CYPE 3D Cálculo Weff en correas Z (EAE y CTE)

joseking

Bronce
Hola a todos:

Estoy dándole vueltas al método de cálculo de correas conformadas C y Z que está implementado en el GENERADOR DE PORTICOS, con la normativa de CTE y EAE, y si seleccionas Eurocódigo, también (salvo que no se minora el acero).

Sin embargo si vamos al Eurocódigo hay 2 métodos para calcular las correas de perfiles conformados (C, Z, M, ...),... CYPE no lo hace así, se ha ido a lo fácil, que es utilizar el Weff (módulo resistente eficaz, basado en la sección eficaz de perfiles Clase 4).

A lo que voy,... si realizo el cálculo con una correa tipo C, el Weff que toma es el mismo que tengo en tablas de perfiles C, u obtenido por programas que sacan las características de secciones, tipo uStatic, Robot, ...

Si realizo el cálculo con correas tipo Z, y aquí viene el problema, no me coinciden las Weff (+ ó -), pongo un ejemplo:
Z-275x3 (S-235)
- CYPE dice que Weff= 52,23 cm3 (y 52,50 cm3)
- Tablas, uStatic, ... : Weff= 98,97 cm3.

Cómo calcula CYPE el Weff ?

Si se calcula a mano, con método del Eurocódigo salen números muy parecedos a los que dan las tablas, uStatic, ...
mientas que CYPE es casi LA MITAD.

Estoy olvidando algo ?, algo que es "de cajón" y se me pasa ?
o es que CYPE afina mucho el cálculo de Weff según pendiente de la cubierta, ???

Algún comentario.
 

zio

Esmeralda
Creo que dependerá del tipo de fijación que tengas seleccionado. Cambiala y prueba.
 

joseking

Bronce
ZIO, he realizado un ejemplo y cambiando el tipo de fijación como dices, y tienes razón, la Weff CAMBIA, y no termino de entenderlo, ya que yo creo que el Módulo resistente eficaz está relacionado con la geometría de la correa y su sección eficaz ... ?

Por qué la cambia CYPE para una fijación RIGIDA, que es cuando mayor está sujeta la cubierta-chapa a la correa y por tanto "ayuda" a la correa ?

Sigo perdido.
 
Sin ver tu ejemplo, y con perfiles Z, estamos de acuerdo en que para este tipo de perfil los ejes principales no coinciden con los ejes paralelo y perpendicular al alma. Si hacemos intervenir la fijación, en el caso de la rígida te impide la flexión transversal y Weff será diferente por esa razón.
 

joseking

Bronce
No estoy de acuerdo con lo que dices, Castelar, ya que según los métodos de cálculo del Eurocódigo, la Weff está definida según la geometría de la sección, y sus ejes paralelo y perpendicular, (normalmente toma Weff-y, que es el fuerte), y es este módulo Weff el que toma para el cálculo de las correas conformadas.

Sin embargo CYPE, por lo que veo con el ejemplo, y por lo que comentas, calcula el Weff según la unión de la fijación de la chapa y no tiene que ver con el eje principal, ya que si cambiara la pendiente de la cubierta, por ejemplo a la pendiente ideal para que coincida el eje principal de la correa con la vertical Z de las cargas gravitatorias, este sería el mejor caso, y tendríamos una Weff mayor.

Como puedes comprobar cambiando la pendiente en cualquier ejemplo, no cambia la Weff.

Sigo preguntando, COMO CALCULA CYPE el Weff para una correa Z, quizás sea Sisifo el que deba involucrase en este tema.

Estoy llegando a pensar que CYPE tiene un error en el cálculo del Weff para correa Z, ya que si realizo un cálculo a mano de las correas Z de un ejemplo, con el método del Eurocódigo, salen correas de un tipo más razonable, y por ejemplo el mismo ejemplo con CYPE da que no cumple y que dicha correa está al 160%. (El ejemplo está calculado comprobando que cumple la solicitación-Momento, que da el CYPE).

También puede ser que CYPE lo haga bien, y los que redactador el CTE y ahora la EAE esté rizando el rizo, y le vayan a ir del lado de la seguridad (pero por mucho).
 
joseking, creo que decimos lo mismo respecto a los ejes x-y, es decir que si cambias la pendiente no varía el weff, ya que se trabaja con los ejes del perfil paralelo y perpendicular al alma al indicar fijación rígida, en los lugar de los ejes principales u-v. Ya he pedido al dep. de Desarrollo que me expliquen el porqué de ese resultado, que se hace de acuerdo al eurocódigo, teniendo en cuenta las reducciones en la sección eficaz por el estado tensional de la sección y el pandeo por distorsión, en cuanto lo tenga claro lo cuento.
 
Vayamos por partes`porque el tema tiene su explicación. Vamos a analizar un caso del Generador de pórticos, con los valores de defecto, que muestro en esta imagen:





Aquí está el fichero:
http://share2.cype.com/files/nuevo_20120903_173921.html

Si hacemos el primer cálculo con la opción de fijación no colaborante:



Obtendremos unos módulos resistentes eficaces respecto de los ejes principales u-v que te cuadran con los valores de prontuario (no hay producto de inercia), pero has de tener en cuenta todos los esfuerzos y los puntos más desfavorables, por lo que en las comprobaciones en u-u por pandeo lateral y las combinadas no cumples ni de lejos, se queda al 208%:



Ahora probamos con el siguiente tipo de fijación, con gancho:



Y obtenemos un poco menos, pero los esfuerzos combinados son determinantes, 200%:



Y por último, lo analizamos con la fijación rígida:



Donde en efecto es menor el Weff al tener en cuenta que aplicamos en el cálculo los ejes x-y y hay que tener en cuenta el producto de inercia Ixy que hasta ahora no lo habíamos considerado, y despreciamos el pandeo lateral del ala inferior, obteniendo que el perfil cumple al 43,8%, ya que solo se tiene en cuenta el flector My y el cortante Vz, pero teniendo en cuenta ese producto de inercia en la obtención de tensiones en los puntos más alejados:



No pongo las fórmulas para determinar las tensiones en cualquier punto de una sección respecto de ejes que no son los principales, pero es precisamente el Ixy y la posición de los puntos desfavorables lo que da como resultado esa disminución en el punto más alejado con el My.
 

joseking

Bronce
Antes que nada, gracias Castelar, siempre estás dispuesto a contestar y molestarte con ejemplos, etc.

No obstante, he comprobado la obra que me envias, y claro que S275x3 sirve, pero como siempre haces, pones un ejemplo que YO creo que no es muy realista: pendiente 20%, distancia entre pórticos 5 m. y separación de correas 1 m. ???

Este ejemplo que pones origina un M pésimo muy pequeño, con lo cual si haces una optimización sirven Z140x2 (ya son de Clase 3) y no toma el Módulo resistente efectivo, sino el elástico.

Vamos a cambiar algo el EJEMPLO, cambiamos la pendiente al 10%, y la separación entre pórticos a 6,66 m. y una distancia entre correas de 1,65 m., (para dejar la misma longitud de nave, de 40 m., ahora son 6 vanos), creo que un ejemplo algo más realista.

Calculando, y optimizando, se obtiene un Momento pésimo máximo (su succión en cubierta), de 16,84 kN·m, con lo cual a CYPE le sale Z225x4 que es de Clase 3 (Wela= 99 cm3).

Realizando el cálculo a mano, según el Eurocódigo 3 - Parte 1-3, con cargas ascendentes y correa biapoyada, y tomando el coef. de minoración 1,05 aunque el Eurocódigo deja 1, sale que se necesita un Módulo resistente efizac Weff= 97,8 cm3. con lo cual según tablas de perfiles serviría una Z275x3 mm. (que pesa casi 2 kg/ml. menos que la Z225x4 mm.).

Si en el Generador de Pórticos pongo Z275x3 mm. dice que no vale, por 144%, ya que toma perfil Clase 4, y un Weff= 52,2 cm3. COMO REBAJA TANTO el módulo resistente eficaz. ???
 
Sí, son las 13:57 y he descargado y abierto el fichero, con la 2013.c, y las imágenes las veo también.
 
Antes que nada, gracias Castelar, siempre estás dispuesto a contestar y molestarte con ejemplos, etc.
¿Cómo has cambiado los datos para modificar la pendiente, con la altura de la clave o de los laterales?, ¿has dejado igual todo lo demás relativo a acciones?
 
Como te comentaba antes, para determinar el Wy,eff respecto de los ejes y-z tienes que tener en cuenta el producto de inercia Iyz, aplicando estas fórmulas:



En este caso nos basta con el Wy ya que tenemos flexión en ese plano. Las coordenadas de los puntos a comprobar han de referirse al centro de gravedad de la sección eficaz. Todo esto es lo que hace internamente el programa, pero que no te muestra, solamente el menor.
Si lo haces para varios puntos, entre ellos el más desfavorable será aquel que nos de un Wy,eff menor, en este caso y con los valores de ésta sección 275x3 te encuentras con que sale ese valor de 52.2 cm3.
Si lo haces para una sección de 275x4 te sale:



Aunque ya no estás en clase 4 y te calcula el Wel casi igual que el del prontuario:



Con la correa que ha verificado 225x4 te pasa parecido:



Claro que tampoco es clase 4 y te sale lo que esperas:



Pero cuando reduces los espesores a 3 mm y entras en clase 4 y pones en acción al producto de inercia el Wy,eff es muy sensible al valor de Iyz, reduciendo mucho respecto del Wel.
Ojo, que no metemos en este caso de fijación rígida ni torsor ni pandeo lateral, que eso sí que dispara los resultados.
 

joseking

Bronce
Buenas tardes, Castelar:

Con respecto a tu primer punto, el cambio de inclinación lo hago cambiando la altura de cumbre, (los pilares quedan como los pusiste tu).

Segundo punto: el cálculo que estoy realizando es según el Eurocódigo 3 1-3 Anexo E, y en el indica que se tome el W efficaz y (el eje Y es el paralelo a la base-apoyo, el mismo que en el dibujo de CYPE).

Por último, el método para el cálculo del Módulo Resistente de la sección eficaz (respecto a Y, el paralelo a la base de la correa, el horizontal):
antes de seguir, pedir disculpas de antemano por si estoy equivocado y/o digo barbaridades, pero aclarame esto:
para el ejemplo que das los datos de la sección eficaz es para Z275x3 (alas 80/70 y rig. 25/22, la de CYPE), por tablas y haciendo la operación, el Wy (de la sección bruta), es Iy/A siendo A la distancia mayor del centro de gravedad al extremo, para este ejemplo Yg= 2,49 mm= 0,249 cm. => A= 14,12 cm. y así la Wy= 1462,4 cm4 / 14,12 cm = 104,45 cm3. módulo resistente de la sección bruta, (coincide según tablas, ... pequeñas diferencias según fabricantes, decimales...).
Siguiendo el mismo criterio para la Sección Efizac: Yg-ef= 2,72 mm. = 0,272 cm. => Aef= 14,032 cm. y así el Wy-ef= Iy-ef / Aef
es decir Wy-ef = 1450,33 cm4 / 14,032 cm = 103,358 cm3. (este es el menor, si calculado para el otro lado saldría mayor). (Bastante parecido a tablas de perfiles, y a algunos cálculos que realizan programas por geometria).

Como digo, quizás estoy diciendo burradas, pero he comprobado tu fórmula, y por más que hago cálculos no me da nunca Wy-eficaz= 52,23 cm3. que indica CYPE.

Ya que te has molestado es contestar, subir imágenes, y los datos de Iy, ... eficaces, ¿Podrías desarrollar el cálculo o la fórmula del Wy-eficaz con los datos de la Z275x3 ?

Gracias, y un saludo.
 

joseking

Bronce
Hola, aquí estoy otra vez, ...

Haciendo más números, me he dado cuenta de una "casualidad" ??? :
Yg-eficaz= 2,72 mm. (para la Z275x3 mm.)
Según CYPE el Wy-eficaz menor= 52,23 cm3., y si hago la operación 275 mm. + 2,72 mm = 277,2 mm. = 27,72 cm. (A)
Y ahora divido Iy-eficaz / A = 1450,33 cm4 / 27,72 cm = 52,32 cm3.

Mucha casualidad ???

Si le busco 3 pies al gato, Yg= 2,49 mm. y Yg-eficaz= 2,72 mm. si hago la media Yg-media= 2,605 mm. = 0,26 cm., y ahora 27,5+0,26 = 27,76 cm.
Y ahora divido 1450,33 / 27,76 = 52,24 cm3. casi lo mismo que le sale a CYPE. ???

???
 

joseking

Bronce
Buenos días:

Quizás CYPE - Generador de Pórticos tenga un FALLO en el cálculo de Wy efficaz ???

Método para calcularlo, según la EAE: (Anexo A6 - apartado A6.4.1)
El módulo resistente Wef de la sección reducida eficaz se obtendrá como el cociente entre la inercia de la sección reducida eficaz y la distancia entre el centro de gravedad de dicha sección y el plano medio del ala.

Comentarios: Castelar ? Sisifo ?
 
Sí, que será válido cuando trabajas con secciones simétricas con ejes de simetría coincidentes con ejes principales, o trabajas en ejes principales en los que se anula en producto de inercia, pero si no lo son, como es el caso de las correas Z, has de meter en la formulación del cálculo del Wy el producto de inercia, tal como te indicaba antes.
 

joseking

Bronce
Casterlar:

No estoy de acuerdo con esto último que dices, ya que entonces hay que seguir el mismo criterio cuando se calcula con la sección BRUTA, y no es así, si compruebas el Wy de una Z coincide con el método de siempre, y además está lo que indica la EAE en el articulo que indiqué antes.

No obstante, es posible desarrollar el cálculo para esa Z275x3, y ver si coincide con el 52,23 cm3. que da el generador de pórticos, es que me sigue pareciendo mucha casualidad que coincida: 27,5 cm + 0,27 cm. (canto de la correa + distancia al centro gravedad de la sección reducida)= 27,77 cm. y Iy-efficaz = 1450,33 cm4 (puesto por tí).

Ahora divide 1450,33 / 27,77 = 52,226 cm3. (52,23 cm3) ????????????? :()
Este sería el Weff menor (que es a la distancia mayor).

No será que se han equivocado en la formulación y se olvidaron de dividir el canto por 2 ????
Es mucha casualidad ?
Sigo sin entender cómo la Iy-eficaz tan sólo piede un 1 ó 2% y la Wy-eficaz con respecto a la Wy pierde un 50%
 
Si lo haces para varios puntos, entre ellos el más desfavorable será aquel que nos de un Wy,eff menor, en este caso y con los valores de ésta sección 275x3 te encuentras con que sale ese valor de 52.2 cm3
Hola a todos. sigo el hilo con interés. el problema que puede existir para obtener ese valor de 52 en el ejemplo dado puede ser el siguiente: he hecho algún número aproximado pero sin exactitud.
Para la correa 275x3 y esos valores dados por castelar de inercias, vamos a obtener ese Wyef. si solo nos fijamos en la fórmula, para buscar el Wyef mínimo en teoría buscaremos valores de zg e yg que maximicen el denominador, y nos iremos en general a las esquinas del perfil. sin embargo esto no es correcto ya que el eje neutro también está girado y los puntos serán otros. si miramos este prontuario, veremos que se nos dan los valores v1, v2... que son los puntos de tensión máxima de acuerdo con la inclinación del eje neutro.
si de forma aproximada meto en la fórmula de Wyef los puntos con zg=275/2, yg=0, el valor de 50 y pico cuadra bastante. cmoo digo sin ninguna precisión.
 
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