La rama de estructuras en la Ingeniería Civil comprende muchos aspectos, desde el diseño estructural hasta la documentación correspondiente (elaboración de planos, memorias de cálculo, etc.). Y, con la implementación de BIM en los proyectos es inevitable no involucrar las estructuras con esta metodología. Leyendo este artículo podrás enterarte qué herramientas BIM puedes empezar a usar para implementar BIM en estructuras.
BIM Estructural
BIM estructural se refiere al uso de la metodología BIM en el diseño y modelado de estructuras en la construcción. Esto implica la creación de modelos digitales en 3D que contienen información detallada de los componentes estructurales, como vigas, columnas, muros, entre otros, y de cómo interactúan en el contexto de un edificio o proyecto de ingeniería civil; es decir, su relación con las demás disciplinas y áreas de la ingeniería civil como arquitectura, instalaciones, etc.
Herramientas BIM Estructuras
Figura 1. Flujo de trabajo de BIM Estructural.
Nota: El flujo mostrado es referencial y muestra los pasos mínimos en BIM Estructuras; pueden incluirse pasos como “Evaluación de calidad” e interconectarse con las demás especialidades para la verificación de interferencias. Elaboración: Propia.
Ahora nos hacemos la pregunta, ¿cómo es posible la interoperabilidad entre los softwares? Gracias al formato IFC. Y, para asegurarnos que el software interactúe correctamente, es apropiado que las funciones de importación IFC estén certificadas por buildingSMART. De hecho, la certificación buildingSMART garantiza que el software interactúa correctamente con otros programas BIM de diseño (arquitectura, instalaciones, estructuras, etc.) y se integra en el flujo de generación del modelo digital según las normas técnicas internacionales (EN ISO 19650) del sector.
Beneficios de BIM para la ingeniería estructural
Los beneficios de BIM para la ingeniería estructural incluyen:
Mayor precisión: BIM permite un modelado y análisis de estructuras más precisos, lo que puede conducir a mejores diseños y procesos de construcción más eficientes.
Diseños optimizados: mediante el uso de BIM, los ingenieros pueden optimizar sus diseños para reducir el desperdicio de material y mejorar la eficiencia general del proceso de construcción.
Fabricación conectada: BIM permite a los ingenieros conectarse con el proceso de fabricación, lo que puede ayudar a entregar proyectos de manera más rápida y eficiente.
Referencias Bibliográficas
Granda, P. (2023). Metodología BIM en la ingeniería estructural. Ingenieros Asesores. https://ingenierosasesores.com/actualidad/metodologia-bim-en-la-ingenieria-estructural/
Vitorino, P. (2020). BIM y el diseño estructural. Konstruedu. com. https://konstruedu.com/es/blog/bim-y-el-diseno-estructural
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Escrito por Leydi Carol Ricalde Cotohuanca para KONSTRUEDU.COM
En el mundo de la ingeniería estructural, el ingeniero especialista necesita del uso de herramientas acordes con la versatilidad y ritmo de hoy en día. Una de las herramientas más utilizadas para el análisis, simulación, estudio y comparación de resultados son los softwares basados en análisis de comportamientos lineales y no lineales de elementos estructurales, análisis por método de elementos finitos, aplicación de diafragmas rígidos y flexibles, análisis dinámicos y estáticos, análisis de grandes desplazamientos y diferentes tipos y combinaciones de aplicación de solicitaciones entre otros.
ETABS (CSI) es un software innovador y revolucionario para análisis estructural y dimensionamiento de edificaciones. Resultado de 40 años de investigación y desarrollo continuo, la última versión de ETABS ofrece herramientas de modelado y visualización de objetos 3D, alta capacidad de poder analítico lineal y no lineal, opciones de dimensionamiento sofisticadas y que abarcan una amplia gama de materiales, esclarecedores gráficos, informes y diseños esquemáticos que facilitan la comprensión del análisis y de los respectivos resultados.
Desde el modelado de la estructura a la creación de diseños y detalles, ETABS cubre todos los pasos del proceso de dimensionamiento, posee comandos de diseño intuitivos que permiten la rápida generación de plantas y alzados estructurales. Diseños CAD pueden convertirse directamente en modelos ETABS o usarse como plantillas a partir de los cuales se puede realizar el modelado. El revolucionario SAPFire 64 bit solver permite el análisis rápido de modelos extremadamente complejos y soporta técnicas de modelado no lineales, como secuencia constructiva y efectos diferidos en el tiempo (por ejemplo: fluencia y retracción). Está incluido el dimensionamiento de estructuras metálicas y de concreto armado con optimización automatizada, así como de vigas y pilares mixtos, de muros de concreto y mampostería, y también la comprobación de seguridad de conexiones y chapas metálicas. Los modelos se pueden crear de forma realista, y todos los resultados pueden representarse directamente en la estructura. Se pueden crear informes, intuitivos y de fácil lectura, para cualquier análisis o dimensionamiento efectuado en el modelo. En el caso de estructuras de concreto armado y estructuras metálicas, es posible obtener diseños esquemáticos del modelo, cuadros resumen de armaduras, tablas informativas de los perfiles y conexiones dimensionadas, detalles de los elementos estructurales y respectivos cortes.
ETABS ofrece una serie de herramientas y características con una amplia gama de opciones, entre las más importantes se encuentran:
Simulación sismorresistente:
Con ETABS es posible hacer simulaciones sismorresistentes.Se ingresa los datos del sismo para evaluar si la edificación es apta para ser construida, ya que deben cumplir con ciertos parámetros como los que señala la norma técnica de Diseño sismorresistencia, las estructuras deben tener un límite de deformación que dependerá del material y diseño utilizado. No se deben deformar demasiado, ya que de ocurrir un sismo será inevitable que se desmoronen completamente. El software evalúa la calidad de la edificación sometiéndola a diversas pruebas de sismo resistencia. De esta manera, identifica posibles fallas y predice el estado posterior de la estructura, los movimientos sísmicos hacen posible la obtención de datos relevantes para los ingenieros, quienes podrán establecer los índices de calidad del modelo.
Este software tiene una diversa selección de plantillas para agilizar el modelado de estructuras. Se puede definir malla y cuadrícula, número de pisos; también, se pueden establecer las secciones de los elementos estructurales, el peso propio y sobrecarga. Algunos ejemplos de plantillas pre definidas son:
Steel deck (tablero de acero).
Flat slab (losa plana).
Waffle slab (losa reticular).
Staggered truss (escalonada).
Flat slab with perimeter beams (losa plana con vigas perimetrales).
Two way or ribbed slab (losa bidireccional).
Amplia selección de plantillas Fuente: https://www.software-shop.com/producto/etabs
Diseño de estructuras:
En ETABS se puede diseñar la primera planta de la estructura y levantar el número de pisos que se requiera según el proyecto. Se insertan las propiedades de los materiales como ladrillos si es para albañilería o de concreto si se trabaja con estructuras de concreto armado. Para el diseño de estas estructuras, ETABS nos brinda distintas herramientas llamadas “Drawing Tools”.
Permite la detección automática de intersecciones, extensiones, paralelismos y perpendicularidades.
Con esta herramienta se puede importar de manera fácil proyectos en formato DXF/DWG. También, se puede crear plantillas y definir layers (capas) para hacer visible o invisible algún elemento.
Diseño de estructuras Fuente: https://www.software-shop.com/producto/etabs
Visualización de modelos:
ETABS permite definir las vistas que servirán de ayuda para definir los modelos, tomando en cuenta que se tiene dos tipos de modelos: analítico y físico.
Modelo Analítico: Se visualizan los elementos de la estructura al detalle. Se pueden observar las barras, nudos y mallas.
Modelo Físico: Se visualizan los objetos físicos y se indican los puntos de inserción. estructuras, ETABS nos brinda distintas herramientas llamadas “Drawing Tools”.
Las Plantas y elevaciones o también llamados “Plans and Elevations” se pueden observar mediante las vistas que genera el programa de manera automática por cuadrícula. También, es posible configurar vistas propias con la opción “Developed Elevation”.
Por otro lado, con la herramienta “Plans and Elevations Views” se podrá acceder a vistas en 2D y 3D.
Plantas y elevaciones Fuente: https://www.software-shop.com/producto/etabs/
ETABS y BIM:
Las ventajas de utilizar ETABS dentro de la metodología BIM son:
Aumento de la eficacia: permiten el intercambio de modelos entre los varios equipos de proyecto, principalmente arquitectos e ingenieros, a través de la compatibilidad con productos BIM.
Flexibilidad de trabajo: Posibilidad de iniciar un modelo con un programa CSI y exportarlo a otro producto BIM o viceversa.
Integración con API: La integración con los principales programas BIM se ha realizado a través de API (Application Programming Interface) para garantizar un mayor nivel de compatibilidad.
ETABS es totalmente compatible con otros software como Revit o Tekla Structures ya que se puede exportar a través del formato de intercambio IFC (Industry Foundation Classes).
ETABS y BIM Fuentehttps://www.cadbim3d.com/2019/01/revit-compatibilizacion-entre-sistemas-edificacion.html
Fuentes:
CSI. (2020). ETABS. Recuperado el día martes 24 de agosto del 2021 de https://www.csiespana.com/software/5/etabs.
Esarte. A. (2020). ¿ETABS? ¿Qué es ETABS? Hoy te voy a acercar este software BIM de CSI Spain. Recuperado el día martes 24 de agosto del 2021 de https://www.espaciobim.com/etabs.
Juárez. A. (2020). ¿Qué es ETABS y qué puedes hacer con este software? Recuperado el día martes 24 de agosto del 2021 de https://arcux.net/blog/que-es-etabs-y-que-puedes-hacer-con-este-software/.
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/.
ETABS es un software innovador y revolucionario para análisis estructural y dimensionamiento de edificios. Resultado de 40 años de investigación y desarrollo continuo, en donde las diferentes versiones de ETABS nos ofrecen herramientas confiables de modelado y visualización de objetos 3D, alta capacidad de poder analítico lineal y no lineal, opciones de dimensionamiento sofisticadas y que abarcan una amplia gama de materiales, esclarecedores gráficos, informes y diseños esquemáticos que facilitan la comprensión del análisis y de los respectivos resultados.
Etabs es un software potente enfocado al análisis de estructuras, que nos va a permitir realizar dimensionamiento, modelado, cálculo y análisis de estructuras como por ejemplo de edificios.
Este programa cuenta con las herramientas necesarias para ejecutar el diseño completo de una estructura; por ejemplo la estructura de una vivienda, un edificio de varias plantas, además con un comportamiento dinámico.
Desde el modelado de la estructura a la creación de diseños y detalles, ETABS cubre todos los pasos del proceso de dimensionamiento. Los comandos de diseño son intuitivos y permiten la rápida generación de plantas y alzados estructurales.
Los diseños CAD pueden convertirse directamente en modelos ETABS o usarse como plantillas a partir de los cuales se puede realizar el modelado. El revolucionario SAPPHire 64 bit solver permite el análisis rápido de modelos extremadamente complejos y soporta técnicas de modelado no lineales, como secuencia constructiva y efectos diferidos en el tiempo (por ejemplo: fluencia y retracción).
ETABS proporciona un conjunto inigualable de herramientas para ingenieros de estructuras que modelan y dimensionan edificios, tanto edificios industriales de un piso, como también torres de varios pisos.
3. ¿Cuáles son las ventajas que hacen de Etabs una gran herramienta para diseño y análisis de estructuras?
Etabs permite a los proyectistas e ingenieros diseñar estructuras robustas de edificios y simular las cargas, reacciones y fuerzas externas que puedan actuar o afectar sobre dicha estructuras.
Concretamente, Etabs permite por ejemplo el análisis de armaduras para losas, diseño y cálculo de pilares, vigas, muros, reacciones en zapatas, núcleos y más; por otro lado se puede en Etabs dimensionar estructuras de hormigón armado, estructuras metálicas y también mixtas, además de estos ejemplos Etabs permite realizar el análisis completo de edificaciones que implica bastante operaciones y análisis; todo esto lo convierte en un excelente software de ingeniería.
4. ¿Cuáles son las características principales de Etabs?
4.1. Simulación Sismorresistente
Con ETABS se puede hacer simulaciones sismorresistentes, a través del ingreso de los datos de posibles movimientos telúricos y la evaluación de la edificación, llegando a conclusiones importantes con la ayuda de las normas técnicas de diseño Sismorresistente.
Las estructuras deben tener un límite de deformación que dependerá del material y diseño utilizado. No se deben deformar demasiado, ya que de ocurrir un sismo será inevitable que se desmoronen completamente.
El programa evalúa la calidad de la edificación sometiéndose a diversas pruebas de sismo resistencia. De esta manera, logra identificar posibles fallas y predice el estado posterior de la estructura.
Los movimientos sísmicos hacen posible la obtención de datos relevantes para los ingenieros, quienes podrán establecer los índices de calidad del modelo.
4.2. Amplia selección de plantillas
Este programa tiene una diversa selección de plantillas para agilizar el modelado de estructuras. Se puede definir malla y cuadrícula, número de pisos.
También, se pueden establecer las secciones de los elementos estructurales, el peso propio y sobrecarga.
Algunos ejemplos de plantillas pre definidas son:
Steel deck (tablero de acero).
Flat slab (losa plana).
Waffle slab (losa reticular).
Staggered truss (escalonada).
Flat slab with perimeter beams (losa plana con vigas perimetrales).
En ETABS se puede diseñar la primera planta de la estructura y levantar el número de pisos que se requiera según el proyecto.
Se insertan las propiedades de los materiales como ladrillos si es para albañilería o de concreto si se trabaja con estructuras de concreto armado.
Para el diseño de estas estructuras, ETABS nos brinda distintas herramientas llamadas “Drawing Tools”.
a) Intelligent Snaps: Permite la detección automática de intersecciones, extensiones, paralelismos y perpendicularidades.
b) Architectural Tracing: Con esta herramienta se puede importar de manera fácil proyectos en formato DXF/DWG. También, se puede crear plantillas y definir layers (capas) para hacer visible o invisible algún elemento.
4.4. Plantas y alzados
Las plantas y alzados o también llamados “Plans and Elevations” se pueden observar mediante las vistas que genera el programa de manera automática por cuadrícula.
También, podrás configurar tus propias vistas con la opción “Developed Elevation”.
Por otro lado, con la herramienta “Plans and Elevations Views” se podrá acceder a vistas en 2D y 3D.
5. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar Etabs dentro de la metodología BIM?
La conexión entre el programa de cálculo de estructuras como ETABS con los programas de trabajo bajo metodología BIM es muy fácil y directa, ya que trabajan con los formatos IFC más habituales y definidos por las asociaciones y estamentos internacionales, incluyendo además, plug-ins directos de comunicación con programas como Revit, como es el caso de CSiXRevit. Dicha comunicación se produce de forma bi-direccional, lo que permite que la interconexión entre los distintos softwares sea muy potente y operativa.
Entre las principales ventajas, tenemos las siguientes:
Aumento de la eficacia: Etabs nos va a permitir el intercambio de modelos entre los varios equipos de proyecto, principalmente arquitectos e ingenieros, a través de la compatibilidad con productos BIM.
Flexibilidad de trabajo: Podemos elegir entre la posibilidad de iniciar un modelo con un programa CSI y exportarlo a otro producto BIM o viceversa.
Integración con API: La integración con los principales programas BIM se ha realizado a través de API (Application Programming Interface) para garantizar un mayor nivel de compatibilidad.
Interoperabilidad: Etabs tiene un alto grado de compatibilidad con otros software como Revit o Tekla Structures ya que se puede exportar a través del formato de intercambio IFC con un alto grado de compatibilidad, favoreciendo al uso de diferentes herramientas.
Robot Structural Analysis se ha convertido en una de las mejores herramientas para el cálculo, diseño y simulación de estructuras a nivel internacional. Es la primera opción en países como EE.UU., Reino Unido, Francia, Alemania, Holanda, China, Australia, Emiratos Árabes, México, por citar algunos. Ha crecido fuertemente el número de empresas y profesionales que lo usan, hasta colocarse también como herramienta de referencia.
2. ¿Qué es Robot Structural?
El software de diseño estructural de Autodesk, Robot Structural Analysis Professional, es un software de análisis de elementos finitos adecuado para ingenieros que requieren una solución de análisis estructural que les permita modelar, analizar y diseñar una variedad de materiales como estructuras de acero y estructuras de hormigón según eurocódigos, códigos estadounidenses y estándares británicos entre otros.
Esta solución integral de software de diseño de ingeniería estructural permite una operatividad BIM mejorada tanto dentro de la colección AEC como en otro software, lo que permite a los ingenieros mejorar y optimizar sus diseños con una comunicación completa entre paquetes, lo que finalmente agiliza el proceso de diseño y permite la trazabilidad de los cambios de diseño en el camino.
3. ¿Cuáles son las ventajas que hacen de Autodesk Robot una de las herramientas importantes para el diseño y análisis de estructuras?
Robot presenta muchas características importantes, entre las principales tenemos las siguientes:
3.1. Tecnología MEF – Cálculo y Diseño por elementos finitos:
El Diseño y Análisis de estructuras por elementos finitos llegó hace varias décadas al mundo de la ingeniería estructural, ya que presentaba varias ventajas para operaciones complejas de análisis estructural. Un proceso notablemente más rápido y preciso en comparación con un tipo de análisis tradicional realizado con lápiz, papel y la ayuda de una calculadora científica, que puede tardar varios días o incluso semanas en completarse.
Autodesk Robot presenta opciones tan interesantes como el cálculo de conexiones de acero, estructuras de madera, generación automática de diagramas de corte y momento flector, losas, efectos de torsión en secciones, análisis rápido de punzonado, entre muchas otras alternativas, todo en una interfaz gráfica fácil de entender, ya sea un profesional en el diseño y análisis de una estructura, o un ingeniero o un arquitecto que desee ampliar sus conocimientos de análisis estructural avanzado.
3.2. Capacidades de cálculo y resultados confiables: Autodesk, una de las principales compañías de software del mundo, ha puesto todos sus medios para brindar a Autodesk Robot Structural las mejores capacidades de análisis y procesamiento del mercado, superando a muchos programas similares, lo que significa una gran confiabilidad y precisión en la salida de datos.
3.3. Funciones de cálculo automático estructural del robot de Autodesk: Esto no es una ventaja exclusiva, pero Autodesk Robot calcula automáticamente la carga muerta de la estructura y las reacciones en los soportes, utilizando solo las secciones y dimensiones de cada componente de la estructura como referencia, sin necesidad de calcular manualmente el peso de la estructura.
3.4. Implementación productiva: Autodesk Robot Structural está diseñado para que los ingenieros y arquitectos puedan trabajar de forma productiva. Una de las características clave de Autodesk Robot Structural que ofrece esto, es la capacidad de ofrecer resultados rápidos y precisos, mejorando así la eficiencia y productividad del usuario. El sistema de algoritmos de Autodesk Robot Structural permite el análisis de múltiples configuraciones estructurales, por lo que los ingenieros pueden determinar rápidamente el mejor conjunto de resultados.
3.5. Cálculo, normativa y códigos internacionales de diseño: A diferencia de otras herramientas, especializadas en una zona geográfica o un idioma específico,. Autodesk Robot Structural incluye múltiples regulaciones, códigos e incluso materiales y especificaciones de todo el mundo. Esto permite a los expertos en diseño estructural trabajar con normativas específicas para cada país o región, en las unidades y códigos de diseño específicos. Junto con una amplia base de datos de materiales y secciones y más de 70 códigos de diseño integrados de varios países. Autodesk Robot Structural también incluye 40 códigos internacionales de acero y 3 códigos de hormigón armado.
3.6. Gran variedad de Idiomasmultilingüe Autodesk Robot Structural es capaz de representar nuestro proyecto en más de 14 idiomas diferentes, incluidos inglés, chino, francés, portugués, japonés, ruso, griego, polaco, etc.
3.7. Fácil de aprender: Autodesk Robot Structural es uno de los software de análisis estructural más amigable y accesible del mercado. Incluso si no está familiarizado con programas de análisis estructural, la interfaz gráfica de Autodesk Robot mostrará rápidamente los resultados del análisis de tensiones de forma clara y precisa. Y a partir de ahí se pueden obtener resultados al proponer los mejores apartados por motivos de seguridad y economía.
4. ¿Cómo funciona la interoperabilidad de Robot Structural?
Autodesk Robot Structural es una herramienta BIM imprescindible tanto para el diseño arquitectónico como para la construcción, ya que se integra perfectamente con software BIM como Autodesk Revit o Navisworks, o software de diseño como Autodesk AutoCAD, AutoCAD Structural Detailing entre muchos otros, con las grandes ventajas que este implica para nuestro propio flujo de trabajo, clientes y compañeros de trabajo.
En el año 2004 se lanzó un software de ingeniería estructural (basado en Xsteel) llamado Tekla Structures. Qué es hoy en día el software BIM líder mundial en estructuras, esto gracias a la enorme cantidad de materiales de construcción que puede modelar y a sus procesos de automatización.
1. ¿Qué es Tekla Structures?
Tekla Structures es un programa de diseño y fabricación asistida por computadora en 3D (tres dimensiones); este software es una herramienta muy útil en el diseño, detallado, despiece, fabricación y montaje de todo tipo de estructuras para la construcción. Desarrollado por la empresa finlandesa TEKLA tiene presencia a nivel mundial a través de oficinas propias y representantes oficiales.
Este es un software dirigido a ingenieros civiles y arquitectos además de profesionales de la construcción como son el personal de diseño estructural en empresas o centro de investigación.
2. ¿Cuáles son sus características?
Tekla Structures es un programa orientado al diseño, detallado, despiece, fabricación y montaje 3D de estructuras aplicadas en la ingeniería estructural; con la capacidad de interactuar con varios programas líderes en la actualidad, lo que posibilita una buena coordinación entre los diferentes profesionales participantes en los proyecto a concretar.
3. ¿Cuáles son sus beneficios?
Tekla Structures nos ofrece mejoras cada año, con nuevas características que permiten flujos de trabajo eficientes para una mejor productividad, mayor movilidad y colaboración entre los equipos de proyecto, que incluyen:
Modelado más fácil, a través de formas complejas.
Presenta una plataforma amigable mejorando el control, usabilidad y productividad.
Modelado rápido y fácil de encofrados y detalles de concreto.
Herramientas de dibujo, que proporcionan velocidad con confianza.
Presenta una gran calidad constructiva, en donde los especialistas en el modelamiento estructural pueden llegar a alcanzar hasta un LOD 500 en el modelado de materiales.
Presenta gran variedad de idiomas en su configuración, 17 en total.
Creación de estructuras en base a la metodología BIM, buscando la automatización, optimización de forma inteligente; controlando estructuras virtualmente y extrayendo los datos de la misma, y en caso sea necesario también nos brinda la facilidad de poder exportarlo a diversas plataformas BIM.
4. ¿Por qué es importante tekla Structures en la ingeniería?
Con el paso de los años se ha mejorado radicalmente el uso de programas para el diseño de nuevas edificaciones dirigidos a ingenieros estructurales siendo las cualidades a resaltar
Automatización
Optimización
Precisión
Logrando así que la ingeniería estructural se productiva y rentable; por tales motivos, los profesionales de esta rama prefieren trabajar con Tekla Structures; ya que este software es efectivo y adecuado a las necesidades del proceso de diseño, teniendo ventajas en la precisión, consistencia y calidad al momento de entregar un trabajo para un proyecto determinado.
5. Formas de Trabajo
Dibuja no solo líneas sino sólidos
Se modela perfiles y detalles generales de acuerdo al diseño.
Se visualizan uniones y nudos estructurales.
Genera todo tipo de planos
Enlista los materiales y piezas a usar
Crea elementos de una manera rápida y sencilla
Se logra un ahorro significativo respecto al tiempo por su fácil uso; además de que se garantiza diseños eficientes, máxima rentabilidad y lo más importante tener un cliente satisfecho. todo esto se logra a través de:
Análisis y Diseño de forma Rápida y Eficiente
El programa TEKLA STRUCTURES es automatizado con muchas características para edificios de concreto y acero, pudiendo colaborar libremente con otros softwares de diseño estructural.
Dentro del programa se puede modelar edificios en un corto periodo de tiempo de una manera detallada.
Cypecad es un software desarrollado por la empresa CYPE Ingenieros, desde 1983 constituye una sociedad anónima que tiene como objetivo social realizar todo tipo de proyectos de ingeniería e informática.
¿Qué es CYPECAD?
Cypecad ha sido diseñado para diseñar, calcular y dimensionar las estructuras de hormigón armado y metálicas en la edificación y la obra civil, que se encuentran sometidas a acciones tanto verticales como horizontales y la acción del fuego.
¿Cuáles son las funcionalidades de CYPECAD?
Cypecad es un software que tiene la función de calcular y dimensionar los proyectos a nivel estructural en elementos estructurales como:
VigasDe hormigón, metálicas, mixtas
Pilares (de hormigón, metálicos, mixtos y de madera), Pantallas (de hormigón) y Muros (de hormigón, fábrica y bloque)
El término solicitación se emplea en cálculo estructural para designar algún tipo de acción, externa o interna, que afecta a un elemento o material (estructura, terreno), y que necesita ser tenido en cuenta en su dimensionado o en la estimación de su resistencia. Usualmente el término se aplica a:
Fuerzas exteriores.
Esfuerzos internos transmitidos por una parte de la estructura a otra parte adyacente.
Desplazamientos ocasionados por un desplazamiento del terreno o el empuje de algún elemento externo.
Deformaciones inducidas por fenómenos varios como dilatación térmica, retracción del hormigón, etc.
El análisis de las solicitaciones que realiza CYPECAD, es mediante un cálculo espacial en 3D, por métodos matriciales de rigidez, formando todos los elementos que definen la estructura: Columnas, pantallas H.A., muros, vigas y losas.
Se establece la compatibilidad de deformaciones en todos los nudos, considerando 6 grados de libertad, y se crea la hipótesis de indeformabilidad del plano de cada planta, para simular el comportamiento rígido de losa, impidiendo los desplazamientos relativos entre nudos del mismo (diafragma rígido). Por tanto, cada planta sólo podrá girar y desplazarse en su conjunto (3 grados de libertad).
Cuando en una misma planta existan zonas independientes, el software considerará cada una de éstas, como una parte distinta de cara a la indeformabilidad de esa zona y no se tendrá en cuenta en su conjunto. Por tanto, las plantas se comportarán como planos indeformables independientes. Una columna no conectada se considera zona independiente.
¿Cómo se realiza el cálculo sísmico en CYPECAD?
El cálculo sísmico se realiza mediante un análisis modal espectral completo que resuelve cada modo como una hipótesis y realiza la expansión modal y la combinación modal para la obtención de esfuerzos.
Para el cálculo sísmico se utiliza principalmente:
Efecto de los elementos no estructurales en el comportamiento sísmico del edificio
Criterios de diseño sísmico por capacidad para soportes vigas y losas
Corrección por cortante basal
Periodo fundamental de la estructura con valores de usuario
Espectro sísmico especificado por el usuario
Para que CYPECAD tenga en cuenta los criterios de diseño por capacidad de las normas de sismo, cada una de ellas debe ser compatible con la norma de hormigón seleccionada en la obra y permitir el uso de los editores de vigas y de pilares avanzados. En el apartado “Normativa disponible para el Editor de vigas avanzado” se puede consultar estas compatibilidades.
5. ¿Cómo se realiza el cálculo de resistencia al fuego?
El módulo Comprobación de resistencia al fuego que realiza CYPECAD y CYPE 3D, se basa en la comprobación de resistencia al fuego, y el dimensionamiento de secciones o el del revestimiento de protección según el material, para lo cual CYPECAD permite introducir los datos generales de cada grupo de plantas (resistencia requerida, forjado con función de compartimentación o sin ella, y revestimiento de los elementos constructivos) para realizar la comprobación de la resistencia al fuego de la estructura.
La norma que CYPECAD y CYPE 3D utilizan para la comprobación de la resistencia al fuego de los elementos estructurales de acero laminado y conformado depende de la norma de acero seleccionada:
Con la norma española «CTE DB SE-A», se aplica la norma CTE DB SI 6.
Con las normas Eurocódigo 3 y 4 se aplican las prescripciones del Eurocódigo.
Para el resto de normas de aceros laminados y conformados no se realiza, por el momento, la comprobación de la resistencia al fuego.
6. ¿Cuáles son las formas de obtener el software Cypecad?
Existen varias formas de acceso al software de Cype:
Versión profesional: El programa permite el acceso a los módulos que han adquirido previo pago. La compra se puede hacer a través de la página de Cype forma online.
Versión de evaluación: Se trata de una versión de Cype gratis, de libre acceso para comprobar las prestaciones del software de forma previa a su adquisición. La duración es de 10 días reales, es decir, solo cuenta los días que se usa (si en un mes solo se ha usado en 2 días, solo contarán esos 2 días. De esta forma se aprovecha más.
Versión After Hours: Acceso libre al software con limitación en el horario de utilización, de lunes a viernes entre las 22:00 y las 8:00 horas, los sábados y domingo a lo largo de todo el día. Necesita una conexión continua a Internet y la normativa de uso dependerá del idioma escogido en el momento de realizar la instalación.
Versión Campus: También denominada Cype estudiantes, es una licencia temporal particularmente configurada para funcionar con redes públicas que operan bajo el sistema EDUROAM (Education roaming). Para el acceso es necesario disponer de una clave que proporciona Cype Ingenieros o la Universidad y una conexión continua a Internet. Está indicada únicamente para el uso académico, no profesional, es posible la utilización en redes públicas mediante el puerto 995.
Versión temporal: Se trata de un acceso temporal al software mediante una clave de acceso proporcionada por Cype Ingenieros y necesita una conexión continua a Internet. Está indicado para su empleo en el curso o tutorial Cypecad que imparte en Universidades, Academia además de otros centros docentes.
CYPE PERÚ “CYPECAD Software especializado en estructuras de Edificaciones” Recuperado el día martes 15 de marzo del 2021 de: https://www.cype.pe/estructuras/cypecad/
SAP 2000 es un software comercial que se basa en el Método de los Elementos Finitos (MEF) que es desarrollado y actualizado por la empresa CSI Spain. Este software es utilizado para el cálculo de todo tipo de estructuras en el sector de la edificación; el nombre de este programa se corresponde con las siglas en inglés de Structural Analysis Program (Programa de Análisis Estructural).
¿Cómo fueron sus inicios?
SAP2000 es el resultado de un trabajo desarrollado en los Estados Unidos cuyo principal objetivo fue desarrollar un programa para Análisis y Diseño de Estructuras por el Método de Elementos Finitos.
SAP 2000 se basa en un programa escrito en ANSI Fortran-77 inicialmente desarrollado a comienzos de los años setenta por Computers & Structures, Inc. en Berkeley (USA)
El programa se llamaba originalmente SOLIDSAP por las siglas en inglés de Structural Analysis Program (Programa de Análisis Estructural), continuando con las versiones SAP 3, SAP IV, SAP 80, SAP 90 hasta la más reciente SAP2000 en sus diferentes versiones.
¿Cuáles son las principales ventajas de usar SAP 2000?
Con respecto a las ventajas que podemos tener al usar este software, se encuentra la generación automática de cargas de sismo, viento y vehículos; y posteriormente, hacer el dimensionamiento y comprobación automática de estructuras de hormigón armado, perfiles metálicos, de aluminio y conformados en frío, a través del uso de normativas Europeas, Americanas, Canadienses, Turcas, Indias, Chinas, y otras.
Las diversas herramientas de análisis y los procesos desarrollados en SAP2000 permiten la evaluación de grandes desplazamientos en cada etapa de la estructura, entre las más resaltantes tenemos el análisis modal a través de los vectores propios Eigen y Ritz basados en casos de carga no lineales, el análisis del comportamiento de catenarias en cables, la no linealidad del material, el análisis de pandeo o colapso progresivo, el uso de “links” no lineales para modelado de la fricción, amortiguación, aisladores de base y rigidez multilineal o plástica entre nudos.SAP 2000 nos brinda análisis no lineales llegando a ser estáticos o en función del tiempo, con opciones para análisis dinámico FNA (Fast Nonlinear Analysis), de tipo temporal (time-history) y por integración directa.
Podemos utilizar este programa desde sencillos modelos estáticos utilizados para análisis 2D, a los modelos complejos y de grandes dimensiones que requieren análisis avanzados no lineales, el programa SAP2000 es la solución más eficiente y productiva para los ingenieros de estructuras en general.
¿Qué se puede realizar con SAP2000?
En esta sección del artículo mencionaremos cosas específicas, que podemos realizar con el SAP2000.
Análisis y diseño de tanques elevados
Análisis y diseño de puentes
Análisis y diseño de edificios
Análisis y diseño de viviendas
Análisis y diseño de piscinas
Análisis y diseño de estructuras de concreto armado
Análisis y diseño de estructuras metálicas
Análisis y diseño de estructuras mixtas
Todos los diseños y análisis se van a realizar a través de:
Análisis en el dominio de la frecuencia
Dimensionamiento de hormigón, verificación de estructuras metálicas y dimensionamiento de armadura para elementos Shell
Módulo de pretensado, totalmente integrado, para introducción de los cables de pretensado conectados a todo tipo de elemento y cálculo automático de pérdidas instantáneas
Posibilidad de considerar los efectos geométricamente no lineales de PDelta (Es un análisis no lineal que toma en cuenta la deformación inicial de una estructura al someterla a las cargas consideradas. Al sufrir deformaciones, las fuerzas originales actuando sobre la estructura deformada genera excentricidades y por lo tanto momentos y torsiones adicionales) en cargas estáticas y dinámicas
Generación automática de mallas de elementos finitos, con elementos de 4 nudos
SAP 2000 en la Metodología BIM
Las ventajas de utilizar SAP2000 dentro de la metodología BIM son:
Aumento de la eficacia: permiten el intercambio de modelos entre los varios equipos de proyecto, principalmente arquitectos e ingenieros, a través de la compatibilidad con productos BIM.
Flexibilidad de trabajo: Posibilidad de iniciar un modelo con un programa CSI y exportarlo a otro producto BIM o viceversa.
Integración con API: La integración con los principales programas BIM se ha realizado a través de API (Application Programming Interface) para garantizar un mayor nivel de compatibilidad.
La interoperabilidad: con softwares BIM nos facilita la unificación del flujo de trabajo y hace posible que podamos automatizar los distintos procesos que se han de poner en marcha durante el ciclo de vida de nuestro proyecto de construcción. Esto se traduce en un aumento de la eficacia en la obtención de resultados.
¿Cuáles son sus características y funcionalidades principales del SAP 2000?
1.- Interfaz de Usuario
SAP2000 ofrece una interfaz única para modelar, analizar, dimensionar y generar informes de cálculo. La interfaz de SAP2000 permite a los usuarios personalizar y definir los layouts de las ventanas y barras de herramientas.
1.1.- Cuenta con una Interfaz Amigable
La personalizable interfaz de SAP2000 permite definir la presentación y disposición de las ventanas y barras de herramientas
Las ventanas y vistas del modelo pueden ahora manipularse a través de las “dockable windows”, proporcionando a los usuarios una gran flexibilidad de ventanas
SAP2000 tiene una amplia selección de plantillas para iniciar rápidamente un nuevo modelo. SAP2000 incluye modelos paramétricos para los siguientes tipos de estructuras: vigas simples, celosías 2D y 3D, pórticos 2D y 3D, silos y embalses, escaleras, estructuras de presas y tubos.
El SAP2000 es un programa de elementos finitos, con interfaz gráfico 3D orientado a objetos, preparado para realizar, de forma totalmente integrada, la modelación, análisis y dimensionamiento del más amplio conjunto de problemas de ingeniería de estructuras.
Es uno de los programas estructurales con mayor reputación debido principalmente a la excelente fiabilidad de sus resultados, buena interoperabilidad con otros softwares, interfaz amigable y fácil de aprender.
Transformación Digital en Ingeniería “¿SAP 2000 el mejor SOFTWARE aplicado al cálculo de estructuras” Recuperado el día miércoles 24 de febrero del 2021 de: https://blog.structuralia.com/sap-2000
