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Diferencia entre dimensionar núcleos de edificios agrupando o desagrupando los elementos 'pantalla' que los conforman

Imagen Diferencia entre dimensionar núcleos de edificios agrupando o desagrupando los elementos 'pantalla' que los conforman
Iván Saiz Ruiz

La última versión de CEDRUS 7, con su módulo de edificios, incluye una nueva forma de introducir los elementos que constituyen 'muros'. Se introduce el elemento 'pantalla', que es un 'muro' con más propiedades a considerar en el modelo estructural. Las 'pantallas' pueden, además, agruparse para formar núcleos más rígidos interactuando solidariamente unas con otras.

En este artículo vamos a analizar las diferencias que hay entre dimensionar los elementos que constituyen el núcleo de un edificio introduciéndolos agrupados o desagrupados en el modelo.

  • Si el núcleo se introduce sin agrupar las pantallas que lo forman, cada una de ellas funcionará como una sección independiente que deberá ser dimensionada a partir de las solicitaciones que resulten del reparto de cargas procedentes del análisis del modelo global del edificio.

  • Si se agrupan las 'pantallas' que constituyen el núcleo, éste se comportará como una sección completa frente a las solicitaciones procedentes del modelo global del edificio.
    Veamos, a partir de un ejemplo de un edificio completo, cómo varía el comportamiento de un núcleo según la forma de introducirlo en el modelo.
    Se tiene el siguiente edificio modelizado en CEDRUS 7:



En él se observan dos núcleos de comunicaciones que, en planta, tienen las siguiente forma:



El módulo de edificios de CEDRUS 7 permite convertir el modelo a uno de barras de STATIK 7, a partir del cual podrá analizarse cualquier sección. En este caso, si se introducen de forma independiente las 'pantallas' de los núcleos, en el modelo aparecerán 4 barras correspondientes a cada una de ellas. Si por el contrario se hace la agrupación, los núcleos corresponderán a una sola barra que se analizará como una sección completa.

Modelo desagrupado



En rojo, las 4 barras correspondientes a las secciones de las 4 'pantallas' que constituyen en núcleo.

Modelo agrupado



En rojo, la barra única correspondiente a la sección completa que constituye el núcleo.
Si se procede al dimensionamiento de las armaduras longitudinales de cada uno de los elementos mediante un cálculo con FAGUS 7 se obtienen los siguientes resultados:

Modelo desagrupado

Para facilitar la identificación de cada uno de los elementos los nombraremos de la siguiente forma:



NOTA: Los resultados que se presentan a continuación corresponden a la combinación de esfuerzos más desfavorable para cada caso.

  • RESULTADOS PARA EL ELEMENTO W1






Se obtiene una armadura longitudinal total: As = 17952 mm2

  • RESULTADOS PARA EL ELEMENTO W2



Se obtiene una armadura longitudinal total: As = 4153 mm2

  • RESULTADOS PARA EL ELEMENTO W3






Se obtiene una armadura longitudinal total: As = 6670 mm2

  • RESULTADOS PARA EL ELEMENTO W4





Se obtiene una armadura longitudinal total: As = 6343 mm2
Si se suman los resultados se tiene que el conjunto del núcleo necesita 35118 mm2 de armadura longitudinal.

Modelo agrupado

Si se lleva a cabo el mismo análisis pero considerando todos los elementos agrupados:






Se obtiene una armadura longitudinal total: As = 25783 mm2
Esto supone, aproximadamente, un 27% menos de armadura que modelizando los elementos desagrupados.

Esta diferencia se debe fundamentalmente a que:
En el caso de los elementos desagrupados, las solicitaciones para cada uno de ellos provienen de un reparto de las cargas en el modelo global que es función de las rigideces de cada uno por separado. En el caso agrupado la rigidez se obtiene a partir de la sección completa del mismo.

El análisis con la agrupación de elementos se desarrolla sobre una sección completa que tendrá un comportamiento totalmente distinto al que pueda tener cada elemento por separado, es decir, el reparto de esfuerzos en cada uno de las pantallas individuales (que conforman la pantalla única agrupada) será distinto porque existe interacción entre las partes (empotramientos).

Es muy importante tener claro que, para que los núcleos se comporten como si fuesen una única sección completa (pantallas agrupadas) y que, por lo tanto, el modelo refleje la realidad, se deberán materializar las conexiones entre las pantallas de manera que se formen empotramientos. En caso contrario se tendrán unos núcleos que van a funcionar de forma desagrupada pero que no estarán armados para trabajar de esa manera.

Para ver la influencia que tienen estos conceptos sobre los forjados de un edificio puede leerse el artículo correspondiente pinchando aquí.



Este artículo fue originalmente publicado en el Help Center de Cubus-Software España, empresa responsable de la distribución, soporte técnico y formación de los programas Cubus en España, Portugal e Hispanoamérica, y que junto a ingenio.xyz ha desarrollado el único curso online de FAGUS-7 avalado por CUBUS AG (licencia de estudiante disponible).





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