Novedades versión 2012

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Novedades de la versión 2012 en Nuevo Metal 3D
y Estructuras 3D integradas
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Nuevo Metal 3D y las Estructuras 3D integradas de CYPECAD disponen de las novedades que se detallan a continuación.

Novedades en secciones de aluminio (desde v.2012.a)

Cálculo automático de la susceptibilidad al pandeo local por compresión

En versiones anteriores del programa ya se incluyó el cálculo automático de la susceptibilidad al pandeo local por compresión suponiendo que cada uno de los elementos planos que componen la sección pandea de forma aislada (independientemente del resto), y se daba la posibilidad, para la consideración de cualquier otro modo de pandeo distinto al individual, de editar el coeficiente de pandeo local que afecta al parámetro de esbeltez asociado a cada elemento. En esta nueva versión se incluye además el cálculo automático de la susceptibilidad al pandeo local por compresión considerando la posibilidad de que varios elementos puedan pandear solidariamente como si fueran una sola unidad, por lo que se obtienen modos de pandeo conjunto. El programa es capaz de detectar y analizar el pandeo de un conjunto de elementos en los siguientes casos:

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  • Sucesiones de elementos con todos sus extremos alineados sobre una recta
  • Sucesiones de elementos con todos sus extremos dispuestos sobre un arco de circunferencia de pequeña curvatura
  • Sucesiones de elementos formando una célula.

También se estudia el pandeo conjunto si los elementos que componen la sección están rigidizados, al que se suele denominar pandeo por distorsión. En relación con los elementos rigidizados, cabe destacar un nuevo asistente para el diseño con refuerzos estándar según lo expuesto en la norma EC9.

Zonas HAZ

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En esta nueva versión se ha incluido la posibilidad de introducir en el editor de secciones especiales de aluminio aquellas que incluyen soldaduras longitudinales. El programa comprueba estas secciones teniendo en cuenta la reducción de las propiedades resistentes que se producen en las proximidades de dichas soldaduras: donde se ve afectado significativamente el límite elástico del material. La zona reblandecida por el calor suele denominarse zona HAZ, del inglés “Heat Affected Zone”, y su extensión y severidad son calculadas automáticamente por el programa.

Mejoras en el cálculo de secciones especiales de aluminio

Se ha optimizado el cálculo de las secciones especiales de aluminio implementando la obtención de las áreas plásticas de cortante, así como las reducciones que, debido a las tensiones tangenciales originadas por el momento torsor y los esfuerzos cortantes, se producen en las resistencias frente a esfuerzos normales: axil y momentos flectores. De esta forma, en comprobaciones donde en versiones anteriores se empleaba un cálculo elástico (según el criterio de plastificación expuesto en la norma EC9) ahora se realiza un cálculo plástico y, por tanto, se obtienen mejores aprovechamientos.

Importación de ficheros IFC (desde v.2012.b)

Nuevo Metal 3D permite la importación de modelos de análisis estructural desde ficheros IFC. Los ficheros IFC que sólo dispongan del modelo físico y no del modelo de análisis estructural, no contienen ninguna información que pueda leer Nuevo Metal 3D.

En los ficheros de formato IFC, el modelo de análisis estructural está compuesto por entidades de tipo estructural, como son nudos, barras, cargas, etc. También se definen las relaciones entre nudos y barras de forma explícita a través de condiciones de vinculación. Es análogo al modelo que un usuario define en Nuevo Metal 3D.

Las entidades que Nuevo Metal 3D importa actualmente de los ficheros IFC son las siguientes:

  • Nudos (IFCStructuralPointConnection), con sus condiciones de vinculación exterior.
  • Barras (IFCStructuralCurveMember), con sus condiciones de empotramiento en extremos y sus descripciones.

Estas prestaciones básicas de la importación de ficheros IFC no necesitan ningún permiso especial en la licencia de uso, por lo que cualquier usuario cuya licencia incluya la versión 2012 de Nuevo Metal 3D podrá importar ficheros IFC de las características indicadas.

Nuevo Metal 3D realiza la importación de ficheros IFC sobre una obra nueva mediante un asistente de introducción de datos. Cuando se crea una obra nueva (menú Archivo > Nuevo) el programa permite elegir dos opciones:

  • Nueva obra
    Esta opción es la que se ejecutaba por defecto cuando se creaba una obra nueva en versiones anteriores. Su selección abre el asistente de introducción de datos de Nuevo Metal 3D para la definición de los datos generales de la obra. En Asistente de introducción de datos puede encontrar más información sobre esta modalidad de creación de obras de Nuevo Metal 3D.

  • Introducción automática IFC
    Esta opción se utiliza para importar los modelos de análisis estructural desde ficheros IFC. Su selección abre el mismo asistente que la opción anterior (Nueva obra) pero con dos etapas adicionales:

    • Selección del fichero IFC
      En esta etapa el usuario puede seleccionar:

      • El fichero IFC donde se encuentra la información a importar
      • La vista del fichero IFC que se desea importar.
        Esta opción estará disponible si el fichero IFC dispone de diferentes vistas. El formato IFC permite definir dentro de un mismo archivo diferentes grupos de elementos estructurales, con objeto de poder realizar análisis de zonas de la estructura de forma específica sin necesidad de crear un nuevo archivo con sólo los elementos de esa región de interés. Por ejemplo, el archivo IFC que contiene la estructura de una nave con una entreplanta podría contener dos vistas, una sólo con la entreplanta y otra con todos los elementos.

    • Biblioteca de perfiles
      En esta etapa el programa muestra el diálogo Selección de bibliotecas de Nuevo Metal 3D. En este diálogo es posible visualizar los perfiles que contiene cada biblioteca, crear bibliotecas nuevas y seleccionar la biblioteca por defecto que utilizará Nuevo Metal 3D y en la que este asistente buscará perfiles, en la siguiente etapa, para asignarlos a los tipos de perfiles del fichero IFC.

    • Perfiles
      Nuevo Metal 3D importa del fichero IFC las entidades tipo Barra (IFCStructuralCurveMember). En esta etapa, el programa asigna automáticamente a cada tipo de perfil definido en el archivo IFC los perfiles disponibles en la biblioteca por defecto (seleccionada en el paso anterior), cuyos nombres coincidan con las referencias de los perfiles del IFC. Si no encuentra una referencia igual en la biblioteca por defecto, el tipo de perfil correspondiente queda como no definido y  el usuario puede asignarles cualquier perfil que se encuentre en las bibliotecas disponibles en Nuevo Metal 3D. Esta asignación manual también puede realizarse sobre los tipos asignados automáticamente.

Al final del proceso de importación se muestra un listado con las incidencias ocurridas si las hubiere.

Nuevas normas para los módulos de Uniones (desde v.2012.a y v.2012.g)

Las normas que se citan a continuación ya estaban implementadas en versiones anteriores para el dimensionamiento de perfiles laminados y armados en CYPECAD, Nuevo Metal 3D, Generador de pórticos y Metal 3D Clásico. A partir de la versión que se cita para cada una de ellas, se han implementado para el cálculo de uniones soldadas y atornilladas en los cinco módulos (Uniones I, Uniones II, Uniones III, Uniones IV y Uniones V)

 

  • ANSI/AISC 360-05 (LRFD) (USA - Internacional) -desde v.2012.a.
    Specification for Structural Steel Buildings (2005).

  • ANSI/AISC 360-10 (LRFD) (USA - Internacional) -desde v.2012.g.
    Specification for Structural Steel Buildings (2010).

  • IS 800: 2007 (India) -desde v.2012.a.
    General Construction in Steel - Code of Practice.

  • NTC: 14-01-2008 (Italia) -desde v.2012.g.
    Norme tecniche per le costruzioni (14 gennaio 2008).

Nuevos tipos de unión en los módulos Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV (desde v.2012.g)

Uniones pilar-viga con viga pasante en el nudo

Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV. Pilar superior en nudo extremo de pórtico con viga pasanteUniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV. Pilar inferior en nudo extremo de pórtico con viga pasante

Se han implementado nuevos tipos de uniones pilar‑viga en los módulos Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV, en los que la viga es la pieza pasante en el nudo y el pilar es el que se interrumpe.

 

  • Para Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV

    • Pilar inferior con viga pasante
    • Pilar superior con viga pasante
      Uniones III y Uniones IV. Pilar inferior y pilar superior en nudo intermedio de pórtico con viga pasante Uniones III y Uniones IV. Pilar inferior y pilar superior en nudo extremo de pórtico con viga pasante


  • Para Uniones III y Uniones IV (además de los tipos anteriores)

    • Pilar inferior y pilar superior con viga pasante



Las características de los nudos para que sean resueltos con los nuevos tipos de uniones de viga pasante son las siguientes:

  • Almas coplanarias
    Los pilares y la viga deben tener almas coplanarias.

  • Sin piezas perpendiculares
    No se permiten piezas que acometan al nudo perpendicularmente al plano definido por los pilares y la viga.

  • Pendiente de la viga
    La viga puede tener pendiente.

  • Empotramiento de pilares a la viga
    En los módulos Uniones II y Uniones IV (atornilladas), los pilares deben estar empotrados a la viga, mientras que para los módulos Uniones I y Uniones III (soldadas) los pilares pueden estar empotrados o articulados a la viga.

  • Anchos de las alas de la viga con pilares empotrados

    • En nudos extremos de pórticos
      En los pilares empotrados situados en nudos extremos de pórticos, el ancho del ala de la viga debe ser mayor que el del ala del pilar.

    • En nudos intermedios de pórticos
      En los pilares empotrados situados en nudos intermedios de pórticos (con viga continua en el nudo), el ancho del ala de la viga debe ser mayor o igual que el del ala del pilar.

Uniones. Pilar inferior y pilar superior en nudo extremo de pórtico con viga pasante y ancho de ala mayor Uniones. Pilar inferior en nudo intermedio de pórtico con viga pasante y anchos de ala iguales Uniones. Pilar inferior y pilar superior en nudo extremo de pórtico con viga inclinada pasante Uniones. Pilar superior en nudo extremo de pórtico con viga pasante y ancho de ala mayor

Empalmes mediante cubrejuntas atornillados

Se han implementado los empalmes de dos piezas mediante cubrejuntas atornillados en los módulos Uniones II y Uniones IV (atornilladas). Es posible su dimensionamiento con cualquiera de las normas que contemplan estos módulos (normas implementadas en Uniones II y normas implementadas en Uniones IV).

Las características de los nudos que se resuelven con empalmes mediante cubrejuntas atornillados son:

 

Uniones. Empalme de dos piezas mediante cubrejuntas atornillados exteriores

 

 

 

Uniones. Empalme de dos piezas mediante cubrejuntas atornillados interiores

 

 

 

 

Uniones. Empalme de dos piezas mediante cubrejuntas atornillados exteriores e interiores

  • Almas coplanarias y ejes paralelos
    Ambas piezas deben tener las almas coplanarias y ejes paralelos.

  • Canto de las piezas y chapas de calce
    No es necesario que las dos piezas tengan el mismo canto ni que los ejes sean coincidentes. El programa utiliza chapas de calce si son necesarias, siempre y cuando el espesor necesario para un calce sea mayor o igual que 2 mm. En caso contrario, deja el hueco.

  • Empalmes de pilares
    El programa intenta dimensionar los empalmes entre pilares mediante cubrejuntas. Si no es posible, los dimensiona mediante el empalme con chapas frontales (si son de igual perfil).

  • Empalmes de piezas no verticales
    La secuencia del dimensionamiento es inversa a la de los pilares. Es decir, el programa intenta dimensionar el empalme de las dos piezas con chapas frontales (si son de igual perfil). Si no es posible, intenta dimensionar el empalme mediante cubrejuntas.

  • Dimensionamiento de los cubrejuntas
    Los cubrejuntas de alma se dimensionan para resistir el cortante perpendicular al eje de las piezas, mientras que los cubrejuntas de las alas se dimensionan para soportar los cinco esfuerzos restantes.

  • Disposición de los cubrejuntas

    • Piezas con el mismo canto interior
      Inicialmente, el programa dispone sólo cubrejuntas interiores en las alas. Si no cumple, se añade el cubrejuntas exterior.

    • Piezas con desigual canto interior
      Inicialmente, el programa dispone un cubrejuntas exterior. Si no cumple, se añaden los cubrejuntas interiores.

  • Rigidez de las uniones
    Los empalmes de piezas resueltos mediante cubrejuntas atornillados se consideran rígidos, por lo que no se requiere la definición de la rigidez rotacional de los extremos de ambas piezas.

Uniones. Despiece de unión mediante empalme de dos piezas con cubrejuntas atornillados exteriores e interiores

Nuevos tipos de unión en el módulo Uniones V (desde v.2012.b)

En el módulo Uniones V, Celosías planas con perfiles tubulares se ha implementado el dimensionamiento de tres tipos más de unión: Empalme atornillado bridado de dos piezas CHS, Empalme atornillado bridado de dos piezas RHS y Unión en codo KT.

Este dimensionamiento se ha implementado para todas las normas disponibles en el módulo Uniones V teniendo en cuenta los criterios de diseño del CIDECT (Comité International pour le Développement et l’Etude de la Construction Tubulaire).

Empalmes atornillados bridados de dos piezas

Para que el programa dimensione los empalmes bridados de las celosías, es necesario que las uniones se calculen empleando la opción Resolver todos los nudos con uniones atornilladas y es posible utilizar tornillos pretensados o no pretensados. Con esta opción, el resto de uniones del módulo Uniones V se calcularán soldadas.

Estos empalmes pueden ser de dos piezas CHS o de dos piezas RHS:

Empalme atornillado bridado de dos piezas CHS

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Consiste en el empalme mediante chapa frontal atornillada de dos piezas CHS (circulares huecas) alineadas y de idéntico diámetro exterior.

El programa dispone rigidizadores alrededor de las chapas si es necesario en función de los esfuerzos actuantes y las dimensiones de las piezas. También recorta automáticamente las chapas trasformándolas en una corona circular dependiendo de las dimensiones de las piezas que se van a unir.

Empalme atornillado bridado de dos piezas RHS

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Consiste en el empalme mediante chapa frontal atornillada de dos piezas RHS alineadas del mismo tipo (ambas de tubos rectangulares huecos, tubos cuadrados huecos o tubos formados por doble canal laminada en cajón soldadas con cordón continuo) de idénticas dimensiones exteriores.

En este empalme, se disponen únicamente dos columnas de tornillos a lo largo de los lados de mayor dimensión de las piezas a unir. No se disponen rigidizadores en ningún caso, pero sí se recortan las chapas de forma concéntrica y automáticamente en función de la dimensión de las piezas a unir.

Unión en codo KT

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Se trata de una unión de 3 piezas en disposición KT en el extremo del cordón de la celosía.

Al igual que sucede con el resto de uniones que dimensiona el módulo Uniones V, los diferentes tipos de secciones de perfiles tubulares resueltos (tubos circulares huecos, tubos rectangulares huecos, tubos cuadrados huecos y tubos formados por doble canal laminada en cajón soldadas con cordón continuo) pueden combinarse en el mismo nudo con las siguientes condiciones:

 

  • Si los perfiles que forman los cordones de la celosía son tubos rectangulares huecos, tubos cuadrados huecos o doble canal en cajón; los perfiles de las diagonales y de las montantes pueden combinarse en el mismo nudo con cualquiera de las secciones tubulares implementadas (tubo circular hueco, tubo rectangular hueco, tubo cuadrado hueco o doble canal laminada en cajón soldadas con cordón continuo).

  • Si los perfiles que forman los cordones de la celosía son tubos circulares huecos, los perfiles de las diagonales y de las montantes deben ser también tubos circulares huecos.

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