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Una de las novedades más interesantes que ha incorporado CEDRUS con el lanzamiento de la nueva Generación 8 es la posibilidad de analizar mediante modelos de Elementos Finitos los muros de un edificio. (Ver el apartado "Análisis de muros de hormigón armado con elementos finitos" en las novedades de la Generación 8). Este análisis mediante elementos finitos está especialmente indicado para muros que presenten grandes aberturas.
Para aquellos muros que tengan aberturas pequeñas o que no tengan, existe una alternativa de cálculo basada en la consideración del muro como una barra vertical con una sección transversal rectangular. En este artículo veremos lo fácil que es analizar todos los muros de un edificio completo de CEDRUS-8 utilizando este método.
En la siguiente figura vemos el análisis de un muro mediante un modelo de elementos finitos (izquierda) y el análisis considerando el mismo muro como una barra con sección transversal rectangular (derecha):
La pared puede estar sometida a esfuerzos normales (axil y momento) y a esfuerzos cortantes. El diseño del refuerzo necesario o la comprobación de un refuerzo existente se llevará a cabo con el programa FAGUS, que nos proporcionará los refuerzos distribuidos vertical y horizontal. También, si así se desea, obtendrá los refuerzos en los nudos, en el caso de muros que deban soportar fuertes momentos, normalmente asociados a cargas sísmicas.
Antes de definir el cálculo de FAGUS es muy importante que definamos qué elementos "muro" deben calcularse como segmentos individuales y cuáles deben estar agrupados. Esto lo haremos en la pestaña "Elementos del edificio" dentro del modelo de CEDRUS de cada una de las plantas.
Nos gustaría recomendar en este punto la lectura del artículo "Diferencia entre dimensionar núcleos de edificios agrupando o desagrupando los elementos 'pantalla' que los conforman". Cada segmento de muro y cada nudo (si se introduce armadura de nudo en los muros) tendrá un identificador único, utilizando los identificadores W1 a Wm para los segmentos y N1 a Nm para los nudos.
Para poder hacer en CEDRUS-8 un cálculo integrado con FAGUS-8, deberemos definirlo con la ayuda del menú "Opciones para el cálculo de FAGUS", disponible en la pestaña "Cálculo":
Este cálculo partirá de los esfuerzos obtenidos en cada muro a partir del análisis del "Modelo de losas superpuestas", lo que nos permitirá tener en cuenta, además de las cargas verticales, las horizontales provocadas por el viento o por un eventual sismo.
Una vez definido el cálculo, podremos ir a la pestaña "Modelo de losas superpuestas" para ver los resultados. En el desplegable "Cargas" tendremos una opción adicional con el nombre " Cálculo con FAGUS (A)>Armadura de muro":
Seleccionándolo y presionando al rayo amarillo para iniciar el cálculo, obtendremos rápidamente los resultados para cada uno de los muros del edificio:
En la figura anterior (izquierda) vemos las eficiencias de cada uno de los muros del edificio. En el cuadro de diálogo (derecha) se presenta (además de los listados de eficiencia, cuantías de armado y Kilos de armado por metro cúbico de hormigón), un croquis de la sección del muro con la armadura necesaria en cada una de las caras, en un caso en el que no se dispone armadura en los nudos. Si quisiéramos dimensionar armaduras en los nudos además de la armadura distribuida en las caras, bastará con indicarlo en el cuadro de diálogo y el cálculo se actualizará:
Todo el dimensionamiento se hará en base a lo que especifiquemos en el menú de opciones "Parámetros de la armadura", donde podremos definir el recubrimiento, las armaduras mínimas y los diámetros preferidos:
Como es habitual en todos los cálculos de los programas CUBUS, además de los resultados gráficos, podremos obtener los resultados numéricos con todos los detalles:
Uno de los rasgos más característicos de los programas de la casa CUBUS es su permeabilidad en cuanto al seguimiento de los cálculos realizados para la obtención de los resultados. Este caso no es una excepción y el programa nos permite abrir FAGUS para ver el cálculo de aquellos muros que queramos. Si en la siguiente figura nos fijamos en la eficiencia del muro L1:P2-1, vemos que nos da un valor de 0.26 (que es la correspondiente, en este caso, a la eficiencia de la armadura horizontal, o lo que es lo mismo, la que debe soportar el esfuerzo cortante), en el caso de que consideremos armadura de nudo:
Utilizando el siguiente icono del cuadro de diálogo abriremos el cálculo de FAGUS, en cual veremos exportados tanto la geometría del muro como los esfuerzos resultantes del modelo de losas superpuestas:
Si hacemos el análisis de eficiencia en FAGUS, veremos todo el detalle del cálculo realizado y seremos capaces de saber qué combinación y qué tipo de esfuerzos (normales o cortantes) han sido los determinantes a la hora de obtener la armadura del muro:
En la tabla anterior comprobamos que el muro que hemos tomado como ejemplo presenta una eficiencia de 0.06 para axil y flector y de 0.26 para cortante y torsión. Esta segunda eficiencia es la que se muestra en la tabla resumen de CEDRUS (effH), al ser la mayor.
Finalmente, nos gustaría enseñar una utilidad muy interesante relacionada con la exportación de resultados. A través del cuadro de diálogo "Armadura de muro FAGUS (A)" es posible exportar, en 3D, todos los resultados de la armadura de los muros del edificio. Esta exportación puede hacerse en PDF o en DXF:
Si visualizamos, por ejemplo, el DXF que se obtiene, podemos comprobar el nivel de detalle con el que se exportan los resultados. Además de dibujar la geometría de los muros, se indica la geometría exacta de los nudos definidos en cada uno de ellos y la armadura que debe disponerse tanto en cada cara de los muros como en dichos nudos:
Este DXF está, además, preparado para ser insertado dentro de un modelo estructural de cualquier software de Modelado de información de construcción (BIM), siendo de gran ayuda para disponer los elementos de armado en las posiciones exactas dentro de la geometría de los muros del edificio o para realizar croquis para pasar a delineación.
Hemos demostrado lo sencillo y rápido que es llevar a cabo el dimensionamiento y la comprobación de armaduras de todos los muros de un edificio con CEDRUS-8, ¿vas a seguir dimensionándolos sin él?
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