Potencia, eficacia y productividad para las estructuras metálicas y de madera

Nuevo Metal 3D es un ágil y eficaz programa pensado para realizar el cálculo de estructuras en 3 dimensiones de barras de madera, de acero, de aluminio o de cualquier material , incluida su cimentación con zapatas, encepados, correas de atado y vigas centradoras. Si la estructura es de barras de madera, de acero o de aluminio, puede obtener su redimensionamiento y optimización máxima.

En la sección de Novedades podrá encontrar información sobre los nuevos módulos y herramientas de la última versión de Nuevo Metal 3D.

Datos generales

Nuevo Metal 3D coexiste con Metal 3D Clásico y se ha desarrollado para ofrecer al usuario un software de mayores prestaciones con relación al dimensionamiento de estructuras de acero, de aluminio y de madera (cálculo de uniones, tirantes, etc.).

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

Desde su aparición, Nuevo Metal 3D tiene los mismos permisos de utilización que Metal 3D Clásico, por lo que los usuarios que dispongan de Nuevo Metal 3D en su licencia pueden también trabajar con Metal 3D Clásico, y viceversa.

Nuevo Metal 3D calcula cualquier tipo de estructura formada por barras de acero, de aluminio o de madera de acuerdo con la normativa seleccionada. Está adaptado al CTE y también a otras normativas nacionales e internacionales de acero, aluminio, madera y hormigón (cimentaciones). Realiza el cálculo, dimensionamiento y comprobación de la resistencia al fuego de perfiles de madera; y la comprobación de la resistencia al fuego y el dimensionamiento del revestimiento de protección para los perfiles de acero. Efectúa el análisis a sismo de la estructura (Análisis Modal Espectral) siguiendo las normas nacionales (NCSE-2002) e internacionales. Con viento y sismo considera los efectos de 2º orden (P-delta).

Consulte con nuestro departamento comercial o con el distribuidor habitual de los productos de CYPE Ingenieros, las diferentes normativas nacionales e internacionales disponibles para este programa y los precios correspondientes.

Estados límite, hipótesis, combinaciones y cargas

Estados límite

Es posible configurar diferentes estados límite para cada material.

El programa también 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).

Hipótesis de carga y combinaciones de hipótesis

Nuevo Metal 3D genera automáticamente el peso propio de las barras introducidas que formarán una hipótesis de peso propio. Es posible añadir un número indefinido de hipótesis adicionales con igual o diferente naturaleza (peso propio, sobrecarga de uso, viento, sismo o nieve).

El usuario puede definir las hipótesis simples que desee y decidir si se combinan de manera compatible, incompatible o simultánea. El programa generará automáticamente la combinación de estas hipótesis de acuerdo con las premisas indicadas.

 

Por ejemplo, el programa genera automáticamente la combinación de hipótesis correspondiente a una situación de cargas compuesta por una sobrecarga genérica y la actuación de un carro de cargas con distintas posiciones. Las posiciones del carro son incompatibles entre sí, pero cada una de ellas es compatible con la sobrecarga genérica y con el resto de hipótesis de diferente naturaleza.

Puede visualizarse la combinatoria de hipótesis generada entre las hipótesis de la misma naturaleza. De este modo, es posible que el usuario compruebe si las premisas indicadas han sido las correctas.

Múltiples tipos de carga

Admite múltiples tipos de carga como, por ejemplo, puntuales, lineales, lineales variables en altura, superficiales, superficiales variables en altura, incremento y gradiente de temperatura, momentos, etc. Las cargas pueden introducirse en los nudos y en las barras.

Las cargas superficiales se introducen sobre paños definidos geométricamente por el usuario mediante un polígono cerrado. Estas cargas pueden estar aplicadas en toda la superficie del paño y en superficies poligonales contenidas en este. El usuario también indica la dirección del reparto unidireccional de las cargas introducidas sobre el paño que debe ser paralela a uno de los lados del paño.

El reparto de todas las cargas aplicadas sobre el paño es isostático, y se realiza sobre las barras contenidas en el paño que no sean paralelas a la dirección de reparto. Para el caso de las cargas definidas en una superficie del paño, el reparto sólo afecta a las barras más próximas a la superficie definida.

En las estructuras 3D integradas de CYPECAD también es posible definir cargas superficiales del mismo modo que en Nuevo Metal 3D.

Es posible definir desplazamientos prescritos en los empotramientos y apoyos, y giros prescritos en los empotramientos. Estos desplazamientos y giros provocarán esfuerzos sobre las barras, por lo que cuando se definen hay que asignar sus efectos a una hipótesis de carga.

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.

 

Barras en Nuevo Metal 3D

Nuevo Metal 3D permite la introducción de barras de madera, de acero, mixtas (acero y hormigón) y de aluminio. El programa dimensiona la sección llegando a su optimización máxima.

Barras de acero y mixtas

Para barras de acero emplea perfiles de acero laminado, armado y conformado que gestiona desde su amplia base de datos compuesta por perfiles de gran variedad de tipos y de los principales fabricantes y prontuarios. Puede crear perfiles compuestos a partir de perfiles simples con unión soldada, platabandas, presillas... También puede definir cartelas en extremos; perfiles de canto variable; vigas Boyd no mixtas con alveolo hexagonal, octogonal o circular; y barras mixtas (perfiles de acero con losa de hormigón). El programa realiza la comprobación de resistencia al fuego y el dimensionamiento del revestimiento de protección para los perfiles de acero.

Las barras de acero también pueden ser dimensionadas como tirantes.

Tirantes

Nuevo Metal 3D permite calcular y dimensionar tirantes cuya sección transversal esté formada por perfiles del tipo platabanda laminada, angular laminado, redondo macizo o cuadrado macizo.

En el cuadro de diálogo Describir perfil el usuario puede seleccionar el tipo Tirante. Cuando se selecciona aparece en el diálogo una explicación del método empleado y de los condicionantes necesarios para su dimensionamiento.

El hecho de que los tirantes o tensores sean barras de eje recto que sólo admiten esfuerzos de tracción en la dirección de su eje, implica que su modelización sólo sería estrictamente exacta si se hiciese un análisis no lineal de la estructura para cada combinación de hipótesis, en el que deberían suprimirse, en cada cálculo, todos aquellos tirantes cuyos axiles sean de compresión.

Además, para realizar un análisis dinámico sin considerar los tirantes comprimidos, sería necesario realizar un análisis en el dominio del tiempo con acelerogramas.

Como aproximación al método exacto, proponemos un método alternativo cuyos resultados, en los casos que cumplen con las condiciones que se detallan a continuación, son suficientemente aceptables para la práctica habitual del diseño de estructuras con elementos tirantes.

El método tiene los siguientes condicionantes, cuyo cumplimiento comprueba el programa:

1. El elemento tirante forma parte de una rigidización en forma de cruz de San Andrés enmarcada en sus cuatro bordes, o en tres si la rigidización llega a dos vínculos exteriores. Además, cada recuadro rigidizado debe formar un rectángulo (los cuatro ángulos interiores rectos).

2. La rigidez axil de los tirantes (AE/L) es menor que el 20% de la rigidez axil de los elementos que enmarcan dicha cruz de San Andrés.

3. Cada diagonal de un mismo recuadro rigidizado debe tener la misma sección transversal, es decir, el mismo perfil.

En el manual de Novedades de la versión 2008.1, en la memoria de cálculo de Nuevo Metal 3D, o en el cuadro de diálogo Describir perfil (aparece en el programa cuando el usuario describe una barra como tirante) puede encontrar más información sobre el método de cálculo de tirantes aplicado por el programa.

Barras de aluminio

Con el módulo Perfiles de aluminio de Nuevo Metal 3D y de Estructuras 3D integradas de CYPECAD, es posible calcular y dimensionar barras de aluminio extruido de las aleaciones y estados de entrega indicados en el apartado Aleaciones y estados de entrega, y de las geometrías indicadas en Perfiles de aluminio; según el Eurocódigo 9 EN 1999-1-1.

Perfiles de aluminio

En el diálogo Describir perfil (menú barra > Describir perfil) se encuentra el botón Perfiles de aluminio extruido que permite definir una barra como un perfil de aluminio de la biblioteca que incluye el programa o definirlo geométricamente.

La biblioteca contiene una serie de perfiles normalizados que el usuario puede configurar y ampliar. Tanto los perfiles de la biblioteca como los definidos por el usuario pueden ser:

 

• Doble T
• C simple
• Platabanda
• T simple
• Angular de lados iguales
• Angular de lados desiguales
• Tubo rectangular
• Tubo circular
• Redondo macizo
• Cuadrado macizo
  

En la versión 2011.a se ha implementado un editor de secciones de perfiles de aluminio extruido, cuya finalidad es facilitar el diseño y comprobación de perfiles de aleación de aluminio con secciones transversales singulares. En el apartado Secciones especiales de aluminio extruido de las Novedades de la versión 2011 en Nuevo Metal 3D y estructuras 3D integradas, puede encontrar más información sobre la utilización de estos tipos de perfiles.

Aleaciones y estados de entrega

 En el diálogo Describir material (menú Barra > Describir material) se selecciona la aleación de aluminio extruido para los perfiles de aluminio que el usuario seleccione en la obra, así como su estado de entrega. Las aleaciones disponibles con sus correspondientes estados de entrega son:

Aleación de Aluminio	Estados de entrega
EN AW-5083	F, H111 y H112
EN AW-6060	T5, T6, T64 y T66
EN AW-6061	T4 y T6
EN AW-6063	T5, T6 y T66
EN AW-6005A	T6
EN AW-6106	T6
EN AW-6082	T4, T5 y T6
EN AW-7020	T6

Barras de madera

Con el módulo Perfiles de madera, Nuevo Metal 3D dimensiona perfiles de madera formados por madera aserrada (especies de coníferas y chopo), madera aserrada (especies frondosas), madera laminada encolada homogénea y madera laminada encolada combinada. Puede definir perfiles rectangulares, con sección constante o variable, y perfiles circulares. Incluye una biblioteca de perfiles de madera que el usuario puede configurar y ampliar. El programa también dimensiona las secciones de madera frente a la acción del fuego para que cumplan con la normativa seleccionada (CTE DB-SE M –España–, NBR 7190 o Eurocódigo 5) si el usuario activa la comprobación de resistencia al fuego de perfiles de madera.

Barras de hormigón y genéricas

En Nuevo Metal 3D es posible introducir barras de hormigón o de cualquier otro material.

Barras de hormigón

Es posible introducir barras rectangulares y circulares de hormigón de canto constante, y barras rectangulares de hormigón de canto variable. El programa calcula los esfuerzos a los que están solicitadas estas barras, y muestra los resultados por hipótesis simples, por combinaciones y por envolventes. No se realiza comprobación de resistencia de las barras de hormigón, es decir, no se comprueban ni dimensionan sus secciones.

Barras de otros materiales

Nuevo Metal 3D permite definir barras genéricas de cualquier material. El programa calcula los esfuerzos a los que están solicitadas estas barras, y muestra los resultados por hipótesis simples. No se realiza comprobación de resistencia de las barras genéricas, es decir, no se comprueban ni dimensionan sus secciones. El usuario define las siguientes características de las barras tras su posicionamiento en la estructura:

• Geometría de la sección. Se introducen las distancias entre el centro de gravedad y el contorno envolvente de la sección medidas en los cuatro sentidos de las dos direcciones de los ejes locales de la sección:
  • Ancho izquierdo
  • Ancho derecho
  • Canto inferior
  • Canto superior
• Características mecánicas.
  • Área
  • Área de corte Avy
  • Área de corte Avz
  • Inercia a flexión Iyy
  • Inercia a flexión Izz
  • Inercia a torsión It
• Características del material
  • Módulo de elasticidad
  • Módulo de Poisson
  • Coeficiente de dilatación
  • Peso específico

Pandeo y pandeo lateral

Nuevo Metal 3D permite al usuario introducir los coeficientes β de pandeo o la longitud de pandeo, y el coeficiente de momentos (si la norma seleccionada lo define) de cada barra. También calcula automáticamente la longitud de pandeo de las barras según un método aproximado, basado en fórmulas comúnmente aceptadas, que solicita al usuario la clasificación de la estructura como tipo traslacional o intraslacional. El usuario también puede activar en cualquier barra la comprobación de pandeo lateral.

Limitaciones de flecha

El programa posibilita al usuario limitar la flecha de las barras para que el dimensionamiento de los perfiles tenga en cuenta la restricción impuesta (además de la tensión, esbeltez, abolladura, etc). El usuario puede imponer límites a las flechas máxima y relativa, tanto para sus valores absolutos, como para sus valores relativos a la longitud entre extremos y puntos de inflexión de la deformada. La flecha puede definirse como secante o tangente a uno de los extremos. También es posible definir una pieza compuesta por varias barras alineadas para que el programa compruebe su flecha como si se tratase de una única barra.  Los cuadros de diálogo que limitan la flecha de las barras disponen de ayudas que definen perfectamente los tipos de flecha que el usuario puede limitar y la longitud que sirve como referencia a la flecha relativa.

Ajustes, desplazamientos y giros

En la introducción de barras es posible realizar ajustes, desplazamientos y giros con respecto al eje de introducción de la barra. La excentricidad producida por estos ajustes y desplazamientos se tiene en cuenta en el cálculo, por lo que el programa permite al usuario considerar la verdadera posición relativa entre barras.

Coeficientes de empotramiento y rigideces rotacionales

En los extremos de piezas (barras o conjunto de barras alineadas que forman una pieza), el programa permite asignar los coeficientes de empotramiento xy y xz o asignar rigideces rotacionales en dichos planos. La definición de las rigideces rotacionales permite la modelización de las uniones cuya rigidez al giro es fundamental considerar, como es el caso de las uniones atornilladas.

En cada unión atornillada dimensionada, el programa también calcula (para todas las combinaciones de esfuerzos actuantes) las rigideces rotacionales de cada pieza empotrada a la unión y selecciona un valor de la rigidez rotacional para cada extremo de pieza, que será el que propondrá al usuario para un recálculo de la estructura.

Tras el cálculo, el programa advierte si la rigidez rotacional introducida por el usuario en las piezas empotradas a uniones atornilladas difiere en más de un 20% de la propuesta por el programa o si no está definida.

Nuevo Metal 3D permite al usuario tanto asignar automáticamente las rigideces rotacionales propuestas por el programa como revisar las que desee para decidir en cada caso que rigideces rotacionales quiere adoptar.

En el apartado Rigideces rotacionales en extremos de piezas de la página Uniones atornilladas puede obtener más información sobre las consideraciones que Nuevo Metal 3D realiza sobre de las rigideces rotacionales.

Comprobación de resistencia al fuego

Con el módulo Comprobación de resistencia al fuego, Nuevo Metal 3D realiza la comprobación de la resistencia al fuego y dimensiona el revestimiento de protección de las barras de acero que componen la estructura para las normas CTE DB-SI 6 y Eurocódigo (EN 1992-1-2:2004 y EN 1993-1-2:2005).

La comprobación de la resistencia al fuego para los elementos estructurales de madera en Nuevo Metal 3D  ya era posible en versiones anteriores y la realiza un módulo diferente: el módulo Perfiles de madera (común a Nuevo Metal 3D, Metal 3D Clásico y Estructuras 3D integradas de CYPECAD). Este módulo dimensiona las secciones de madera frente a la acción del fuego para que cumplan con la normativa seleccionada (CTE DB-SE M –España-, NBR 7190 o Eurocódigo 5).

En Comprobación de resistencia al fuego puede encontrar más información sobre esta comprobación en los programas de CYPE Ingenieros.

Uniones soldadas y atornilladas

Los módulos de uniones diseñados por CYPE Ingenieros (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 y Uniones V. Celosías planas con perfiles tubulares) pueden emplearse tanto en CYPECAD como en Nuevo Metal 3D (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 Nuevo Metal 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. De hecho, los módulos Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV tienen tipos de uniones comunes.

En cada uno de los siguientes enlaces puede encontrar amplia información sobre las características de estos módulos:

• Uniones I Soldadas Naves con perfiles laminados y armados en doble T
  
  
  • Normativa implementada para el cálculo de uniones soldadas
  • Tipología de uniones soldadas implementadas
  • Opciones de cálculo
  • Dimensionamiento de uniones soldadas
  • Consulta de uniones soldadas
  • Placas de anclaje dimensionadas con el módulo Uniones I
  • Listados de uniones soldadas
  • Planos de uniones soldadas

 

• Uniones II Atornilladas Naves con perfiles laminados y armados en doble T
  
  
  • Normativa implementada para el cálculo de uniones atornilladas
  • Tipología de uniones atornilladas implementadas
  • Opciones de cálculo
  • Uniones atornilladas pretensadas y no pretensadas
  • Dimensionamiento de uniones atornilladas
  • Consulta de uniones atornilladas
  • Listados de uniones atornilladas
  • Planos de uniones atornilladas

 

• Uniones III Soldadas Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T
  
  
  • Normativa implementada para el cálculo de uniones soldadas
  • Tipología de uniones soldadas para pórticos de edificación implementadas
  • Opciones de cálculo
  • Dimensionamiento de uniones soldadas de edificación
  • Consulta de uniones soldadas
  • Placas de anclaje dimensionadas con el módulo Uniones III
  • Listados de uniones
  • Planos de uniones soldadas

 

• Uniones IV Atornilladas Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T
  
  
  • Normativa implementada para el cálculo de uniones atornilladas de edificación
  • Tipología de uniones atornilladas de edificación implementadas
  • Opciones de cálculo
  • Uniones atornilladas pretensadas y no pretensadas
  • Dimensionamiento de las uniones atornilladas de edificación
  • Características de las uniones atornilladas de edificación dimensionadas
  • Consulta de uniones atornilladas
  • Placas de anclaje dimensionadas con el módulo Uniones IV
  • Listados de uniones
  • Planos de uniones atornilladas

• Uniones V. Celosías planas con perfiles tubulares
  
  
  • Normativa implementada para el cálculo de uniones de celosías planas con perfiles tubulares
  • Tipología de uniones de celosías planas con perfiles tubulares implementadas
  • Dimensionamiento de uniones de celosías planas con perfiles tubulares
  • Consulta de uniones de perfiles tubulares de celosías planas

Placas de anclaje

Nuevo Metal 3D dispone de varios módulos que calculan y dimensionan placas de anclaje: los módulos Uniones I,Uniones II, Uniones III y Uniones IV; y el módulo Placas de anclaje. Las características de las placas de anclaje dimensionadas con los módulos de Uniones y las dimensionadas con el módulo Placas de anclaje se exponen a continuación.

Placas de anclaje dimensionadas con los módulos Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV

Los módulos Uniones I, Uniones II, Uniones III y Uniones IV dimensionan placas de anclaje soldadas con las siguientes características:

• Tipos de placas: Se dimensionan placas de anclaje soldadas de perfiles laminados y armados en doble T.
• Soldaduras: Incluye el cálculo y dimensionamiento de las soldaduras entre placa, rigidizadores, pilar y pernos.
• Igualación automática: Iguala automáticamente las placas de anclaje de una misma obra (teniendo en cuenta el tipo de perfil, los esfuerzos y las vinculaciones exteriores). De este modo y sin intervención del usuario, se reduce el número de tipos diferentes de placa, obteniendo unos resultados más uniformes.
• Vista 3D con elementos y soldaduras diferenciados: Es posible ver en pantalla una vista 3D con colores diferentes para placa, pilar, rigidizadores, pernos, soldaduras realizadas en taller y soldaduras realizadas en el lugar de montaje, del mismo modo que se representan las uniones entre perfiles en doble T. Esto supone una ayuda para mejorar la comprensión del montaje del apoyo.
• Despiece de placa de anclaje: Se genera un despiece de la placa en el que se indican los detalles de las soldaduras dimensionadas y un detalle de los rigidizadores. Dicho despiece puede incluirse en los planos de obra.
• Listados de comprobación y medición: Se generan listados de comprobación y medición de las placas de anclaje resueltas, integrados con el resto de uniones calculadas.

Placas de anclaje dimensionadas con el módulo Placas de anclaje

El módulo Placas de anclaje calcula y dimensiona placas de anclaje con las siguientes características:

• Tipos de placas: Resuelve placas de anclaje para cualquier disposición de pilar metálico (perfiles simples y compuestos).
• Soldaduras: No incluye el cálculo y dimensionamiento de las soldaduras entre placa, rigidizadores, pilar y pernos.
• Igualación manual: Es posible igualar placas de anclaje manualmente copiando unas placas de anclaje sobre otras. Tras copiarla, el programa realiza la comprobación de la placa asignada.
• Edición de placas de anclaje: El usuario puede editar las placas de anclaje, modificarlas manualmente y comprobar con el programa la geometría de cada placa, la disposición de sus pernos y rigidizadores, y la posición del pilar con respecto a ésta (esquina o medianera).
• Despiece de la placa y vista 3D: El usuario puede ver en pantalla una vista 3D y un despiece de la placa. Los despieces también pueden generarse en los planos de la obra.
• Listados de comprobación y medición: Se generan los listados de comprobación y medición de las placas de anclaje resueltas.

Opciones de cálculo para las placas de anclaje

Las opciones de cálculo de las placas de anclaje se configuran en el diálogo Opciones (menú Placas de anclaje > Opciones). Los valores aquí establecidos afectan al cálculo de placas de anclaje de los módulos que las calculan (Uniones I, Uniones II, Uniones III, Uniones IV y Placas de anclaje), a excepción del tipo de anclaje del perno a la placa, que sólo interviene en el cálculo efectuado por el módulo Placas de anclaje.

Comprobaciones en placas de anclaje

Los módulos Uniones I, Uniones II, Uniones III, Uniones IV y Placas de Anclaje realizan las siguientes comprobaciones para dimensionar las placas de anclaje (asumiendo la hipótesis de placa rígida):

• En el hormigón sobre el que apoya la placa se comprueba:
• La tensión de compresión: La tensión de compresión en la interfaz placa de anclaje-hormigón debe ser menor que la tensión admisible del hormigón que depende de la naturaleza de cada combinación.

• En los pernos de anclaje se comprueba:
• La resistencia del material de los pernos: Se descomponen los esfuerzos actuantes sobre la placa en axiles y cortantes en los pernos y se comprueba que ambos esfuerzos, por separado y con interacción entre ellos (tensión de Von Mises), producen tensiones menores a la tensión límite del material de los pernos.
• El anclaje de los pernos: Se comprueba el anclaje de los pernos en el hormigón de tal manera que no se produzcan ni el fallo de deslizamiento por adherencia, ni el arrancamiento del cono de rotura, ni la fractura por esfuerzo cortante (aplastamiento).
• El aplastamiento: En cada perno se comprueba que no se supera el cortante que produciría el aplastamiento de la placa contra el perno.

• En la placa de anclaje se comprueba:
• Las tensiones globales: En placas con vuelo, se analizan cuatro secciones en el perímetro del perfil, y se comprueba en todas ellas que las tensiones de Von Mises sean menores que la tensión límite según la norma.
• Las flechas globales relativas: En los vuelos de las placas se comprueba que no aparezcan flechas mayores que 1/250 del vuelo.
• Las tensiones locales: Se comprueban las tensiones de Von Mises en todas las placas locales en las que tanto el perfil como los rigidizadores dividen a la placa de anclaje propiamente dicha. Los esfuerzos en cada unas de las subplacas se obtienen a partir de las tensiones de contacto con el hormigón y los axiles de los pernos. El modelo generado se resuelve por diferencias finitas.

Cimentación

Nuevo Metal 3D calcula y dimensiona zapatas y encepados. Ambos elementos de cimentación pueden ser aislados o combinados, es decir, admiten cualquier número de pilares.

Las zapatas pueden ser de hormigón armado o de hormigón en masa, de canto constante o variable, y el programa puede dimensionarlas de modo que sean cuadradas, rectangulares, excéntricas, de esquina o medianeras. El cálculo y dimensionamiento de zapatas forma parte de un módulo de Nuevo Metal 3D.

Los encepados admiten múltiples pilotes. Su tipología es muy amplia. Pueden ser de 1, 2, 3 y 4 pilotes; encepados lineales y rectangulares de cualquier número de pilotes (de 3 a 30 pilotes por lado); pentagonales de 5 y 6 pilotes; y hexagonales de 6 y 7 pilotes. El cálculo y dimensionamiento de encepados forma parte de un módulo de Nuevo Metal 3D.

Tanto a las zapatas como a los encepados, pueden llegar correas de atado y vigas centradoras. El dimensionado de correas y vigas centradoras se incluye en el módulo de zapatas y en el de encepados.

El programa permite elegir el tipo de centrado de las vigas centradoras seleccionando el tipo de ley de tensiones que actuará bajo la zapata como respuesta del terreno, a efectos de calcular los esfuerzos sobre la viga centradora y las tensiones del terreno.

• Ley rectangular de tensiones bajo la zapata:

 

 

Si se selecciona esta opción se supone que el centrado de la viga es perfecto, dando lugar a una ley rectangular de tensiones del terreno.

 

 

 

 

• Ley trapecial de tensiones bajo la zapata:

 

Se admite que el centrado de la viga no es perfecto, es decir, que se produce un cierto giro de la zapata que da lugar a una ley de tensiones trapecial y, por lo tanto, a una relajación de los esfuerzos actuantes sobre la viga. Si la ley de tensiones bajo la zapata resulta ser trapecial, su resultante se desplaza hacia el pilar, lo que produce una reducción del momento sobre la viga del 10% aproximadamente.

 

 

Ayudas en la introducción de datos

Asistente de introducción de datos

Cuando se crea una obra de Nuevo Metal 3D se muestra un asistente que permite al usuario introducir los datos generales de la obra:

• Normas (Hormigón para cimentaciones, Acero laminado y armado, Acero conformado, Madera y Aluminio extruido) y activación de la norma de sismo (análisis dinámico espectral).
• Hipótesis adicionales.
• Estados Límite (combinaciones de acciones).
• Datos del acero (laminado o armado y conformado).
• Datos de la madera.
• Datos del aluminio extruido.
• Datos de la cimentación.

Los datos de los materiales introducidos en el asistente son los datos que se asignan por defecto a cada pieza introducida. Mediante la opción Describir material del menú Barra, es posible asignar a cualquier pieza un material distinto al definido por defecto para la obra.

Todos los datos introducidos en el asistente pueden modificarse después de haber finalizado dicho asistente. Esto puede hacerse en el menú Obra de la solapa Estructura y en el menú Obra > Datos generales de la solapa Cimentación. Por este motivo, se añade al menú Obra la opción Perfiles de aluminio extruido para así poder modificar los datos definidos por defecto en la obra para este material.

Introducción de las barras de la estructura

Nuevo Metal 3D importa ficheros generados en programas de CAD en formato DWG y DXF de dos y tres dimensiones. Con ellos podrá generar automáticamente la geometría de la estructura (incluso seleccionando los elementos a importar clasificados por capas, entidades, colores o tipos de línea).

 

Dispone también de otras herramientas que facilitan la introducción de datos: Zoom, Redibujado, Ortogonalidad, Deshacer, Rehacer, Repetir última selección de elementos, etc. Puede realizar capturas (extremo, punto medio, perpendicular, más cercano e intersección) y rastreos (prolongación, perpendicular, ortogonal) sobre elementos de la estructura.

Con la generación de vistas podrá trabajar con ventanas en 2D y 3D de manera totalmente interactiva y con total conectividad. Incluso, en las vistas 3D que aparecen en pantalla, se marca el plano de  la vista 2D en la que esté posicionado el cursor.

Nuevo Metal 3D también contiene utilidades para realizar generaciones automáticas, como la generación de nudos, barras y mallas espaciales formadas por tetraedros. Además, es capaz de crear un número ilimitado de pórticos paralelos a partir de uno solo.

Los elementos se acotan sin introducir coordenadas ni mallas rígidas. Cuando se introduce un nudo o una barra, el programa les asigna unas coordenadas que dependen de la posición del cursor en la línea o líneas de referencia que se capturan. Después, el usuario puede acotar los nudos o dejar las coordenadas asignadas.

Cálculo con multiprocesadores

La versión 2009.1 de CYPECAD y de Nuevo Metal 3D utilizan en el cálculo de sus estructuras el potencial que brindan los multiprocesadores.

Para acceder a estas prestaciones, CYPECAD y Nuevo Metal 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 con cuatro procesadores

En Cálculo con multiprocesadores puede encontrar más información sobre estos módulos y un estudio comparativo que muestra los tiempos de cálculo con y sin su utilización. 

Resultados, planos y listados

Las leyes y envolventes de esfuerzos y deformaciones se pueden 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.

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 o dibujarlos por impresora o plotter.

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.

 

Se permite total libertad para moverse por el interior de la estructura en una perspectiva cónica.

Obtiene 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.

Listados detallados de comprobaciones de estados límite últimos

CYPECAD, Nuevo Metal 3D y las Estructuras 3D integradas de CYPECAD generan listados detallados de las comprobaciones de estados límite últimos de perfiles de acero y de aluminio.

Estos listados contienen todas las comprobaciones realizadas por el programa para dimensionar los perfiles y constituyen un importante documento con el que el usuario puede:

• Verificar el dimensionamiento de los perfiles
• Optimizar el dimensionamiento de los perfiles.

El nivel de detalle de estos listados también les otorga un carácter didáctico que permite al usuario conocer todas las comprobaciones a las que está sometido un perfil.

En Listados detallados de comprobaciones de estados límite últimos puede encontrar más información sobre estos documentos (modos de obtención, tipos de perfiles y normas para los que se pueden generar, etc).

Exportación a TEKLA® Structures

CYPECAD, las Estructuras 3D integradas de CYPECAD y Nuevo Metal 3D pueden exportar la estructura calculada y dimensionada a TEKLA Structures.

En Exportación a TEKLA® Structures puede encontrar más información sobre las opciones de exportación a TEKLA® Structures.

Exportación a TecnoMETAL® 4D

CYPECAD, las Estructuras 3D integradas de CYPECAD y Nuevo Metal 3D de la versión 2009.1.d de los programas de CYPE Ingenieros, pueden exportar la estructura calculada y dimensionada a TecnoMETAL 4D.

En Exportación a TecnoMETAL® 4D puede encontrar más información sobre las opciones de exportación a TecnoMETAL® 4D.

Exportación al formato CIS/2 para Advance Steel® de Graitec

CIS/2 (CIMsteel Integration Standards) es un formato de intercambio estándar para facilitar el flujo de datos entre las aplicaciones informáticas que intervienen en el proceso de análisis, diseño y fabricación de estructuras de acero.

CYPECAD, Nuevo Metal 3D y las Estructuras 3D integradas de CYPECAD permiten exportar al formato CIS/2 preconizado por el NIST (National Institute of Standars and Technology) los nudos y barras de las estructuras 3D introducidas y dimensionadas.

Advance Steel® de Graitec es una de las aplicaciones informáticas relacionadas con el modelado de estructuras 3D de acero para la que se ha probado la correcta importación del formato CIS/2 generado por Nuevo Metal 3D y las Estructuras 3D integradas de CYPECAD.

En Exportación al formato CIS/2 puede encontrar más información sobre las opciones de exportación a este formato.

Ventajas de Nuevo Metal 3D frente a Metal 3D Clásico

Nuevo Metal 3D ofrece al usuario mayores prestaciones que Metal 3D Clásico. Desde la aparición de Nuevo Metal 3D (v.2008.1.a), la licencia de uso de ambos programas es común. Es decir, con la misma licencia puede utilizar los dos programas si estos son de versión 2008.1 o superior. Por tanto, con el precio de la actualización de una licencia que contenga Metal 3D Clásico de versión anterior a la 2008.1.a, se incluye Nuevo Metal 3D con los módulos de Metal 3D Clásico que disponía en la versión antigua.

A continuación se indican las ventajas que Nuevo Metal 3D tiene sobre Metal 3D Clásico:

• Uso independiente o integrado con CYPECAD
  Nuevo Metal 3D puede utilizarse como programa independiente o junto con CYPECAD gracias a las Estructuras 3D integradas.
  
• Módulos de Nuevo Metal 3D
  Nuevo Metal 3D dispone de una serie de módulos que no se pueden utilizar en Metal 3D Clásico. Además, algunos de los módulos comunes a ambos programas (Zapatas, Encepados, Placas de anclaje y Perfiles de madera) tienen mayores prestaciones en Nuevo Metal 3D. A continuación se indican los módulos adicionales de Nuevo Metal 3D y las ventajas de los comunes:
  
  
  
  
  • 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
  • Perfiles de aluminio
  • Comprobación de resistencia al fuego
  • Cálculo en paralelo con dos procesadores
  • Cálculo en paralelo con cuatro procesadores
  • Exportación a Tekla
  • Exportación a TecnoMETAL
  • Exportación al formato CIS/2
  • Zapatas
    Este módulo es común a Metal 3D Clásico y a Nuevo Metal 3D, pero en Nuevo Metal 3D dispone de mayores prestaciones:
    • Las zapatas pueden ser aisladas o comunes a varios pilares
    • Incluye el dimensionamiento de vigas centradoras y correas de atado.
  • Encepados
    Este módulo es común a Metal 3D Clásico y a Nuevo Metal 3D, pero en Nuevo Metal 3D dispone de mayores prestaciones:
    • Los encepados pueden ser aislados o comunes a varios pilares.
    • Incluye el dimensionamiento de vigas centradoras y correas de atado.
• Cálculo y dimensionamiento
• Dimensionamiento de perfiles de aluminio
  Con el módulo Perfiles de aluminio, Nuevo Metal 3D puede calcular y dimensionar perfiles de aluminio de diferentes aleaciones, estados de entrega y geometrías.
  
  
• Dimensionamiento de tirantes
  
  Nuevo Metal 3D puede dimensionar tirantes cuya sección transversal esté constituida por perfiles tipo de platabanda laminada, angular laminado redondo macizo o cuadrado macizo.
• Rigideces rotacionales
  Nuevo Metal 3D permite definir las rigideces rotacionales en extremos de piezas, dato fundamental para la modelización de las uniones atornilladas. Incluso, el módulo Uniones II Atornilladas calcula las rigideces rotacionales de estos tipos de uniones.
  
  
• Cimentación (con los módulos Zapatas o Encepados)
  • Dimensionamiento de zapatas o encepados, aislados o comunes a varios pilares.
  • Zapatas o encepados con vigas centradoras y correas de atado.
  • Dimensionamiento de placas de anclaje con los módulos Uniones I y Uniones III
• Utilización de Multiprocesadores
  Con los módulos Cálculo en paralelo con dos procesadores o Cálculo en paralelo con cuatro procesadores se aumenta la velocidad de cálculo.
• Introducción de datos
  • Introducción de datos similar
    La introducción de datos en Nuevo Metal 3D es similar a la de Metal 3D Clásico, por lo que los usuarios de Metal 3D Clásico no encontrarán dificultades en el manejo de Nuevo Metal 3D.
  • Introducción de cargas superficiales
    Es posible introducir cargas superficiales en toda o parte de la extensión de paños definidos por el usuario y definir también su dirección de reparto unidireccional.
    
    
• Exportación a otros programas de análisis, diseño y fabricación de estructuras de acero
  • Exportación a Tekla® Structures,
  • Exportación a TecnoMETAL® 4D
  • Exportación a formato CIS/2
• Listados
  Nuevo Metal 3D presenta una mayor cantidad y mejor calidad de listados, entre los que destacamos los Listados detallados de comprobaciones de estados límite últimos.
  
  
• Planos
  Nuevo Metal 3D dispone también de una mejor presentación en la salida de planos y algunos que no puede obtener Metal 3D Clásico, como son los detalles constructivos de las uniones dimensionadas por los módulos Uniones I, Uniones II y Uniones III.
  
  

Versiones y módulos de Nuevo Metal 3D

Existen dos versiones reducidas de Nuevo Metal 3D:

Nuevo Metal 3D limitado a 2 dimensiones: Versión de Nuevo Metal 3D limitada al cálculo en dos dimensiones. Dispone opcionalmente de los mismos módulos que Nuevo Metal 3D.

Nuevo Metal 3D para estudiantes: Versión de Nuevo Metal 3D limitada a 50 nudos y 50 barras. No incluye el dimensionamiento de perfiles, ni ninguno de los módulos de Nuevo Metal 3D.

Los módulos de Nuevo Metal 3D son:

• Zapatas aisladas (incluye vigas centradoras y de atado) ⁽¹⁾
• Encepados (incluye vigas centradoras y de atado) ⁽¹⁾
• Placas de anclaje ⁽¹⁾
• Cálculo avanzado de cimentaciones superficiales ⁽¹⁾
• Perfiles de aluminio ⁽³⁾
• Perfiles de madera ⁽⁴⁾
• Uniones I. Soldadas. Naves con perfiles laminados y armados en doble T ⁽²⁾
• Uniones II. Atornilladas. Naves con perfiles laminados y armados en doble T ⁽²⁾
• Uniones III, Soldadas - Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T ⁽²⁾
• Uniones IV, Atornilladas - Pórticos de edificación con perfiles laminados y armados en doble T ⁽²⁾
• Uniones V. Celosías planas con perfiles tubulares ⁽²⁾
• Comprobación de resistencia al fuego ⁽²⁾
• Cálculo en paralelo con dos procesadores ⁽²⁾
• Cálculo en paralelo con cuatro procesadores ⁽²⁾
• Exportación a TEKLA ⁽²⁾
• Exportación a TecnoMETAL ⁽²⁾
• Exportación al formato CIS/2 ⁽²⁾

⁽¹⁾ Módulos comunes a CYPECAD, Nuevo Metal 3D y Metal 3D Clásico
⁽²⁾ Módulos comunes a CYPECAD, Estructuras 3D integradas de CYPECAD y Nuevo Metal 3D
⁽³⁾ Módulos comunes a Estructuras 3D integradas de CYPECAD y Nuevo Metal 3D
⁽⁴⁾ Módulos comunes a Estructuras 3D integradas de CYPECAD, Nuevo Metal 3D y Metal 3D Clásico

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