CYPECAD Análisis de 2º orden

#1
Hola a todos:

Me ha llegado un fichero de cálculo en cype en el que al realizar el análisis "Pdelta" utiliza un coeficiente multiplicador de 2 :eek:
Yo estoy acostumbrado a mayorar los esfuerzos con un valor entre 1 - 1.05 según el código americano ACI-318.
Estoy hecho un lío .... ese coeficiente 2 me parece muy bestia ...
LLamaré al servicio técnico de cype pero me gustaría saber como analizais los efectos de segundo orden vosotros ...

Chao y deicalogo
 
#2
Yo mismo me voy respondiendo ....

El programa lo que hace es simular el cálculo no-lineal de los materiales reduciendo la rigidez, para ello aumenta los desplazamientos que es el factor que se introduce en los datos del programa ....
 
#3
Nada mas lejos de la realidad, pues cuando actuan conjuntamente el viento y la gravedad ambas cargas estan acopladas produciendo desplazamientos que a priori no se pueden extrapolar partiendo de la actuacion de las cargas desacopladas :rolleyes:
 
#4
¡Rotunda afirmación!.

Por supuesto, tienes razón. También tendrías razón si afirmaras que una estructura es un continuo tridimensional cuyos esfuerzos no se pueden extrapolar de un modelo de barras. También tendrías razón si afirmaras que nuestras hipótesis básicas (Saint Venant, etc) no se cumplen en la realidad, que las secciones no se mantienen planas y que los resultados de nuestros análisis no coinciden con la realidad.

Desgraciadamente, nos pagan por calcular las estructuras de cada día y, actualmente, no podemos calcular en un segundo orden estricto estructuras de varios cientos de miles de grados de libertad, como son las que calcula CYPECAD.

El método P-Delta es un método que reduce una de las simplificaciones comunmente adoptadas en el cálculo (superposición de estados tensionales), con lo que es un método más preciso que un cálculo lineal clásico. La hipótesis de partida de la implementación del efecto P-Delta en los programas de CYPE es la similitud de forma entre las leyes de presiones de viento y las de distorsión entre plantas, que es aceptable en estructuras formadas por pórticos de edificación de varias plantas, y exacta en estructuras de una planta. De esta forma, sin necesidad de calcular hipótesis adicionales, se pueden amplificar los esfuerzos de las hipótesis de carga horizontal en función del momento respecto a la base de la propia hipótesis y del momento producido por la carga vertical con los desplazamientos de la hipótesis de carga horizontal. Como te he dicho, esto es aceptable para la carga de viento, pero también lo es para el primer modo de vibración en cada dirección, teniendo la precaución de estimar el momento respecto a la base de las acciones gravitatorias sin dividir por el coeficiente de ductilidad. Por supuesto, la hipótesis de similitud de leyes no se cumple para modos de vibración posteriores, y por eso CYPECAD no aplica esta amplificación para esos modos. Debes tener en cuenta que, además, las deformaciones para modos de vibración no dominantes corresponden a desplazamientos de masas en ambos sentidos, con lo que la carga gravitatoria no amplifica la deformación, o lo hace en una magnitud que se puede considerar despreciable.

Si estás pensando en un sistema alternativo de cálculo para estas estructuras, no te olvides del sismo. Por supuesto, también existen métodos más precisos para la evaluación de los esfuerzos sísmicos, como la integración en el tiempo de acelerogramas artificiales (a ser posible, con registros de sismos locales, si eres capaz de encontrarlos, porque tendría guasa que nos metiéramos en esos berenjenales usando acelerogramas artificiales basados en registros de sismos de California), pero ya me explicaras cómo vas a hacer esa integración en el tiempo en segundo orden, y con todas las combinaciones de acciones que te impone la normativa, con alternancia de sobrecargas, etc.

Como resumen, no olvides la célebre frase "Lo mejor es enemigo de lo bueno", y procura tener en cuenta que una cosa son los métodos aplicables a pórticos de un vano en una tesis doctoral, y otra cosa los métodos aplicables en una herramienta de productividad como es CYPECAD. No sé si esto último será considerado una cuña publicitaria, en cuyo caso pido disculpas.
 
#5
Supongo que este foro lo leen muchos arquitectos jóvenes buscando información. Por eso me permito aclarar algunos puntos. Si no respondo al mensaje anterior no voy a dormir bien hoy.

sisifo ha dicho:
Desgraciadamente, nos pagan por calcular las estructuras de cada día y, actualmente, no podemos calcular en un segundo orden estricto estructuras de varios cientos de miles de grados de libertad, como son las que calcula CYPECAD
Hombre, varios cientos de miles de grados de libertad.... Tampoco te pases.

sisifo ha dicho:
Como te he dicho, esto es aceptable para la carga de viento, pero también lo es para el primer modo de vibración en cada dirección, teniendo la precaución de estimar el momento respecto a la base de las acciones gravitatorias sin dividir por el coeficiente de ductilidad
¿Primer modo de vibración en cada dirección? Los modos de vibración no tienen direcciones, y no dependen de las cargas.

sisifo ha dicho:
Debes tener en cuenta que, además, las deformaciones para modos de vibración no dominantes corresponden a desplazamientos de masas en ambos sentidos, con lo que la carga gravitatoria no amplifica la deformación, o lo hace en una magnitud que se puede considerar despreciable
Yo he tenido el caso de que el modo de vibración 5° era el crítico.

sisifo ha dicho:
Si estás pensando en un sistema alternativo de cálculo para estas estructuras, no te olvides del sismo. Por supuesto, también existen métodos más precisos para la evaluación de los esfuerzos sísmicos, como la integración en el tiempo de acelerogramas artificiales (a ser posible, con registros de sismos locales, si eres capaz de encontrarlos, porque tendría guasa que nos metiéramos en esos berenjenales usando acelerogramas artificiales basados en registros de sismos de California), pero ya me explicaras cómo vas a hacer esa integración en el tiempo en segundo orden, y con todas las combinaciones de acciones que te impone la normativa, con alternancia de sobrecargas, etc.
Las sobrecargas no afectan a la respuesta de un edicio ante acciones sísmicas.

Mayerhofer
 
#6
Mayerhofer ha dicho:
Hombre, varios cientos de miles de grados de libertad.... Tampoco te pases
Con la discretización que realiza CYPECAD, para una estructura con forjado reticular de intereje 80 salen más de 40 grados de libertad por metro cuadrado. Esto significa que los 100.000 grados de libertad se alcanzan con estructuras relativamente modestas (unos 2.500 m2, es decir, una obrita de 20 viviviendas, local comercial y garajes los supera ampliamente). Una estructura grande, como puede ser un centro comercial de El Corte Inglés de 200.000 m2, supera los 8.000.000 de grados de libertad, así que me parece que no me he pasado mucho.
Si eres usuario de CYPECAD, durante el cálculo verás que te informa de un número de grados de libertad bastante inferior, pero esto es porque se usa la técnica de condensación de grados de libertad interiores a las subestructuras. Aunque supongo que ya lo sabes, esta técnica es un método exacto, que no supone ninguna simplificación del cálculo ni produce ninguna pérdida de precisión en los resultados.

Sería posible realizar una discretización más burda. De hecho, los programas alternativos que yo conozco, salvo que hayan cambiado la discretización, calculan con menos de la cuarta parte de grados de libertad por m2. Los autores de alguno de ellos, hasta tienen la desfachatez de presumir de rapidez de cálculo, cuando la complejidad del problema del cálculo de estructuras es aproximadamente proporcional al número de grados de libertad elevado al cubo, lo que significa que una estructura con la cuarta parte de grados de libertad debería calcularse en 1/64 del tiempo de cálculo de la estructura con más grados de libertad, a igualdad de calidad de los algoritmos utilizados.

Mayerhofer ha dicho:
¿Primer modo de vibración en cada dirección? Los modos de vibración no tienen direcciones, y no dependen de las cargas
Los modos de vibración no tienen direcciones como tales, pero sí tienen proyecciones en cada dirección (los famosos Lx, Ly y Lteta), los primeros de los cuales utilizarás para multiplicar la ordenada espectral al introducir la acción de sismo en cada dirección. Si la estructura es simétrica respecto al eje medio en cada una de las direcciones, pero no es doblemente simétrica, los modos de vibración que obtendrás tendrán sólo una de las tres componentes distinta de cero. Me perdonarás que cometa la frivolidad lingüística de denominar "modo de vibración en la dirección X" al modo con Lx=1, Ly =0 y Lteta=0.
Si la estructura es doblemente simétrica, los periodos de los modos de vibración "en las direcciones X e Y" coinciden, con lo cual son la base de un espacio vectorial de modos de vibración posibles, obtenidos como combinación lineal de estos, todos ellos con el mismo periodo de vibración. Esto te llevará a tener que dotar al código de alguna complejidad adicional para obtener correctamente dos modos ortogonales. Te recuerdo que el número de bases de un espacio vectorial de dimensión superior a uno es infinito, pero todas ellas se pueden considerar bases, y una de las ventajas de aplicar el método de Combinacion Cuadrática Completa al combinar los distintos modos de vibración es que los resultados son invariantes con la base seleccionada si existen modos de vibración con el mismo periodo.

Respecto a que los modos de vibración no dependen de las cargas, te recuerdo que sí dependen de las masas, y que las cargas gravitatorias tienen la incómoda costumbre de ser proporcionales a las masas, como intuyó Newton al llevarse el manzanazo.

En cualquier caso, lo que quería decir en este párrafo, es que el momento desestabilizador por efecto P-Delta es proporcional a la carga gravitatoria (la P de P-Delta) y los desplazamientos (el Delta de P-Delta), y que estos desplazamientos no se deben dividir por el coeficiente de ductilidad, como no los divides para calcular el tamaño de una junta.

Mayerhofer ha dicho:
Yo he tenido el caso de que el modo de vibración 5° era el crítico
Esa afirmación no tiene sentido si utilizas el método de Combinación Cuadrática Completa, ya que el dimensionado se realiza siempre para una combinación de modos.
Me imagino que lo que quieres decir es que el producto de la ordenada espectral para la frecuencia propia de vibración de un modo determinado, por el valor de un esfuerzo determinado para ese mismo modo es mayor para el quinto modo que para los anteriores. Me imagino también que llamas "los anteriores" a los que tienen una frecuencia propia de vibración menor. Lo que no me consigo imaginar es que tiene eso que ver con mi afirmación de que no es necesario calcular la amplificación por efecto P-Delta para esos modos.

Mayerhofer ha dicho:
Las sobrecargas no afectan a la respuesta de un edicio ante acciones sísmicas
Además de la relación entre acción gravitatoria y masa (lo de Newton y la manzana que hemos comentado antes), te sonará lo de raíz cuadrada de K/M, donde M es la masa (la de la manzana no, la del grado de libertad del oscilador dinámico de un grado de libertad).
 
#9
Estas disquisiciones me traen a la memoria la lectura de un libro titulado "Why buildings fall down" en el capitulo 13 Structural Dermatology ponen literalmente en un discreto lugar al prestigioso Bruno Thurlimann contratado por los dueños de un edificio de EEUU (Hancock Tower) de peculiares dimensiones que se vio afectado por un daño causado por el viento.

Las palabras de Thurlimann si que fueron una rotunda afirmacion: el edificio era flexible en la direccion longitudinal. En su opinion esta inusual caracteristica no habia sido conocida por los calculistas porque ellos habian despreciado (la mayoria de los competentes ingenieros probablemente hubieran hecho lo mismo) el asi llamado efecto P-Delta causado por la accion del peso del edificio durante las oscilaciones debidas al viento. Las oscilaciones resultantes son equivalentes a las de un edificio con un periodo mayor, es decir una estructura mas flexible.

Para remediar este nuevo problema, la rigidez de la estructura de acero fue doblada con 1650 toneladas de arriostramientos diagonales. Resulta que esto fue una decision dificil de tomar para todos los estructuralistas porque las deflexiones medidas indicaban una rigidez en la direccion longitudinal triple que la calculada matematicamente por Thurlimann. Al calcularla, Thurlimann solo tuvo en cuenta la contribucion a la rigidez del edificio aportada por el entramado y desprecio cualquier contribucion de la fachada y muros del nucleo.
Ignorando el efecto P-Delta, el hallo un periodo de 14 segundos para los movimientos longitudinales de la torre, mientras que el periodo medido de esas oscilaciones era de 8 segundos
(Ni te cuento el periodo resultante de haber tenido en cuenta el efecto P-Delta)
Como moraleja el libro concluye con la siguiente frase:
Cuando te desvias de la practica establecida haces diez veces de esfuerzo y diez veces de investigaciones, especialmente en un proyecto de gran envergadura.
Resulta que diez es el numero minimo de iteraciones que se me antoja aconsejable en un analisis incremental con etapas lineales para una estructura de edificacion normalita. :eek:

PD. Bruno Thurlimann fue profesor de mi profesor. (No es coña)
 

wyli

Gran experto
#10
Entonces, respecto al coeficiente multiplicador, yo también uso siempre 1, pero no me ha quedado claro si lo incrementais cuando el edificio de turno esté mas expuesto al viento o sismo.... :confused: :confused:
 
#11
Supongo que llamaste al servicio de soporte técnico de CYPE hace tiempo, que habrás consultado la memoria de cálculo de CYPECAD, y como dijiste hace tiempo, el factor multiplicador tiene que ver con la reducción de rigidez de la estructura respecto a la rigidez bruta que se considera en un cálculo lineal y de primer orden, en realidad debes introducir el inverso del factor de reducción de rigidez. Si consideras una reducción del 30%, es decir 0.70, su inverso es 1/0.7=1.43.
También puedes tener en cuenta los elementos no estructurales a efectos de rigidez, por lo que no hay regla fija y dependerá de las caracteristicas de tu edificio. Si usas 1 es porque de alguna forma los estás considerando.
No es lo mismo un edificio con tabiques y fachadas de albañilería tradicional entestadas a los forjados que otro para oficinas con falsos techos y divisiones de pladur o móviles que no aportan ninguna rigidez adicional. En el primer caso podrias tomar 1, llegando hasta 2 en el segundo caso.
 
#12

Luiggy

Gran experto
#13
¿Alguien puede aportar algo más de en qué consiste ese análisis de segundo orden real en tricalc 7.0?
Desde luego, hay por el mundo programas que ya hacen un análisis de 2º orden como parece que hace el Tricalc. Por ejemplo, PCAFrame, ANSYS, STAAD, SAP2000, ...
Incluso lo de 'real' también lo dice el S-Frame neozelandés: "'True' P-Delta second-order analysis".
Habrá que esperar a que algún forero tenga el Tricalc 7.0 y nos dé más información.
no podemos calcular en un segundo orden estricto estructuras de varios cientos de miles de grados de libertad, como son las que calcula CYPECAD.
El ANSYS asegura que es capaz de resolver problemas de 1 millón de grados de libertad en menos de 3 minutos, con Windows x64 y doble procesador.
 
#15
Conste que no aporto nada a la discusión.-....pero os habeis dao de lo lindo...y eso esta bien para saber los demás por donde van los tiros de la sabiduria.!!!;)
 
#16
Se trata de llamar a las cosas por su nombre para no crear confusión, teniendo claro que para acuñar el término de "real" habrá que tener en cuenta la no linealidad geométrica, y además la mecánica y su historia de cargas.
Dicho esto, poco hace falta probar, basta con leer.
 
#17
Conste que no aporto nada a la discusión.-....pero os habeis dao de lo lindo...y eso esta bien para saber los demás por donde van los tiros de la sabiduria.!!!;)
A mi todavia no me ha llegao... :mad: ni esta en el update :mad::mad:
Me dijeron que iba a salir el 15 de Junio.... y estamos en agosto...
Seguro que estan puliendo algo.
 
#19
Por cierto aun recuerdo, que en mi primer dia de Estructuras II que nos daba Jose Luis Manzanares, nos comentaba una anecdota sobre la primera estructura que calculó que era un hotel o así. Nos decía que calcular una estrucutra era imposible, en el sentido que afinaba el calculo y eso conllevaba el recalcular todo de nuevo y al calcular todo de nuevo volvia a haber cosas que se podian afinar y cosas que tenía que aumentar, lo que le llevaba a calcular todo de nuevo. Algo así como Aquiles con la tortuga. Todo esto venía a razón de que en el calculo de estructuras hay que partir de unas "simplificaciones" y sobre la utilización de las herramientas adecuadas.
Mi opinion es que Cype es un herramientas magnifica para lo que es, como Tricalc o como cualquier otro programa "generalista". En la carrera aprendi a usar Civilfem que armaba dentro de ansys, jamás en la vida se me ocurrira calcular un adosado con Civilfem, de igual manera creo que si alguna vez tengo que calcular un rascacielos o un vuelo de 30 metros no lo calcularé con Cype. De la misma manera que no dibujo una unifamiliar en catia si alguna hago un gujenjein de esos (no se como se escribe), no lo haré en autocad...
Bueno es mi punto de vista
 

Luiggy

Gran experto
#20
El ANSYS asegura que es capaz de resolver problemas de 1 millón de grados de libertad en menos de 3 minutos, con Windows x64 y doble procesador.
Me autocito:D
Me he descargado de la web de arktec sus archivos de ayuda de la 7.0, y su velocidad de cálculo es bastante buena (aunque no puede competir con ANSYS:D):
para 51.700 grados de libertad, (6 plantas, 8.000 m2 de reticular y losas, 720 m2 de muros, cargas permanentes, 2 sobrecargas, viento y sismo) tarda 2 minutos y medio en calcular esfuerzos en primer orden y 10 minutos y medio más en calcular esfuerzos en 2º orden (126 iteraciones para 59 combinaciones de esfuerzos)
 
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