Introducción de cargas nocionales
El programa permite considerar las imperfecciones iniciales de la estructura mediante cargas nocionales. Una carga nocional es una pequeña carga horizontal ficticia utilizada para representar las imperfecciones iniciales al evaluar la estabilidad estructural, definida en función de la carga vertical que actúa en cada planta.
Las combinaciones de cargas que incluyen cargas nocionales se generan automáticamente en función de las direcciones que deben considerarse. Esta funcionalidad amplía las posibilidades del análisis estructural de segundo orden (P-Δ y P-δ) mediante el motor de cálculo OpenSees.
Generalidades
Al realizar un análisis que considera el efecto P-Delta, las imperfecciones iniciales desempeñan un papel significativo, ya que determinan la dirección del desplazamiento. En este caso, el efecto de las imperfecciones iniciales debe tenerse en cuenta. Esto puede hacerse en el programa de dos formas alternativas:
- mediante el modelado directo de las imperfecciones iniciales usando la opción "Disposición", estableciendo desplazamientos en las barras en los ejes locales y/o globales,
- o mediante la aplicación de cargas nocionales, que pueden utilizarse para representar los efectos de dichas imperfecciones iniciales.
En las estructuras que soportan las cargas gravitatorias principalmente mediante pilares, muros o pórticos verticales, se permite utilizar cargas nocionales para representar los efectos de las imperfecciones iniciales del sistema sobre las posiciones de los puntos de intersección de las barras, tal como se muestra a continuación. Las cargas nocionales se aplicarán a la estructura, basada en su geometría nominal, como cargas laterales en todos los niveles.
Por ejemplo, según la normativa AISC, la magnitud de las cargas nocionales viene dada por la siguiente ecuación:
Ni = 0.002αYi
Donde:
- α = 1.0 (LRFD); α = 1.6 (ASD)
- Ni = carga nocional aplicada en el nivel i
- Yi = carga gravitatoria aplicada en el nivel i
El valor 0.002 es el coeficiente de carga nocional basado en una relación de desplome inicial entre plantas de 1/500. En el caso del Eurocódigo, el coeficiente varía en función de la estructura. El usuario puede modificar este factor en la definición de las cargas nocionales de CYPE 3D.
Funcionamiento
En el panel "Datos generales" (de la pestaña "Obra"), dentro del apartado "Cargas", se accede a la opción "Hipótesis nocionales".
Las cargas nocionales correspondientes a cada hipótesis de carga básica se definen en esta tabla, junto con el factor correspondiente a cada carga nocional. En los modelos 3D, las cargas nocionales deben definirse por separado para los ejes X e Y. Además, si existe una hipótesis de carga de viento, debe especificarse su dirección para orientar la generación de las combinaciones de cargas que contienen cargas nocionales.
La opción "P-Δ *", en el panel "Combinaciones no lineales" (de la pestaña "Cálculo"), genera combinaciones que incluyen términos de cargas nocionales.
Dada una combinación no lineal que contiene cargas gravitatorias para las que se han definido cargas nocionales en las direcciones X e Y, este botón genera automáticamente cuatro combinaciones que incorporan dichas cargas gravitatorias junto con las cargas nocionales correspondientes a las direcciones X+, X−, Y+ e Y−.
Cuando se ha establecido una dirección del viento para una hipótesis de carga de viento, solo se genera la combinación que incluye la carga nocional en la misma dirección que la carga de viento, teniendo en cuenta el efecto más desfavorable de las imperfecciones iniciales sobre la estabilidad estructural.
