Introducción
Al comienzo de este texto, definamos para qué sirve la aplicación. En la versión actual, hemos desarrollado herramientas y verificado la solución únicamente para el anclaje de estructuras de acero en bloques simples de hormigón armado.
El siguiente texto se divide en dos partes: limitaciones de la aplicación y del método en sí, y limitaciones de la importación desde IDEA StatiCa Connection.
Limitaciones de la aplicación
Hormigón armado
El CSFM 3D no está diseñado para hormigón en masa o ligeramente armado. En este caso, el resultado del cálculo puede llevar a resultados engañosos o a la divergencia del cálculo no lineal.
Puede leer más en Fundamentos teóricos.
La razón principal por la que solo es necesario modelar elementos de hormigón armado en la aplicación es que la resistencia a tracción del hormigón es despreciable. Por lo tanto, toda la tensión de tracción debe ser transferida por la armadura.
La segunda razón es la siguiente: en IDEA StatiCa Detail 3D no se utiliza la mecánica de fractura. El modelo no simula la propagación explícita de fisuras, ni emplea parámetros de mecánica de fractura del hormigón (G_f, K_IC, forma de la superficie de fractura). El hormigón se modela como un material dúctil con una rama plástica horizontal en compresión: una vez alcanzada la tensión de compresión límite, la tensión permanece constante y solo las deformaciones continúan aumentando hasta un límite prescrito. Como consecuencia, Detail 3D puede capturar la redistribución plástica de tensiones y deformaciones en regiones D, pero no modela explícitamente los mecanismos de fallo frágil gobernados por la mecánica de fractura (por ejemplo, el fallo por cortante puro del hormigón en masa, la propagación inestable de una única fisura dominante, etc.).
En resumen, sus modelos deben cumplir con la definición de hormigón armado presentada en las normas internacionales. Siga las reglas de detallado y obtenga resultados correctos.
Estado Límite Último
Todos los cálculos y verificaciones normativas están implementados únicamente para el ELU. La definición de los materiales y la forma de cálculo en sí deben ser diferentes para el ELS. Puede ver esta diferencia en Detail 2D.
Ablandamiento a compresión
Primero, definamos qué es el ablandamiento a compresión: el hormigón en compresión pierde resistencia y rigidez cuando simultáneamente está fuertemente fisurado en tracción, es decir, cuando están presentes grandes deformaciones de tracción transversal.
En los casos en que la resistencia está gobernada por una biela comprimida (diagonal de compresión) que atraviesa hormigón fuertemente fisurado, Detail 3D tiende a sobreestimar la capacidad (es decir, a ser ligeramente no conservador) si el resultado se interpreta directamente como la capacidad última real.
Por estas razones, el módulo 3D es adecuado únicamente para verificar la resistencia del anclaje en bloques simples de hormigón armado.
Aunque es posible modelar, por ejemplo, un encepado de pilotes utilizando apoyos en un área pequeña, la verificación no es fiable porque el efecto de ablandamiento se vuelve significativo, particularmente en problemas relacionados con el punzonamiento. La misma situación puede ocurrir en el caso de una losa delgada con un pilar apoyado sobre ella, y en otros casos similares.
Para estas situaciones, es necesario implementar el ablandamiento del hormigón, que actualmente solo está disponible en el módulo 2D. Por lo tanto, el módulo 3D solo puede utilizarse para comprobar fallos donde este efecto no tiene influencia.
Verificación de anclajes
El elemento del anclaje se define como capaz de transferir fuerzas normales de tracción o compresión, así como fuerzas cortantes, considerando también la rigidez a flexión, tal como se describe en Fundamentos teóricos.
Admitimos verificaciones normativas según las normas correspondientes (solo EN), por lo que IDEA StatiCa Detail puede utilizarse de forma independiente para la evaluación de anclajes (anclajes, armadura, hormigón).
Normas implementadas: EN 1992-4, EN 1993-1-8, EN 1994-1-1
Para verificar otros componentes de la unión (soldaduras, placas, etc.), es necesario utilizar IDEA StatiCa Connection, donde también se puede realizar la verificación completa del anclaje para hormigón en masa. El anclaje en Connection, junto con las fuerzas aplicadas, se puede exportar a Detail para el diseño adicional de la armadura.
Para las normas ACI y australiana, las verificaciones normativas de anclajes en cortante y en cortante y tracción combinados aún no están implementadas, por lo que siempre es necesario utilizar ambas aplicaciones para realizar verificaciones normativas exhaustivas de los anclajes.
Vuelco
Si la entrada de carga provoca el vuelco del modelo, este calculará hasta la divergencia o hasta alcanzar un criterio. Esto normalmente lleva mucho tiempo y se obtiene el siguiente resultado:
Se muestra el porcentaje de la carga transferida. Además, en Resultados auxiliares se muestra la deformación extrema.
Solución alternativa: se recomienda calcular primero cualquier modelo con el Multiplicador del tamaño de malla predeterminado ajustado a un valor alto (4-5). Este multiplicador se encuentra en Configuración -> Configuración de malla. El cálculo será rápido y podrá comprobar si el vuelco es o no el problema.
Es necesario comprobar si se ha incluido el peso propio del bloque de hormigón, ya que puede evitar que el modelo vuelque. Tenga en cuenta que, al importar desde la aplicación Connection, el peso propio no se introduce automáticamente en el modelo; consulte el texto a continuación para más detalles.
Limitaciones de la importación desde Connection
Contactos
En general, no se admite la importación de fuerzas que actúan sobre la placa base a través de contacto con otra placa de acero. Esto se aplica tanto al tipo de contacto borde-superficie como al tipo superficie-superficie. Lea más en este artículo.
Anclaje por elemento
Solo los modelos anclados a través de la placa base pueden importarse correctamente a la aplicación Detail. Para los modelos en los que los elementos se conectan directamente a los bloques de hormigón, la placa de conexión del elemento con anclajes se importa sin cargas.
El peso propio no se añade automáticamente
El peso propio no se calcula/añade automáticamente. Debe incluirse manualmente en el proyecto para Detail. Esto puede afectar principalmente a la verificación del anclaje a las cimentaciones, donde no considerar el peso propio podría provocar el vuelco de la cimentación, como se mencionó en el párrafo anterior.
Tipos de anclaje no admitidos para la exportación
Los anclajes con gancho no son compatibles en Detail. En su lugar, se utilizará una placa de arandela en el archivo exportado.
La placa de arandela se modela como un elemento de tipo placa-lámina unido directamente al vástago del anclaje, transfiriendo la carga al hormigón exclusivamente mediante contacto de compresión. La placa en sí se modela de forma lineal, sin plasticidad, y no está sujeta a verificaciones de resistencia. Dado que el vástago tiene resistencia de adherencia nula, toda la carga se transfiere al hormigón a través de la placa de arandela. Puede encontrar más información sobre los tipos de anclaje en el artículo: Definición de un anclaje individual.
Combinaciones no admitidas para tipos de anclaje
La aplicación Detail no admite la combinación de pernos con cabeza o armadura con otros tipos de anclaje. Estos tipos de anclaje no se incluirán en la salida. Puede encontrar más información sobre las opciones de placas en el artículo: Opciones de placas de anclaje.
Combinación de cargas importadas y cargas introducidas por el usuario
Las cargas importadas y las cargas introducidas por el usuario no se pueden combinar dentro de un mismo modelo. Debido a las razones descritas en Fundamentos teóricos. Los anclajes se importan desconectados de las placas base. Si crea un caso de carga definido por el usuario, es evidente que la carga no se transferirá correctamente.
Solución alternativa: copie el elemento de proyecto importado, elimine todas las cargas importadas, interconecte todos los anclajes con la placa base y, a continuación, podrá introducir su caso de carga definido por el usuario.
Más bloques de hormigón
Solo se admite un bloque de hormigón en Detail. Sin embargo, el bloque de hormigón se puede modificar utilizando el Volumen negativo, el Plano de corte y la operación de Corte. Así, es posible modelar formas más complejas, como pedestales, extensiones de zapatas corridas, anclajes junto a aberturas, etc.
También es posible importar dos bloques de hormigón independientes desde Connection, que se importan a Detail como dos entidades de modelo que pueden modificarse aún más mediante la operación de corte.
Más de una placa base en un bloque
Se admite la exportación de varias placas base en un bloque, aunque no se recomienda importar el llamado anclaje de borde.
En la aplicación Connection, el hormigón se modela de forma simplificada utilizando el modelo de subrasante de Winkler. Por otro lado, el modelo de la parte de acero por encima del bloque de hormigón se modela en detalle, incluyendo la plasticidad de los materiales. Para una verificación más detallada del hormigón armado bajo la placa base, es posible exportar la placa base, los anclajes y las cargas a la aplicación Detail. Allí, el hormigón se modela de forma plástica.
Los anclajes se exportan axialmente desconectados, y la carga entre ellos se sustituye por un par de fuerzas iguales pero opuestas (precisamente debido a la falta de rigidez de la parte de acero por encima de la placa base). Por lo tanto, no es posible que las fuerzas axiales en los anclajes cambien si la capa de recubrimiento en la esquina del bloque de hormigón se vuelve plástica. De manera similar, las soldaduras de las placas base se exportan desconectadas, sustituyendo la unión por fuerzas iguales pero opuestas. Por lo tanto, no puede haber ningún cambio en la tensión de la soldadura en caso de plastificación de la esquina de hormigón.
De ello se deduce que, tras la exportación, aunque todas las fuerzas que actúan sobre las placas base están en equilibrio, no se cumplirán las condiciones de deformación.
Esto se aplica a la versión actual 25.1.2. Puede diferir en versiones anteriores, ya que estamos trabajando gradualmente para eliminar estas limitaciones. Puede encontrar más información sobre cada versión en las notas de la versión.