Pantallas
El módulo "Pantallas" de CYPECAD calcula y dimensiona pantallas de hormigón armado.
Las pantallas son elementos verticales de cualquier sección transversal, formada por rectángulos múltiples entre cada planta, y están definidas por un nivel inicial y un nivel final. La dimensión de cada lado es constante en altura, pero su espesor puede disminuirse.
Están pensadas para ser lo que su nombre indica: soportes verticales de cualquier forma que han de resistir, como razón principal de su diseño, acciones verticales y, fundamentalmente, acciones horizontales. En la terminología inglesa se denominan “shear wall”, muros de cortante o núcleos rígidos.
Premisas de diseño para pantallas
- En planta es una figura formada por segmentos o tramos rectos que se unen en sus vértices. Podemos crear cualquier forma siempre que sea un conjunto de segmentos interconectados, tanto si forman una poligonal abierta como cerrada.
- La forma en planta es constante en toda su altura. No puede desaparecer un lado, ni siquiera para convertirse en un pilar apeado.
- No puede solaparse con otro soporte, ya sea un pilar o un muro.
- El espesor de los lados puede disminuir en cada planta a lo largo de toda su altura.
- No permite huecos. Si se pretende ponerle puertas, no es posible; solamente podrán unirse sus extremos por los elementos del forjado horizontal a nivel de cada planta, como por ejemplo una viga.
Discretización realizada en pantallas
Se trata de un modelo compuesto por elementos finitos de lámina gruesa triangulares con seis nodos (tres vértices más tres puntos medios de los lados) y seis grados de libertad por nodo. Los triángulos son siempre regulares e iguales en cada planta.
En el encuentro con la planta se genera una barra, cuyo ancho es igual al del lado de la pantalla, y cuyo canto es de 20 cm, como mínimo, o el canto de la losa que le corresponde. Esa barra tiene como nudos los de los triángulos que le corresponden y los de las barras que le llegan del forjado, siendo esta barra la que conecta los elementos verticales con los horizontales, y lógicamente transmitiendo los esfuerzos por flexión y torsión entre ambos.
Introducción de pantallas
Desde "Pilares, pantallas y arranques" del menú "Introducción" de la solapa "Entrada de pilares" es posible introducir nuevas pantallas seleccionando la opción "Nueva pantalla".
Se define en primer lugar una serie de pantallas tipo, indicando:
- Nombre de la pantalla;
- Grupo inicial y final;
- Lados y vértices;
- Espesores en cada planta a izquierda y derecha del eje del lado.
El primer vértice definido es el punto fijo de inserción, aunque es posible variar su posición. A continuación se definen las pantallas mediante los siguientes parámetros:
- Tipo de pantalla;
- Referencia. Puede indicar una referencia que será la que aparezca en los planos y en los listados;
- Ángulo. Permite modificar el ángulo de introducción (de − 90º a + 90º);
- Con o sin vinculación exterior. Arranque en cimentación (con vinculación exterior) o apeo (sin vinculación exterior) y hasta qué planta llega;
- Canto de apoyo;
- Definir tipos. Permite modificar el tipo de pantalla introducido anteriormente y/o crear nuevas pantallas.
Se pueden definir muros de sótano de hormigón armado sin empujes, por lo que se convierten en paredes portantes, como pantallas a efectos de resistir cargas verticales y horizontales. En realidad, pueden sustituir a las "Pantallas" que se definen en la "Entrada de pilares" del programa, siendo además más versátiles, al poder unirse con pilares; estar apeados en pilares, y pilares embebidos o que nacen en cualquier nivel del muro, con dimensiones mayores o menores que el espesor del muro; unirse muros entre sí que nacen y terminan en plantas diferentes, etc.
Criterios de armado para pantallas
Una pantalla es un elemento superficial sometido a los 6 esfuerzos correspondientes. Dispondrá de una armadura vertical y horizontal en cada cara que será constante en cada planta para que sea constructiva. Puede ser diferente en cada lado o tramo.
Las armaduras se obtienen de unas tablas ordenadas secuencialmente. El programa comprueba la armadura con los esfuerzos existentes en cada nodo, de manera que se aumenta la misma hasta que todos los nodos de cada cara para cada posición de armadura cumplan.
El cumplimiento de todos los nodos puede reducirse a un determinado % definido en las opciones del programa, mediante lo que hemos llamado “factor de cumplimiento” ("Datos generales", botón "Por posición" del apartado "Tipos de acero en barras", botón "Opciones de pilares, pantallas, muros y ménsulas", "Factor de cumplimiento exigido en muros y pantallas").
Desde el diálogo de Edición de armado que aparece al seleccionar la opción "Editar" en el menú "Pilares/Pantallas" (de la solapa "Resultados") se pueden ver los armados dispuestos en la pantalla y los nodos que no cumplen en color rojo. Pulsando el botón “Ver refuerzos” del diálogo mencionado, los nodos rojos cambian de color y pueden seleccionarse, en cuyo caso, se muestra un listado en pantalla que indica cuál es el armado que no cumple (vertical u horizontal izquierdo o derecho, o transversal), el factor de cuantía de cada armado (relación entre la cuantía necesaria y la cuantía dispuesta) y una propuesta de armadura de refuerzo.
Tablas de armado y opciones de cálculo para pantallas
Cuando se selecciona "Por posición" en la pantalla "Datos generales" se abre una ventana en la que, además de elegir distintos tipos de acero para los
elementos referenciados, se pueden editar, modificar o añadir tablas de armado y opciones de cálculo.
Para las pantallas es posible editar las siguientes tablas de armado:
- Tablas de armado horizontal de pantallas y muros. Permite la consulta y modificación del armado horizontal para las pantallas y muros (para ambos elementos constructivos la tabla es común). El programa calculará en cada planta la armadura horizontal necesaria a ambos lados de la pantalla, por lo que podrán resultar diferentes armados entre ellas. Por tanto, se puede configurar para cada cara de menor armado ("Cara menor armado") una serie de armados en cada cara de mayor armado ("Mayor armado"). Si se desea un armado simétrico a dos caras se debe modificar la tabla, dejando un único e idéntico armado en “Mayor armado" para cada secuencia definida en "Cara menor armado".
- Tablas de armado vertical de pantallas y muros. Permite la consulta y modificación del armado vertical para las pantallas. Su funcionamiento es igual al del apartado anterior.
Todas las tablas de armados tienen aspectos de su funcionamiento que son idénticos, como: "Biblioteca", "Especial" o "Diámetros utilizados".
Comprobación y dimensionamiento de pantallas
Conocido el estado de las tensiones, una vez calculados los esfuerzos y para cada combinación, se comprueban en cada cara de armado tanto en vertical como en horizontal las tensiones y deformaciones del hormigón y del acero para la armadura dispuesta en las tablas, aumentándose de forma secuencial el armado hasta que cumpla para todas las combinaciones. Asimismo, el armado se comprueba en el sentido transversal, calculando el refuerzo si es necesario. Este proceso se repite para cada uno de los lados de la pantalla.
De acuerdo con la norma de aplicación, se realizan las comprobaciones de cuantías mínimas y máximas, separaciones mínimas y máximas, así como las comprobaciones dimensionales de los lados (el ancho de un lado es superior a cinco veces su espesor), ya que si se verifica, el programa muestra un mensaje informativo, y se le aplican las limitaciones impuestas para pilares. También se comprueban los límites de esbeltez en pantallas, para cada lado, y se muestra un mensaje si se supera.
Por último, se puede consultar en cada pantalla el armado obtenido así como los errores de dimensionado. Si se varía la armadura o el espesor, se realiza una comprobación. El programa emitirá los mensajes de error pertinentes. Se puede redimensionar si se varían las secciones, obteniéndose el nuevo armado y realizándose las comprobaciones necesarias.
Salida de resultados
- Se pueden consultar los diagramas de tensiones normales y tangenciales en toda la altura de la pantalla para cada combinación calculada, así como los diagramas de desplazamientos para las hipótesis definidas. Los isodiagramas se muestran en colores y escalados según valores proporcionales, indicándose los mínimos y los máximos.
- La armadura se puede consultar y modificar a juicio del proyectista, así como los espesores, que aparecen en rojo cuando no cumplen. También es posible consultar el factor de cumplimiento en % de la armadura colocada, y las zonas a reforzar, si existen. Asimismo, se puede obtener un listado de armados.
- El programa puede listar los esfuerzos pésimos en el tramo y los esfuerzos por hipótesis de la resultante.
- Se puede obtener un despiece de las pantallas, incluyendo el alzado de las longitudes y un cuadro con las longitudes de todas las barras.
Licencia de usuario
Para que CYPECAD pueda calcular y dimensionar pantallas de hormigón armado, es necesario que la licencia de usuario incluya, además de CYPECAD, el módulo "Pantallas".
Otras prestaciones
Para poder tener acceso a otras prestaciones que ofrece el programa, existen varios módulos sobre los que puede obtener información en la página “Módulos de CYPECAD“.
