Calcular extremos de carga
Introducción
Anteriormente era práctica habitual que los diseñadores de uniones eligieran los componentes extremos de fuerza y momento de todas las combinaciones y los aplicaran simultáneamente para realizar el diseño de la unión. Este enfoque podía funcionar en casos sencillos, pero en cuanto la unión se volvía algo más compleja, el diseñador corría el riesgo de sobredimensionar o subdimensionar la unión.
La única forma de evitar tales errores es diseñar las uniones bajo todas las combinaciones disponibles, lo cual resulta ahora sencillo utilizando las herramientas disponibles en Checkbot, o mediante la opción de importación XLS para importar los efectos de carga desde una hoja de cálculo XLS.
Sin embargo, estos métodos introducen un nuevo conjunto de problemas. Aunque la transferencia de cargas del análisis global al modelo local de la unión ha quedado resuelta, calcular para cientos de combinaciones aumenta significativamente el tiempo de análisis.
Para acelerar el proceso de diseño, tiene sentido reducir el número de combinaciones a un subconjunto que contenga las potencialmente críticas. Sin embargo, seleccionar las combinaciones críticas de antemano no es una tarea trivial, ya que no existe una regla matemática estricta que pueda aplicarse al proceso de selección. Por ello, el flujo de trabajo propuesto consiste en reducir el número inicial de combinaciones para iniciar el proceso de diseño, verificar y ajustar la unión frente a ellas y, finalmente, una vez satisfechas todas las verificaciones, ejecutar el cálculo sobre el conjunto completo de combinaciones.
Criterios de selección
En IDEA StatiCa, podemos seleccionar el subconjunto de combinaciones a aplicar para el diseño de la unión en función de los siguientes criterios, que se aplican a cada uno de los elementos que convergen en el nodo analizado:
- La combinación contiene el componente extremo de fuerza/momento para cualquiera de los 6 componentes de fuerza/momento interior por elemento (para n elementos se pueden obtener hasta 12∙n combinaciones).
- La combinación contiene la resultante máxima de cortante (hasta n combinaciones)
- La combinación contiene la resultante máxima de momento (hasta n combinaciones)
- Combinación que contiene fuerzas axiales interiores extremas (véase más abajo – hasta 2∙n combinaciones)
- Combinación que contiene fuerzas cortantes interiores extremas (véase más abajo – hasta n combinaciones)
- Combinación que contiene fuerzas resultantes interiores extremas (véase más abajo – hasta n combinaciones)
- Combinaciones que contienen tensiones normales extremas en las esquinas del cuadro delimitador de la sección transversal, derivadas de (hasta 2∙n combinaciones)
Como resultado, el subconjunto de combinaciones puede contener hasta 20∙n combinaciones, donde n es el número de elementos convergentes.
Algunos aspectos que deben tenerse en cuenta son:
- Una sola combinación puede cumplir más de uno de los criterios anteriores, lo que lleva a un número de combinaciones seleccionadas menor del que cabría esperar.
- En relación con los puntos (4), (5) y (6) anteriores: se han registrado casos de combinaciones que muestran fuerzas axiales extremas en ubicaciones interiores (p. ej., tracción en pernos de anclaje situados en posiciones interiores). Para capturar estos casos, se calculan las fuerzas axiales, cortantes y resultantes en las ubicaciones interiores denominadas TL, TR, BL y BR en la imagen siguiente:
Seleccionar los extremos y realizar el análisis
Para seleccionar los extremos a analizar, utilice el botón derecho del ratón sobre los Efectos de carga y seleccione la opción Calcular extremos de carga.
Esto deselecciona los efectos de carga irrelevantes (no extremos) de la lista. El motivo de cada efecto de carga extremo seleccionado se presenta en la descripción bajo la tabla.
Importación XLS de extremos
También puede utilizar la selección de extremos al importar los valores de carga desde una hoja de Excel. Marque la casilla Importar solo extremos. Se muestra inmediatamente cuántos efectos de carga se consideran extremos.
Los efectos de carga extremos se importan y el resto se ignoran.
Configuración de las tolerancias
Para ignorar los valores irrelevantes (pequeños) de los extremos, puede establecer los límites/tolerancias para cada componente de las fuerzas interiores. El valor de fuerza (valor absoluto) inferior al límite establecido no se tendrá en cuenta para evaluar los extremos.
Cuando se cambian estos valores a valores más altos, se presenta una advertencia y los motivos de la selección del efecto de carga dado.
Puede guardar sus valores personalizados entre las plantillas y utilizarlos en otro proyecto cargándolos o estableciendo la plantilla como predeterminada.
La funcionalidad fue publicada en el parche 22.1.3 y actualizada en la versión 23.0.1.
Selección de cargas extremas mediante Checkbot (enlace BIM)
También existe otra posibilidad de filtrar los extremos de carga en caso de utilizar el enlace BIM (IDEA StatiCa Checkbot). Abra el Configurador de cargas en Checkbot y vaya a Clases de resultados para verificaciones en la columna central. Seleccione la clase de resultados deseada y en el campo de la derecha especifique si las cargas deben filtrarse. Cuando la casilla Evaluar efectos críticos* está marcada, se filtran los extremos de fuerza. (Es necesario ejecutar la Actualización de cargas tras cerrar la ventana del Configurador de cargas.)
Tenga en cuenta que el algoritmo de filtrado difiere del procedimiento mencionado anteriormente: Lea más en el artículo Evaluar efectos críticos para cargas importadas mediante enlaces BIM.
* La función Evaluar efectos críticos fue eliminada y reemplazada por la función Calcular extremos de carga desde la versión 25.1.2.