CYPE 3D Método para meter cables de sólo tracción

pnc

Titanio
Mi amigo @kaaden me ha contado un método para meter barras de sólo tracción en CYPE 3D.
Quería usarlo en CYPECAD, con una estructura integrada.
Para usar este método necesito meter unas determinadas cargas en las hipótesis que traccionarían la barra.
Si la hipótesis de viento +Y tracciona mi barra, sea con excentricidad positiva o negativa, tengo que meter esa carga en la hipótesis de viento +Y (que en la estructura integrada no tiene el apellido de exc.+ o exc.-).
Pero si la barra se tracciona en la hipótesis exc+ y se comprime en la hipótesis de exc-, no puedo aplicar este método.

Resumiendo, deseo barras tipo cable (sólo tracción).
Y si no, que las hipótesis de viento de CYPECAD sean accesibles en las estructuras integradas
¿Puedes explicar el método?, ¿es el de CYPE 3D de recuadros arriostrados?
A ver si lo sé explicar:
  1. En vez de poner cruces de San Andrés pongo sólo la mitad de la cruz, una diagonal en cada paño que quiera arriostrar.
  2. Calculo, y dimensiono sólo para soportar las tracciones. Las comprobaciones de compresión me las salto a la torera.
  3. Una vez dimensionada, calculo y me apunto sus axiles de tracción, valor e hipótesis.
  4. Sustituyo la barra metálica por una genérica con un módulo de Young equivalente al de la mantequilla al sol. Y la uso de pretexto para meter los axiles que la traccionaban en la hipótesis correspondiente en sus dos nudos extremos. Es más fácil meter estas fuerzas en la dirección de la barra que hacerlo como carga en nudos sin tener muy clara la dirección.
  5. Pongo la otra mitad de la cruz de San Andrés y repito el proceso. El objetivo es sustituir las barras por fuerzas que ocurran sólo cuando las barras estarían traccionadas.
 

kaaden

Esmeralda
Es una pequeña chapuza que se basa en aprovechar los ejes locales de una barra ficticia sin rigidez para colocar fácilmente axiles en los extremos de barra que simulen una tracción que ha sido calculada previamente con la rigidez real del tirante. Es útil si hay pocas hipótesis, en una nave industrial con 6 vientos ni me lo planteo...

Hay una solución más buena, un nuevo tipo de barra tirante que es una barra normal art-art, pero a la que se le puede asignar las hipótesis en las que quieres que intervenga, para el resto no está en la matriz de rigidez. Lo mismo se podría hacer con los apoyos para simular despegues.

Y no dejan de ser chapucillas, las barras sólo tracción y los apoyos no lineales están inventados.
 
Claro, ahora lo entiendo, porque como las tracciones hay que verlas con combinaciones, no me imaginaba cómo hacerlo si no es con varios modelos y/o cálculos iterativos. Siempre dentro de unas consideraciones iniciales aceptables. Gracias ;)
 

pnc

Titanio
¿Sería mucho pedir lo que sugiere @kaaden?
Se corre un primer cálculo, los elementos que llamamos cables pueden estar traccionados o comprimidos. En las hipótesis que se comprimen, los haremos desaparecer. Y corremos el segundo cálculo con distintas matrices de rigidez para cada hipótesis, haciendo aparecer o desaparecer los cables que se traccionen o compriman.

Si se implementase ese procedimiento, podría hacer de forma automática la tontería que hacemos a mano de articular las viguetas prefabricadas en su encuentro con las vigas planas. Sería mejor, más riguroso, porque se articularía para las hipótesis en las que la vigueta entra con momento positivo, pero no para las hipótesis en las que entra con negativo. Ahora mismo se articula para todas las hipótesis o para ninguna.

Y podríamos empezar a jugar con contactos.
 
Es hacer un cálculo no lineal como un camión si no se hacen simplificaciones, hay que ver las combinaciones, no basta con las hipótesis.
 

kaaden

Esmeralda
Ya, por eso digo que es una chapucilla.
Pero hay casos en los que puede valer, como cuando toca hacer dos modelos, unos con la barra a tracción con las combinaciones que trabaja y otro sin la barra para las combinaciones en los que pandea y su axil de pandeo es inexistente o despreciable.
 
Sí, lo entiendo, pero que aplicarlo necesita del control tuyo, difícil de automatizar, por eso digo que si se quiere implementar no puede hacerse de forma particular. Por eso, los recuadros arriostrados con tirantes tiene sus propias simplificaciones que evitan que lo puedas meter de cualquier manera y solo lo permite si se cumplen determinadas condiciones.
 

kaaden

Esmeralda
Los coeficientes de pandeo también necesitan mi control.

Ahora para hacer una marquesina con un tirante superior tengo que hacer un modelo para combinaciones con cargas gravitatorias con el tirante y otro para combinaciones con viento, copio la estructura y calculo los dos modelos en un mismo archivo, pero si pudiese hacerlo todo en un mismo modelo sería lo mismo y no tendría que dar explicaciones de porque hay un modelo sin unas barras. Si el tirante es un Dywidag, GEWI, Macalloy... me toca colocarlo como genérica con "apaños" y en la justificación dejar los colorines y reemplazar el cumplimiento con "Ver justificación apartado barras especiales" y ahí lo arreglo.
 

pnc

Titanio
Es hacer un cálculo no lineal como un camión si no se hacen simplificaciones, hay que ver las combinaciones, no basta con las hipótesis
Sí, lo es...
Tienes razón, no basta con mirar las hipótesis. Si una hipótesis simple de una acción variable comprime un tirante, pero lo comprime menos de lo que lo tracciona una acción permanente en todas las combinaciones, no habría que omitir ese tirante.

Pensándolo con calma, sí es un bonito follón:
Si en una losa con despegues se omiten los muellecitos traccionados, se traccionarán los adyacentes en el siguiente cálculo. Podrían pasar unas cuantas vueltas antes de que converja.
Si se omiten los tirantes que se comprimen en una determinada hipótesis, y se vuelve a correr el cálculo, la matriz de rigidez habrá cambiado y ahora podría ocurrir cualquier cosa: que se alejen los nudos extremos de uno de esos tirantes comprimidos (y por tanto quedaría traccionado y habría que volverlo a meter) o que se compriman algunos que no se hubieran omitido en el cálculo anterior.
Es decir, no serían dos cálculos si no todos los necesarios hasta que converja.

Si entiendo lo que hace CYPECAD, el cálculo matricial es poco tiempo comparado con el entretenimiento que le supone armar y comprobar.
Quizá tener que correr unas pocas decenas de cálculos sea asumible.
 

kaaden

Esmeralda
@pnc, tú lo quieres en CYPECAD 😂 y eso es muy ambicioso, pero hay quien lo tiene y algún motivo habrá para que pasen los años y no se haga.
Me conformaría con lo que he expuesto para casos simples como los que calculábamos en la escuela.
 
  • Me divierte
Reacciones: pnc

pnc

Titanio
pero hay quien lo tiene y algún motivo habrá para que pasen los años y no se haga
Te explico el motivo...
Es el mismo pero mucho más gordo que lo que ocurre con esas hojas de cálculo que hiciste hace mil años, que pensabas que eran claras y que siempre entenderías cómo funcionaban, que se fueron haciendo cada vez más ambiciosas, cada vez más complejas. Que siguen funcionando si no tocas nada, pero en el momento en que introduces un cambio pasan cosas raras que no sabes explicar...
Multiplícalo por mucho y entenderás el motivo.

Me conformaría con lo que he expuesto para casos simples como los que calculábamos en la escuela
Me conformaría con cruces de San Andrés de sólo tracción en CYPECAD.
 
Si entiendo lo que hace CYPECAD, el cálculo matricial es poco tiempo comparado con el entretenimiento que le supone armar y comprobar.
Quizá tener que correr unas pocas decenas de cálculos sea asumible
Si solo fuesen unas pocas decenas y no tienes sismo y la estructura no es muy grande puede que fuese asumible, pero para cada estado habría que montar su matriz y dimensionar todos los elementos para finalmente adoptar unos armados que cubran esas necesidades de todos los estados.
 

pnc

Titanio
pero para cada estado habría que montar su matriz
No sé muy bien cómo se monta la matriz.
Pero entiendo que una vez montada la matriz con todas las barras (una matriz, sólo una) el trabajo de buscar y reemplazar los valores del módulo de Young a un valor despreciable para esas barras que queremos hacer desaparecer será menos tedioso que montar de nuevo toda la matriz, casi igual a la anterior, con todas las barras, todos los triangulitos de los muros, todos los cuadraditos de las losas, etc.

y dimensionar todos los elementos para finalmente adoptar unos armados que cubran esas necesidades de todos los estados
Esto sería sólo una vez, ¿no?

Sé que no pido poco. Pero también creo que algún día habréis de dar ese salto.
 

George

Platino
El cálculo no lineal, en general, desde luego no es para nada trivial. A la propia complejidad técnica para implementarlo se suma que, al no poder aplicar superposición, hay que analizar cada combinación con su correspondiente secuencia de cargas.

En Midas (lo pongo como ejemplo porque es el que conozco) hay una cosa interesante, y es que te permite transformar una combinación (o un grupo de ellas) en hipótesis simple, transformando automáticamente todas las cargas. De esta forma puedes correr el no lineal para la combinación (ahora hipótesis) deseada.

Alguna vez que he necesitado no lineal, sobre todo para temas de deformaciones impuestas y su afección sobre los pilares, lo que he hecho es primero un cálculo lineal con todos los efectos, determino la combinación pésima (que Midas también la indica en los listados, no sé si CYPE lo hace también, pero es una buena idea) y esa combinación la transformo en hipótesis para, seguidamente, ejecutar el no lineal. Tampoco es lo más exacto, porque no sabemos si en no lineal esa misma combinación seguirá siendo la pésima, pero es un principio para no eternizarse calculando todas las combinaciones.
 

George

Platino
Pongo un ejemplo muy sencillo para verlo. Imaginemos una zapata superficial en la que simulamos su apoyo sobre el terreno mediante resortes sólo a compresión. Supongamos que está sometida a un axil de compresión y a una carga horizontal de viento.

Si intentamos hacer el cálculo no lineal, resolviendo cada hipótesis por separado, tendremos un problema cuando intente resolver la carga de viento, ya que al ser los resortes sólo de compresión, no será posible lograr el equilibrio actuando únicamente la carga de viento y el cálculo arrojará un error.

Para resolverlo lo que se transforma la combinación axil + viento en una nueva hipótesis. Con esto ya se resuelve bien porque cuando le metes la carga horizontal de viento ya hay una carga vertical estabilizadora.

Y si lo quieres hacer un poco mejor, con el método anterior se supone que ambas cargas van creciendo a la par (axil y fuerza horizontal), cuando lo real es que primero tendrás aplicado todo el axil de compresión y luego es cuando actuará el viento. Para eso se puede hacer un no lineal basado en unas condiciones iniciales, que pueden ser un cálculo lineal normal o también un no lineal, es decir, un no lineal seguido de otro.

En el caso de la zapata, bajo el axil de compresión podría hacerse un cálculo lineal y para la carga de viento es cuando haríamos el no lineal.

Lógicamente, lo suyo es que en la propia secuencia de cargas ya estén contemplados los coeficientes de mayoración, pues en no lineal no es lo mismo mayorar las acciones que mayorar sus efectos, algo que no sucede con el cálculo lineal.
 

SBESA

Esmeralda
En Midas (lo pongo como ejemplo porque es el que conozco) hay una cosa interesante, y es que te permite transformar una combinación (o un grupo de ellas) en hipótesis simple, transformando automáticamente todas las cargas. De esta forma puedes correr el no lineal para la combinación (ahora hipótesis) deseada
En Robot el proceso es igual.
 

SBESA

Esmeralda
Pongo un ejemplo muy sencillo para verlo. Imaginemos una zapata superficial en la que simulamos su apoyo sobre el terreno mediante resortes sólo a compresión. Supongamos que está sometida a un axil de compresión y a una carga horizontal de viento
En Robot se pueden definir hipótesis auxiliares, para evitar el problema del viento solo en el no lineal.
 
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