Empuje al vacío en cubierta a dos aguas

muten

Esmeralda
Estoy calculando una estructura muy sencilla que me complica la vida.

Se trata de un edificio con cubierta a 2 aguas, con una planta de 8x12m. Tiene un pilar en cada esquina y otro para en los lados largos de la planta(total 6 pilares). Los pilares son de 25x35 orientados con su lado largo paralelo al lado largo de la planta.

Me salen unos armados de 4dam16 y c6/15. No me parece demasiado sobre todo los cercos, creo que deberían ser mayores por el empuje de los faldones de la cubierta(recordemos que son 8m)

He estado viendo otro post y parece que el cype no calcula el empuje en estos casos por su hipótesis de diafragma rígido. Hago el modelo en metal 3d, saco las componentes horizontales (salen unos empujes de 5T por pilar) y las introduzco en cype hormigón como CARGAS HORIZONTALES del menu pilares.

Calculo y me da el mismo resultado, seguro que lo estoy haciendo bien? o es que las cargas son tan pequeñas que no altera el resultado?

Me preocupa como afecta este empuje a los pilares extremos, no se si el cype lo está interpretando correctamente. Porque si la hipótesis de diafragma rígido supone que los pilares son indeformables a la altura del forjado, no entiendo como puede cambiar la cuestión con una carga que le metas manualmente, el pilar seguirá coaccionado y no la tendrá en cuenta ni para el cortante y ni a FLEXIÓN.

Otra cosa: debería cambiar el coefiente de pandeo de 1 a 2?
 
¿Cómo has diseñado la cubierta?.
En Metal 3D supongo que has introducido todas las barras que son pilares y vigas en tu estructura 3d, y no has considerado las viguetas, haciendo tu mismo un reparto de cargas. ¿Como has considerado la viga de cumbrera, es de 8m de luz y dónde apoya?.
¿Consideras las viguetas con continuidad o articuladas en extremos y cumbrera?
 

muten

Esmeralda
Antes de nada muchísmas gracias castelar por tu atención. Si te conociera te invitaba a unas cervezas.

Te describo la cubierta +o-:

Está formada por 3 pórticos a dos aguas como los de la página 116 de la memoria de cálculo de cype, el mio es el c), el que pone un "no" debajo.
Perpenticularmente va una viga de coronación y sendas vigas laterales en las que apoyan las viguetas. (paralelas por tanto al pórtico inicial y en la dirección de la pendiente de la cubierta, claro) (no se si me explicado bien)

Me preocupa ese "no", pues la hipótesis de diafragma rígido supone que el pórtico no "abre" y por tanto los esfuerzos en los pilares serán menores.(especialmente cortante y momento en el arranque)

¿Como podría simular esto con seguridad? ¿hago una viga de cubierta con metal 3d con los apoyos articulados, cojo la componente horizontal en "reacciones" y se la meto al cype como cargas en cabeza?

Al hilo de lo comentado en otro post,¿es real el comportamiento del forjado cuando da "momento positivo en apoyo"?¿o se trata de una interpretación de cype y es mejor articular el borde de la viga?

Una última duda, he hecho dos veces la misma cubierta en cype: primero con la geometria real y luego con las vigas y el forjado plano.

La comparación entre resultados me acojona: cuando hago el forjado inclinado los porticos (los de la letra c) de la página 116 de la memoria de cálculo), no dan flecha.
Sin embargo si esos porticos los calculo en proyección horizontal si que da flecha en la cumbrera
Eso en principio parece lógico, pero si voy a la pestaña "deformada" veo que en ambos casos el desplazamiento vertical de la cumbrera es el mismo. Algo no cuadra...

¿Estos desplazamientos en "deformada" son la flecha instantánea?¿Estan calculados con la inercia bruta o fisurada?
 

pnc

Titanio
¿Como podría simular esto con seguridad? ¿hago una viga de cubierta con metal 3d con los apoyos articulados, cojo la componente horizontal en "reacciones" y se la meto al cype como cargas en cabeza?
Es un problema curioso, habitual, y que aún no he encontrado respuesta:
si lo metes en cypecad, no te puedes fiar, porque supone diafragma rígido, que no es el caso...
En NM3D tendrás que buscar la forma de meter algo parecido a hormigón.

Si en NM3D metes la típica cubierta a dos aguas con apoyo y carretón, se abre de patas y no tienes empujes. Lógico, el carretón no puede empujar...
Si lo metes con dos apoyos (sin carretón) el desplazamiento es nulo: Tendrás unos empujes mayores que los reales, ya que en el caso sobre pilares, el desplazamiento horizontal es coaccionado, pero siempre será mayor que cero (los pilares no son infinitamente rígidos)
¿Y cómo hacerlo?
Lo suyo es que el modelo incluya pilares y cubierta, para compatibilizar esfuerzos y deformaciones.
Lo malo es que, aunque puedes meter una estructura de NM3D integrada, en NM3D no puedes meter la rigidez del hormigón (en NM3D) así que no está resuelto... :rolleyes:
 
Yo te digo lo que haría para quedarme tranquilo, puesto que como bien dices en la memoria te lo desaconseja, pero puedes hacer lo siguiente:
Obra con dos grupos, el 1 es el nivel de los 6 pilares, y el 2 el de la cumbrera.
En el grupo 1 meto los 6 pilares, y en lugar de vigas normales meto vigas inclinadas del grupo1 al 1, cuya carga es la banda de las viguetas. Me refiero al perimetro entre pilares.
En el grupo 2 meto la viga de cumbrera (por coordenadas, queda en el aire aparentemente, como truco, mete 3 arranques en el grupo 2 y la viga une esos arranques que te servirán de imán para las vigas inclinadas de pórtico) con su carga lineal que le dan las viguetas, y defino vigas inclinadas del grupo 1 al 2, nacen en la cabeza de los pilares y terminan en la viga de cumbrera, formando así los 3 pórticos paralelos. Ponles algo de banda por las bovedillas que le apoyen lateralmente.
Si haces una vista 3d verás que tienes todos los elementos sin las viguetas, el paño que te simularía el diafragma rígido y que no has de meter para que no lo haga. Como las vigas inclinadas tienen 6 grados de libertad, lo tienes perfectamente resuelto, tal como lo harías en el Metal 3D.
 

muten

Esmeralda
Pero vamos a ver Castelar, si meto el arranque en cumbrera, esta no desciende, por tanto no hay empuje, que es el efecto que pretendemos conseguir.
 
Pero vamos a ver Castelar, si meto el arranque en cumbrera, esta no desciende, por tanto no hay empuje, que es el efecto que pretendemos conseguir.
Claro que desciende, como cualquier pilar apeado, pero en tu caso los dinteles inclinados tienen que desplazarse horizontalmente para que baje la cumbrera. Si tu pendiente de los faldones es elevada apenas bajará, es pura geometría.
 

muten

Esmeralda
Ok castelar, he hecho un modelo en cype metiendo las vigas y viguetas como inclinadas definiendo 2 grupos y arranques sin vinculación exterior en cumbrera y laterales.
(es lo que comentabas antes pero incorporando las viguetas tb) Le pongo la carga correspondiente etc...

Resulta que el armado de los pilares es mayor(4dam25+4dam20), pero mucho mayor que calculandolo como forjados inclinados(6dam12)

Nótese que en el cálculo de forjados inclinados INCORPORÉ COMO CARGAS EN CABEZA LAS ACCIONES HORIZONTALES, pero como puede verse en los armados de los pilares los resultados son muy diferentes. La verdad es que la diferencia ACOJONA.

El armado es mayor porque los momentos en la base del pilar son mayores (EN LA OPCIÓN VIGAS INCLINADAS), con lo cual no se cual de las dos opciones es mas válida.

En todo caso las diferencias son tan grandes que no podemos considerarlos como métodos alternativos.

Voy a mandarlo al soporte técnico a ver que pasa, pero me gustaría que comentaras algo al respecto.

Gracias por tu ayuda.
 

muten

Esmeralda
He hablado con el soporte y tenías razón Castelar (en realidad no se si he hablado contigo), hay que meter los porticos con vigas inclinadas y ese es el resultado correcto para vigas pilares y cimentación.

El forjado entonces hacemos que no colabore y lo calculamos como biarticulado calculando el proyecto con forjados inclinados.

La opción de calcular las estructura con forjados inclinados metiendo los empujes como cargas en cabeza NO ES VALIDA, la hipótesis de diafragma rígido de cypecad hace que no se desplacen horizontalmente las cabezas de pilares llevando a resultados erróneos.

Lo escribo aquí porque en otro post se apuntaba a que era una solución alternativa y NO ES ASÍ. En mi caso hay una diferencia de armado de cojones.
 

FAL

Oro
;)Te has fijado en la diferencia de los armados de pilares, fijate ahora en las vigas. Con vigas inclinadas estas salen mucho menos armadas que si las calculas con forjados inclinados. En hormigón segun armes trabaja la sección.
 

muten

Esmeralda
Es verdad hay una diferencia de armado en las vigas considerable, no lo entiendo. Además el momento es el doble en el centro del vano. Manda guevos...

"En hormigón segun armes trabaja la sección", supongo que te armará en función del trabajo, de los esfuerzos de la sección y no al revés...

¿Podrías explicarte un poco mas?
 

FAL

Oro
En una viga si la considero articulada en los apoyos obtengo un gran momento positivo y ningún momento negativo en los apoyos, yo la armao asi y la viga soporta perfectamente la carga. Si la viga la considero empotrada en los extremos tengo un menor momento positivo y mayores momentos en los apoyos, con la misma carga y la misma sección, tengo dos armados válidos. Si yo ahora trato de realizar un empotramiento, pero mantengo el armado calculado como articulado, se me producirá una rótula plásctica en lo apoyos hasta que la armadura de positivos absorva el momento producido por la carga.
En el cálculo y armado del el pórtico inclinado a dos aguas, pasa un poco esto, segun lo cáclcules y armes le dices a la sección donde tiene que absorver los esfuerzos, siempre que el armado total sea el necesario para todo los esfuerzos.
¡O más o menos¡, que hay gente más sabia. :rolleyes:
 

muten

Esmeralda
Vamos a ver o mucho me equivoco o creo que estás confundido, sin ser un experto en los entresijos de cypecad, supongo que lo que hace el programa es un cálculo matricial de una estructura hiperestática en la cual para obtener los esfuerzos le hacen falta mas datos que en una isostática ,como por ejemplo la sección de las barras o el modulo de young.

Cualquiera que haya hecho un matricial o un cross a mano en su vida sabe esto.

Entonces los esfuerzos se reparten en función de la rigidez de las piezas.

Una vez obtenidos estos esfuerzos se arman las barras. Esto es lo básico.

Entonces no entiendo tu razonamiento, como tampoco entiendo porque al calcular como forjados inclinados la viga da un momento positivo del doble que como vigas inclinadas.

Y el momento negativo es similar en ambos casos...A ver que dice Castelar.
 

FAL

Oro
Según armas aumentas o disminuyes la rigidez de cada sección para cada tipo de esfuerzo a lo largo de la pieza. En la zona intermedia del vano la sección tiene una grán rigidez a momento positivo, sin embargo si se produjese un momento negativo en este punto, por una moficación de la carga, esta sección no tendría suficiente rigidez para soportarla. El diseño de cálculo es lo que define las rigideces en hormigón armado, un material compuesto de dos materiales que trabajan de distinta forma y que hay que colocar convenientemente para aprovechar sus distintas características resistentes.
Si yo calculo el pórtico como forjados inclinados, es como si las dos vigas inclinadas fuese un dintel horizontal con la longuitud real de la suma de las dos vigas, y esta viga tendría que estar armada y tener la rigidez suficiente por si misma para no superar su flecha la máxima permitida, afectando a los pilares igual que en un pórtico de dintel horizontal, por lo tanto gran armado a positvo en las vigas y poco armado de los pilares. Si lo calculo con vigas inclinadas, son los pilares los que me impedirán que se abra el nudo superior y descienda más de lo permitido, por lo que estos tendrán que tener la rigidez suficiente para evitar estos desplazamientos horizontales en sus cabezas, por lo que menos armado a positivo de las vigas y más armado de los pilares. Si el nudo superior fuese totalmente rígido y no se abriera nada, los desplazamientos horizontales producidos en los apoyos del dintel serían los provocados por las flechas de las vigas, igual que si fuese un pórtico de dintel horizontal. En hormigón existen a efecto de cálculo los empotramientos perfecto.
Por eso los resultado varían según tu plantees el cálculo.
 

muten

Esmeralda
Ok, creo que ya lo he cogido.

Lo que pasa es que he hecho el mismo modelo de vigas inclinadas en metal 3d metiendo secciones de hormigón y me sale un momento del doble tb....
 
Si haces un pórtico a dos aguas en Metal 3D y lo mismo en CYPECAD con vigas inclinadas (igualando opciones, claro, fuera coeficientes de redistribución de vigas, cabeza de pilar, rigidez axil,...,)salvo por la consideración del tamaño del nudo, los resultados son muy similares, por no decir idénticos.
Lo mismo te digo con un caso normal de un pórtico simple, puedes ver este ejemplo:
http://faq.cype.es/C3D/104.htm
 

FAL

Oro
Sobre empujes, este de otro tema:
https://www.soloarquitectura.com/foros/threads/muros-con-inclinacion-en-vertical.34075/
"
En los apuntes ESTRUCUTRA UNO de De Miguel Comentando los empujes horizontales en una cubierta inclinada a dos aguas, sin apoyo en la cumbrera, y con un tirante. (Me Hubiese gustado poner un dibujo, pero no se como hacerlo) De Miguel dice:
Nótese que la existencia de empuje no depende de la geometría de la cubierta, no aparece porque los pares son inclinados, aparece porque la unión (cumbrera) entre ambos pares es un apoyo. Si la unión (cumbrera)entre pares es una unión rígida, como puede hacerse con acero u hormigón, la eliminación del tirante conduce a una viga de longuitiud L, con un momento máximo de valor qL2/8 a resistir por la sección de la viga. Si la viga tiene una articulación en ese punto no soporta nada de flexión y la estructura se cae a menos que el momento se anule a base de la aparición del empuje al intentar caer. Pero si se dispone una unión rígida, que incluso en madera pude hacerse con un refuerzo inferior, no hay empuje ninguno - en la realidad subsiste el empuje secundario por deformación igual que en las vigas horizontales.
 

muten

Esmeralda
Error, me dan unos esfuerzos casi iguales, había metido mal el modelo en metal 3d.

"Pero si se dispone una unión rígida, que incluso en madera pude hacerse con un refuerzo inferior, no hay empuje ninguno - en la realidad subsiste el empuje secundario por deformación igual que en las vigas horizontales."

Cuando ya creía que lo tenía todo claro, llega de miguel y me rompe los esquemas. ¿Como que no hay empuje ninguno? Si con un simple matricial de metal 3d se ve claramente que si...
 
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