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BIM Estructuras Innovación y Transformación Digital

¿Qué es y para qué sirve CYPE 3D?

CYPE 3D es un software cuya principal función es realizar el cálculo de estructuras en tres dimensiones de barras de concreto, de acero, mixtas de concreto y acero, de aluminio, de madera, o de cualquier material, incluido el dimensionamiento de uniones (soldadas y atornilladas de perfiles de acero laminado y armado en doble T y perfiles tubulares) y el de su cimentación con placas de anclaje, zapatas y encepados.

Las barras de madera, de acero o de aluminio; y las columnas y las vigas de concreto armado, pueden ser dimensionados por el programa. Las columnas mixtas de concreto y acero pueden ser comprobadas por el software.

También permite la discretización de estructuras mediante láminas (elementos planos bidimensionales de espesor constante cuyo perímetro está definido por un polígono) para calcular sus esfuerzos y tensiones.

CYPE 3D puede funcionar como programa independiente y, también, dentro de CYPECAD como estructura 3D integrada.

CYPE 3D
Fuente: https://www.ad-formacion.es/cype3d/

CYPE 3D ofrece distintas herramientas y funciones que nos permiten un desarrollo más completo, entre las principales tenemos las siguientes:

Estados límite, combinaciones y cargas:

El software permite visualizar e imprimir un listado con las situaciones de proyecto, con y sin acciones sísmicas, en el que se muestran los coeficientes parciales de seguridad γ (mayoración de acciones) y los coeficientes de combinación ψ para cada tipo de acción (naturaleza).

Estados límite, combinaciones y cargas
Fuente: https://www.cype.pe/estructuras/cype3d/#Estados_limite_hipotesis_combinaciones_y_cargas

Tipología de nudos:

La tipología de nudos es muy completa. Pueden definirse las vinculaciones interiores y coacciones exteriores. Las coacciones exteriores permiten que los nudos puedan definirse como articulados, empotrados, semiempotrados, apoyos elásticos (muelles), apoyos con desplazamientos libres según un plano o recta a definir, etc.

Es posible definir Ligaduras entre nudos. Las ligaduras de nudos se utilizan para indicar que dos o más nudos tienen iguales desplazamientos en todas las hipótesis. La igualación de desplazamientos se puede establecer en una, dos o tres direcciones según los ejes globales X, Y y Z. En pantalla se muestra el número correspondiente a cada grupo o conjunto de nudos cuyos desplazamientos se encuentran ligados.

Tipología de nudos
Fuente: https://www.cype.pe/estructuras/cype3d/#Tipologia_de_nudos

Uniones soldadas y atornilladas:

Los módulos de uniones utilizados en CYPE 3D pueden emplearse en CYPECAD (incluidas las Estructuras 3D integradas de CYPECAD).

La tipología de uniones resueltas en los módulos Uniones I, Uniones II y Uniones V tiene mayor campo de aplicación en las naves diseñadas en CYPE 3D y en las Estructuras 3D integradas de CYPECAD, mientras que la tipología de uniones que dimensionan los módulos Uniones III y Uniones IV tienen un campo de aplicación más amplio en las estructuras de edificación formadas por pórticos que se calculan en CYPECAD. De todos modos, cada unión dimensionada por cualquiera de los módulos indicados se resuelve del mismo modo en un programa u otro.

Las uniones de CYPE 3D se definen como:

  • Uniones I Soldadas Naves con perfiles laminados y armados en doble T
  • Uniones II Atornilladas Naves con perfiles laminados y armados en doble T
  • Uniones III Soldadas Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T
  • Uniones IV Atornilladas Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T
  • Uniones V. Celosías planas con perfiles tubulares)
Uniones soldadas y atornilladas
Fuente: https://www.cype.pe/estructuras/cype3d/#Uniones_soldadas_y_atornilladas

Cálculo con multiprocesadores:

CYPE 3D utiliza en el cálculo de sus estructuras el potencial que brindan los multiprocesadores. Para acceder a estas prestaciones CYPE 3D, dispone de dos nuevos módulos comunes que permiten ahorrar una sustancial cantidad de tiempo de cálculo:

  • Cálculo en paralelo con dos procesadores
  • Cálculo en paralelo hasta ocho procesadores
Cálculo con multiprocesadores
Fuente: https://www.cype.pe/estructuras/cype3d/#Calculo_con_multiprocesadores

Láminas en CYPE 3D:

CYPE 3D incluye la posibilidad de definir elementos de lámina. Las láminas son elementos planos bidimensionales de espesor constante y sin huecos, cuyo perímetro está definido por un polígono. A efectos de cálculo, las láminas se introducen en la matriz de rigidez global de la estructura mediante un modelo de elementos finitos tridimensionales de lámina plana triangulares de seis nodos (cuadráticos). El tipo de elemento utilizado se basa en la superposición de dos elementos desacoplados localmente: Uno aporta la rigidez axial (esfuerzos de membrana) y otro la rigidez a flexión (esfuerzos de placa).

En cada lámina es posible definir:

  • Espesor y módulo de balasto
  • Material
  • Posición
  • Discretización
  • Orientación de los ejes
  • Vinculación interior
  • Vinculación exterior
  • Bandas de integración
Láminas en CYPE 3D
Fuente: http://detallesconstructivos.mx.cype.com/EAG018.html

Resultados, planos y listados:

CYPE 3D permite que las leyes y envolventes de esfuerzos y deformaciones se puedan consultar en pantalla de forma gráfica o analítica.

Su herramienta para la comprobación de barras en pantalla (tensión, abolladura, esbeltez, flecha) permite una corrección manual o automática hasta el dimensionamiento final.

Así mismo este software dibuja los planos de cualquier vista de la estructura, con la información que desee, incluso alzados con la dimensión real del perfil. Podrá exportar los planos a formato DXF y DWG. Genera vistas 3D en perspectiva cónica o isométrica con los perfiles en verdadera magnitud. Estas vistas 3D pueden imprimirse y exportarse a ficheros en formato DXF, DWG, EMF, BMP y JPG. En ellas, se pueden mostrar los elementos con texturas que se asemejan a los colores reales de sus materiales. El usuario puede representar la vista 3D sin materiales o con ellos:

  • Sin materiales: Muestra los colores que diferencian a los elementos de la vista 3D, aunque se tratase del mismo material.
  • Con materiales: Muestra los elementos de la vista 3D con texturas que se asemejan a sus colores reales.

CYPE 3D permite total libertad para moverse por el interior de la estructura en una perspectiva cónica, también proporciona listados de datos de nudos, barras y cargas; de resultados de desplazamientos, reacciones, esfuerzos, tensiones, flechas, zapatas, placas de anclaje, etc. de la estructura. Incluye los listados de mediciones. Estos listados pueden exportarse a los formatos TXT, HTML, PDF y RTF. También puede obtener una vista preliminar de ellos.

Resultados, planos y listados
Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=t6foxnniSU4

Fuentes:

  • CYPE (2020). CYPE 3D / StruBIM CYPE 3D. Recuperado el día jueves 05 de agosto del 2021 de https://www.cype.pe/estructuras/cype3d/.

Por: Patricia Alejandra Vitorino Bravo

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BIM Gerencia de la Construcción Lean Construction

Sinergia Lean y BIM en la etapa de construcción de un proyecto

Lean Construction y BIM son motores importantes de cambio y transformación en la industria de la construcción. Lean Construction es una filosofía con un enfoque centrado en procesos para la gestión de la construcción destinado a aumentar la eficiencia y disminuir los desperdicios asegurando la calidad de sus productos finales mediante el desarrollo de nuevos principios y métodos similares a los que definen el sistema de producción eficiente. BIM, por otro lado, es una metodología que aplica herramientas, procesos y tecnologías mediante documentación digital basada en objetos sobre un proyecto de construcción (edificaciones, carreteras, estructuras hidráulicas, etc.) que facilitan la ejecución, planificación, construcción, funcionamiento y mantenimiento. Dicha documentación no es solo sobre la forma del proyecto (modelos 3D) sino también incluye documentos correspondientes a cronograma, costo, materiales, entre otros.

Una investigación reciente en Lean Construction y BIM muestra que existe una sinergia considerable entre los dos que está esperando ser explotada por la industria de la construcción. La multidimensionalidad de BIM permite la extensión de esta sinergia por las etapas de diseños, construcción, operación y mantenimiento del proyecto. Las herramientas BIM permiten integraciones efectivas con tecnología mediante modelos 3D ya que es posible visualizar y manipular datos. Algunas de estas tecnologías incluyen escaneo láser, realidad virtual (VR), redes de sensores, motores de física y bases de datos en la nube.

Actualmente, BIM proporciona una plataforma de visualización eficaz para reuniones de planificación colaborativa, resúmenes de diseño y compromisos con las partes interesadas. La visualización de la intención de la construcción en esos esfuerzos aumenta la transparencia, desencadena discusiones entre los oficios de la construcción, ayuda a identificar de manera colaborativa posibles choques laborales y cuellos de botella / restricciones del proceso en el futuro cercano. Las dimensiones 4D y 5D de BIM brindan a los constructores una mejor comprensión de los diferentes métodos de construcción y alternativas de materiales con sus costos y el impacto del cronograma. También se demostró que BIM habilitó simulaciones 4D y 5D y discusiones sobre recursos críticos, cronograma, seguridad, espacio de construcción y análisis de constructibilidad los cuales dieron como resultado tiempos de ciclo en el sitio reducidos, solicitudes de información (RFI), y aumentó seguridad evitando choques laborales con mejor constructibilidad en algunas tareas críticas.

También se están creando sistemas basados en BIM (KanBIM y VisiLean) para visualizar de manera integral los flujos de información de construcción y para facilitar los controles visuales en el sitio. En esos modelos de aumento de la transparencia del proceso, los gerentes de construcción y los trabajadores pueden ver y comunicar fácilmente el horario de trabajo basado en la ubicación y la situación de una tarea de trabajo con sus restricciones reales en un modelo BIM interactivo. Los sistemas de control visual están ampliamente integrados con Last Planner System.

Gestión visual de LPS mediante modelos BIM
Fuente: http://www.motiva.com.pe/articulos/Gestion_Visual_BIM_aplicada_LastPlanner.pdf

En la etapa de construcción Lean Construction y BIM encuentran varios puntos de sinergia los cuales permiten una mejor automatización y digitalización de procesos en modelos 3D, entre los principales puntos de sinergia Lean BIM se encuentran:

Decidir por consenso:

Como todos los aspectos de la intención del diseño y sus parámetros se capturan en un modelo 3D, el cliente puede entenderlo fácilmente. Los requisitos se pueden capturar y comunicar de manera exhaustiva en la etapa de construcción. Además, las funciones de visualización BIM se han utilizado para la participación de clientes y partes interesadas, y en las sesiones de la reunión del último planificador para mejorar la comunicación y la coordinación durante la etapa de construcción.

Decidir por consenso
Fuente: https://www.ipae.pe/wp-content/uploads/2018/09/Digitalizaci%C3%B3n-aumento-productividad-en-la-construcci%C3%B3n-Fernando-Valdez-CADE-Digital.pdf

Estandarizar procesos de trabajo:

Se pueden preparar animaciones basadas en BIM de secuencias de producción. Estos guían a los trabajadores sobre cómo realizar el trabajo en contextos específicos y son un medio excelente para garantizar que se sigan los procedimientos estandarizados. Además, los modelos BIM ahora pueden realizar verificaciones de seguridad automáticas y tomar precauciones sobre los modelos según sea necesario, lo que aumenta la estandarización de seguridad del sitio. Las empresas de construcción comenzaron a usar modelos BIM para capacitar a su fuerza laboral en temas de seguridad y calidad en el campo.

Blog - Comunidad de Buenas Practicas
Estandarizar procesos de trabajo
Fuente: https://comunidadbuenaspracticas.com/blog/

Reducir la duración del ciclo de producción:

Permite el procesamiento paralelo en múltiples estaciones de trabajo de manera coordinada lo que reduce los tiempos de ciclo de diseño. Consecuentemente, un mejor diseño conduce a horarios operativos mejor optimizados y más precisos en el campo con menos conflictos. Esto reduce aún más los tiempos de ciclo en la fase de construcción. Además, tener un repositorio de datos completo libre de conflictos blandos y duros en un modelo BIM reduce los tiempos de ciclo extendidos relacionados con la necesidad de información y los problemas de capacidad de construcción en el campo.

10 Beneficios del BIM en proyectos Multifamiliares Peruanos - SUMA
Reducir la duración del ciclo de producción
Fuente: http://www.suma.pe/2017/07/18/10-beneficios-bim/

Reducir la variabilidad del producto final:

Una mejor evaluación de las alternativas de diseño con sus propiedades funcionales puede reducir la variabilidad comúnmente introducida por los cambios tardíos iniciados por el cliente durante la etapa de construcción. Los modelos BIM se han utilizado para evaluar el diseño, la capacidad de construcción y las interferencias espaciales que conducen a una mejor calidad en el campo. Además, la integración extendida de BIM con sistemas industriales CNC (control numérico por computadora) permite la prefabricación compleja de componentes de construcción, lo que reduce la variabilidad del producto en el campo.

Reducir la variabilidad del producto final
Fuente: https://www.areabim.com/navisworks/

Verificar y validar la generación de valor:

La creación de prototipos virtuales y la simulación debido a la inteligencia incorporada en los objetos del modelo BIM permiten la verificación automática de las normas de diseño y construcción. Esto hace que la verificación y validación del diseño sea más eficiente. La visualización de los horarios propuestos y la visualización de los procesos en curso verifican y validan la información del proceso. La comprobación de interferencias y la resolución de otros problemas de integración verifican y validan la información del producto.

Verificar y validar la generación de valor
Fuente: https://eloficial.ec/realidad-virtual-y-su-adopcion-en-la-industria-aec-architecture-engineering-and-construction/realidad-virtual-en-la-construccion/

Visualizar el proceso de producción:

El modelado de la construcción en herramientas 4D y 5D brindan una oportunidad única para visualizar procesos de construcción. Esto permite identificar conflictos de recursos en el tiempo y el espacio y resolver problemas de en la etapa de construcción con sus impactos en los costos. Además, facilita la optimización del proceso mejorando la eficiencia y la seguridad y puede ayudar a identificar los cuellos de botella. El uso mejorado de dispositivos portátiles con bases de datos en la nube (BIM 360) contribuye a una visualización BIM manejable en campo. Además, la integración de la Realidad Virtual, los modelos BIM y los dispositivos portátiles admite más opciones de visualización y transparencia de procesos en la fase de construcción y mantenimiento.

Visualizar el proceso de producción
Fuente: https://www.archdaily.pe/pe/914534/9-tecnologias-de-realidad-aumentada-para-la-arquitectura-y-la-construccion

Tezel. A. (2015). Las diez principales sinergias entre Lean Construction y BIM. Recuperado el día martes 03 de agosto del 2021 de https://leanconstructionblog.com/Top-Ten-Synergies-between-Lean-Construction-and-BIM.html

Tezel. A. (2021). Sinergia Lean y BIM en la fase de construcción. Recuperado el día martes 03 de agosto del 2021 de https://leanconstructionblog.com/Lean-and-BIM-Synergy-at-the-Construction-Phase.html

Por: Patricia Alejandra Vitorino Bravo

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BIM Innovación y Transformación Digital

¿Qué es y para qué sirve Tekla Structures?

Tekla Structures es un software BIM para el diseño detallado, despiece, fabricación y montaje de todo tipo de estructuras para la construcción. Desarrollado por la empresa Trimble.

Tekla Structures interactúa con los softwares líderes de diseño y análisis de la industria y hace posible la coordinación entre ingenieros, arquitectos, consultores y contratistas. Este software ofrece múltiples beneficios entre los cuales están:

  • Constructibilidad: Creación de modelos construibles LOD 500 y modelado de todos los materiales.
  • Colaboración abierta: Trabaja de manera conjunta con todos los integrantes e involucrados en el proyecto, utiliza información real del modelo para la fabricación y construcción, enlaza con la arquitectura, MEP y softwares de diseño a través de IFC.
  • Software local: Disponible en 17 idiomas, soporte local en español y acceso al centro de soporte y aprendizaje online 24/7

Tekla Structures es un software BIM construible, permite crear, combinar, administrar y compartir modelos 3D de diversos materiales, todos ellos con información precisa, exacta y confiable para la exitosa ejecución del proyecto. Es posible utilizar Tekla Structures para el diseño, el detalle y la gestión de la información desde la planificación conceptual hasta la fabricación y construcción en sitio.

Tekla permite a los Ingenieros estructurales trabajar de forma más efectiva, enfocados en la ingeniería y no en la documentación. Es posible lograr mayor precisión, consistencia y calidad en el trabajo principal y entregar un modelo valioso.

Tekla Structures
Fuente: https://www.construsoft.es/es

Análisis y diseño:

Tekla Structures permite modelar, cargar, analizar y diseñar edificaciones, de manera rápida y eficiente. Desde el diseño del esquema hasta el diseño detallado, un solo modelo cubre todos sus requisitos de diseño y análisis estructural, abarcando los sistemas gravimétricos y laterales. No hay necesidad de múltiples modelos de diseño.

Tekla es un software totalmente automatizado y cuenta con muchas características únicas para el diseño optimizado de edificaciones de concreto y acero, para que pueda comparar esquemas de diseño alternativos, administrar cambios fácilmente y colaborar sin problemas con las plataformas BIM.

Debido a que todas las funciones de análisis y diseño estructural se combinan en una sola solución, no hay módulos o paquetes de software adicionales para comprar, mantener, aprender o integrar.

Análisis y diseño estructural
Fuente: https://www.tekla.com/la/soluciones/ingenier%C3%ADa-estructural

Cálculos estructurales automatizados:

Generar cálculos precisos, transparentes y bien presentados es esencial. Con Tekla no hay necesidad de escribir cálculos a mano o administrar hojas de cálculo incómodas; permite acceder a una amplia biblioteca de cálculos estructurales y civiles automatizados, que cubren todos los elementos y materiales comunes. Y, para una mayor flexibilidad es posible escribir y distribuir fácilmente los cálculos personalizados dentro del software.

Tekla Structures crea resultados profesionales y personalizados, además, puede incluir cualquier información adicional, como bocetos y notas. Permite mejorar los procesos de control de calidad.

Cálculos estructurales automatizados
Fuente: https://www.tekla.com/us/about/webinars/tekla-structural-engineering-analysis-and-design

Tekla Structures y BIM:

Trimble mediante Tekla Structures crea en un entorno mixto de sistemas específicos para cada uno de los propósitos que se comunican de manera efectiva utilizando modelos de información, procesos y métodos comúnmente acordados y terminología compartida. Esto significa que tienen un enfoque BIM abierto para construir modelos de información.

Tekla Structures permite compartir datos en tiempo real de forma segura, facilitando la digitalización y la colaboración en la nube.

Actualmente en Tekla Structures es posible utilizar el formato de archivo IFC (Indusrty Foundation Classes), con este formato ofrece a sus usuarios una opción más viable para BIM. A través de IFC, Tekla se vincula con AEC, MEP y cada vez más con el software BIM de diseño.

Tekla Structures y BIM
Fuente: https://www.tekla.com/la/sobre/webinarios/personalizaci%C3%B3n-de-tekla-structures

OpenBIM con Tekla Structures:

Los modelos creados con Tekla contienen la información BIM precisa, fiable y detallada que se necesita para la ejecución de la construcción (modelo construible). El modelo enriquecido mejora la colaboración y aporta proyectos de alta calidad y rentabilidad.

Tekla tiene un enfoque abierto hacia BIM, puede comunicarse de forma efectiva con las soluciones de otros proveedores y la maquinaria de fabricación. Adicionalmente, es posible ampliar las capacidades de Tekla con Tekla Open API, la interfaz de la aplicación.

OpenBIM con Tekla Structures
Fuente: https://www.tekla.com/la/sobre/noticias/soluciones-de-software-bim-estructural-tekla-2021

Construsoft (2019). Desde el modelo conceptual hasta la construcción con Tekla Structures. Recuperado el día viernes 30 de julio del 2021 de https://www.construsoft.es/es/software-bim/tekla-structures

Esarte. A (2020). Tekla Structures, de Trimble. Recuperado el día viernes 30 de julio del 2021 de https://www.espaciobim.com/tekla

Tekla (2021). Software para la ingeniería estructural. Recuperado el día jueves 29 de julio del 2021 de https://www.tekla.com/la/soluciones/ingenier%C3%ADa-estructural

Tekla (2021). Tekla Structures, el software BIM más avanzado para el flujo de trabajo estructural. Recuperado el día jueves 29 de julio del 2021 de https://www.tekla.com/la/productos/tekla-structures.

Por: Patricia Alejandra Vitorino Bravo