Las 10 preguntas más importantes sobre anclajes en Detail 3D

1. ¿Por qué se detuvo el cálculo antes de tiempo?

Los criterios de detención en el modelo 3D CSFM aseguran que las simulaciones se detienen en los límites definidos, podrás conocer más sobre esto límites en el siguiente artículo Método de solución y algoritmo de control de carga para CSFM 3D, también puedes buscar más información ne la base de conocimientos de IDEA StatiCa Detail. 

Por defecto, la opción "Stop at Limit Strain" está activada, deteniendo los cálculos cuando se alcanzan algunos de los criterios ULS, por ejemplo, en el software se comprueba la utilización del hormigón, la armadura y el anclaje; la deformación del hormigón se limita al 5% en compresión y al 7% en tracción debido a las necesidades de convergencia. La deformación plástica de la armadura se limita al 5 %, mientras que el anclaje utiliza límites basados en el deslizamiento, no en la tensión de adherencia. 

La detención del cálculo del modelo, por lo tanto, puede deberse a varias razones, la razón más común es la falta de armadura, los errores de divergencia o también pueden deberse a un modelo mal apoyado, que provoque una deformación excesiva, otra razón puede ser que el diseño no sea satisfactorio para la carga especificada y simplemente esté sobrecargado.

2. ¿Qué tipos de apoyos pueden utilizarse en Detail?

En el Detail 3D, los apoyos superficiales pueden añadir rigidez en todas las direcciones, por defecto, los apoyos son sólo de compresión (botón gris), lo que puede hacer que las estructuras "vuelen" debido a la falta de resistencia a la tracción, para permitir la tracción, se debe cambiar el botón a blanco. Se sugieren dos enfoques diferentes:

1) Utilizar el apoyo por defecto sólo a compresión para las zapatas apoyadas en el suelo, pero recuerde aplicar manualmente el peso propio, ya que no se exporta desde IDEA StatiCa Connection.

2) Para submodelos (por ejemplo, balcones, pedestales...) con barras de refuerzo continuas, utilice el apoyo estándar (con tracción incluida) y el anclaje de barras continuas; esto añade restricciones de punto único, garantizando una transferencia de fuerza adecuada y evitando errores como el desprendimiento de la cubierta de hormigón o la divergencia del modelo. Sin ello, los modelos pueden fallar debido a los límites de deformación (por ejemplo, 7 % de deformación en el hormigón en tracción).

Para obtener información detallada sobre las funcionalidades de Detail 3D, consulte el artículo Funcionalidades completas de Detail 3D.

3. ¿Por qué es tan importante respetar las reglas de detallado?

La armadura diseñada debe seguir las reglas de detallado basadas en códigos (por ejemplo, armadura suplementaria para la transferencia de fuerzas de tracción y cortante según EN 1992-4), Detail 3D garantiza un flujo de fuerzas adecuado: zonas de compresión en el hormigón y tensión en las armaduras, sin embargo, el refuerzo adecuado es esencial, ya que el hormigón no transfiere la tracción y las reglas de detallado no están automatizadas: los usuarios deben aplicarlas manualmente, y es responsabilidad del ingeniero estructural reforzar el bloque de hormigón de la forma correcta.

4. 4. ¿Cómo puedo modelar correctamente la transferencia de fuerza cortante?

El esfuerzo cortante en las placas base puede transferirse mediante fricción, anclajes o llave de cortante, pero sólo puede utilizarse un método a la vez, veamos sus consideraciones:

Para la fricción, asegúrese de que la secuencia de casos de carga es correcta: aplique primero la compresión (permanente) y después el cizallamiento (variable). Si se hace incorrectamente, la placa base puede "salir volando", con una secuencia de carga correcta y el coeficiente de fricción ajustado a 0,25, la fuerza de cizallamiento puede transferirse por un 25% de la fuerza de compresión. 

En el caso de la llave de cortante, toda la fuerza de cortante se transfiere a través de esta llave, pero no se comprueba en IDEA StatiCa Detail, por lo tanto, se deberá comprobar la llave de cortante en IDEA StatiCa Connection y, a continuación, importar el modelo dentro de IDEA StatiCa Detail; la transferencia de carga en el bloque de hormigón seguirá la trayectoria de tensión típica (alas/alma) en función de la dirección de la carga de cortante.

En el caso de los anclajes, el usuario puede definir qué anclajes son eficaces para la transferencia a cortante, sin embargo, no se comprueba su capacidad en Detail, por lo que se debe verificar su capacidad en Connection antes de simularla en Detail.

5. ¿Qué hay que tener en cuenta al exportar de Connection a Detail?

Las cargas pueden aplicarse directamente a los anclajes (tracción, compresión, cortante) o a la placa base (se permiten los seis grados de libertad). Los anclajes y las placas base se modelan como elementos separados, por lo que la transferencia de fuerzas entre ellos debe activarse manualmente mediante restricciones.

• Cuando se exporta el modelo de anclaje desde IDEA StatiCa Connection (por ejemplo, véase el enlace BIM Conexión a detalle - Anclaje con carga excéntrica), la transferencia de fuerza axial entre los anclajes y la placa base se desactiva para evitar un empuje adicional no deseado de la placa base.
• Alternativamente, cuando se modela desde cero y se aplica la carga directamente sobre la placa base, el usuario tiene que activar la transferencia axial y de esfuerzo cortante entre la placa base y los anclajes.

6. ¿Qué rigidez debe tener la placa base?

También es importante establecer la rigidez correcta de la placa base. En la siguiente figura se comparan tres modelos:

• una placa base flexible exportada desde Connection,
• una placa base flexible modelada directamente en Detail 3D con una carga aplicada en un único punto,
• y una placa base rígida con mayor espesor, con una carga aplicada en un único punto.

Los resultados mostraron que las placas flexibles modeladas directamente en Detail 3D producen distribuciones de tensiones imprecisas y efectos de apalancamiento artificiales. La placa rígida elimina estos problemas, dando resultados coherentes con la exportación de Connection. Las fuerzas de anclaje fueron similares en el primer y el tercer modelo, pero el segundo (placa base flexible en Detail 3D) sobrestimó las fuerzas de anclaje en más de un 30 %, lo que lo convierte en un enfoque incorrecto. Por lo tanto, si no se exporta desde Connection, y se carga en un único punto, para obtener la interacción entre la placa base y el hormigón lo más cercana posible a la realidad, la sugerencia es utilizar la placa base rígida.

7. ¿Qué ocurre con la tensión de contacto?

En Connection, es posible establecer un contacto entre dos placas y mostrar la tensión de contacto. Sin embargo, es una limitación conocida (ver Limitación conocida para Detalle 3D) de la exportación de anclajes desde Connection a Detail, de momento esta tensión no es posible importarla. La consecuencia de la falta de efectos causados por la tensión de contacto es que las fuerzas importadas no están en equilibrio en la placa base, y el cálculo no podría realizarse debido a la enorme deformación de la placa base y la divergencia del modelo.

¿Cómo resolver esta limitación?

• forma 1 - no utilizar el Contacto en el modelo de Conexión (el Contacto es justificable en un estrecho rango de casos de uso)
• forma 2 - modelar el anclaje directamente en Detail con la placa base rígida (ver pregunta 6)

8. ¿Por qué la tensión de unión supera el 99,9 % tan rápidamente?

En la mayoría de los modelos, la tensión de adherencia en el anclaje supera el 99,9% de utilización para niveles de carga de tensión muy bajos, la razón se encuentra en el diagrama tensión-deformación de la unión entre el anclaje/refuerzo y el hormigón, como se muestra en la siguiente figura, la unión alcanza rápidamente su tensión límite, y cualquier carga adicional conduce a la deformación plástica de la unión. 

Para determinar la tensión límite de adherencia de los anclajes adhesivos, consulte el artículo Resistencia de adherencia de los anclajes en Detail 3D.

9. ¿Cómo debo gestionar la configuración de la malla?

La calidad de la malla es crucial para las simulaciones 3D, especialmente para problemas no lineales, ya que afecta directamente al tiempo de cálculo, el mallado puede ser influenciado a partir del factor multiplicador de malla, el cual oscila entre 0,5 y 5, siendo 1 el valor por defecto. 

Utilizar un factor de 5 acelera las simulaciones y ayuda a identificar errores, pero los resultados pueden ser imprecisos (más de un 30% de error), por lo cual, tras verificar el modelo, el factor sugerido es 1 o inferior para obtener tensiones y deformaciones precisas, lo que aumenta el tiempo de análisis. 

En resumen, una malla gruesa (factor más alto) se utiliza para el diseño previo, mientras que una malla más fina (factor más bajo) proporciona resultados más precisos en la simulación final, especialmente alrededor de los anclajes.

10. ¿Es posible importar múltiples anclajes?

Sí, es posible; la pregunta ahora es ¿Qué ocurre después de exportar el anclaje múltiple del Connection al Detail? 

Se importan dos o más bloques de hormigón a Detail dependiendo del número de placas base en Connection, donde cada placa base tiene sus propios bloques de hormigón. La limitación conocida (véase Limitación conocida para Detail 3D) es que los bloques sólidos múltiples no son posible de modelar en Detail. Por lo tanto, el usuario tiene que eliminar todos los bloques excepto uno, y relacionar todas las demás placas base con ese bloque, generando así el modelo adecuado para la distribución correcta de las fuerzas de anclaje y soldaduras.

Conclusión

El CSFM 3D de IDEA StatiCa Detail es una potente herramienta para modelar el comportamiento no lineal del hormigón y las barras de refuerzo, garantizando el cumplimiento del Eurocódigo y el ACI. Maneja eficazmente las interacciones de adherencia, zonas de tensión y compresión, y disposiciones de armadura, ofreciendo soluciones robustas de anclaje y transferencia de carga. 

Los criterios garantizan que los cálculos se detienen cuando se alcanzan los límites críticos de deformación, y el detallado adecuado de las armaduras es esencial para obtener resultados realistas. 

La calidad de la malla es crucial para obtener simulaciones precisas, ya que las mallas más finas proporcionan mayor precisión a costa de tiempos de análisis más largos. 

El refuerzo suplementario, la transferencia del esfuerzo cortante y los ajustes correctos de exportación son también factores clave para lograr diseños precisos y conformes a la normativa.

Para obtener información más detallada, eche un vistazo al seminario web 10 preguntas más frecuentes sobre anclajes 3D.