Men de Programas METAL-Diseo y clculo de estructuras tridimensionales de nudos y barras, con dimensionado y optimizacin de perfiles metlicos simples y compuestos.

-GENERADOR DE PRTICOS-Generador de geometra de prticos rgidos y cerchas simples y mltiples. Generacin automtica de cargas de viento y nieve. Dimensionado y optimizacin de correas metlicas de cubierta y laterales de fachada. Exporta la geometra y cargas al programa Metal 3D.

METAL 3D / NUEVO METAL 3D (beta)-Diseo y clculo de estructuras tridimensionales de nudos y barras, con dimensionado y optimizacin de perfiles (simples y compuestos) y dimensionado de zapatas, placas de anclaje y encepados.

Generador de prticos USOS Para estructuras porticadas de una altura, metlicas o no. Herramienta de diseo de la estructura primaria (prticos) y clculo de la secundaria (correas)

OBJETIVOS1. Clculo de las correas de cubierta. 2. Clculo de las correas de los laterales. 3. Generacin de una memoria de clculo. 4. Dibujo del prtico tipo junto con las correas. 5. Generar la estructura en Metal 3D para el dimensionamiento de las dems barras.

Generador de prticos OTRAS CARACTERSTICAS Generacin de las acciones de viento. Generacin de las acciones de nieve. Biblioteca editable de perfiles conformados, laminados, armados. Clculos segn varias normas. Listado de datos introducidos y calculados. Composicin y dibujo de planos exportables. EL CLCULO Para el clculo de correas el programa usa el modelo de viga continua con un nmero de tramos variable y definido por el usuario. La comprobacin de las correas se hace frente a tensin y flecha mximas. El clculo de tensiones y flechas se hace segn la normativa elegida. Para perfiles laminados se hace la comprobacin de pandeo lateral, y para conformados se incluyen en el clculo de tensiones los efectos de combadura y abolladura contemplados en la normativa.

Generador de prticos ETAPAS DEL PROCESO1. Datos generales de la obra 2. Edicin de correas en cubierta y laterales 3. Visualizacin de cotas, correas y cargas (OPCIONAL) 4. Generacin de datos para exportar a METAL 3D

Generador de prticos NUEVA OBRA1. Nombre del fichero (No se puede repertir) 2. Nombre de la obra (Grupo de estructuras)

Generador de prticos CONFIGURACIN1. NORMAS (EHE-98, CTE-DB-SE A) 2. UNIDADES (S.I.)

Generador de prticos 1. Datos generales de la obra

Datos generales de la obra Separacin entre prticos Cerramiento en cubierta Peso del cerramiento Sobrecarga del cerramiento Cerramiento lateral Sobrecarga de viento Sobrecarga de nieve

Generador de prticos Sobrecarga de vientoC.T.E. Documento Bsico SE-AE(Seguridad Estructural .Acciones en la edificacin) !!! No es aplicable a edificios situados en altitudes superiores a 2000 m, ni a construcciones cuya esbeltez sea superior a 6. La accin del viento se calcula a partir de la presin esttica qe que acta en la direccin perpendicular a la superficie expuesta, y que se expresa de la siguiente forma: qe=qbcecp qb: presin dinmica del viento conforme al mapa elico del Anejo D. ce: coeficiente de exposicin, determinado en funcin del grado de aspereza del entorno y la altura sobre el terreno del punto considerado. cp: coeficiente elico o de presin, dependiente de la forma y orientacin de la superficie respecto al viento.

Generador de prticos Sobrecarga de viento1. Zona elica

2. Grado de aspereza

Generador de prticos Sobrecarga de viento3. Profundidad de la nave (m) 4. Huecos Descripcin detallada para el clculo de presin interior (cpi)

a) b)

Superficie de huecos en cada cara Altura media del centro de gravedad de los huecos

Generador de prticos Sobrecarga de nieve La carga de nieve por unidad de superficie en proyeccin horizontal, qn, puede tomarse: qn = s k

: coeficiente de forma de la cubierta (3.5.3) sk: valor caracterstico de la carga de nieve sobre terreno horizontal, en funcin de la zona climtica invernal y altitud (3.5.2 y Anejo E)

-

Exposicin al viento: Normal, protegido (-20%), expuesto (+20%) Carga en elementos que impidan el deslizamiento Se tendrn en cuenta las posibles distribuciones asimtricas de nieve, debidas al transporte de la misma por efecto del viento, reduciendo a la mitad el factor de forma en las partes en que la accin sea favorable.

Generador de prticos Sobrecarga de uso

Tabla 3.1 Valores caractersticos de las sobrecargas de uso Carga Carga Uniforme Concentrada (kN/m2) (kN) 1(4) 0 2 2

Categora de uso

Subcategoras de uso

Cubiertas accesibles G1 Cubiertas con inclinacin inferior a 20 G nicamente para G2 Cubiertas con inclinacin superior a 40 conservacin (3)

(3) Para cubiertas con un inclinacin entre 20 y 40, el valor de qk se determina por interpolacin lineal entre los valores correspondientes a las subcategoras G1 y G2. (4) El valor indicado se refiere a la proyeccin horizontal de la superficie de la cubierta.

Generador de prticos Combinacin de acciones (correas)3.3.2 Acciones3.3.2.1 Clasificacin de las acciones por su variacin en el tiempo a) acciones permanentes (G): Son aquellas que actan en todo instante sobre el edificio con posicin constante. b) acciones variables (Q): Son aquellas que pueden actuar o no sobre el edificio, como las debidas al uso o las acciones climticas. c) acciones accidentales (A): Son aquellas cuya probabilidad de ocurrencia es pequea pero de gran importancia, como sismo, incendio, impacto o explosin.

4.2.2 Combinacin de accionesEl valor de clculo de los efectos de las acciones se determina mediante combinaciones a partir de la expresin

j 1

G, j

Gk , j + Q ,1 Qk ,1 + Q ,i Q ,i Qk ,ii 1

considerando la actuacin simultnea de: a) todas las acciones permanentes, en valor de clculo ( G Gk ) b) una accin variable cualquiera, en valor de clculo ( Q Qk ), debiendo adoptarse como tal una tras otra sucesivamente en distintos anlisis; c) el resto de las acciones variables, en valor de clculo de combinacin ( Q 0 Qk )

Generador de prticos Combinacin de acciones (correas)Los valores de los coeficientes de seguridad, , para cada tipo de accin, si su efecto es favorable o desfavorable, para comprobaciones de resistencia, y los valores de los coeficientes de simultaneidad, ,Coeficientes parciales de seguridad () Favorable Carga permanente (G) Sobrecarga de uso(Q) Viento (Q) Altitud > 1000 m Altitud 1000 m Categora de uso G / H 0.80 0.00 0.00 Desfavorable 1.35 1.50 1.50 Coeficientes de combinacin () Principal Acompaamiento (p) (a) 1.00 1.00 1.00 1.00 0 / 0.70 0.60 0.70 0.50

Nieve (Q)

0.00

1.50

1.00

Los valores de los coeficientes de simultaneidad, , dependen de: Sobrecarga de uso: categora de uso (A, B, C, D, E, F, G) Nieve: Altitud (> o 1000 m)

Generador de prticos 1. Datos generales de la obraDespus de definir los aspectos generales hay que definir la geometra de la estructura del prtico sobre la que se colocan las correas. Clic dentro del prtico Clic fuera prtico

Amplio men de cerchas para una y dos aguas o por defecto un prtico rgido, con el que definir las alturas y pendientes del prtico tipo.

Muro Lateral:

Arriostra el pilar a pandeo: El muro arriostra al pilar frente a pandeo global fuera del plano del prtico y a pandeo lateral en ambas alas (Efectos en Metal 3D) Autoequilibrado: El muro soporta la carga de viento y no se transmite en su altura a los pilares.

Generador de prticos 2. Edicin de correas

Lmite flecha: CTE DB-DE (4.3.3.1) Nmero de vanos: Para el clculo de correas el programa usa el modelo de viga continua con un nmero de tramos variable de 1 a 3. Este nmero afectar al clculo de los esfuerzos y longitudes de pandeo lateral. Tipo de perfil: Laminado Armado Conformado (Los perfiles conformados de seccin abierta apenas se tratan en CTE)

Generador de prticos 2. Edicin de correasTipo de fijacin: Indica al programa las cargas con que se deben comprobar las correas. Cubierta no colaborante (ej: cubierta de amianto-cemento) Correas a solicitacin completa dentro y fuera del plano, incluso torsin Perfiles laminados Cubierta rgida Fijacin por gancho: Correas a flexin en el plano normal a la cubierta y torsin por succin del viento Fijacin rgida Impide el giro de las correas Correas a flexin y cortante en el plano normal a la cubierta

F

F

e

Fijacin rgida

Fijacin por gancho

Generador de prticos 2. Edicin de correas

Generador de prticos 2. Edicin de correasDimensionar: Tres opciones: 1) Optimizacin del perfil para la separacin y acero elegidos 2) Optimizacin de la separacin para el perfil elegido y acero elegidos 3) Optimizacin del perfil y la separacin para el acero elegido Se cubren as todas las opciones al haber placas de cubierta que requieren una separacin de correas determinada o estructuras con una colocacin especfica de las correas. Una tabla muestra la validez de los distintos perfiles de la tabla elegida. Con doble clic se selecciona el elegido de la tabla. Los perfiles conformados requieren un anlisis ms exhaustivo que es el que se refleja en el articulado de la EA-95. PARTE 4: CLCULO DE LAS PIEZAS DE CHAPA CONFORMADA.

Generador de prticos 2. Edicin de correasResultados de la optimizacin: Perfiles no vlidos Perfiles que cumplen todas las comprobaciones

Generador de prticos 3. Visualizacin de cotas, correas y cargas

En este men la opcin ms interesante es la de representar las cargas, que permite ver grficamente y con escalas variables las distintas hiptesis de carga seleccionadas. Adems de la visualizacin, con el botn Imprimir vista actual podemos exportar la representacion a un fichero DXF o DWG o a un fichero BMP, JPG.

Generador de prticos 3. Visualizacin de cotas, correas y cargasEn este men la opcin ms interesante es la de representar las cargas, que permite ver grficamente y con escalas variables las distintas hiptesis de carga seleccionadas. Adems de la visualizacin, con el botn Imprimir vista actual podemos exportar la representacion a un fichero DXF o DWG o a un fichero BMP, JPG.

Generador de prticos 3. Visualizacin de cotas, correas y cargas

Generador de prticos 3. Visualizacin de cotas, correas y cargas

Generador de prticos 3. Visualizacin de cotas, correas y cargas

Generador de prticos 4. Exportar a METAL 3DConfiguracin de apoyos: Tipo de apoyo de los pilares: Prticos biarticulados Prticos biempotrados influye en la determinacin de las longitudes de pandeo. Opciones de pandeo: La longitud de pandeo expresa la distancia entre dos puntos de inflexin consecutivos de la barra, cuando se deforma al pandear. No generar longitudes de pandeo: Pandeo en prticos traslacionales. Pandeo en prticos intraslacionales. =1

Condiciones de clculo:Prticos biempotrados: Inercia dintel = Inercia pilar Prticos biarticulados: Inercia dintel = 2 Inercia pilar Las correas arriostran dinteles y pilares fuera del plano del prtico El edificio es longitudinalmente intraslacional

Prticos traslacionales (genrico)- Prticos intraslacionales: Se diferencian en el clculo de la longitud de pandeo (pilares) en el plano del prtico.

Generador de prticos 4. Exportar a METAL 3D

Tipo de generacin: Prtico central: Prtico 2D en el plano YZ con cargas y longitudes de pandeo. Prtico final: Prtico 2D en el plano YZ con la mitad de las cargas y longitudes de pandeo. Generacin prticos 3D: Generacin 3D de todos los prticos de la nave. Informacin sobre paredes finales. Cuando se genera un prtico de pared final se asignan las mismas longitudes de pandeo que a un prtico central. Sin embargo, en el caso de pandeo en el plano del prtico, hay que tener en cuenta que los dinteles y pilares de las paredes finales estn arriostrados por los cerramientos y pilares intermedios frente a dicho pandeo, por lo que las longitudes de pandeo en el plano del prtico generadas por el programa podrn reducirse sensiblemente sin disminuir la seguridad de la estructura.

Generador de prticos Consideraciones adicionales1. Consideraciones sobre la CARGA PERMANENTE: El valor de la carga permanente incluye Peso de la cubierta + Peso de las correas No se considera el peso del elemento estructural (valor interno) Clculo: Peso de la cubierta = Peso cerramiento (kN/m2) Sp Peso de las correas = P(kN/m)Sp / Sc = Pc (kN/m)Sp = Separacin prticos Sc = Separacin lineal correas, Sc=Longitud dintel / N N= Entero inmediato superior de: Longitud dintel / separacin correas fijada

Clculo exacto: (cargas uniformes expresadas en proyeccin horizontal) Peso de la cubierta = Peso cerramiento (kN/m2) Sp / cos Peso de las correas = Pco (kN/m) = (n+1) P(kN/m)Sp / media luzn= n correas (media luz / separacin de correas en planta)

Generador de prticos Consideraciones adicionales2. Consideraciones sobre las cargas de viento: Con el generador de prticos es posible ver todas las hiptesis de viento. En cualquier situacin contempla, siempre dos posibles direcciones (V. izquierda derecha) aunque el edificio sea simtrico. La expresin 0 se emplea para el viento que va de derecha a izquierda. El viento en los laterales solo se consideran en el caso de haber elegido la opcin Cerramiento lateral en el men Datos de la obra. Matizaciones sobre el clculo y la presentacin de resultados. Mtodo de clculo No calcula el viento frontal

Generador de prticos Consideraciones adicionales3. Consideraciones sobre las opciones de pandeo (exportar a METAL 3D): a) No generar longitudes de pandeo: =1 Asignacin o clculo aproximado en las barras del coeficiente de pandeo en el plano xy y xz (seccin). b) Generar longitudes de pandeo: Las correas arriostran dinteles y pilares fuera del plano del prtico. El edificio es longitudinalmente intraslacional. Prticos biempotrados: Idintel = Isoporte. Prticos biarticulados: Idintel = 2 Isoporte En el plano del prtico hay dos posibilidades: 1 Pandeo en prticos traslacionales. 2. Pandeo en prticos intraslacionales. Clculo del coeficiente de pandeo: Caso de los soportes En el valor del coeficiente de pandeo influye la colocacin de las correas laterales. El clculo del coeficiente de pandeo est basado en el Art. 3.2.4.4 de la EA-95.

Nuevo Metal 3D (beta)ARCHIVO > Nuevo

Nuevo Metal 3D (beta)CONFIGURACIN OBRA > NORMAS

Nuevo Metal 3D (beta)CONFIGURACIN ENTORNO DE TRABAJO MOSTRAR / OCULTAR barra de herramientas MOSTRAR / OCULTAR barra desplegable de opciones

PLANOS > REFERENCIAS

Nuevo Metal 3D (beta)1. ENTRADA DE DATOS (GEOMETRA) a) Desde el Generador de Prticos: La estructura est completamente definida Las barras pueden tener su coeficiente de pandeo Se importan las cargas de las hiptesis consideradas (Puede ser necesario definir algunas nuevas y/o modificar las importadas) Si no hay un tipo de cercha vlido es posible introducir modificaciones sobre otra existente o un prtico rgido. b) Ficheros DXF o DWG (OBRA > IMPORTAR DXF o DWG) en C:\USR\CYPE\*.DXF Es posible seleccionar las capas a importar Las lneas deben estar en 3D (el prtico en el plano YZ o XZ) Puede importarse una serie de prticos c) Dibujando nudos y barras y acotando en METAL 3D 1. Crear una vista 2D ortogonal 2. Colocacin esquemtica de nudos 3. Acotado genrico 4. Introducir barras

Nuevo Metal 3D (beta)2. SISTEMAS DE REFERENCIA Existen cuatro sistemas de referencia: Ejes generales o ejes globales Ejes locales de la barra o eje x en la barra Ejes locales del plano de la barra o eje x horizontal Ejes locales de la seccin Los tres primeros sistemas se utilizan para introducir cargas. El ltimo, para la descripcin de pandeos y consultas de resultados de una seccin determinada. Para la mayor parte de las estructuras basta con tener claro cules son los ejes generales y cules son los ejes locales de la seccin, que son los que aparecen dibujados una vez definidas las barras. Ejes generales: Son los que estn dibujados en el ngulo inferior izquierdo de la pantalla Ejes locales de la barra: En este caso, el eje X coincide con la direccin de la barra. Ejes locales de la seccin: Estos ejes existen cuando se definen las barras.

Nuevo Metal 3D (beta)

3. SELECCIN DE ELEMENTOS Captura: Ventana generada de derecha a izquierda (trazo discontinuo del permetro) Ventana: Rectngulo generado de izquierda a derecha (trazo continuo del permetro)

Nuevo Metal 3D (beta)ENTRADA DE DATOS Dibujando nudos y barras y acotando VISTA 2D ORTOGONAL VENTANA > NUEVA Lneas de captura que definan el plano Nombre Intercambio de vista con el men VENTANA

COLOCACIN ESQUEMTICA DE NUDOS Y/O BARRAS NUDO > NUEVO BARRA > NUEVA Acotado genrico PLANO > COTAS

Nuevo Metal 3D (beta)4. NUDOS > VINCULACIN Estas opciones se utilizan para indicar las relaciones que hay entre las barras que conforman el nudo y las relaciones del nudo con el exterior. VINCULACIN EXTERIOR: Es la relacin del nudo con el

exterior, es decir, los apoyos o empotramientos. Es lo que impide que exteriormente un nudo se mueva.VINCULACIN INTERIOR: Es la relacin entre las barras que

conforman el nudo. Todos los nudos tienen vnculos internos, incluso los que tienen una sola barra. Los vnculos internos indican si la barra de un determinado nudo est empotrada, articulada o semiempotrada con otra u otras barras del nudo. ** La versin anterior permita en un nudo barras rgidas y articuladas

Nuevo Metal 3D (beta)5. BARRAS Describe. Definir el tipo de seccin a emplear en cada barra. El tipo de seccin y sus atributos (ej: cartelas, cajones) se pueden girar para modificar su colocacin. El men es igual que en GENERADOR DE PRTICOS En las vistas 3D o 2D se representan los ejes de la seccin, con los mismos colores que los ejes generales.

Nuevo Metal 3D (beta)5. BARRAS Describe. Definir el tipo de seccin a emplear en cada barra. El tipo de seccin y sus atributos (ej: cartelas, cajones) se pueden girar para modificar su colocacin. El men es igual que en GENERADOR DE PRTICOS En las vistas 3D o 2D se representan los ejes de la seccin, con los mismos colores que los ejes generales. Agrupa. Opcin para barras y planos Pandeo. Es necesario definir el coeficiente de pandeo. Por defecto las barras tienen un =1 salvo si se han importado del generador de prticos con las opciones de calcular estos coeficientes. En el momento de calcular la estructura, el programa advierte de esta circunstancia. En pantalla aparecen los coeficientes de pandeo en ambos planos y el coeficiente momento

Nuevo Metal 3D (beta)5. BARRAS > Pandeo (cont.). En los valores de los coeficientes de pandeo influyen aspectos tales como: - Seccin de las barras- Nmero de barras que concurren en los nudos

El coeficiente de pandeo puede asignarse manualmente a cada barra y en cada plano de la seccin (xy o xz) o dejar que el programa haga un clculo aproximado en cada uno de los planos y para las barras seleccionadas. En el caso del clculo aproximado habr que indicar si se considera un plano traslacional o intraslacional, igual que en el Generador de prticos. Para ello podemos mantener las suposiciones que se establecan all:Efecto de arriostramiento de las correas Estructura longitudinalmente indesplazable Estructura desplazable en el plano del prtico

Nuevo Metal 3D (beta)Pandeo lateral Es un problema de estabilidad en el plano horizontal, de las alas comprimidas en las vigas a flexin. Hay que indicar las longitudes posibles de este efecto lateral y como el signo de la flexin puede cambiar segn las combinaciones estudiadas, hay que indicarlas en la cara superior e inferior de las barras. Se puede considerar el efecto de las correas para inmovilizar transversalmente . Ej: Cordn superior del dintel: Longitud de pandeo lateral L=1,5 m = Separacin correas Cordn inferior: L (la longitud total de la barra): No hay correas Flecha lmite Es posible limitar el valor de la flecha en cualquiera de los planos . El valor por defecto es SL (sin lmite)

Nuevo Metal 3D (beta)6. CARGAS Hiptesis vista Elegir la carga a mostrar o a introducir (Nueva o Modificar)

Nuevo Metal 3D (beta)7. COMPLETAR LA ESTRUCTURA Generar planos, para generar el resto de prticos del edificio.Hay que tener las referencias activadas correctamente. Sealar el plano a copiar mediante dos lneas de referencia

Preparar una vista frontal (2D) del prtico de fachada, para modificarlo. Desagrupar los prticos de fachada de los restantes centrales Generar nudos Nuevas barras Describir nudos y barras Nuevos coeficientes de pandeo en el plano del prtico(ej: arriostramiento total por muros)

Desagrupar los prticos frontales para introducir las cargas de viento frontal Agrupar barras de los prticos frontales para obtener los mismos perfiles (si solo considera 1 hiptesis de viento frontal)

Nuevo Metal 3D (beta)8. CLCULO Calcula El programa comprueba y dimensiona las barras de la estructura segn criterios lmite:- Tensin - Esbeltez - Flecha - Otras comprobaciones (abolladura, pandeo lateral)

No dimensionar perfiles: Anlisis de la estructura sin cambiar los perfiles elegidos inicialmente Dimensionar perfiles: Para barras con perfiles de una serie Rpido: Seleccin del siguiente perfil de la serie cuando no cumple ptimo: Cambio de perfil no vlido y reclculo inicial. Siempre que se modifica un perfil habr cambiado la matriz de rigidez y debe volver a calcular y comprobar las barras.

Nuevo Metal 3D (beta)8. CLCULO (cont.) No dimensionar perfiles Analiza la estructura con los perfiles indicados al describir perfil del men barra. Destaca en rojo los perfiles no vlidos. Seleccionndolos podemos ver el primero de ellos vlido si lo hay, y los motivos de invalidacin de los anteriores. De esta forma, podemos cambiar el perfil de la barra que no cumpla por otro de la misma serie que si cumpla, calcular de nuevo y volver a comprobar. Cuando un perfil no cumple, existen otras soluciones diferentes a aumentar su seccin. Dependiendo de cul sea la razn por la que no cumpla (tensin, flecha, esbeltez, etc) se puede optar por colocar cartelas, cambiar las condiciones de empotramiento en los extremos, arriostrar el perfil de otro modo, cambiar de serie de perfiles, revisar si los coeficientes de pandeo son correctos, etc. Dimensionamiento rpido de perfiles Proceso automtico de seleccin de perfiles de una serie. No aporta informacin del motivo de no validez. Si en la obra existen muchas barras, el proceso de dimensionamiento puede consumir mucho tiempo. Otras opciones del men clculo El resto de opciones del men Clculo ayudan a comprender el funcionamiento de la estructura y, por lo tanto, a tomar decisiones que optimicen su diseo.

Nuevo Metal 3D (beta)9. PLACAS DE ANCLAJE Generar y Dimensionar todas. Editar para modificar 10. CIMENTACIN Generacin de zapatas aisladas de H. Armado, en masa o encepados Dentro de cada tipo se seleccionan varios subtipos. Generar y Dimensionar todas. Editar para modificar En Clculo tenemos la opcin de Exportar cimentacin con la que se genera un fichero .C3E utilizable en CYPECAD. 11. PLANOS Configuracin anloga a CYPECAD con posibilidad de incorporar detalles ya diseadosEj: EAC-001 Placa de anclaje