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Cálculo de estructuras de hormigón. Edificio con CYPECAD
T1
Filosofía CYPECAD
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Interface gráfica
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Interface gráfica
ÍNDICE DE CONTENIDOS Parte 1 – Interface gráfica 1.
2.
Present ación de CYPECAD ........................................................................................... 3 1.1.
Aspectos generales de CYPECAD ........................................................................................ 3
1.2.
Estructuras que pueden ser calculadas con CYPECAD ........................................................ 5
Interface gráfica ............................................................................................................. 7 2.1.
Descripción general de la ventana de CYPECAD ................................................................. 7
2.2.
Gestión de archivos ................................................................................................................ 9
2.3.
Datos generales ................................................................................................................... 16
2.4.
Pestañas de trabajo.............................................................................................................. 28
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Parte 1 – Interface gráfica 1. Presentación de CYPECAD 1.1.
Aspectos generales de CYPECAD
Existen en el mercado hoy en día una gran variedad de software dedicado al cálculo de estructuras. Algunos, como CYPECAD, están especializados en el cálculo de estructuras de edificación. Al especializarse en un determinado ámbito de estructuras, CYPECAD presenta aspectos que permiten realizar tareas con gran precisión y rapidez: permite crear, calcular, armar y dibujar añadiendo detalles, una gran variedad de elementos estructurales de un edificio.
Figur a 1.1.1 Visión 3D de edific io en CYPECAD
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Sirva como ejemplo el proceso de creación de cualquier forjado, en CYPECAD es tan sencillo como escoger en un menú el tipo de forjado que se desea calcular, indicar sus características geométricas, y finalmente pulsar sobre el espacio que debe ocupar dicho forjado. Posteriormente, CYPECAD realizará el análisis estructural del forjado, dispondrá su armadura según el resultado y además, permitirá al usuario consultar diagramas de esfuerzos, imágenes de isovalores y gráficas de deformada del edificio, y posteriormente, editar el armado obtenido mediante un menú específico.
Figur a 1.1.2 Diagrama de isovalo res en CYPECAD
Finalmente, dicho forjado al igual que el resto de elementos estructurales, puede ser dibujado permitiéndose añadir en los planos una gran cantidad de detalles estructurales que forman parte de una biblioteca propia de CYPECAD. El ejemplo del forjado expuesto es extrapolable al resto de elementos estructurales. El proceso de introducción de la geometría de la estructura en CYPECAD se lleva a cabo en planta, y las estructuras integradas con Nuevo Metal 3D se pueden llevar a cabo de forma tridimensional.
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También el programa ofrece la posibilidad de listar las comprobaciones que realiza de los diferentes elementos estructurales, y exportarlas en un formato apto para incorporarlas a la memoria de cálculo.
Figura 1.1.3 Parte del listado de comprob aciones de pilares
Por último, CYPECAD también permite enlazar su información con otros programas, por ejemplo: Memorias CTE (para la generación de la memoria de cálculo), Arquímedes (para las mediciones de la estructura, y desde este programa a Excel o al formato estándar FIEBDC-3), y también exportar la información a otros formatos: IFC (para programas BIM, como ArchiCAD, Revit o Allplan), Tekla Structures, TecnoMetal y CIS/2.
1.2.
Estructuras que pueden ser calculadas con CYPECAD
Con CYPECAD
es posible realizar el cálculo y dimensionado de estructuras tanto de
hormigón armado como metálicas. Cada una de estas estructuras puede estar compuesta por elementos tales como pilares, pantallas, muros, vigas de hormigón, metálicas y mixtas; forjados de viguetas (armadas, pretensadas, in situ, metálicas de alma llena y de celosía), placas aligeradas, losas mixtas, forjados reticulares y losas macizas; cimentaciones por losas © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.
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superficiales o vigas de cimentación, zapatas y encepados; obras de Metal 3D integradas (perfiles de acero, aluminio y madera) con 6 grados de libertad por nudo, incluyendo el dimensionamiento y optimización de secciones.
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2. Interface gráfica 2.1.
Descri pci ón general de la ventana de CYPECAD
Para trabajar con CYPECAD, primero tenemos que acceder al menú general de Cype Ingenieros, dónde en la parte central a la izquierda tenemos los programas disponibles,
Figur a 2.1.1 Menú general de Cype Ingeni eros
Como se puede apreciar en la imagen anterior, el menú general también dispone en la parte superior de acceso a diversos servicios de Cype Ingenieros, tales como el soporte técnico, página web, comunidad de usuarios, lista de deseos, los manuales así como las novedades de la versión instalada del programa. En la parte inferior, disponemos de un enlace para la comprobación on-line de las actualizaciones publicadas, información relativa a la licencia y un botón de acceso al cuadro de diálogo que permite elegir las unidades de trabajo. © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.
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Figur a 2.1.2 Ventana de selección de uni dades
Una vez que clicamos en CYPECAD en el menú general accedemos al programa.
Video 2.1.1 Interface de CYPECAD
Una vez hecho un primer recorrido por la interface gráfica de CYPECAD, vamos a ver las partes más interesantes al empezar una obra.
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2.2.
Interface gráfica
Gestión de archivos
La gestión de las obras se realiza mediante el menú general Archivo > Gestión archivos, o bien desde el botón Gestión de Archivos de la barra de herramientas bajo el menú.
Figura 2.2.1 Gestión de archivos d esde el menú
Figura 2.2.2 Icono de Gestión d e archiv os
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Figur a 2.2.3 Ventana de Gestión de archivos
Se activa la ventana Gestión archivos que está dividida verticalmente en dos zonas, la zona izquierda contiene el árbol de directorios de Windows y en la zona derecha se visualizan todos los ficheros que contenga el directorio seleccionado. Para abrir en CYPECAD un fichero se deberá realizar doble clic sobre él o un solo clic y, a continuación, pulsar el botón Abrir . La parte superior de la ventana contiene las siguientes herramientas:
Figura 2.2.4 Herramientas de Gestión de archivos
Abrir . Permite acceder al fichero seleccionado. Esta opción se desactiva cuando el fichero está protegido contra escritura.
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Nuevo. Pulsando este botón se abre un diálogo para la creación de un fichero. Se deberá escribir su nombre y descripción. La opción Examinar permitirá situar el nuevo fichero en el directorio deseado.
Figur a 2.2.5 Ventanas de la opc ión Nuevo
Copiar . Esta opción permite duplicar el fichero actual en cualquier otro directorio o unidad de disco. Si se cambia el nombre a la copia, esta podrá guardarse en el mismo directorio. Borrar . Elimina el fichero seleccionado, que es el que aparece destacado en la lista de ficheros. Pulsando esta opción el programa emitirá un mensaje de confirmación. Buscar . Para facilitar la localización de obras en la ventana Gestión archivos se ha implementado una opción de búsqueda. Con el icono Buscar se abre el diálogo Localización de obra por tesauro , que permite localizar las obras del directorio seleccionado en el diálogo
anterior (Gestión archivos) que contengan la palabra que indique el usuario en su nombre o descripción.
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Figur a 2.2.6 Ventana de Localizació n de obr a por tesauro
Enviar . Permite enviar ficheros de obras a través de internet a la dirección electrónica de Soporte Técnico de CYPE Ingenieros o bien a direcciones personales que se deberán configurar.
Figur a 2.2.7 Ventana de Opcion es de envío
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Al pulsar el botón Enviar se abre una ventana que contiene la opción Ficheros asociados. Éstos hacen referencia a los resultados de cálculo y no es necesario ni conveniente enviarlos en el caso de una obra ya calculada, por su excesivo tamaño, por lo que se recomienda desactivar esta opción. El programa preguntará si se desea enviar la obra por correo electrónico o sólo comprimirla (formato .cyp propio de CYPE Ingenieros), para copiarla o para llevarla a otro ordenador donde se disponga de internet. Si se selecciona la opción Enviar obra por correo electrónico , al pulsar Aceptar se abrirá un diálogo con las direcciones de internet dadas de alta anteriormente. Se deberá seleccionar la dirección donde se quiera enviar la obra. Desde el icono Configurar Envío pueden añadirse direcciones personales. Una vez seleccionada la dirección se deberá
pulsar Aceptar para enviar la obra.
Figur a 2.2.8 Ventana de Opcion es de envío
Figur a 2.2.9 Ventanas de Opciones de envío
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Si se selecciona la opción Sólo Comprimir Obra se creará un fichero con la obra comprimida, que por defecto quedará guardada en el mismo directorio donde se encuentra el fichero original, con el mismo nombre pero con la extensión .cyp. En caso de querer comprimir la obra con otro nombre o en otro directorio, podrá realizarse mediante el botón de la carpeta amarilla que se encuentra en la parte superior de la ventana Opciones de envío.
Figura 2.2.10 Comprim ir obra
Compartir. Como su nombre indica, esta opción permite compartir una obra comprimida en formato .cyp a través de internet. La obra se publicará en un servidor y será accesible para terceras personas a través de un enlace privado, por tanto, sólo las personas que conozcan dicho
enlace
tendrán
acceso
a
la
obra.
Para utilizar esta opción, basta con seleccionar una obra en el diálogo Gestión archivos de cualquiera de los programas de CYPE y pulsar el icono Compartir . El usuario puede incluir un título y un comentario en la obra que se va a compartir. A continuación aparecerá otro diálogo en el que se indica el enlace donde se encuentra la obra, el cual pude ser copiado seleccionándolo con el botón izquierdo del ratón para facilitarlo a la persona que desee. Este diálogo también permite abrir la página donde se ha publicado la obra. En el directorio usr\cype\cypecad, se genera el fichero links.txt que contiene los enlaces de todas las obras publicadas. Este fichero también contiene los enlaces de las pantallas que se pueden capturar y publicar mediante la opción que se describe en el apartado siguiente.
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Figura 2.2.11 Ventanas de Compartir y Publicar obr a
Figura 2.2.12 Ventana inform ativa de la obra comp artida
Figur a 2.2.13 Página web de la obr a compartida
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Descomprimir . Descomprime el fichero con extensión .cyp. Para descomprimir una obra se han de seguir los siguientes pasos: Desde la ventana Gestión archivos, primero se deberá situar en el directorio donde se quiera descomprimir la obra. Pulsar el botón Descomprimir . Seleccionar el fichero de la obra con extensión .cyp que se desea descomprimir. Inmediatamente se procederá a la descompresión de la obra seleccionada en el directorio señalado. Ejemplos. Instala los ejemplos prácticos del programa y lleva automáticamente al usuario a la ruta donde se han instalado para que los pueda abrir. Al estar preinstalados, en caso de que los borre, se generarán de nuevo automáticamente. Borrar tmp. Borra los ficheros temporales de las obras seleccionadas en la parte inferior. Estos ficheros temporales no son imprescindibles para abrir la obra o copiarla. Salir . Cierra la ventana Gestión archivo y vuelve a la pantalla de CYPECAD.
2.3.
Datos generales
En CYPECAD, la introducción de dichos datos se inicia en la pantalla de Datos generales, siendo necesaria la definición de las siguientes propiedades de la obra:
•
Clave y descripción de la obra
•
Normativa de aplicación
•
Tipo de hormigón y modalidad de control
•
Tipo de acero en barras de armar y modalidad de control
•
Tipos de perfiles: Clase de acero laminado y conformado (más madera y aluminio)
•
Valor característico de las acciones
•
Conjunto de cargas (viento y sismo)
•
Combinaciones de hipótesis adicionales
•
Combinaciones de estados límite
•
Coeficientes de pandeo
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Figur a 2.3.1 Ventana de Datos gener ales
Clave. La clave no es más que el nombre del archivo con el cual CYPECAD guardará la obra, y se define con la opción Nuevo de Gestión archivos. Descripción. La descripción constituye un recordatorio de los datos particulares de la obra, por ejemplo, para una misma obra a veces puede ser necesario crear acción del viento, acción del sismo, etc. En este caso, la descripción recordará al usuario que características tiene la obra creada. Otra aplicación muy usual es copiar una obra existente para realizar alguna modificación, para lo cual cumplimentar una descripción adecuada resulta muy útil. Normas. Desde la ventana de Datos generales se seleccionan las normativas de aplicación para los diferentes materiales que conformarán la estructura. © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.
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Figura 2.3.2 Selección de normativ as de la obra
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Figura 2.3.3 Desplegable de normativas (Hormigón)
Para cada material, hay un menú desplegable en el que se puede seleccionar la normativa con la que se calculará la estructura introducida. Hormigón armado. Engloba la gestión de la calidad del hormigón y nivel de control asociado segregado por elementos estructurales (forjados, cimentación, pilares y muros). Para el acero de armar el programa diferencia entre Barras y Pernos, pudiéndose modificar su designación y nivel de control. Perfiles. En esta sección de la ventana se definen las resistencias de los perfiles, diferenciados en función del material: Acero (laminado y armado, y conformado), Madera y Aluminio extruido.
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Video 2.3.1 Datos generales
Acciones. Desde esta sección de la ventana de Datos generales asignamos y editamos las cuestiones relacionadas con las cargas gravitatorias (permanente y sobrecarga de uso) y horizontales (viento y sismo) que actúan sobre la estructura. Adicionalmente, también podemos realizar la comprobación de la resistencia al fuego, si así lo exige la normativa elegida para el cálculo de la obra. Por último, la combinatoria de hipótesis frente al cálculo de Estados Límite Últimos, así como la definición de hipótesis adicionales, se realiza desde los botones inferiores Estados límite (combinaciones) e Hipótesis adicionales (cargas especiales), respectivamente .
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Figur a 2.3.4 Sección de Accion es en Datos generales
Figur a 2.3.5 Ventana de Cargas permanent es y sobrecargas de uso
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Figur a 2.3.6 Ventana Con acción de vient o
CYPECAD genera de forma automática las cargas horizontales de viento en cada planta de acuerdo con la normativa seleccionada, en dos direcciones ortogonales X, Y en ambos sentidos de dichas direcciones (X,-X; Y,-Y). También es posible generar la acción del viento en una sola dirección. Para poder aplicar la acción del viento en cada dirección, CYPECAD utiliza Anchos de banda. Se define como ancho de banda la longitud de fachada perpendicular que se opone a cada dirección del viento considerada.
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Figura 2.3.7 Ventana infor mativa de los anchos de banda
Para la consideración del sismo, el proceso es muy similar al del viento. Se accede desde la activación de la casilla Con acción sísmica, y en la ventana que aparecerá se selecciona en la parte izquierda el país, y a la derecha veremos los parámetros a tener en cuenta para el cálculo de acuerdo con la norma elegida.
Figura 2.3.8 Activación de casilla Con acción sísmica
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Figur a 2.3.9 Ventana Con acció n sísmica
CYPECAD también realiza el cálculo y comprobación de la estructura frente a la acción del fuego, de acuerdo con los criterios de la norma elegida. Se activa de la misma manera que la acción del viento y el sismo, y aparecerá una ventana en la que habrá que designar los criterios de cálculo de los diferentes parámetros que son necesarios para la comprobación. Para cada material (hormigón armado o acero) y cada elemento (vigas, pilares y muros) se asignará para cada planta un material de revestimiento (si lo hubiera), así como el tiempo de resistencia al fuego requerida según la norma.
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Figura 2.3.10 Ventana Comprobación de resistencia al fuego
Las últimas opciones de la sección Acciones de Datos generales, son las relativas a las hipótesis de cálculo y la combinatoria. Se presentan a continuación las ventanas que aparecen en cada caso.
Figur a 2.3.11 Ventana Estados límit e (Combin acion es)
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Figur a 2.3.12 Ventana Hipótesis adici onales (cargas especiales)
Según se observa en la parte superior se pueden diferenciar diferentes Categorías de uso por plantas, y clicando sobre el icono se activará la ventana de definición de las categorías de acuerdo con la normativa.
Figur a 2.3.13 Ventana Categorías de uso
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También se puede apreciar que el programa genera automáticamente las hipótesis de cálculo (carga permanente, sobrecargas de uso, viento, sismo, etc.) en función de los parámetros definidos en la obra, y que también el proyectista puede crear sus propias hipótesis adicionales.
Figura 2.3.14 Ventanas de creación de hipótesis adici onales
La última sección de la ventana de Datos generales se refiere a los Coeficientes de pandeo , en la que hay que definir la beta de pandeo para cada plano, diferenciando el material de los pilares: hormigón armado y acero. Por defecto, el programa asigna una beta de pandeo igual a la unidad (articulado-articulado) en los dos planos de trabajo, tanto para pilares de hormigón armado como de acero.
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Figur a 2.3.15 Ventanas de defin ició n de Coefici entes de pandeo
2.4.
Pestañas de trabajo
El proceso de trabajo con CYPECAD ha de seguir un orden secuencial basado en la lógica del diseño estructural. Así pues, los diferentes menús y órdenes del programa están estructuradas en pestañas de trabajo, que están situadas en la parte inferior izquierda de la pantalla de CYPECAD.
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Figur a 2.4.1 Pestañas de trabajo de CYPECAD
Figur a 2.4.2 Pestañas de trabajo de CYPECAD
La primera es Entrada de Pilares, y contiene las opciones de definición general del edificio a calcular (plantas, cargas, sobrecargas de uso, etc.), y como su nombre indica, sirve para definir e introducir los pilares.
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Figur a 2.4.3 Entrada de pil ares y pantall as
La siguiente es Entrada de Vigas, y la lógica indica que antes de introducir datos relativos a la estructura horizontal primero habrá de estar definida la vertical, es decir, los pilares y núcleos de pantalla si los hubiera. En esta segunda pestaña están las opciones para definir e introducir los elementos que componen la estructura horizontal, es decir, vigas y forjados. También se definen aquí las cargas especiales no definidas en las cargas permanentes ni sobrecarga de uso. Pueden ser puntuales, lineales o superficiales.
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Figura 2.4.4 Definici ón de la estruct ura horizontal y cargas
Una vez completada la información en esta parte del proceso se procede al cálculo de la estructura, lo cual nos aboca a la consulta de la pestaña Resultados , que es la siguiente, y desde aquí podremos consultar los diagramas de esfuerzos, datos de los resultados y edición de armados.
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Figur a 2.4.5 Visualización de armados
Las siguientes pestañas son Isovalores y Deformada , que también nos ofrecen información de forma independiente a la que obtenemos en Resultados del cálculo de la estructura.
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Figura 2.4.6 Consulta de isovalores
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Figur a 2.4.7 Consu lta de la defor mada
Por último, la pestaña Seguridad y salud nos permite el estudio, diseño y generación de la información necesaria para la elaboración de la documentación relativa a este apartado. A lo largo de este curso y en adelante, se realizará el recorrido por las principales características del programa CYPECAD.
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