CYPECAD Efectos de 2º orden

Hola a todos, estoy haciendo unas pruebas con una estructura metálica aleatoria, para ver la influencia de los efectos de 2º orden según la disposición de las vigas metálicas que soportan el forjado.

Con ello lo q trato de determinar es cuando he de aplicar el sismo o no en una estructura metálica de vigas y pilares. Lo comento seguidamente.

En el CTE-DB A y en el EC-3, se determina la traslacionalidad de una estructura según el parámetro r q relaciona cargas con desplazamientos a nivel global. Si r<0.1 podemos considerar q la estructura es intraslacional y no considerar los efectos de 2º orden. Por el contrario si tenemos 0.1< r < 0.33 hemos de considerar la estructura traslacional y considerar los efectos de 2º orden. En caso q r>0.33 no podemos utilizar esta metodología para determinar la traslacionalidad de una estructura metálica según explican ambos documentos.

Ligando los límites de traslacionalidad de la estructura metálica con la aplicación de la NCSE-02, quisiera comentar lo siguiente. En caso que estemos en el rango 0.1< r < 0.33, entiendo que no puedo considerar q los pórticos están bien arriostrados entre sí, por lo que debería aplicar también el sismo.

Volviendo a la forma en que apoya el forjado en las vigas metálicas, os dejo estos dos links con una prueba sencilla.

En el primer caso (11 sabates), tenemos las vigas embebidas en el forjado y en el segundo caso el forjado está apoyado en las vigas. En el archivo 11sabates la relación entre los esfuerzos amplificados y sin amplificar es de 1.20 y en el 10 es de 1.15. Cómo puede ser esto si tenemos el forjado en el caso 11sabates, que arriostra en su sentido el esqueleto de la estructura??

Por qué sucede esto?? No debería ser más desfavorable que el esqueleto aguantase por sí solo la estructura, sin considerar rigidez del forjado, q en el caso en que sí podemos considerar una mayor rigidez en es plano??
 

PVS

Esmeralda
Es un tema interesante, siento no poder ayudarte, pero permaneceré atento al hilo.
 
La existencia del forjado como diafragma rígido existe en ambos casos de los que mencionas (no he visto los enlaces), pero lo que sí influye es la posición de la viga y la altura libre que queda de pilares.
Parece razonable que cuando la viga está bajo forjado, los pilares son más cortos y por tanto más rígida la estructura, y en consecuencia menor el coeficiente de amplificación por los efectos de 2º orden.
 
Pues entonces hagamos la prueba con altura de los pilares de 3.30 y con eso estaríamos comparando los dos casos iguales de altura libre.

Una cosa, en caso de ejecutarse el fojado por encima de las vigas.. como materializamos la unión del forjado con los pilares?? se puede consdierar que los arriostra?? como garantizarlo?? en caso de movimiento de los pilares ante viento o sismo no os parece probable la aparición de grietas en el perímetro del pilar??

Un saludo
 
Si tienes la misma altura libre para ambos casos no tienes la misma altura del edificio, el de vigas bajo forjado será más alto y recibirá más viento.
Supongo que sí estarás de acuerdo que a mayor rigidez de pilares se obtiene un menor coeficiente de amplificación.
Si quieres comprobar sólo el esqueleto de pilares y vigas con la distancia entre ejes que tu quieras, lo mejor es que lo hagas en el NM3D y le pongas las cargas de viento que consideres para cada caso.
La gracia de CYPECAD es precisamente lo que estás observando, que no da lo mismo según el caso.
 
Hola Castelar,

pero yo quiero q Cypecad me lo haga todo, como dice que sabe hacer... si ánimo de ofender.

Estoy de acuerdo en que a mayor rigidez de pilares menor coeficiente de amplificación. Pero pensemos que estamos hablando de dos forjados de luces entre pilares de 4 metros en ambas direcciones.. y me resisto a pensar que he de calcular con sismo...

Un saludo
 
En el sentido de los pórticos la rigidez te la aportarán los perfiles que tengas y su geometría, que posiblemente lo cumplas, pero en la dirección perpendicular tienes los forjados, que aunque unidos a las vigas, la rigidez a torsión de las vigas junto con la de los pilares en esa dirección deberán aportar la rigidez que se demanda, que puede ser escasa, pues un perfil doble T no es precisamente rígido a torsión, ni los pilares en su eje débil te aportarán lo necesario, luego o dispones de arriostramientos en esa dirección o metes vigas para que tengas pórticos también que aporten rigidez, de manera que consigas tener rigidez en ambas direcciones y llegar a conseguir esa consideración de pórticos bien arriostrados en ambas direcciones para obviar el sismo.
No veo otra forma de conseguirlo.
 
Pero esto quiere decir que muchas viviendas unifamiliares deben de considerar el sismo en su cálculo.

M es estoy partiendo la cabeza, pero al final va a ser que sí.. necesito arriostrar de alguna manera, cruces, etc

Gracias por tus indicaciones
 
Un pequeño truco es meter una viga metálica embebida en forjado en la dirección de la viguetas donde hay pilares alineados, eso te va a dar efecto pórtico y si la consideras también como vigueta metálica después, ya lo tienes, lo que pasa es que lo normal es que te venga mal para que te cuadre con el intereje del resto, pero metiendola bajo forjado seguro que algo hace y si te baja al 1.10 ya lo tienes resuelto.
 
Gracias Castelar, esa idea me la diste antes ya, pero no de esta manera explícita, es decir, en tu anterior respuesta comentas lo de dar rigidez en cada plano y ligando con la frase de la norma "pórticos bien arriostrados entre sí", pues me vino a la cabeza esa opción. La verdad, algo mejora, gracias. Pero me asaltan otras cuestiones: 1) eso q comentas de las viguetas, habrá q replantear de la vigueta metálica hacia los bordes (por ejemplo)2) la colaboración real y la q considera el programa a nivel del forjado, dado que en la dirección de las viguetas tenemos una 'losa' (vigueta y bovedilla) que debería dotar de mucha rigidez al conjunto.3) creo que aquí la clave esta en los pilares dispuestos y su dirección de mayor inercia.4) hasta qué punto debemos o podemos considerar rigideces 'extra' que pueden aportar elementos como núcleos de escalera o cerramientos. Un saludo y gracias
 
Yo creo que hay que meter vigas para simplificar la ejecución, bajo forjado, como las principales.
Si los pilares son HEB ya dispones de una buena inercia en el eje débil, y puede que lo encajes, y si no es así, tiens que ir a sección hueca tipo 2UPN o 2IPE juntos.
No metería las escaleras como núcleo de rigidización, y puede que sólo arriostramientos en forma de cruces lleguen a decirte que no cumples la condición de "pórtico" aunque sí que arriostre, pues la palabra sale en el artículo 1.2.3.
La función del forjado es más de diafragma a estos efectos que de rigidez, por lo que comentaba que las vigas principales bajo forjado han de tener mucha rigidez a torsión para que conjuntamente con forjados y pilares doten de rigidez al edificio en esa dirección de las viguetas.
Que tienes que meter vigas bajo forjado para que sean pórticos bien arriostrados entre sí en todas las direcciones. Para poder prescindir de la acción sísmica me refiero.
Independientemente de esto, el tema de la traslacionalidad de la estructura y la consideración de las imperfecciones iniciales, mediante la consideración de los efectos de 2º orden con el viento, te permite cumplir el artículo 5.3.1 siempre que te salga r<0.33, lo que equivale a un coeficiente de amplificación de 1/(1-0.33)=1.5, es decir que te salga el Yz<1.50 en los resultados de los coeficientes de amplificación del listado de los efectos de 2º orden de CYPECAD (o de Metal en su caso).
 
Llámame tonto.. pero porqué he de dotar de rigidez a torsión??

Me da a mi q tiene pinta de concepto básico en estos casos, pero entendía que había que dotar de rigidez a la estructura en los distintos planos de inercia, pero no había considerado el tema de la torsión.

2upn encarados mejoran la torsión, evidentemente, pero un forjado ante acciones de sismo tiende a retorcerse??

Respecto al valor de la amplificación de esfuerzos, en una casita metálica estpy en un valor de 1.13, lo cual está muy cerca del 1.10 que sería correspondiente an un r<0.1 para no considerar efectos de 2º orden y sismo.

Un saludo
 
Recuerda que para r=0.1 te sale el coef. de amplificación límite de 1/(1-0.1)=1.11, así que estás cerquísima, yo diría que ya estás.
Si las vigas en las que apoyan las viguetas no tienen rigidez a torsión no pueden transmitir la flexión del forjado, y los pilares se quedan solos, acoplados por el forjado en su movimiento pero sin aportarles rigidez.
 
Mis vigas son HEB-240 para q puedan apoyar bien las viguetas.

Sabido es q los perfiles en H no gozan de 'generosas' capacidades a torsión..

No acabo de ver lo de la torsión.. a ver, las viguetas van en dirección perpendicular a la viga, se apoyan en su ala. En el caso que sól se apoyen en un lado sí q tenderán a torsionar la viga en sobremanera, pero en el caso q le lleguen viguetas por los dos lados, una parte de ese esfuerzo se compensa, siempre dependiendo del ámbito de cada lado. En mi caso tengo luces de 4 metros, con lo que deberían compensarse.. pero parece q no es todavía suficiente..

Es esto a lo q te refieres con la torsión??

Un saludo y buenos días
 
Te lo digo de otra manera, imagina que las vigas HEB están articuladas al pilar, incluso a torsión, las viguetas apoyan simplemente en el eje de las vigas (lo típico de la viga contínua), al recibir el forjado acciones horizontales lo transmite a los pilares en forma de cortante en cada planta, el pilar es una ménsula y como tal se deforma.
Ahora considera que las viguetas se sueldan (empotran a las vigas, que son una sección en cajón cerrado, que se sueldan a los pilares (empotradas a torsión). El forjado recibe la acción horizontal, llega a los pilares que trata de deformarse como ménsula, pero no puede porque se opone la viga que a su vez está empotrada al forjado de viguetas, oponiendo la resistencia que aporta esa misma rigidez a torsión y su conexión al forjado, no pudiendo deformarse de la misma forma, y además será menor cuanto más rígido sea ese conjunto viga-forjado interconectado entre sí.
No sé si me explico.
 
Muchas gracias Castelar,

me estás hablando básicamente de reacciones y cómo se oponen los distintos elementos resistentes ante acciones horizontales.

Ha quedado claro.

Lo ideal entonces viguetas metálicas soldadas a la viga y vigas empotradas a los pilares, a aparte de pilares con sección circular, cuadrada (buenos a torsión).

Gracias de nuevo Castelar.
 
Sí, y en cuanto a las vigas que tienes HEB 240, si las cambias por 2 IPE270 o 2 IPE300 con el mismo peso, inercia y bastante mas rigidez a torsión, al unirse en cajón.
 
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