ES_New features in Diamonds 2013 R00

lateral buckling restraint - attaches - steel check -
creep
- charges climatiques - dynamic analysis - lateral buckling -
brandweerstandsanalyse - timber - 1st order - verstijvers - buisverbinding - diseño de planos de armaduras - pandeo lateral verbindingen - shear connection - verificación - armatures longitudinales - pórtico - unión base columna - voorontwerp - unión tubular - haunch
- connexion moment - cimbras -
vérification acier - unity check - Eurocode 2 - mesh - retaining wall - raidisseur -
Eurocode 3 - longitudes de pandeo -
connections - ACI 138 - acero - 2nd ordre - portal frame - Eurocode 8 - andamios - kip -
dwarskrachtverbinding - BS 8110 - dalle de fondation - seismische analyse - armaduras longitudinales - BIM - gelaste verbinding - 2de
orde - buckling - funderingszool - poutre sur plusieurs appuis - maillage - malla - uniones - 2D raamwerken - fire resistance analysis voiles - cracked deformation - gescheurde doorbuiging - longueurs de flambement - pandeo - reinforcement unity check - cantonera - dynamische analyse - hout - ossatures 3D - koudgevormde profielen - placa de extreme - 1er orden continuous beam - connexion soudée - momentverbinding - praktische wapening - renforts au déversement - fluencia - estribos déformation fissurée - EHE - beugels - Eurocódigo 3 - platine de bout - análisis dinámico - column base plate - kruip - rigid link - welded
connection - charpente métallique - moment connections - estructuras 2D - kniestuk - assemblage métallique - 3D
raamwerken - second ordre - beam grid - cargas climáticas - Eurocode 2 - Eurocode 5 - wall - deformación fisurada - lien rigide - enlace rígido - 2D
frames - estructuras 3D -
éléments finis
- vloerplaat - steel connection -
scheurvorming
- integrated connection design -
armatures pratiques - analyse sismique - nieve y viento - practical reinforcement - charges mobiles - dalle - wapening - perfiles
conformados en frío - Eurocode 3 - connexion tubulaire - unión a momento - 3D frames - treillis de poutres - roof truss - practical
reinforcement design - portique - kipsteunen - análisis sísmico - Eurocode 8 - seismic analysis - B.A.E.L 91 - uniones atornilladas - bolts ossatures 2D - eindige elementen - losa de cimentación - restricciones para el pandeo lateral - optimisation - wand - kniklengtes end plate - dakspanten - kolomvoetverbinding - stirrups - acier - staalcontrole - cálculo de uniones integrado - paroi - dessin du plan de
ferraillage - stiffeners - mobiele lasten - Eurocódigo 8 - Eurocódigo 5 - longitudinal reinorcement - doorlopende liggers - rigidizador -
beton
armé - fluage - CTE - connexion pied de poteau - langswapening - connexions - hormigón - neige et vent - elementos finitos Release information
Diamonds 2013
armaduras - cold formed steel - jarret - uittekenen wapening - puente grúa - analyse dynamique - flambement - keerwanden - optimisation -
steel - cercha - 2º orden - slab on grade foundation - entramado de vigas - Eurocode 5 - prédimensionnement - multi span beam bouten - armatures - floor slab - poutre continue - pared - staal - 1er ordre - NEN 6770-6771 - connexion cisaillement - losa - déversement viga continua - predimensionering - 1ste orde - unión metálica - CM 66 - madera - análisis resistencia al fuego - verbindingen - 2nd order
- bois - Eurocode 2 - profilés formés à froid - verificación acero - predesign - unión soldada - fisuración - beton - muro de contención optimalisatie - foundation pads - fissuration - concrete - AISC-LRFD - HCSS - assemblage métallique - Eurocode 3 - viga con
varios apoyos - armaduras prácticas - balkenroosters - unión a cortante - buckling length - boulons - cracking - Eurocode 8 - knik Eurocode 2 - radier - eindplaat - Eurocódigo 2 - FEM - tornillos - NEN 6720 - moving loads - balk op meerdere steunpunten - cargas
móviles - funderingsplaat - étriers - analyse resistance au feu- cercha- globale knikfactor- dynamische analyse- wapeninglateral buckling restraint - attaches - steel check - creep
Índice
1.
Geometría........................................................................................................................................ 4
1.1. Proyección ............................................................................................................................... 4
1.2. Intersecciones.......................................................................................................................... 6
1.3. Verificación de la estructura extendida .................................................................................. 6
1.4. Liberación en los extremos de las barras ................................................................................ 7
1.5. Copiar y pegar el tipo de diseño .............................................................................................. 7
1.6. Nivel del suelo ......................................................................................................................... 8
2. Cargas ............................................................................................................................................ 10
2.1. Disposición de la ventana para grupos de cargas ................................................................. 10
2.2. Grupos de carga vinculados .................................................................................................. 11
2.3. Definir cargas ......................................................................................................................... 12
2.3.1.
General .......................................................................................................................... 12
2.3.2.
Extensión del generador de viento ............................................................................... 12
2.3.3.
Extensión del generador de nieve ................................................................................. 16
2.3.4.
Definición de cargas de temperatura más ajustada...................................................... 19
2.3.5.
Cargas dinámicas ........................................................................................................... 20
2.3.6.
Carga sísmica ................................................................................................................. 24
2.3.7.
Masas como carga ......................................................................................................... 26
2.4. Generación de combinación de carga ................................................................................... 27
2.5. Configuración de cargas extendida ....................................................................................... 27
3. Análisis elástico ............................................................................................................................. 29
3.1. Nuevo motor de cálculo ........................................................................................................ 29
3.2. Ventana para el análisis elástico modificada ........................................................................ 29
3.2.1.
Estructural ..................................................................................................................... 29
3.2.2.
Suelo .............................................................................................................................. 33
3.2.1.
Dinámico ........................................................................................................................ 34
3.3. Análisis modal........................................................................................................................ 36
3.4. Verificación de equilibrio y factor de pandeo global ............................................................ 39
4. Diseño ............................................................................................................................................ 41
4.1. Filtro extendido para verificaciones de acero y madera ....................................................... 41
4.2. Verificación de uniones extendida (de acuerdo con el AISC) ................................................ 41
5. Informe .......................................................................................................................................... 43
5.1. Parámetros de terreno, viento y nieve ................................................................................. 43
5.2. Cargas dinámicas y sísmicas .................................................................................................. 44
5.3. Información complete de la verificación según norma (para acero y madera) .................... 45
3
1. Geometría
1.1.
Proyección
Cuando hacemos un modelo en 3D puede que algunos puntos se nos desplacen de un plano sin querer.
En una vista en alzado o de perfil se pueden identificar fácilmente ya que las líneas están ligeramente
desalineadas del resto, por ejemplo:
Para conseguir un buen modelo (y sobretodo un buen mallado), es importante solucionar este tipo de
‘errores’. En Diamonds 2013 puede solucionarlos fácilmente proyectando los puntos a un plano dado:
-
Seleccione los puntos (todas las placas y líneas del plano también se deberían seleccionar) que
quiera alinear con el plano.
-
En la ventana de geometría clicar en el botón
.
4
-
-
Como queremos proyectar todos los elementos seleccionados al mismo plano, escogemos un
plano paralelo al plano global YZ.
En este ejemplo la posición de la proyección se captura por una sola coordenada, la llamamos
X=0m. En otras palabras, Diamonds proyectará todos los untos seleccionados perpendiculares
al plano X=0m.
Resultado: la pared está recta. Una operación análoga se puede realizar en la otra pared.
No es solo posible proyectar en un plano horizontal o vertical. También puede definir un plano a través
de tres puntos dados.
A continuación, les dejamos una breve descripción de las opciones de la parte inferior de la ventana:
5
-
1.2.
‘Preservar la estructura original’: la selección proyectada quedará en el modelo.
‘Crear líneas de conexión’: Diamonds dibujará líneas de conexión entre la estructura original y
la proyectada.
‘Crear superficies de conexión’: Diamonds dibujará superficies de conexión entre la estructura
original y la proyectada.
Intersecciones
En Diamonds 2013 las funciones de intersección pueden ser:
-
de líneas
o de líneas y places con un plano de referencia (hasta Diamonds 2012 r02 estaba disponible a
través del icono
)
y están disponibles a través del botón
1.3.
Verificación de la estructura extendida
La verificación de la estructura
-
. Diamonds le preguntará qué función quiere aplicar:
incluye p.e. las siguientes verificaciones:
Fusiona puntos que están cerca (dependiendo de la tolerancia geométrica) unos de otros.
Ejemplo: los puntos A y B están localizados a 2 cm uno del otro. La tolerancia geométrica está
definida a 5 cm. Entonces Diamonds fusionará moviendo el punto A hacia el B o viceversa.
B
A
-
-
B
<
A
<
Redondea las coordenadas de puntos a la tolerancia especificada.
Ejemplo: cuando importa un fichero en DXF y un punto tiene una coordenada X de
2,15940041m. Si define la tolerancia geométrica a 0,01m, la coordenada X ahora pasa a ser
2,16000000m. Si la tolerancia geométrica está definida como 1,00m, la coordenada X pasará a
ser 2,00000000m.
Eliminar places para aquellas que no todos los puntos están en el mismo plano.
6
-
…
Cuando clique en el botón
aparecerá la siguiente ventana:
Con la nueva verificación de estructura puede escoger cuál de las dos verificaciones llevar a cabo
(fusionar nudos y redondear coordenadas) marcando o desmarcando los campos correspondientes.
Puede indicar también la tolerancia geométrica a utilizar. Ésta por defecto tiene el mismo valor que la
tolerancia geométrica del menú: Opciones Preferencias pestaña: Dibujo.
1.4.
Liberación en los extremos de las barras
Hemos añadido una seria de botones en la ventana de liberación a los extremos de las barras para
definir y aplicar rápidamente tirantes y uniones articuladas. Las condiciones de contorno asociadas se
modifican automáticamente en los campos inferiores.
1.5.
Copiar y pegar el tipo de diseño
En Diamonds 2013 para copiar-pegar secciones, materiales, condiciones de enlaces y tipos de diseño
también ha mejorado. Lo hacemos así:
-
Seleccione el elemento del que se quieren copiar una o varias propiedades (en este caso la
placa de la derecha). Clique una vez con el botón derecho del ratón.
7
-
1.6.
Clicar en ‘Copiar propiedades’.
Seleccione el elemento al que se quieren pegar una o varias de estas propiedades (en este caso
la placa de la izquierda). Clique con el botón derecho del ratón.
Finalmente escoja las propiedades y escoja las que quiera pegar.
Nivel del suelo
El botón
le permite definir el nivel del suelo en relación al sistema de coordenadas global.
De este modo Diamonds conoce:
-
Hasta donde se ha profundizado para calcular las capas del suelo.
Cuántos metros por encima del nivel del suelo está un elemento para generar las cargas de
viento.
Clicando en el icono
puede escoger si quiere visualizar el nivel del suelo en el modelo o no.
8
Observaciones:
-
Los cálculos geotécnicos y la generación de las cargas de viento no tienen ningún sentido si
no se define un nivel del suelo.
No hay que confundir que cuando se introduce un valor para altura en el generador de carga
de nieve se entra en relación al nivel del mar, no el nivel suelo. El generador de cargas de nieve
es independiente de la localización respecto el suelo.
9
2. Cargas
2.1.
Disposición de la ventana para grupos de cargas
Al añadir los módulos de cargas dinámicas y sismo en Diamonds la ventana para grupos de carga se ha
expandido
. Vamos a ver las novedades:
-
En la columna ‘Nombre grupo de carga’, encontrará los distintos tipos de carga en función del
estándar seleccionado. Para el estándar ‘Eurócodigo EN 1990’ puede escoger entre:
o Peso propio
o Cargas muertas
o Sobrecarga, del tipo A al tipo H
o Nieve
o Viento
o Temperatura
o Sísmico (novedad en Diamonds 2013)
-
En las dos columnas del final ‘Carga ‘y ‘Acción’ indican el carácter de los grupos de carga. En la
ventana de arriba:
o ‘Peso propio’ es una carga normal
estática
.
o ‘Cargas muertas’ es una carga normal
estática
.
o ‘Sobrecarga A’ es una carga normal estática
.
o ‘Sobrecarga B’ es una carga normal
dinámica
.
o ‘Nieve (H<=1000m)’ es una carga estática
de nieve .
o ‘Viento’ es una carga estática
de viento .
o ‘Temperatura’ es una carga estática
de temperatura .
o ‘Sísmico’ es una carga dinámica
de sismo .
10
Para las ‘Sobrecargas’ puede escoger entre carga estática
o dinámica
. Puede
intercambiar entre ambas opciones clicando en el icono de la columna ‘Acción’. Los grupos
de cargas sísmicas tienen siempre un carácter dinámico
.
Cuando aplica cargas de viento, nieve, temperatura y sísmico la columna ‘Carga’ se rellena
automáticamente.
-
2.2.
En la columna puede introducir el coeficiente de correlación para la masa de diseño.
Definiendo el coeficiente de correlación a ‘1’ puede definir una masas en la estructura sin
necesidad de dibujar elementos en el modelo (ver §2.3.7).
Grupos de carga vinculados
Diamonds 2013 ofrece la posibilidad de vincular grupos de carga que tengan el mismo efecto favorable
o desfavorable en la estructura. Esto reducirá el número de combinaciones de carga. Un ejemplo de
aplicación para esta opción sería el peso proprio junto una carga muerta que cargue en la dirección
vertical. Para definir grupos de carga vinculados, clique en el botón
.
Para vincular unos grupos de carga a otro grupo de carga, seleccionar los grupos de caga del menú
desplegable e indicar los grupos a vincular abajo.
Puede eliminar los grupos vinculados de un grupo de carga seleccionado clicando en el botón
. Si desea eliminar todos los grupos de carga
vinculados, clique en
.
11
2.3.
Definir cargas
2.3.1. General
Dependiendo del grupo de carga escogido con
, Diamonds desplegará solo las listas relevantes con
los botones que pertenecen al grupo de cargas seleccionado. Haciendo eso, Diamonds no se llena de
botones que no necesita en ese momento. Por ejemplo para el grupo de carga ‘Viento’ hay disponibles
los siguientes botones.
2.3.2. Extensión del generador de viento
Con Diamonds 2013 no solo es posible generar cargas de viento en el pórtico, sino también en la
superficie o en un grupo de barras. Para generar el viento, primero hay que definir los parámetros
generales de la carga de viento. Entonces seleccione los elementos en los que se quiera aplicar la carga
de viento y por último arranque el generador.
2.3.2.1. Parámetros generales de viento: nivel del suelo, estándar de viento y
parámetros del terreno
Si genera cargas de viento en un pórtico, una superficie o un grupo de barras, siempre debe revisar el
nivel del suelo (ver §1.6).
A partir de ahí ya podemos seleccionar el viento estándar y los parámetros del terreno vía
parámetros tienen el mismo significado que en versiones previas de Diamonds.
. Estos
12
Observaciones:
-
Los parámetros del terreno pueden recuperarse en el gestor de informes a partir de Diamonds
2013 (ver 5.1).
Ajustar el estándar o los parámetros del terreno implica que las cargas de viento se borren
2.3.2.2. Viento en un pórtico
Seleccioné el pórtico en el que se quiere aplicar el viento, se activarán estos los botones
y
.
Clique en el botón
para aplicar el viento en un pórtico. Aparecerá la siguiente ventana. Esta ventana
mantiene las funcionalidades como en versiones previas de Diamonds.
Note que el pórtico seleccionado debe estar en un plano en 2D.
13
2.3.2.3. Viento en una superficie
Seleccione las superficies en las que desee aplicar el viento. Clique en el botón
hasta 4 casos de viento a la vez.
-
. Puede generar
Seleccione los grupos de carga en los que Diamonds aplicar el viento.
Introduzca el coeficiente de presión interna
y externa
. Las presiones internas
externas
y la de viento neto
se calculan automáticamente.
Las superficies seleccionadas no tienen que estar en un mismo plano.
, las
Asegúrese de que el sistema de coordenadas locales de las superficies está orientado en la misma
dirección: o todos los ejes locales y’ orientados hacia fuera o todos hacia dentro.
MAL
Para algunas places el eje local y’ está orientado
hacia adentro y otras hacia fuera
14
BIEN
Todos los ejes locales y’ están orientados hacia
fuera
BIEN
Todos los ejes locales están orientados hacia
dentro y’
2.3.2.4. Viento en un grupo de barras
Seleccione el grupo de barras en las que se quiere aplicar la carga, se activarán los botones
Clique en el botón
y
.
para aplicar cargas en grupos de barras. Aparecerá la siguiente ventana.
La mitad superior funciona del mismo modo que la del generador de cargas superficiales
(consulte
el manual de Referencia). En la parte inferior de la ventana puede definir el resto como se indica a
continuación:
-
Seleccione los grupos de carga en los que Diamonds debe colocar el viento.
y externa
. Las presiones internas
Introduzca los coeficientes de presión interna
y del viento
se calculan automáticamente.
externas
,
15
Las barras seleccionadas deben estar en el mismo plano.
2.3.3. Extensión del generador de nieve
Con Diamonds 2013 no es solo posible generar las cargas de nieve sobre un pórtico sino que también
puede hacerlo sobre una superficie o un grupo de barras. Para generar la carga primero tiene que
configurar los parámetros generales de la nieve. Después seleccione los elementos en los que quiere
aplicar esta carga y arranque el generador.
2.3.3.1. Estándar de nieve y parámetros del terreno
Escoja el estándar de nieve que quiere aplicar y los parámetros del terreno con
son idénticos a versiones anteriores de Diamonds.
. Estos parámetros
16
Observaciones:
-
Los parámetros del terreno se pueden recuperar en el gestor de informes (con Diamonds 2013)
(ver 5.1).
Modificar el estándar o los parámetros del terreno causará que las cargas de nieve aplicadas
anteriormente se eliminen
2.3.3.2. Nieve en un pórtico
Seleccione el pórtico donde quiere aplicar las cargas de nieve, se activarán los botones
y
. Clique
en el botón
para aplicar nieve en el pórtico. Aparecerá la ventana siguiente. Esta ventana mantiene
las mismas funciones que en versiones anteriores de Diamonds.
Note que el pórtico seleccionado debe estar en un plano 2D.
17
2.3.3.3. Nieve en una superficie
Seleccione las superficies en las que quiere generar la carga de nieve. Clique en el botón
.
- Seleccione el grupo de carga en la que quiere que Diamonds aplique la nieve.
- Introduzca el coeficiente de forma .
Note que las superficies seleccionadas no tienen que estar en el mismo plano.
Asegúrese que el sistema de coordenadas local de las superficies seleccionadas están orientados en el
mismo sentido: o todos los ejes locales y’ hacia fuera o todos hacia adentro (ver §2.3.2.3).
2.3.3.4. Nieve en grupo de barras
Seleccione el grupo de barras en las que quiere aplicar las cargas de nieve, se activarán los botones de
y
. Clique en el botón
para aplicar la nieve en los grupos de barras. Aparecerá la siguiente
ventana. Esta ventana mantiene las mismas funcionalidades que en versiones anteriores de Diamonds.
La mitad superior de la ventana es idéntica a la del generador de cargas superficiales
Manual de Referencia). En la mitad inferior encontramos:
-
(ver el
Selección del grupo de cargas en la que Diamonds debe aplicar la carga de nieve.
Introduzca el coeficiente de forma .
Las barras seleccionadas deben estar en el mismo plano.
18
2.3.4. Definición de cargas de temperatura más ajustada
2.3.4.1. En barras
Para añadir una carga de temperatura en una barra, seleccione las barras involucradas y clique en el
icono
. Puede escoger entre:
-
: un cambio global de temperatura ( )
-
: un gradiente de temperatura alrededor del eje local z’ (
)
: un gradiente de temperatura alrededor del eje local y’ ( )
La imagen de la derecha muestra claramente cuantos grados se calienta o enfría cada cara.
19
2.3.4.2. En superficies
Para añadir una temperatura en una superficie, seleccione las superficies involucradas y clique en el
icono
. Puede escoger entre:
-
: un cambio global de temperatura
: un gradiente de temperatura alrededor del eje local y’
La imagen de la derecha muestra claramente cuantos grados se caliente o se enfría cada cara.
2.3.5. Cargas dinámicas
Para añadir funciones dinámicas a un caso de carga, hay que dar al caso de carga un carácter dinámico
en
, ver §2.3.1.
El caso de carga dinámico puede tener varios sub casos de carga, que se pueden aplicar a la estructura
de forma conjunta
o independiente
.
Para definir cargas dinámicas debe seguir los siguientes pasos:
1.
: definir la periodicidad, la sincronía y el periodo del (principal) caso de carga
2. Añadir cargas (estáticas) para el caso de carga o sub casos.
3.
: forma de la onda, amplitud, fase… de los (sub) caso(s) de carga
2.3.5.1. Periodicidad, sincronía y periodo
En esta ventana se especifica si los (sub)casos de carga son
-
Periódico (la onda se repite en el tiempo) o no (=onda aperiódica):
Periódico
Aperiódico
20
-
Vinculado o no.
Si no hay subcasos de cargas, solo hay que indicar el periodo. En el caso de existir subcasos de carga
en el caso de carga dinámica, la sincronía también es importante. Esta opción es solo relevante cuando
las cargas se aplican conjuntamente
. Si los subcasos de carga trabajan independientemente
esta opción no tiene sentido. En el caso de que las subcargas trabajen conjuntamente y se definan
como ‘asíncronas’, Diamonds encontrará la situación más desfavorable entre las ondas de las
subcargas. Si escoge ‘en sincronía’, es necesario que sepa el espacio de tiempo entre las subcargas de
ondas, o si no es contante, mejor escoger ‘asíncrono’.
Después, introduzca el periodo de la onda. En los casos de que existan subcargas, hay que introducir
el periodo máximo de todos los subcasos. Puede definir el periodo de 2 formas distintas:
-
Como valores absolutas de periodo (s) o la frecuencia (Hz)
Introduciendo uno u otro, el otro se calcula automáticamente.
Relativo a un periodo natural.
El factor de periodo le permite multiplicar el periodo natural elegido por un valor. Esto es útil
para estudiar el efecto de aplicar una carga con un periodo similar (o igual) al periodo natural
de la estructura, teniendo en cuenta el amortiguamiento.
Si clica en ‘Avanzado’, podrá encontrar las siguientes opciones:
-
-
-
-
‘# puntos de muestreo’ es el número de puntos por los cuales se determinan los
desplazamientos como resultado de las cargas por periodo natural (= resolviendo las
ecuaciones cinemáticas). 100 puntos es una Buena elección.
Como mayor sea la frecuencia natural de un modo, menor será su periodo natural. Para tener
un número suficiente de puntos de integración, puede especificar un número mínimo de
puntos por onda. 15 es un buen número.
‘# puntos de evaluación’ es el número de puntos donde se calcula la respuesta por
superposición. Teniendo configurado ‘#puntos de evaluación’ y ‘#puntos de muestreo’ iguales
es la opción más precisa, pero también la que llevará más tiempo de cálculo. Puede configurar
los ‘# puntos de evaluación’ menor que los ‘# puntos de muestreo’, el error se puede
despreciar. En cambio no tiene sentido poner el ‘# puntos de evaluación’ más alto que los ‘#
puntos de muestreo’.
Si la suma de las masas efectivas modales es demasiado pequeña en una o dos direcciones,
puede hacer lo siguiente:
•
•
Recalcular el análisis modal, pero con más modos propios.
Utilizar la corrección cuasi estática.
En la parte derecha de la ventana puede visualizar todas las ondas definidas en los subcasos de carga.
Inicialmente, cuando aun no hay ondas definidas, este gráfico estará vacío.
21
2.3.5.2. Forma de la onda, amplitud, fase, inicio y final
En esta ventana de diálogo, puede configurar los casos o subcasos de carga:
-
-
-
Forma de la onda
o Sinusoidal
,
o Cuadrangular (o de pulso)
o Triangular
,
,
o Arbitraria (ver 2.3.5.4 )
Factor de amplitud: es el valor máximo de la onda, también es el factor multiplicador para la
carga estática. El valor de la amplitud tiene que estar entre -1 y 1.
Amplitud 2 (solo para cuadrangulares o triangulares): este es el valor máximo que toma l parte
inferior.
Nº periodos: con esta opción puede especificar cuántas veces se debe repetir el ciclo en
periodo.
Fase (solo para sinusoidales): definir una inversión de onda.
‘Inicio’: este es el punto de inicio de la onda, es relativo y se toma respecto el periodo
(momento de inicio = inicio * periodo). Este valor está siempre entre 0 y 1. Si el valor es 0, la
onda empieza en el inicio del periodo. En caso de que el valor > 0, la onda empezará con
retraso, hay una parte del periodo donde la amplitud es 0.
Variación (solo para cuadrangulares o triangulares): esto es donde la onda cruza el eje
horizontal, así que donde la onda cambia de signo, el punto cero de la onda.
‘Final’: es el punto final de la onda, es relativo y se toma respecto el periodo (momento final =
final * periodo). Este valor está siempre entre 0 y 1. Si el valor es 1, la onda finaliza al final del
periodo. En caso de que el valor sea < 1, la onda acabará antes, hay una parte del periodo
donde la amplitud es 0.
Finalmente se especifica si la onda debe aplicarse a cargas (estáticas) o como una aceleración en los
apoyos. Para esta última opción, introducir el valor de la aceleración y la dirección con los ángulos
y .
En la parte derecha, verá la forma de la onda y el detalle sobre 1 periodo. En el detalle, tendrá la
posibilidad de mostrar la onda en un dominio de tiempo (clásico) o de frecuencia. Mediante una
transformación de Fourier, cada onda arbitraria (en rojo) se puede definir como una suma de funciones
harmónicas (senos y cosenos) (en rojo, verde y lila). Esta descomposición se puede mostrar en el
dominio de frecuencia. Aquí se puede ver qué frecuencias tienen la amplitud más alta y que amplitud
se repite más en la onda. Las frecuencias con la amplitud más alta serán las más determinantes y
pueden ser incluso críticas, especialmente cuando ellos corresponden con la frecuencia propia de la
estructura.
22
2.3.5.3. Onda arbitraria
Puede definir una onda arbitraria en Diamonds. Seleccionando esta opción, debe rellenar algunos
puntos de interpolación. Puede utilizar las herramientas que le proporciona Diamonds o importar
valores de una tabla.
-
eliminar un punto
-
interpolación ‘suave’ entre puntos. Los puntos se conectan según una spline cúbica.
interpolación linear entre puntos. Los puntos se conectan mediante rectas.
23
-
añadir un punto, a la mitad de la distancia entre el seleccionado y el anterior.
-
añadir un punto, a la mitad de la distancia entre el seleccionado y el siguiente.
-
pegar una tabla externa con los valores del portapapeles. En una tabla externa (por
ejemplo de MS Excel), necesita 2 columnas: una con los valores de tiempo/periodo y una
segunda con las amplitudes. Seleccione ambas columnas con sus valores, copiarlo en el
portapapeles (vía CTRL+C) y pegar los valores en Diamonds con
.
Además de estas operaciones, puede elegir puntos con el ratón directamente en el gráfico detallado y
moverlas como desee.
Observaciones:
- Si importa un modelo de Diamonds con cargas dinámicas o sísmicas en PowerFrame o
viceversa, le recomendamos que redefine estas cargas después de importar el modelo.
2.3.6. Carga sísmica
Cuando haya creado un caso de carga sísmica, puede definir el espectro de respuesta elástica vía
Aparecerá la siguiente ventana:
-
.
Especificar el código de diseño para el que se quiere aplicar el espectro sísmico. Puede escoger
entre:
• EN 1998-1:2004 (EU)
• ASCE (USA)
• INPRES-CIRSOC (ARG)
24
• NSR-10 (COL)
• NCH433 (CHL)
En la imagen de arriba se escogió el EN 1998-1:2004.
-
Un espectro sísmico consiste en un
• Espectro horizontal en la dirección u
• Espectro horizontal en la dirección v
• Espectro vertical opcional en la dirección w
La aceleración de respuesta se define en función de los periodos modales dados para cada
espectro (dirección u, v y w) en el gráfico.
-
-
-
-
Introduzca el ángulo entre la dirección del espectro y de los ejes
globales. La imagen muestra cómo el espectro rota respecto los ejes
globales.
Si el ángulo es 0°, la dirección u y v coinciden respectivamente con las direcciones globales X y
Z.
Seleccione si quiere tener en cuenta o no el componente vertical.
Si los modos propios son independientes unos de otros, se puede calcular la respuesta total
con el método de ‘la suma de cuadrados’. Si los modos propios dependen uno de otro, debe
utilizar el método de CQC (método Combinación Cuadrática Completa).
Escoja el tipo de espectro.
Escoja el tipo de suelo, tiene tipos entre A → E.
La importancia del edificio. Puede escoger desde la importancia desde I hasta IV. Dependiendo
de la clase de importancia, Diamonds elegirá el factor automáticamente.
Si escoge ‘—‘, deberá entrar usted mismo un valor para el factor de importancia .
Introduzca factores de comportamiento para las direcciones ( , ,
).
Aceleración del suelo
Factor de desplazamiento
Puede encontrar más información acerca de estos parámetros en los códigos de diseño
correspondientes, como el EN 1998-1:2004.
Se puede guardar un espectro definido a un fichero de texto externo, utilizando el botón
parte inferior de la ventana. Los espectros guardados se pueden abrir vía
de la
.
Observaciones:
-
Una acción sísmica se considera que actúa sobre todos los apoyos al mismo tiempo.
-
Puede eliminar la acción sísmica con el botón ’Borrar cargas’
No hay corrección cuasi-estática para las cargas de sismo. Si no se ha obtenido la suficiente
masa modal efectiva, aparecerá el siguiente error.
25
-
Necesita recalcular un número mayor de modos propios.
Una carga sísmica se representa con el símbolo de abajo y siempre aparece en el campo XZ. La
masa que se tiene en cuenta para el análisis modal aparece en el centro de gravedad de la
estructura.
2.3.7. Masas como carga
Los parámetros modales de la estructura (modos y frecuencias propias) se calculan basándose en la
distribución de masas (peso propio) y la rigidez de la estructura.
Los elementos (como placas) que no estén modelados, no contribuirán a la composición de la matriz
para el análisis modal.
Para tener en cuenta la masa de estos elementos, puede definir la masa como carga. Puede seguir los
siguientes pasos:
-
Definir un grupo de cargas permanentes y configurar el coeficiente de correlación
Definir las masas en el grupo de carga.
a ‘1’
.
26
Consecuencias
-
2.4.
Reemplazando las masas por un grupo de cargas, tiene en cuenta la masa en el análisis global.
Generación de combinación de carga
Debido a la presencia de cargas sísmicas, ahora puede generar combinaciones de estados límites
últimos para sismo.
2.5.
Configuración de cargas extendida
En esta pestaña (como en las versiones previas de Diamonds):
-
El tamaño de las cargas a representar.
En qué color quiere ver los distintos tipos de cargas.
Más abajo puede ver los 3 nuevos tipos de cargas añadidos, debidos a los módulos de sismo y cargas
dinámicas añadidos en Diamonds 2013, llamados:
-
Masa concentrada en un punto
Masa distribuida en una línea
Masa distribuida en una superficie
27
28
3. Análisis elástico
3.1.
Nuevo motor de cálculo
Se ha implementado en Diamonds 2013 viene un Nuevo motor de cálculo mucho más eficiente.
Destacando lo siguiente:
-
La capacidad de utilizar todos los procesadores de su ordenador.
Los resultados ya no se escriben en la memoria RAM, sino que lo hace en el disco duro.
Cuando el sistema operativo así lo permite utiliza los 64 bit.
Observaciones:
-
Es imprescindible instalar .NET Framework 4.0 y la versión 5.0 de CodeMeter Control Center.
Una ventana de diálogo le mostrará el progreso en el análisis. Esta ventana desaparecerá
automáticamente cuando el análisis haya finalizado sin errores ni avisos. Si han habido errores
o avisos durante el análisis, esta ventana de diálogo se quedará abierta.
Con el botón ‘Detalles’ puede tener una idea del proceso de cálculo y los errores que han
ocurrido. Una vez sepa del error, puede cerrar la ventana clicando en ‘Cerrar’.
Un fichero calculado y guardado en Diamonds 2013 contendrá 3 partes:
o Un fichero *.bsf con la geometría, las cargas y la malla.
o Un fichero *bs! que es una copia del fichero *bsf (= un back up)
o Una carpeta con el mismo nombre que el fichero .bsf, donde se guardan los resultados.
-
3.2.
Ventana para el análisis elástico modificada
La ventana de análisis elástica
-
tiene 3 pestañas a partir desde la versión 2013 Diamonds:
Estructural
Suelo
Dinámica
Dependiendo de la geometría, estarán activas una o más pestañas. Es necesario comprobar todas las
pestañas activas.
3.2.1. Estructural
Vamos a ver la pestaña ‘Estructural’:
29
-
-
-
Análisis
Ahora tiene la posibilidad de imponer un número máximo de iteraciones para no
linealidades. Las otras opciones son las mismas de antes.
Imperfecciones globales
Puede tener en cuenta imperfecciones globales marcando esta opción. Necesita introducir
el factor y la dirección. La opción de dirección es nueva y se puede definir como:
o Que Diamonds la configure automáticamente – esta será la dirección con el mayor
desplazamiento vectorial horizontal.
o X Global
o Z Global
o Personalizada – necesita introducir un ángulo en el plano horizontal
Uniones
Ahora puede decidir si el análisis debe hacerse basándonos en la clasificación de las uniones
o con la rigidez real de la unión.
Ahora en Diamonds 2013 puede escoger cómo aplicar el comportamiento no lineal de las
uniones:
o Tener en cuenta el gráfico de rigidez completo.
o Eliminar la parte plástica del diagrama de rigidez
o Como valor límite hay que introducir la pendiente [-] de la parte del diagrama para
tener un comportamiento elástico. Con un valor negativo de la pendiente, Diamonds
tendrá en cuenta todas las partes plásticas del diagrama.
o Tener en cuenta solo la rigidez
o Tener en cuenta solo la rigidez inicial ,
Por ejemplo: para el gráfico de rigidez de abajo, hemos calculado todas las pendientes para
cada parte del gráfico, basado en los datos de la tabla de la izquierda.
30
255,0 − 246,2
= 29,3
0,6 − 0,3
246,2 − 164,2
= 410
0,3 − 0,1
164,2 − 0
= 1642
0,1 − 0
133,8 − 0
= 1338
0,1 − 0
−200.7 + 133,8
= 334,5
−0.3 + 0,1
−220 + 200,7
= 64,33
−0.6 + 0,3
De acuerdo con este ejemplo, le mostramos en línea punteada naranja el gráfico que
Diamonds va a tener en cuenta, en lugar del original, que está en rojo.
Gráfico complete de rigidez
31
Evitando la plasticidad – límite 30
Evitando la plasticidad – límite 350
La rigidez
-
La rigidez inicial
,
Fisuración del hormigón
Los parámetros mantienen sus funciones conocidos.
Observaciones:
-
Los análisis de 1r orden a partir de Diamonds 2013 puede reproducir un pequeño cambio en
los resultados, comparándolo con versiones previas.
32
Por ejemplo
4m
Diamonds crea la malla de EF (asumimos 4 divisiones internas de barra) y recalcula la
carga lineal en cargas puntuales para que coincidan con los nodos de malla (=
‘discretización’). Diamonds utilizará esta esquematización para calcular el modelo a partir
de ahora, le mostramos a continuación como verá la diferencia entre versiones:
-
Hasta Diamonds 2012 R02
A partir de Diamonds 2013
Las cargas puntuales de ‘1kN’ ya no
producen deformaciones. Puede que en
versiones anteriores hubiese una pequeña
desviación en la deformación (y, por
consiguiente, en sus reacciones).
En la nueva versión de Diamonds hemos
añadido un momento corrector para
solucionar este ‘fallo’ común en los
Métodos basados en Elementos Finitos.
También el análisis en 2º orden puede causar alguna desviación en los resultados a partir de
Diamonds 2013, si lo comparan a resultados de versiones anteriores. Los análisis de 2º orden
se ha extendido de forma que:
o Los momentos se tienen en cuenta en la matriz de rigidez.
o Las reacciones se calculan basándose en el estado deformado de la estructura.
3.2.2. Suelo
Los parámetros de esta pestaña antes aparecían en una ventana de diálogo separada cuando
arrancaba el análisis elástico. El significado de los campos siguen siendo los mismos.
33
3.2.1. Dinámico
La pestaña ‘Dinámico’ solo estará activa cuando el modelo contenga una carga dinámica o sísmica.
Esta parte contiene los siguientes parámetros:
-
Especifique el número de modos que quiere calcular.
Seleccione también la combinación de carga de referencia en la que quiere que Diamonds
calcule la matriz de rigidez. Una buena elección sería el ‘Peso propio’.
Parámetros avanzados:
o La opción ‘Intervalo’ le permite indicar el rango de frecuencia en la que las
frecuencias propias deben ser calculadas.
34
o
o
o
o
Puede escoger entre 2 tipos de amortiguación:
Amortiguación de Rayleigh: introduzca el ratio de amortiguación ξ para el
primer y el segundo modo propio.
O introduzca ratios de amortiguamiento para cada modo
independientemente.
El parámetro ‘Máximas sub iteraciones’ se puede dejar como ‘auto’. En caso de que
haya un problema de convergencia podría solucionarlo aumentando este número.
Si tiene el modulo ‘Linear Dynamic Analysis’ de Diamonds, puede escoger entre el
solver interno de Diamonds o el solver externo DDS (recomendado).
Indique si quiere una matriz de masa consistente o concentrada.
Después del análisis dinámico puede explorar los distintos resultados:
- Para cada frecuencia propia hay un modo y unos resultados propios (ver método §0).
- Una tabla con la información modal
(ver §0).
-
Para cada modo propio la respuesta de la carga dinámica
o
o
o
o
.
En el primer menú desplegable, puede escoger el caso de carga dinámica para el que
quiere ver la respuesta de la estructura.
Si este caso de carga dinámica tiene subcasos de carga, puede seleccionar el subcaso
de carga en el segundo submenú desplegable.
En el tercer menú desplegable puede escoger los modos propios a mostrar. También
puede optar por mostrar todos los modos propios en 1 gráfico.
Cuando seleccione la opción ‘Escala global’, la amplitud del modo propio se re escalará
respecto a la amplitud máxima. Si desmarca esto, la respuesta del modo propio
aparecerá lo más grande posible. Por ejemplo:
35
Respuesta de todos los modos propios.
La amplitud del modo de color verde es muy
pequeño comparado con el rojo.
Respuesta del modo verde a escala global
Respuesta del modo verde
Esta ventana le puede ayudar a
o Determinar si un modo propio reacciona o no a una cierta carga dinámica.
o Decidir si una corrección cuasi estática está justificada o no.
Si la frecuencia propia del modo es mucho más grande que la frecuencia de la carga
impuesta, el modo reaccionará de un modo ‘casi estático’ – la amplitud tiene la misma
forma que la carga definida. En ese caso, puede utilizar la corrección cuasi estática.
El marco de respuesta en el tiempo es idéntico al periodo que ha introducido en
§0).
3.3.
(ver
Análisis modal
Un análisis modal calculará las frecuencias y los modos propios de una estructura. Para empezar este
análisis, clicar en el botón
opciones de análisis:
. Diamonds le mostrará el siguiente diálogo donde puede configurar estas
36
Esta ventana tiene los siguientes parámetros:
-
Especificar el número de modos propios (y frecuencias propias asociadas) quiere calcular.
Parámetros avanzados:
o La opción ‘Intervalo’ le permite configurar el rango de frecuencia en la que las
frecuencias deben ser calculadas.
o Puede escoger entre 2 tipos de amortiguamiento:
Amortiguación de Rayleigh: introduzca el ratio de amortiguación ξ para el
primer y el segundo modo propio.
O introduzca ratios de amortiguamiento para cada modo
independientemente.
o El parámetro ‘Máximas sub iteraciones’ se puede dejar como ‘auto’. En caso de que
haya un problema de convergencia podría solucionarlo aumentando este número.
o Si tiene el modulo ‘Linear Dynamic Analysis’ de Diamonds, puede escoger entre el
solver interno de Diamonds o el solver externo DDS (recomendado).
o Indique si quiere una matriz de masa consistente o concentrada.
Después de haber realizado un análisis modal, puede ver los resultados para las frecuencias propias (y
modo propio acompañado). Ir a la ventana ‘Resultados’ y seleccionar, por ejemplo, las deformaciones
. En el menú desplegable de abajo, puede seleccionar una de las frecuencias propias. Puede
animar el movimiento de la estructura con
:
-
: empezar
: pausa
: acelerar
-
: ralentizar
: animar con la velocidad de la frecuencia propia.
37
Con el botón
puede acceder a la tabla de la información modal:
Encontrará los siguientes parámetros:
-
Velocidad angular * [,-./0]
Frecuencia 2 [34]
periodo 5 [0]
masa modal
rigidez modal 6
amortiguación modal 7
amortiguación crítica 78
ratio de amortiguamiento ξ [%]
masa modal efectiva en el eje global X
38
-
masa modal efectiva en el eje global Y
masa modal efectiva en el eje global Z
Utilice el botón
para copiar los contenidos de esta ventana.
Observaciones:
-
Diamonds tiene 2 solvers para realizar los análisis modales, dinámicos y sísmicos:
o Un solver interno, de acuerdo el método de Lanczos.
o Un solver externo y altamente eficiente, el DDS solver. DDS (Dynamic Design
Solutions) es una empresa Belga especializada en soluciones dinámicas.
-
Acceso al solver:
o Si adquirió una licencia del nuevo módulo de Diamonds ‘Sísmico’ o ‘Linear Dynamic
Analysis’ O había adquirido en el pasado el modulo para PowerFrame, puede accede
a ambos solvers (tanto el interno como el externo).
o Si tenía una licencia de PowerFrame (sin módulos adicionales), puede calcular modos
y frecuencias propias para estructuras de barras en Diamonds (análisis modal).
-
Cuando ejecute un análisis modal, dinámico o sísmico son el solver externo DDS, Windows
le preguntará si realmente quiere ejecutar el programa ‘ftabs.exe’:
Debe clicar en ‘Ejecutar’ para continuar con el análisis.
Los modos propios en Diamonds están relacionadas con la masa en [kg], en PowerFrame
estaban relacionadas respecto a la masa en toneladas.
-
3.4.
Verificación de equilibrio y factor de pandeo global
En el botón
puede encontrar tanto la verificación de equilibrio como el factor de pandeo global,
para cada combinación de carga:
-
La verificación de equilibrio contiene para cada combinación el descenso de cargas y las
reacciones en las bases.
El factor de pandeo global es el factor por el que habría que multiplicar las cargas para
provocar el pandeo global de la estructura.
Si el factor de pandeo global es menor que ‘1’, la carga es mayor a la carga crítica, y por lo
tanto la estructura fallará (colapsará).
El factor de pandeo global solo está disponible para cálculos de segundo orden.
Utilice el botón
para copiar los contenidos de esta tabla.
39
Observaciones:
- La verificación de equilibrio estaba disponible desde Diamonds 2012 R00.
- El Pandeo global es independiente al código de diseño que se utilice y no debe confundirse
con las verificaciones de pandeo de un elemento en particular.
40
4. Diseño
4.1.
Filtro extendido para verificaciones de acero y madera
Hasta ahora, podía configurar un criterio a nivel global o a nivel individual para reacciones (M, V, N),
para tener solo en cuenta las combinaciones relevantes para la verificación del acero y la madera.
Este criterio de selección se ha extendido a la resistencia en barras.
4.2.
Verificación de uniones extendida (de acuerdo con el AISC)
En el cálculo de uniones, el diagrama de rigidez se transfiere a Diamonds. La presencia de este
diagrama tiene efecto sobre la rigidez global de la estructura, y por lo tanto también en las reacciones.
Teóricamente, debe recalcular las uniones en PowerConnect, con las nuevas reacciones.
Para uniones de acuerdo el AISC, este recálculo está implementado en Diamonds 2013:
-
Después de recalcular la estructura y tener las nuevas reacciones, clique en el botón .
Diamonds le ofrece la posibilidad de recalcular cada unión por separado o todas a la vez.
Diamonds le preguntará en qué combinaciones se debe verificar la unión.
Después de calcularlas (cálculo realizado por PowerConnect), aparecerá el porcentaje de
aprovechamiento [%] en la pantalla. La unión aun es útil si el porcentaje está por debajo del
%. Si la unión ya no es válida, debe modificarla en PowerConnect.
41
42
5. Informe
5.1.
Parámetros de terreno, viento y nieve
En Diamonds 2013 puede recuperar en los informes los parámetros introducidos del terreno y las
cargas de viento y nieve aplicadas con los generadores de Diamonds. Para hacer esto, necesita marcar
la opción ‘Mostrar las cargas generadas’.
Observación:
43
-
5.2.
Esta opción solo funcionará con cargas de viento y nieve creadas con los generadores de
Diamonds 2013.
Cargas dinámicas y sísmicas
Para incluir parámetros sísmicos y dinámicos, debe marcar la opción ‘Incluir cargas generadas’.
44
5.3.
Información complete de la verificación según norma (para acero y
madera)
En Diamonds 2013 puede mostrar la verificación (tanto de Resistencia como de estabilidad) en los
informes:
-
Un diagrama con gráfico de estabilidad al pandeo y resistencia
Los detalles de la verificación de la resistencia y la estabilidad crítica
Todos los detalles de todas las verificaciones realizadas.
Observaciones:
-
Los detalles de verificación de resistencia ocupan hasta 3 páginas y las de verificación del
pandeo 2 – esto solo para una barra. Así, que es aconsejable solo mostrar los detalles de
aquellas barras en que sea importante.
45