de vigas avanzado" para editar y dimensionar estos elementos.

En el apartado "Vigas de madera" de las novedades de CYPECAD de esta página, tiene información detallada de esta nueva prestación del módulo "Perfiles de madera" que es común a CYPECAD y CYPE 3D.

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  • 2017.a
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