manual tricalc 3d(uso rapido)

UNIVERSIDAD EUROPEA DE MADRID ESCUELA SUPERIOR DE ARTE Y ARQUITECTURA ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS MANUAL TRICALC 3D

El programa TRICALC 3D nos permite analizar y dimensionar estructuras de edificios de una forma global. Antes de empezar a trabajar, es recomendable realizar un prediseño de la estructura, preparando los croquis necesarios para definir la estructura (plantas y/o alzados) indicando la geometría, los ejes, la posición de pilares y vigas y su crecimiento, así como un listado de las cargas aplicadas en el proyecto y los materiales empleados. MANUAL USO RÁPIDO TRICALC 3D 7.0

1. Crear un archivo Una vez abierto el programa, entrar en el menú “Archivo/Nuevo”, se pide un nombre de archivo y una carpeta para guardarlo. La carpeta por defecto es la del programa, esto se puede cambiar en “opciones”, ver paso 2.

2. Cambiar opciones generales El programa tiene muchas opciones ( de cálculo, de salida de datos..) hay algunas que es necesario revisar antes de trabajar la 1ª vez para poner las más habituales:

Menú “Archivo/Preferencias”: Idioma Normativa: España (EHE, NCSE, CTE) Armaduras: # 4, 5, 6,8,12,16… Varios: Unidades SI (Sistema Internacional) Carpetas de trabajo, salida de datos..

Menú “Archivo/Opciones/Todas las Opciones: Geometría: nombre de barras, nudos…como queremos ver los elementos Cargas: dibujar cargas Secciones: nombre Gráficas, Armaduras, Acero, Croquis, Composición: pantalla (luego, para sacar datos en papel o archivo dwg se vuelve a cambiar)

Menú “Archivo/Impresora/Especificar”: Indicamos impresora en la vamos a imprimir los resultados. Es recomendable indicar Adobe Writer para guardar las salidas de resultados.

3. Dibujar una estructura En TRICALC hay varias maneras de introducir la geometría:

Menú “Geometría/Malla” Mediante una malla predefinida, muy útil para edificios muy regulares. Se deben indicar las distancias Xi, Yi, Zi entre los diferentes nudos de la estructura, empezando por la esquina inferior izquierda. Las distancias se introducen en cm y se deben de introducir como nudos todas las uniones entre barras y los puntos en que la pieza quebrada cambie de eje. Importante saber que el eje Y es el vertical y los X y Z los horizontales. Las uniones entre barras pueden ser rígidas o articuladas (escogemos la opción más frecuente en nuestra estructura y después modificaremos las que cambien). En la cota 0 se puede elegir “nudos empotrados”, en este caso colocará empotramientos en todas las uniones, que también son modificables después. Si no se elige está opción, las uniones a cota 0 quedan como “nudos libres” y se pueden definir después mediante Menú “Geometría/Apoyos”. Para cálculo de cimentación, tenemos la posibilidad de que haya barras horizontales a cota 0.

Menú “Geometría/Nave”: Es muy útil para naves industriales de un vano, pero nos limita a geometrías muy concretas.

Menú “Geometría/Barra”: Podemos definir las barras una a una, pero sólo es útil para elementos pequeños. Se utiliza para modificar propiedades de las barras definidas anteriormente: crear una nueva barra entre dos nudos, eliminarla, unir dos barras en una…En este menú también podemos modificar las uniones entre barras (“Tipo de unión”)

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Menú “Geometría/Nudos”: lo mismo pero con nudos de la estructura ya creada. La orden más interesante es “Geometría/Nudo/Traslación” que permite trasladar nudos de

un lugar a otro, pudiendo copiarlos e incluso copiar las barras que a ellos acometen. Es la orden más potente de TRICALC y permite muchos usos. Es preferible crear una sola planta y copiarla (Trasladando nudos) y modificarla.

Menú “Geometría/Apoyos”: como hemos visto antes podemos definir la condiciones de apoyo de todos los nudos que llegan a cimentación o que tienen restringido algún grado de libertad (apoyan en algo).

Menú “Geometría/Plano/A cota dada”: Podemos definir el edificio mediante la utilización de planos de base .dwg/dxf (útil para

geometrías no muy fáciles) Previamente en Menú “Ayudas/Dibujo-Raster/Dibujos”: crear los planos (horizontales) para

los que va a existir un .dwg/dxf asociado. Asociar la planta al plano. Si solo hay una planta para todos los planos, seleccionar el “predeterminado” para todos. Los planos se definen por su cota respecto a la cota cero en cm.

Al asociar/seleccionar un dwg/dxf, hay que indicar en que unidad fue dibujado. Después en Menú “Geometría/Plano/A cota dada”: Una vez con el dwg/dxf en pantalla, y seleccionando el plano y abatiéndolo, estaremos

trabajando en ese plano en verdadera magnitud. Introduciremos entonces las vigas del edificio. Igualmente se podría partir de las secciones y dibujar pórticos.

Como criterio para señalar puntos, botón izquierdo selecciona puntos de la trama o nudos y botón derecho puntos del dibujo. La precisión es de 1cm, por lo que no siempre nos coincidirá exactamente.

Una vez definida la geometría de barras, nudos y apoyos es conveniente reordenar y

renumerar la estructura. 4. Definir las secciones de la estructura: El análisis no es independiente del valor EI de las barras , así que es necesario introducir

estos datos antes del análisis, y rehacerlo cada vez que cambiemos alguna sección.

Menú “Cálculo/Materiales”: Elegimos el tipo de hormigón, acero o madera que vamos a emplear. Podemos elegir tipo

y coeficiente de seguridad.

Menú “Secciones/Definir”: Podemos dar a cada barra la sección que consideremos adecuada seleccionándola con

“buscar”. Podemos mezclar distintos materiales, pero no podemos crear secciones nuevas.

Menú “Geometría/Conjunto/Definir”: Podemos crear conjuntos de barras con la misma sección. Definimos el conjunto con

nombre y sección y después seleccionamos todas las barras que queremos que pertenezcan a él.

Menú “Geometría/Barra/Renombrar”: puede darse un nombre particular a cada barra (o varias de ellas) aparte del número individual. No permite nombres con dos guiones, con lo que las vigas V-P#-eje, deberán cambiarse a P#-eje, ni más de cuatro caracteres.

Menú “Geometría/Barra/Crecimiento”: podemos asignar a las barras seleccionadas la forma de crecimiento que queramos. El eje teórico debe estar dentro de la sección real, no pudiéndose definir una distancia hacia fuera de la sección (a borde de forjado o similar), por ello lo importante de definir de antemano los ejes de crecimiento de pilares.

Menú “Geometría/Pórticos”: su utilidad es para manejar planos quebrados y sobre todo para que arme las barras en continuidad, las barras fuera de pórticos las arma individualmente. Tan sólo tenemos que definir el plano en el que queremos trabajar y definir el pórtico.

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Acabadas de meter las barras de vigas y pilares, se pasa a introducir los elementos superficiales:

Menú Geometría/Unidireccional/Introducir: se definen los diferentes forjados de la planta. Marcar un perímetro para cada diferente dirección de forjado, e incluir los huecos.

Menú “Geometría/Unidireccional/Empotramientos”: se pueden definir los grados de empotramiento entre forjados adyacentes. Esto es útil en apoyos sobre muro de carga, en voladizos en dirección perpendicular al forjado adyacente o entre forjados de direcciones opuestas si no se quieren considerar como apoyados. Se marcará la línea del perímetro a la que se refiere ese valor de empotramiento (entre 0% al 100%).

Menú “Geometría/Reticular-Losas/Introducir”: se definirán los reticulares y las losas al igual que los forjados unidireccionales.

Todas las barras dentro de un retícular/losa, deben ser zunchos. De sección predefinida si apoyan en muros de sótano de sección asignada cualquiera de los otros. Zuncho predefinido es el que tiene armado constante (tiene un archivo con los existentes que son pocos) y zuncho asignado es a efectos de dimensionado como una barra cualquiera.

Tricalc permite forjado inclinados, forjados en diferentes direcciones y voladizos paralelos y perpendiculares a los forjados adyacentes, con o sin vigas que los sujeten. En forjados/losas/reticulares no debe incluirse el peso propio en la carga superficial, que ya lo incluye el programa.

Menú “Geometría/Muros de sótano-contención/Introducir”: se introducen mediante tres puntos (del plano) los diferentes muros de sótano. Deben tener barras en sus laterales y en la intersección con forjados/losas. Se definirá en este momento su espesor. El programa llama muros de sótano a los que van atados con forjados y forman parte de la estructura. Los de contención van libres, en ménsula y no deben tocar barras de la estructura.

Menú “Geometría/Barra/Ficticia”: pueden definirse barras que participan en el cálculo pero que no se dimensionan o arman. Muy útil para prolongar los pilares en los muros de sótano y que no se representen.

Menú “Geometría/Zapata/Introducir”: se definirán las diferentes zapatas, aisladas o combinadas de dos pilares.

Menú “Geometría/Vigas-zapata”: pueden introducirse vigas de cimentación.A diferencia de otras barras, las de cimentación se calculan solo para esfuerzos provocados por la cimentación sin intervenir en el cálculo general del edificio. Si ello se requiere en algún caso, introducir barras normales.

Menú “Geometría/Chequear”: al finalizar la introducción de la geometría, es conveniente hacer un chequeo para detectar posibles errores. Primero Geometría/Renumerar, luego Geometría/Reordenar y por último Geometría/ Chequear. Se nos informará de cruces entre barras, elementos mal defindos,etc. Habrá que afinar hasta que solo falte el predimensionado de las barras y zunchos.

5. Visualización de la estructura: Lo más potente de Tricalc son las múltiples formas de ver la estructura que nos van a ayudar a trabajar en ella. Conviene ver ahora la estructura en 3D, desde diferentes puntos de vista para comprobar que el predimensionado y los crecimientos son como los habíamos previsto.

Menú “Ayudas/Vistas”: por defecto la vista es una axonometría que puede cambiarse a planta o alzado.

Menú “Geometría/Plano/Tres nudos”: puede seleccionarse un plano cualquiera como activo, anulándose los demás. Muy útil para trabajar con objetos solo de ese plano.

Menú “Geometría/Plano/Ver solo plano activo”: con un plano activo puede tenerse el resto de la estructura en gris. Muy útil para no perder las referencias.

Menú “Geometría/Plano/Planos Múltiples”: es posible también tener varios planos activos en lugar de solo uno. Muy útil para trabajar con objetos en diferentes planos. Para facilitar este manejo de planos es recomendable sacarse la ventanita de planos Menú “Geometría/Plano/Predefinir”

Menú “Ayudas/Recentrar”: puede abatirse el plano activo para trabajar en verdadera magnitud.

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Menú “Ayudas/Render/Sólido”: podemos ver la estructura (o partes de ella) con su verdadera magnitud.

Menú “Resultados/Croquis/Ver plano”: podemos tener la primera idea de como saldrán los planos. Pueden verse los esfuerzos de los forjados unidireccionales y la geometría en general, tanto en planta como en alzado.

Menú “Ayuda/Ventanas”: es posible abrirse varias ventanas y trabajar con todas ellas a la vez. Muy útil para marcar puntos entre ellas dentro de la misma orden.

6. Definir las cargas exteriores de la estructura Aunque los forjados/losas/reticulares se han definido con una carga superficial, pueden introducirse otras cargas en superficie, en barras o en nudos.

7. Menú “Cargas/Opciones”: sirve para definir los tipos de carga (permanentes, variables, sismo, viento), las combinaciones entre ellas y los coeficientes de seguridad para cada una. Si hemos elegido en “Archivo/Preferencias/Normativa” la opción España, estarán prefijados los coeficientes y combinaciones. También por defecto incluye los pesos propios de las barras de la estructura.

8. Menú “Cargas/Definir”: Definimos el tipo de carga que queremos e introducimos valor numérico, vector que define la dirección de la carga, hipótesis a la que queremos que pertenezca,… Pulsamos Introducir y saltamos a la pantalla, pinchando en los elementos en los que queremos aplicarla. En barras, pueden introducirse cargas contínuas, discontínuas (lineales en parte de la barra), triangulares, puntuales, momentos y de temperatura. Además se permite crear cargas superficiales similares a un forjado pero sin la creación del forjado. En nudos, pueden introducirse puntuales, momentos, asientos y resortes. En superficies existen dos tipos, las de unidireccionales y las de losas/ reticulares muros. En unidireccionales, pueden introducirse cargas continuas sobre el perímetro del forjado o cargas transversales en cualquier dirección. Sólo se utilizan para el cálculo del forjado y no se traslada su reacción a las barras, hay que hacerlo metiendo cargas en barras aparte. En superficies (losas/reticulares y muros resistentes), pueden introducirse cargas superficiales (en zonas determinadas), cargas lineales, cargas puntuales, momentos y fluidos/terreno. Todas ellas se transmiten a las barras de la estructura. En los muros de sótano/contención las cargas del terreno están en Cálculo/Muros../Opciones/Generales y no dentro de cargas. Pueden asignarse cargas de terreno diferentes a cada muro. Viento, es como una carga superficial que se reparte entre las barras de ese plano. Permite actuar al viento en cualquier superficie y crear superficies de fachada diferentes a la estructura, seguir los siguientes pasos: Definir la dirección del viento en Cargas/Direcciones viento. Entrar en Cargas/Definir y activar la casilla de viento. Aparecerá un cuadro con los valores del viento y coeficientes de presión/succión que podrán ser modificados. Se indica aquí el tipo de reparto (a barras o a nudos del plano) y cómo actúa (sobre estructura solo para estructuras exentas como una pérgola). Activar el plano donde vaya a actuar el viento antes de cada introducción de carga. Puede aplicarse la misma carga en varios planos. Seleccionar correctamente los planos para no introducir un viento nulo. Introducir la carga de viento para la dirección 1 : presión. Marcar los planos donde actúa. Introducir la carga de viento para la dirección 1 : succión. Marcar los planos donde actúa. Introducir la carga de viento para la dirección 2 : presión. Marcar los planos donde actúa. Introducir la carga de viento para la dirección 2 : succión. Marcar los planos donde actúa. En todos los casos, posteriormente se pueden eliminar y modificar cada una de las cargas de cada uno de los elementos [Cargas/Modifiar o Eliminar].

Hipótesis: las cargas pueden introducirse en cualquiera de las 0 a 23 hipótesis que tiene el programa. Cada hipótesis tiene un uso recomendado, aunque para simplificar podeís asignar todas las cargas a la Hipótesis 0.

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9. Análisis de la estructura (obtención de esfuerzos y reacciones) Cuando no se den ya errores en el chequeo de la geometría y hallamos metido toda la geometría y las cargas, se puede comenzar con los cálculos.

Menú “Cálculo/Esfuerzos/Opciones”: puede modificarse la manera de calcular la estructura. Como más interesantes nos parezca: forjados indeformables horizontalmente, optimizar el ancho de banda (es un tema matricial), calcular con los ejes geométricos (con distancia entre ejes de apoyos), considerar el tamaño de los pilares, aumentar la rigidez axial de los pilares (hace más sencillo encontrar los esfuerzos de vigas reales)… Es recomendable usar el método avanzado. El clásico es más lento y el iterativo solo hace una aproximación (quizás útil en un primer cálculo de estructuras grandes). Los límites de equilibrio indican hasta que valores se pueden desequilibrar los esfuerzos en los nudos. Es meramente informativo.

Menú “Cálculo/Esfuerzos/Calcular”: Una vez chequeada la geometría sin errores, calculamos los esfuerzos. Si no hay ningún error aparece el mensaje “Cálculo Finalizado”.

Menú ”Resultados/Gráficas”: Dibuja las gráficas de esfuerzos y de la deformada. Antes conviene entrar en el Menú “ Resultados/Gráficas/Opciones” donde se controla si queremos la información en pantalla o en dwg, el aspecto de las gráficas,…

Menú “Resultados/Listados”: Nos dá el valor numérico de los esfuerzos, desplazamientos y reacciones. Igual que antes, primero hay que meterse en las Opciones.

10. Análisis de la estructura (obtención de esfuerzos y reacciones) Realizados los cálculos podemos comprobar si las secciones elegidas son suficientes.

Menú “Cálculo/ Armado Barras/Opciones”: marcamos los criterios de armado. Son muchas las variables y es recomendable mirarlas antes de dimensionar, pudiéndose cambiar las opciones para las diferentes barras. Indicaremos las más importantes: En longitudinal: parece interesante considerar la armadura de montaje como resistente y permitir el armado en 2 capas. El número máximo de refuerzos subirlo hasta 10 (o más) y la longitud de los redondos dejarla en 1200cm. En Flecha: limitar la absoluta a 10mm, limitar por flecha activa y ajustar los % de las cargas y las entradas en carga de la estructura. Debe aumentarse el armado por flecha. En Inestabilidad: considerar el edificio intraslacional salvo decisión en contra. En sismo: no considerar nada salvo en zona sísmica. En Menú “Cálculo/ Armado de Barras/ Calcular Armado” el programa arma la sección con las dimensiones y criterios elegidos. Si puede armarla aparece el mensaje “Armado Finalizado”, si no “Armado incorrecto. Solicite errores”.

Menú “Cálculo/ Secciones Acero/Opciones”: marcamos los criterios de deformación y los coeficientes de pandeo. En generales: comprobar abolladura y pandeo lateral. La esbeltez no debería superar en compresión 200 (arriostramientos hasta 250, ver NBE-EA-95, 3.2.5.6) y en tracción 300 (arriostramientos hasta 400, tirantes sin limitación, ver NBE-EA-95, 3.3.3). Si subir sección por esbeltez. En flecha: limitar la absoluta a 10mm (aunque no es obligado) y subir sección por flecha. En pandeo: tratar el edificio como intraslacional salvo decisión en contra y comprobar el pandeo en toda la barra. En Menú “Cálculo/Secciones Acero/ Comprobar” el programa comprueba la sección con las dimensiones y criterios elegidos. Si cumple aparece el mensaje “Comprobación Finalizada”, si no “Sección insuficiente. Solicite errores”.

Menú “Cálculo/Unidireccional/Opciones”: En armaduras: permitir hasta 3 viguetas y ajustar calidad armaduras. En viguetas metálicas: ajustar YS del acero (Ys= 1,0) En flecha: limitar la activa y marcar un valor absoluto de 10mm. En varios: quitar el macizado simétrico. En Menú “Cálculo/Unidireccional/Calcular” el programa comprueba la sección con las dimensiones y criterios elegidos. Si cumple el mensaje “Calculo Finalizado”, si no “Sección insuficiente. Solicite errores”.

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Menú “Cálculo/Cálculo automático/modo de 1 vez”: Una vez chequeada la geometría sin errores, y elegidos los criterios de comprobación y armado de los diferentes elementos, calculamos los esfuerzos y los elementos. Esta opción nos permite hacer el cálculo de una vez para no ajustar el dimensionado a mano y comprobar donde se producen los errores. Después del cálculo hay que ir listando los diferentes tipos de elementos para ver que errores se han producido. Por orden serán:

Menú “Cálculo/Esfuerzos/Equilibrio”: están los equilibrios globales de la estructura y se indica que nudos han superado el desequilibrio de esfuerzos marcado. Suelen darse desequilibrios en las losas y reticulares. Puede hacerse un cálculo con doble precisión o pasar.

Menú “Resultados/Listados/Esfuerzos/Desplazamientos” pueden verse los desplazamientos y giros de los nudos. Comprobar flechas de barras divididas y de cabeza del edificio.

Menú “Cálculo/Armado de Barras/Listado de errores”: se indicarán las barras de hormigón que fallan y el porqué. Señalándolas y dando al botón “ver barra” aparecerán en rosa parpadeante en la pantalla. Puede cambiarse su dimensión en el botón “asignar predimensionado”.

Menú “Cálculo/Secciones de acero/Listado de errores”: lo mismo para las barras de acero. En Cálculo/Secciones de acero/Optimizar se escoge automáticamente la primera sección que cumple.

Menú “Cálculo/Cimentación/Listado de errores”: lo mismo.

Menú “Cálculo/Unidireccional/Listado de errores”: lo mismo. Así con todos los elementos de la estructura. 11. Revisión de datos

Para un correcto redimensionado conviene conocer cómo está trabajando la estructura para saber si es un error de dimensionado (simplemente aumentar sección) o existe algún error de modelizado.

En Resultados/Gráficas: pueden verse las gráficas de esfuerzos, tanto en barras como en superficies mediante los isovalores. Pueden verse los desplazamientos y las tensiones del acero. En sus opciones es interesante activar la visión de los ejes geométricos y las tensiones acero/madera para verlos en pantalla permanentemente.

En Resultados/Listados/Esfuerzos/Solicitaciones2 (más clara que solicitaciones): pueden verse numéricamente los esfuerzos en la/s barra/s seleccionadas.

En Resultados/Listados/Armado de barras: pueden encontrarse los esfuerzos y los armados, las flechas y fisuras, y muy interesante, el peritaje que indica el armado real y el necesario.

En Resultados/Listados/Secciones de acero: podemos ver las tensiones de la pieza y las flechas.

En Resultados/Listados/....: pueden encontrarse todos los esfuerzos y dimensionados de los elementos de la estructura.

En Resultados/Listados/Unidireccional/Viguetas pueden verse esfuerzos y flechas de cada paño de viguetas. Es necesario estar en modo Croquis.

En Resultados/Armaduras: pueden sacarse planos de todos los pórticos, barras, cuadros de pilares, etc. Pueden modificarse las armaduras a mano (con cuidado) y peritarse para comprobar el nivel de seguridad de la barra. Es importante observar si los armados no hacen nada raro. Además pueden obtenerse listados como los explicados seleccionando las barras en el propio plano de armado.

En Resultados/Croquis/Ver plano: podemos volver a ver los forjados, esta vez con los armados para echar un vistazo. Las secciones ya no aportan mucha información. Pueden hacerse cortes (secciones parciales) para ver armado, bovedillas, etc.

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12. Salida de datos Una vez que la estructura no presenta errores en el cálculo, podemos obtener los planos.

Esto es especialmente interesante en estructuras de hormigón, ya que dibuja los despieces de armaduras de las vigas.

Menú “Resultados/Armaduras/Opciones/General”: Controlamos las opciones de dibujo, si lo queremos ver en pantalla o exportarlo a un dwg, unidades cm, la representación de estribos…Menú “Resultados/Armaduras/Opciones/Armaduras o Cuadro de Pilares” controlamos la forma en que nos dibuja estos, tamaño y forma de textos, como distribuir el cuadro de pilares…)

Menú “Resultados/Armaduras/Pórticos/Dibujar Plano”: Nos dibuja donde le hayamos indicado el despiece de las armaduras de las vigas de hormigón.

Menú “Resultados/Armaduras/Cuadro de pilares”: lo mismo pero con el cuadro de pilares.

Menú “Resultados/Croquis/Opciones”:el mismo proceso para elegir las opciones de dibujo de los forjados unidireccionales, reticulares y losas.

Menú “Resultados/Croquis/Ver Plano”: nos dibuja plano a plano los diferentes armados de los forjados según la cota y las opciones elegidas anteriormente.

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