Asistente de Cubiertas (Cubierta Automática)

Este artículo explica cómo el asistente de cubiertas (cubierta automática) de StatiCAD construye en un solo paso, a partir de un polígono de cubierta, una cubierta completa de madera, de acero o de acero ligero a cuatro aguas, a dos aguas o mixta. Para añadir cerchas y correas una a una, consulte los artículos Asistente de Cerchas de Cubierta y Correas Automáticas entre Cerchas.

Figura 1 – Cubierta a cuatro aguas construida sobre un edificio de hormigón armado de tres plantas (vista previa 3D)

1. Acerca de este artículo

A partir de un polígono de cubierta y de las pendientes de sus lados, el asistente construye la geometría de una cubierta a cuatro aguas, a dos aguas o mixta y añade en un solo paso toda la estructura de madera al modelo de análisis: cabios, correas, viga de cumbrera, limas tesas y limas hoyas, cabios de hastial, pies derechos, tornapuntas y tabla de alero. La carga del revestimiento se aplica como carga lineal sobre los cabios, o bien se malla un forjado poligonal sobre la superficie de la cubierta. En la cubierta pueden abrirse huecos para torres, cajas de ascensor o de escalera y chimeneas (Sección 10); una macro ajusta las cotas superiores de los muros dibujados en los bordes del hueco a las de los brochales (Sección 11).

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¿En qué ediciones? El asistente de cubiertas está disponible en todas las ediciones de StatiCAD (al igual que los asistentes de cerchas y de correas). La opción de cubierta de acero (Sección 5.1) está disponible en StatiCAD Ultimate y Hybrid, y la opción de cubierta de acero ligero, solo en StatiCAD Ultimate.

Los ejemplos se basan en un edificio de hormigón armado de tres plantas y 20 × 10 m: los ejes de las vigas de la última planta se toman como polígono de cubierta y se construye una cubierta a cuatro aguas con una pendiente del 33 %.

2. ¿Cómo funciona?

2.1. Geometría de la cubierta

El polígono de cubierta es la línea de apoyo: el eje del muro o de la viga sobre el que se apoyan los pies de los cabios. A cada lado se le asigna una pendiente (en porcentaje); en un lado marcado como hastial, la superficie de la cubierta es vertical (el muro hastial de una cubierta a dos aguas). El asistente desplaza los lados hacia fuera una distancia igual al vuelo del alero para obtener la línea de alero y construye la cubierta con el método del esqueleto recto ponderado: la superficie de cada lado se eleva con su propia pendiente, y las líneas en las que se encuentran las superficies se convierten en la cumbrera (horizontal), las limas tesas (esquinas convexas) y las limas hoyas (esquinas cóncavas). El método proporciona la cubierta correcta también en plantas no rectangulares (en L, T o U y polígonos con lados oblicuos); pueden combinarse lados con pendientes diferentes y hastiales.

El vuelo del alero es una dimensión horizontal y se aplica a los lados con la pendiente predeterminada; en los lados con otra pendiente, el vuelo se ajusta para que el alero quede a la misma cota en todos los faldones (línea de canalón continua). Los lados de hastial se prolongan además con el “vuelo del hastial”; la cumbrera y las correas sobresalen del muro hastial y sus extremos quedan unidos por el cabio de hastial.

2.2. Elementos

Elemento	Disposición	Conexión
Cabio	En cada faldón, perpendicular al alero, con la separación indicada y simétrico respecto al centro del faldón. Se acorta junto a las limas tesas y hoyas (cabios cortos).	Se divide en la línea de apoyo y en los cruces con las correas (viga continua). Articulado en el extremo de cumbrera/lima tesa/lima hoya. El extremo del alero trabaja en voladizo.
Correa	Líneas de igual cota: a las mismas cotas en todos los faldones, forman un anillo que se une en las limas tesas y hoyas. Se omite la correa muy próxima a la parte superior de un faldón (basta con la viga de cumbrera).	En el plano de los ejes de los cabios (concéntrica). Extremos articulados. Se divide en los puntos de los pies derechos y de las tornapuntas.
Cumbrera / lima tesa / lima hoya	Líneas del esqueleto. Los tramos alineados forman un único elemento.	Se divide en la línea de apoyo, en los extremos de las correas y en los puntos de los pies derechos.
Cabio de hastial	A lo largo de la línea exterior del vuelo del hastial.	Con la sección de los cabios.
Pie derecho	Bajo las correas y la cumbrera; extremo inferior a la cota superior de la planta (Sección 6).	Articulado en la base, continuo en la parte superior; tipo “Montante de Cercha” de StatiCAD (no recibe apoyo automático).
Tornapunta	Desde cada pie derecho hacia ambos lados, en la dirección de la correa o la cumbrera que sostiene; con el ángulo indicado respecto al pie derecho.	Articulada en ambos extremos (solo esfuerzo axil). Si no cabe en el pie derecho, se acorta con el mismo ángulo.
Tabla de alero	A lo largo de la línea de alero; une los extremos de los cabios.	Continua.
Durmiente	A lo largo de la línea de apoyo (opcional, desactivado por defecto).	Coincide con la viga de hormigón armado si hay una en la línea de apoyo.
Brochal del hueco	A lo largo del borde de un hueco de cubierta, en el plano de la cubierta (Sección 10).	Se divide en los extremos de los elementos cortados, que se unen a él articulados. En un hueco situado dentro de un solo faldón se une articulado a los cabios brochales; en los demás huecos, sus esquinas son rígidas.
Cabio brochal	A ambos lados de un hueco situado dentro de un solo faldón, de longitud completa a lo largo de la pendiente (Sección 10.3).	Como un cabio, con la sección del brochal.
Columna de madera (cubierta independiente)	Bajo cada nudo de cabio, de lima tesa/hoya y de hastial situado en la línea de apoyo, desde la base de la planta (Sección 4.3).	Tipo Columna/Pie Derecho de Madera: la base recibe un apoyo automático y la parte superior es continua.

2.3. Conexión con el modelo de análisis

En el modelo de elementos finitos, dos elementos no quedan conectados a menos que el extremo de uno esté sobre el otro. Por ello, el asistente crea explícitamente todos los puntos de conexión:

• Ajuste de los lados: la línea de nudos de elementos finitos de una viga de borde está en su eje definido y no en el centro de la viga (en el ejemplo, 12,5 cm hacia fuera respecto al centro). Con la opción “Ajustar los lados a las líneas FEM de las vigas” activada (valor predeterminado), los lados del polígono se trasladan a la línea de nudos de una viga paralela situada a menos de 30 cm; así, los pies de los cabios y los extremos de las limas tesas quedan conectados a la viga.
• División: los cabios se dividen en los cruces con las correas; las correas y la cumbrera, en los extremos de los pies derechos y de las tornapuntas; las limas tesas y hoyas, en los extremos de las correas.
• Fusión: los extremos separados menos de 6 cm se fusionan (para que las vigas desplazadas dentro de la tolerancia de nudos de 5 cm del programa no pierdan la conexión).
• Huella de la columna: el programa une al eje de la columna, mediante una viga ficticia, el extremo de viga que cae dentro de la huella en planta de una columna. Este enlace solo se crea si el extremo de la viga está dentro del intervalo de cotas de la columna; los extremos de cabios, cumbrera y correas situados muy por encima de la cabeza de la columna no se unen a ella. Por ello, los cabios mantienen su longitud completa y su separación regular también en las líneas de columnas.

3. Apertura del asistente y polígono de cubierta

El asistente se abre desde tres lugares: el botón Cubierta de la barra de herramientas izquierda (debajo de los botones Cercha y Correa), Dibujar › Cubierta (asistente de cubierta automática)... y Macros › Asistente de cubiertas (cubierta automática).... La cubierta se construye en la planta activa; el asistente no se abre en la planta de cimentación.

El polígono de cubierta se define de una de estas dos maneras:

1. Forjado poligonal seleccionado: si al abrir el asistente hay un forjado poligonal seleccionado en planta, sus vértices pasan a ser el polígono de cubierta. Con la ventana abierta también puede utilizarse el botón “Tomar del forjado poligonal seleccionado”. En ese caso, la opción de revestimiento cambia automáticamente a “Mallar el forjado poligonal de origen sobre la cubierta”.
2. Dibujo en planta: el botón “Dibujar en planta” cierra la ventana; haga clic en orden en los vértices de la línea de apoyo sobre la planta (Shift: ortogonal). Al hacer clic en el primer punto o con un clic derecho se cierra el polígono (al menos 3 puntos) y el asistente vuelve a abrirse. Los puntos intermedios situados sobre una misma recta se fusionan.

Figura 2 – Asistente de cubiertas: a la izquierda, la vista previa en planta (faldones, elementos, números de lado); a la derecha, la pestaña Cubierta

4. Pestaña Cubierta

4.1. Pendiente y hastiales

La Pendiente predeterminada (en porcentaje; a su lado se muestra el ángulo en grados) es la pendiente de los lados nuevos; “Aplicar a todos los lados (elimina los hastiales)” asigna esta pendiente a todos los lados y elimina los hastiales. La tabla de lados indica la longitud, la pendiente y el estado de hastial de cada lado. La celda de la pendiente puede editarse; el nuevo valor se aplica con Enter o al pasar a otra celda. Al marcar la casilla Hastial, o al hacer clic en un lado en la vista previa, se activa o desactiva el hastial (al menos un lado debe seguir siendo inclinado). En la vista previa, los números de lado se muestran dentro de círculos; los lados de hastial se dibujan en morado.

Figura 3 – Cubierta en L: los extremos de las dos alas son hastiales y en la esquina interior hay una lima hoya; la vista previa 3D se gira arrastrando con el ratón

4.2. Alero y nivel de apoyo

Ajuste	Descripción
Vuelo del alero (horizontal)	Saliente de los extremos de los cabios más allá de la línea de apoyo (por defecto, 50 cm).
Vuelo del hastial	Saliente de la cumbrera y de las correas más allá de los lados de hastial (por defecto, 30 cm).
Nivel de apoyo	Cota superior de la planta activa (predeterminado): la cubierta se apoya a la cota de los forjados/vigas de la última planta. Base de la planta activa (planta de cubierta): en una planta de cubierta separada, la cubierta se apoya en la base de la planta (sobre las vigas de la planta inferior); en una planta sin forjados, el asistente selecciona esta opción automáticamente.
Desfase de la línea de apoyo	Altura de los pies de los cabios sobre el nivel de apoyo (p. ej., un murete).
Ajustar los lados a las líneas FEM de las vigas (≤ 30 cm)	Sección 2.3.
Material de madera	Material de todos los elementos de la cubierta (maderas del proyecto y de la biblioteca).

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Planta de cubierta separada y análisis modal: En un análisis modal con diafragma rígido, ningún nudo queda vinculado al nudo maestro del diafragma de una planta de cubierta sin forjados, por lo que la solución modal puede no converger. Cuando analice la cubierta junto con el edificio, constrúyala en la cota superior de la última planta (opción predeterminada).

4.3. Análisis independiente de la cubierta

Para analizar la cubierta por sí sola, independientemente de un edificio (por ejemplo, en un proyecto vacío), marque Análisis independiente de la cubierta (sin edificio). En ese caso se colocan columnas desde la base de la planta bajo los nudos que normalmente se apoyarían en vigas: los pies de los cabios detrás del alero, las esquinas de las limas tesas y hoyas, y los nudos de las correas y de la cumbrera en las líneas de hastial (Columna/Pie Derecho de Madera en una cubierta de madera, columnas de acero en una cubierta de acero y columnas de acero ligero en una cubierta de acero ligero). Se crean como columnas, no como montantes de cercha, por lo que sus bases reciben apoyos automáticos. La sección de las columnas se indica con “Columna b × h” (madera, por defecto 12 × 12 cm) o con un perfil de columna (acero, acero ligero).

Los pies derechos bajo las correas y la cumbrera también bajan hasta la base de la planta y se convierten en columnas de madera; al marcar la opción, la disposición de los pies derechos pasa a “Separación uniforme”. La cubierta se apoya en la cota superior de la planta activa; el nivel de apoyo y el ajuste de los lados a las vigas no se utilizan (aparecen atenuados).

Figura 4 – Análisis independiente de la cubierta: columnas de madera desde la base de la planta bajo los pies de los cabios y pies derechos que bajan hasta la base de la planta; a la derecha, la opción en la pestaña Cubierta

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Número de columnas y análisis: Se coloca una columna bajo cada pie de cabio, por lo que la separación de las columnas es igual a la de los cabios (80 columnas en el ejemplo de 12 × 8 m). En un proyecto vacío, el análisis de cubiertas a cuatro aguas de 10 × 6 m y de 45 × 24 m se completó sin advertencias de elementos en el aire ni de matriz singular; las bases de las columnas recibieron apoyos empotrados.

5. Pestaña Elementos

En esta pestaña se introducen la separación y la sección de los cabios; las correas (activadas/desactivadas, separación horizontal con la pendiente predeterminada, sección), la viga de cumbrera, las limas tesas/hoyas, el cabio de hastial, la tabla de alero y el durmiente se activan o desactivan individualmente y se introducen sus secciones (b × h, cm). Secciones predeterminadas: cabio 5 × 10 (separación de 50 cm), correa 10 × 12, cumbrera 12 × 16, lima tesa/hoya 10 × 16, pie derecho 10 × 10, tornapunta 8 × 10, tabla de alero 3 × 15.

Las cotas de las correas se obtienen dividiendo en partes iguales la altura del punto más alto de la cubierta: la separación es la distancia horizontal con la pendiente predeterminada (p. ej., 200 cm × 33 % → un paso de cota de 66 cm como máximo). La línea de resumen muestra el paso de cota real.

Figura 5 – Pestañas Elementos, Pies derechos y Carga / revestimiento

5.1. Cubiertas de acero y de acero ligero

Cuando en la pestaña Cubierta se selecciona Acero o Acero ligero como Tipo de material (acero: Ultimate y Hybrid; acero ligero: solo Ultimate), los cuadros b × h de las pestañas Elementos, Pies derechos y Huecos se sustituyen por una familia de perfiles y un perfil por grupo de elementos; la sección de las columnas de una cubierta independiente también pasa a ser un perfil. La lista de materiales muestra los grados de acero (por defecto, S235). Al cambiar el tipo, el material, los perfiles y la disposición (separación de los cabios y de las correas, pies derechos, tornapuntas) vuelven a los valores por defecto del tipo; se mantienen la pendiente, el polígono, los aleros, los huecos y los ajustes de carga.

Tipo	Disposición	Perfiles por defecto
Acero	Los cabios principales se distribuyen uniformemente a lo largo de cada faldón con una separación máxima de 400 cm; las correas (150 cm en planta) se apoyan sobre los cabios; las correas, la cumbrera y la tabla de alero se apoyan sobre los cabios con una excentricidad del eje (desfase, Sección 5.2). Las correas, la cumbrera y la tabla de alero se dividen en vanos en cada cabio principal y en la línea de apoyo (Lb = vano; continuas en el modelo FEM). Los pies derechos y las tornapuntas están desactivados; la carga del revestimiento se aplica a las correas (Sección 7).	Cabio IPE 200, correa IPE 120, cumbrera IPE 160, lima tesa/hoya IPE 200, tabla de alero UPN 120, durmiente IPE 160, pie derecho HE 100 A, tornapunta IPE 100, columna HE 160 A
Acero ligero	Equivalente a la disposición de madera: cabios C/Σ cada 60 cm, correas por debajo de los cabios, pies derechos y tornapuntas activados; la carga del revestimiento se aplica a los cabios. Ala superior del cabio atornillada al revestimiento (arriostrada lateralmente) está marcada por defecto (sin pandeo lateral-torsional con momento positivo); desmárquela si el revestimiento no está atornillado.	Cabio, correa, cumbrera, durmiente CC C150x80x20x2; lima tesa/hoya CC C200x80x16x2; tabla de alero, pie derecho, tornapunta CC C100x60x18x2; columna CC C150x80x21x2,5

Figura 5a – Cubierta de acero (cubierta a cuatro aguas de 12 × 8 m, 30 %): cabios principales con separación uniforme, correas cada 150 cm; perfiles por grupo

Figura 5b – Cubierta de acero ligero: cabios C cada 60 cm, ala superior de los cabios atornillada al revestimiento

Si en la fila del brochal se elige “(cabio)”, el brochal toma el perfil del cabio. La línea de resumen muestra el peso total (kg). Los elementos de acero pasan por la comprobación de elementos de acero y los de acero ligero, por la comprobación de elementos de acero ligero; el resaltado y el recuento de los elementos insuficientes (Sección 9.3) funcionan en ambos casos.

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Cumbrera de una cubierta de acero a dos aguas: En una cubierta de acero a dos aguas sin pies derechos, la viga de cumbrera es una viga portante entre los muros hastiales y los pares de cabios. En un ejemplo de 10 × 8 m, la cumbrera IPE 160 por defecto (y las correas UPN 100, si se eligen) resulta insuficiente; añada pies derechos bajo una cumbrera larga o utilice un perfil de cumbrera mayor. Una cubierta a cuatro aguas de 12 × 8 m con los perfiles por defecto no tiene ningún elemento insuficiente (relación máxima 0,32 en el cabio IPE 200; 0,28 en las correas).

5.2. Excentricidad del eje (desfase)

Las opciones Excentricidad del eje (desfase) situadas al final de la pestaña Elementos incorporan al modelo la excentricidad de las correas, la viga de cumbrera y la tabla de alero respecto a los cabios. El nudo de elementos finitos sigue siendo común con el cabio (la división de los elementos y las conexiones no cambian); solo se desplaza el eje del elemento mediante un desfase (ofset2). La excentricidad se tiene en cuenta en el análisis cuando en los Ajustes generales del proyecto está activada la opción “Tener en cuenta los valores Offset1 y Offset2 en la matriz de rigidez del sistema” (valor predeterminado), y la vista 3D dibuja el elemento desplazado.

Opción	Cubierta de acero (activada por defecto)	Cubierta de madera y de acero ligero (desactivada por defecto)
Correa	Las correas se apoyan sobre los cabios: eje en la cara superior del cabio + hcorrea/2	Los cabios se apoyan en las correas: eje de la correa en la cara inferior del cabio − hcorrea/2
Cumbrera	La viga de cumbrera se apoya sobre los cabios	Los cabios se apoyan en la viga de cumbrera (cumbrera debajo)
Tabla de alero	La tabla de alero se apoya sobre los extremos de los cabios	(sin opción: la tabla de alero es la tabla situada en los extremos de los cabios)

Las caras superior e inferior de un cabio inclinado están, en vertical, a h_cabio/(2·cos α) de su eje; para las correas se utiliza la pendiente del faldón y, para la cumbrera y la tabla de alero, la pendiente predeterminada. Ejemplo: cabio IPE 200, correa IPE 120, pendiente del 30 % → eje de la correa 10,44 + 6 = 16,44 cm por encima del nudo; cabio de madera de 5 × 10, correa de 10 × 12 → 5,22 + 6 = 11,22 cm por debajo. Las opciones se guardan con el proyecto.

Figura 5c – Opciones de excentricidad del eje de una cubierta de acero (elementos sobre los cabios)

6. Pies derechos y tornapuntas

Los pies derechos se colocan bajo las correas y la viga de cumbrera. Hay dos disposiciones:

Disposición	Descripción
Sobre las líneas de vigas de apoyo (predeterminada)	Se coloca un pie derecho donde una correa o la cumbrera cruza en planta una viga situada a la cota superior de la planta; su extremo inferior se apoya en la línea de nudos de la viga y, en el análisis, queda conectado a ella. Si una correa o la cumbrera no tiene ninguna viga debajo, el resumen muestra una advertencia.
Separación uniforme	Los pies derechos se distribuyen uniformemente sin superar la separación indicada. Si no hay ninguna viga bajo sus extremos inferiores, quedan en el aire en el análisis (la lámina del forjado no recibe nudos interiores); el programa lo advierte.

Las tornapuntas se colocan desde cada pie derecho hacia ambos lados del elemento que este sostiene, con el ángulo indicado respecto al pie derecho (por defecto, 45°) y con la longitud horizontal indicada (por defecto, 60 cm). Si la longitud vertical no cabe en el pie derecho, la tornapunta se acorta con el mismo ángulo; se omite el lado que queda demasiado cerca del pie derecho contiguo.

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Luz de las correas: Cuando los pies derechos se colocan solo sobre las líneas de vigas de apoyo, la luz de las correas puede llegar a ser igual a la separación de las vigas (6,5 m en el ejemplo). Tras las comprobaciones de los elementos, si es necesario, elija la separación uniforme y añada vigas bajo los pies derechos, o aumente la sección de las correas.

7. Pestaña Carga / revestimiento

Opción	Descripción
Como carga lineal en los cabios	Cada cabio recibe, en un ancho igual a su separación, la carga del revestimiento G (sobre la superficie de la cubierta, kg/m²) y la carga de nieve (sobre la proyección en planta, kg/m² × cos α) como cargas lineales (cargas adicionales G y Q de la viga, kg/m). Valores predeterminados: G = 50, nieve = 75 kg/m².
Mallar el forjado poligonal de origen sobre la cubierta	Si el polígono de cubierta se tomó de un forjado poligonal, el forjado se ajusta a la superficie de la cubierta con una malla triangular basada en las cotas de los extremos de las vigas (igual que Macros › Mallar el forjado poligonal según las cotas de los extremos de las vigas (TIN - tablero de cubierta); véase Ajuste Automático de las Cotas del Tablero de Cubierta y de los Pies Derechos). Las cargas son los valores G/Q del propio forjado; para el revestimiento, utilice un forjado delgado y ligero (p. ej., OSB). Los nudos situados por debajo de la superficie de la cubierta (bases de los pies derechos, tornapuntas, cordones inferiores de las cerchas, vigas de la planta situadas bajo la cubierta) no se utilizan en la malla; su número se indica en el resumen. Los huecos de cubierta situados dentro del forjado se recortan de la malla (Sección 10.2).
Sin carga	No se aplica ninguna carga adicional a los elementos de la cubierta (solo el peso propio).

En una cubierta de acero, la opción “Como carga lineal en los cabios” carga las correas: cada correa recibe, en un ancho igual a su separación, las cargas lineales del revestimiento (sobre la superficie de la cubierta) y de nieve (en planta); la viga de cumbrera recibe la franja de cumbrera (media separación en ambos faldones) y la tabla de alero, la franja de alero (vuelo + media separación). Si la tabla de alero o la viga de cumbrera están desactivadas, esa franja se suma a la correa más baja o a la más alta; en una cubierta sin correas se cargan los cabios principales. En el ejemplo a cuatro aguas de 12 × 8 m, la carga total del revestimiento es de 6299 kg (superficie de la cubierta 122 m² × 50 kg/m² = 6108 kg; la diferencia es la media separación junto a la línea de apoyo, que también se asigna a la tabla de alero, del lado de la seguridad).

Grupo de selección: todos los elementos se reúnen en un único grupo de selección (ROOF-01, ROOF-02 …; el prefijo puede cambiarse); el grupo puede seleccionarse y eliminarse. Si está marcada la opción “Eliminar y sustituir la cubierta anterior”, se elimina la cubierta abierta (o la cubierta anterior sobre el mismo polígono) y la nueva se construye con el mismo nombre (Sección 9).

8. Creación de la cubierta y resultado

“Crear cubierta” añade los elementos al modelo; la ventana de resultados muestra el nombre del grupo, el número de vigas y de pies derechos, la lista de elementos y las advertencias. Se crea un registro de deshacer antes y después de la operación: Deshacer elimina la cubierta en un solo paso.

Figura 6 – Cubierta a cuatro aguas del ejemplo (vista previa 3D): anillo de correas, cumbrera, limas tesas, pies derechos sobre las líneas de vigas y tornapuntas

9. Apertura y modificación de una cubierta guardada

El polígono y todos los ajustes de cada cubierta construida por el asistente se guardan en el archivo del proyecto (V10.0.7.1 y posteriores; .sbd y .sy4). Al cerrar y volver a abrir el proyecto, el botón Cubierta no abre un asistente vacío: pueden modificarse ajustes como los cabios, las correas y los pies derechos y volver a construirse la misma cubierta.

9.1. Apertura de una cubierta guardada

Al abrirse el asistente, la cubierta se elige en este orden:

1. Si hay seleccionado un elemento de la cubierta en planta o en la vista 3D (cabio, correa, pie derecho…), se abre esa cubierta.
2. Si se construyó una cubierta sobre el forjado poligonal seleccionado, se abre esa cubierta.
3. En caso contrario, se abre la última cubierta construida o abierta en la planta activa durante esta sesión.
4. En caso contrario, se abre la última cubierta guardada de la planta activa; si la planta no tiene ninguna cubierta, el asistente se abre vacío para una cubierta nueva.

La lista Cubierta situada sobre la vista previa muestra todas las cubiertas guardadas del proyecto (nombre del grupo y planta); al elegir otra cubierta se cargan su polígono y sus ajustes. — Nueva cubierta — borra el polígono (los ajustes se mantienen) para poder dibujar una cubierta nueva.

Figura 7 – Tras volver a abrir el proyecto, el botón Cubierta abre la cubierta guardada CATI-01 con su polígono y sus ajustes; el botón pasa a ser “Actualizar cubierta”

9.2. Actualización de la cubierta

Con una cubierta guardada abierta, Actualizar cubierta elimina todos los elementos de la cubierta antigua y la vuelve a construir con los nuevos ajustes con el mismo nombre de grupo (p. ej., ROOF-01); un único paso de Deshacer la restaura. Si se desmarca “Eliminar y sustituir la cubierta anterior”, la cubierta antigua se mantiene y se construye una segunda cubierta (ROOF-02) con los nuevos ajustes.

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Cambios manuales: La cubierta se regenera a partir de sus ajustes en cada actualización. Los cambios manuales en los elementos de la cubierta (elementos desplazados, eliminados o redimensionados) se pierden al actualizar; cambie las secciones en la pestaña Elementos del asistente.

9.3. Elementos insuficientes

Tras un análisis, los elementos de la cubierta abierta que no superan la comprobación de vigas/columnas de madera en el último análisis se dibujan en rojo en la vista previa (planta y 3D) y su número se muestra encima de la vista previa (p. ej., “Último análisis: 49 / 177 elementos insuficientes”). Las líneas rojas son las posiciones de los elementos existentes en el modelo; la visualización se desactiva en cuanto cambia un ajuste, porque los elementos se desplazan con los nuevos ajustes. Sin análisis, el asistente muestra “Ejecute el análisis para mostrar los elementos insuficientes”.

Figura 8 – Cabios, correas y limas tesas insuficientes de una cubierta con secciones débiles, mostrados en rojo tras el análisis

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Asistentes de cerchas y de correas: Los ajustes de los asistentes de cerchas y de correas también se guardan en el archivo. Macros › Editar la cercha seleccionada abre una cercha guardada con sus propios ajustes (el título de la ventana muestra el número de elementos insuficientes del último análisis). Si el asistente de correas se abre con una correa seleccionada, abre ese grupo de correas con sus ajustes y con las cerchas sobre las que se apoya marcadas; Actualizar las correas vuelve a construir el grupo con el mismo nombre.

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Cubiertas construidas con una versión anterior: Las cubiertas construidas antes de la V10.0.7.1 no tienen ajustes en el archivo; si se selecciona un elemento de una cubierta de este tipo y se abre el asistente, se muestra una nota. Para modificarla con el asistente, construya una cubierta nueva y elimine el grupo antiguo.

10. Huecos de cubierta

Para una torre, una caja de ascensor o de escalera, una chimenea o una ventana de cubierta se abre un hueco en la cubierta. Una cubierta puede tener cualquier número de huecos. Los huecos se escriben en el registro de la cubierta (Sección 9) y se aplican de nuevo cada vez que se actualiza la cubierta.

10.1. Dibujo de un hueco

Los huecos se enumeran en la pestaña Huecos, la última del asistente (O1, O2 …: número de vértices y dimensiones en planta). Antes de dibujar un hueco debe estar definido el polígono de cubierta.

1. Pulse Dibujar un hueco en planta; la ventana se cierra. Haga clic en orden en los vértices del hueco sobre la planta (Shift: ortogonal). Al hacer clic en el primer punto o con un clic derecho se cierra el polígono (al menos 3 puntos).
2. El asistente vuelve a abrirse con el hueco en la lista y los elementos cortados en la vista previa. El hueco debe dibujarse en la planta de la cubierta; un hueco dibujado en otra planta no se añade.
3. Crear cubierta o Actualizar cubierta construye la cubierta con sus huecos.

Eliminar seleccionado elimina el hueco seleccionado en la lista y Eliminar todos, todos los huecos. Un hueco puede sobresalir del borde de la cubierta (una torre que corta el alero): la parte que queda fuera de la cubierta se muestra en la vista previa con una línea roja discontinua y no recibe elementos.

Figura 9 – Pestaña Huecos: O1 dentro de un solo faldón (cabios brochales a ambos lados), O2 en la cumbrera, O3 una torre que corta el alero; los brochales en magenta y, en la parte inferior, el resumen y la advertencia

10.2. Elementos cortados y brochales

• Los cabios, las correas, la cumbrera, las limas tesas, las limas hoyas, los cabios de hastial, la tabla de alero y los durmientes que atraviesan un hueco se cortan en su borde; los extremos cortados son articulados. Dentro de un hueco no se coloca ningún pie derecho.
• A lo largo del borde del hueco, en el plano de la cubierta, discurre un brochal del hueco. Los elementos cortados terminan en el brochal, que se divide en esos puntos, de modo que quedan conectados en el análisis. Su sección se indica con Sección del brochal b × h; si se deja vacía, se utiliza la sección de los cabios.
• En el modo de carga lineal en los cabios no se aplica carga de revestimiento en el hueco (los cabios terminan en su borde). Si el revestimiento es un forjado poligonal mallado sobre la cubierta (Sección 7; Macros › Mallar el forjado poligonal según las cotas de los extremos de las vigas), los huecos situados dentro del polígono del forjado se recortan de la malla: se colocan nudos a lo largo del borde del hueco, la malla sigue el borde y en el hueco no queda ningún triángulo ni carga de revestimiento. En un hueco que corta el contorno del forjado (p. ej., una torre que corta la línea de apoyo), el contorno de la malla forma una muesca a lo largo del borde del hueco. El único hueco que no se recorta es el que contiene un vértice del polígono del forjado; la ventana de resultados lo advierte, y para un hueco así dibuje el polígono del forjado rodeándolo o utilice el modo de carga lineal en los cabios.

El resumen cuenta lo que se ha cortado, por ejemplo: “3 hueco(s): 7 cabio(s) cortado(s), 2 cabio(s) brochal(es); 1 correa(s) cortada(s), su carga la soporta el marco del hueco; 1 línea(s) de cumbrera/lima tesa/lima hoya/hastial cortada(s)”.

10.3. Tipos de hueco

Hueco	Dónde	Transmisión de cargas
Hueco dentro de un faldón (ventana de cubierta, chimenea pequeña)	Dentro de un solo faldón, al menos a 10 cm de su contorno.	A ambos lados del hueco discurren a lo largo de la pendiente cabios brochales de longitud completa (con la sección del brochal). Los brochales se unen a ellos articulados, y los cabios y las correas cortados se apoyan en este marco. Se omite el cabio normal situado a menos de 10 cm de un cabio brochal, y su carga pasa al cabio brochal. La cubierta se sostiene por sí misma; no se necesita ningún muro en el hueco.
Hueco general (torre, caja de ascensor o escalera, chimenea grande)	Corta una línea de cumbrera, lima tesa, lima hoya, hastial o alero, o se superpone a otro hueco a lo largo de la pendiente.	Sin cabios brochales. El brochal se divide donde cruza el límite de un faldón y cada tramo queda en su propio faldón; las esquinas son rígidas. Los brochales deben apoyarse en muros, muros de corte o un pórtico dibujados en el hueco (Sección 10.4); el resumen lo advierte.

Figura 10 – La misma cubierta en la vista previa 3D: los brochales están en los planos de los faldones; en el hueco de la cumbrera (O2), el brochal se quiebra en la cumbrera

10.4. Muros, muros de corte o pórticos en el hueco

En un hueco general, los elementos que sostienen los brochales los dibuja usted: muros de mampostería, muros de corte de hormigón armado o un pórtico de vigas y columnas. Para que en el análisis los nudos de los brochales se conecten a ellos:

1. Eje: dibuje el muro o el muro de corte sobre el borde del hueco; su eje en el modelo de análisis debe estar sobre la línea del brochal. Si el eje está más lejos del brochal que la tolerancia de nudos de elementos finitos (5 cm por defecto), los nudos no se fusionan. Si se conocen los ejes de los muros, lo más sencillo es dibujar el hueco sobre esos ejes.
2. Cota superior: el borde superior del muro debe estar a la cota del brochal. Si el brochal es inclinado, los dos extremos del muro tienen cotas superiores distintas; en lugar de introducirlas a mano, utilice Macros › Igualar las cotas superiores de los muros seleccionados a las cotas de las vigas (Sección 11).
3. Pórtico: si los brochales se apoyan en columnas, colóquelas en las esquinas del hueco y lleve sus cabezas hasta los brochales con Macros › Igualar las cotas superiores de los pies derechos y columnas seleccionados a las cotas de las vigas.

Ejemplo: cuando se dibujan muros de mampostería en los bordes de un hueco situado dentro de un faldón y de un hueco en la cumbrera, y sus cotas superiores se ajustan con la macro (que divide en la cumbrera los muros que la cruzan), todos los nudos de la cubierta situados en los bordes de los huecos quedan conectados a los muros, tanto en el modelo de muro de lámina como en el de muro de barras, y el análisis no indica elementos en el aire.

Figura 11 – Modelo de elementos finitos (del análisis): (a) hueco dentro de un faldón, la coronación de los muros sigue la pendiente del brochal; (b) hueco en la cumbrera, muros divididos en la cumbrera. Gris: láminas de los muros, magenta: brochales y cabios brochales, marrón: otros elementos de la cubierta, verde: nudos del borde del hueco conectados a los muros

11. Igualación de las cotas superiores de los muros a las vigas

Macros › Igualar las cotas superiores de los muros seleccionados a las cotas de las vigas (justo debajo de la macro de pies derechos y columnas) ajusta la cota superior de los muros y muros de corte seleccionados a la cota de la viga que discurre a lo largo de su eje. Su uso principal son los muros de los bordes de un hueco de cubierta: el borde superior del muro sigue el brochal inclinado y, en el análisis, el brochal queda apoyado en el muro. La macro está disponible en todas las ediciones.

11.1. Uso

1. Establezca como planta activa la planta de los muros y seleccione los muros y muros de corte que desea ajustar. Si no hay ninguno seleccionado, la macro solicita confirmación para procesar todos los muros de la planta activa.
2. Ejecute la macro. Para cada muro, busca vigas de la misma planta a lo largo del eje del muro en el modelo de análisis: paralelas al muro en planta, con ambos extremos cerca del eje (dentro de la mitad del espesor del muro, con un mínimo igual a la tolerancia de nudos) y superpuestas al muro. Cuentan tanto los brochales como los cabios, las correas y las vigas de hormigón armado.
3. Las cotas superiores de los extremos izquierdo y derecho del muro se igualan a la cota de la viga en esos puntos. Si hay varias vigas en el eje, se toma la más alta; entre vigas a la misma cota prevalece la más cercana al eje (el brochal, no un cabio que pasa junto al hueco en el mismo faldón). Las cotas son relativas a la cota superior de la planta, como en los campos de cota superior del muro.
4. La ventana de resultados enumera las cotas anteriores y nuevas de cada muro y las vigas en las que se apoya (Figura 12). Deshacer revierte la operación en un solo paso.

Figura 12 – Los 8 muros de los bordes de O1 y O2 en la cubierta de la Figura 9: los muros de O1 (WB05–WB08) siguen ahora los brochales; en O2, los muros paralelos a la cumbrera (WB09, WB11) se ajustan a 122,5 cm, los muros que cruzan la cumbrera (WB10, WB12) se dividen en dos en la cumbrera (partes nuevas WB13, WB14) y cada parte sigue el brochal de su propio faldón

peligro

Introducción manual de una coronación inclinada: El extremo “izquierdo” de un muro es el primer extremo que el programa guarda para él (el de menor x en un muro horizontal y el de mayor y en un muro vertical); no depende del sentido en que se dibujó. Si se intercambian los extremos, el muro se construye con la pendiente opuesta y parte de los nudos del brochal no quedan conectados a él. La macro empareja los extremos por sí misma.

11.2. Muros que no se modifican

En la ventana de resultados	Significado	Qué hacer
ya igual	Las cotas superiores ya están a la cota de la viga.	—
sin viga en el eje	No se encontró ninguna viga a lo largo del eje del muro; los muros se enumeran por su nombre al final de la ventana.	Compruebe que el muro está sobre la línea del brochal y que la cubierta está en la misma planta.
quedaría por debajo de la cota inferior	La cota de la viga está por debajo de la base del muro.	Compruebe la planta del muro y la de la cubierta.
cota de viga quebrada a lo largo del muro	La viga tiene dos pendientes distintas a lo largo del muro: el hueco cruza la cumbrera o una lima tesa. La macro divide por sí misma un muro así en el punto de quiebro (Sección 11.3); esta línea solo aparece en un muro que no puede dividirse porque una de las partes quedaría con menos de 10 cm.	Ajuste el muro o el hueco de modo que el punto de quiebro no caiga en el extremo del muro.
viga solo sobre una parte del muro	La viga cubre solo una parte de la longitud del muro (p. ej., el 25 %); se indica el punto en el que termina la viga.	Divida el muro en ese punto y ejecute la macro para la parte situada bajo la viga.

En la línea de un muro modificado pueden aparecer dos notas entre corchetes:

• también hay una viga más baja en el eje, se tomó la más alta: otra viga (p. ej., una viga de planta o un zuncho) está en la misma línea por debajo del brochal; el muro se prolonga hasta la viga más alta.
• el eje de la viga está a … cm de la línea FEM del muro: la cota se ha ajustado, pero el eje de la viga está más lejos del eje del muro que la tolerancia de nudos y los nudos no se fusionan. Lleve el muro o el hueco a una misma línea.

11.3. División de los muros en la cumbrera

En un hueco que cruza la cumbrera o una lima tesa, el brochal pasa a dos faldones, por lo que en los muros perpendiculares a la cumbrera la cota se quiebra en ella. Como un borde superior recto no puede seguir dos pendientes, la macro divide un muro así en dos muros en el punto de quiebro (la cumbrera) y ajusta la coronación de cada parte al brochal de su propio faldón. La ventana de resultados enumera las dos partes con la nota “dividido” y el punto de división (WB10 y WB12 en la Figura 12).

• La división se realiza del mismo modo que con el botón Duv.Böl del programa (divide los muros de la planta en las intersecciones): la nueva parte toma todas las propiedades del muro (material, espesor, cargas, armadura) y se nombra como el último muro de la planta. Las prolongaciones de extremo de las partes en el punto de división se ponen a cero.
• Un muro que se quiebra en varios puntos (p. ej., un hueco que cruza a la vez la cumbrera y una lima tesa) se divide en cada punto.
• Deshacer revierte las divisiones y los cambios de cota en un solo paso.
• Si la viga cubre solo una parte del muro, la macro no lo divide; indica el punto en el que termina la viga.

El modelo de la Figura 11(b) se construyó de este modo: los bordes superiores de las partes se encuentran en la cumbrera.

12. Notas de análisis

• En las cubiertas a cuatro aguas y a dos aguas del ejemplo, el análisis se completó sin advertencias: ningún grupo de elementos en el aire, ninguna matriz de rigidez singular y un análisis modal normal.
• La tasa de error del mensaje “Se produjo un error parcial en la transferencia de cargas” puede variar con la cubierta: se trata de una comprobación de totales de la transferencia de cargas clásica (carga total de la planta frente a la carga que llega a los elementos verticales de la planta baja). Como los pies derechos se apoyan en vigas, la carga de la cubierta no se sigue en la transferencia clásica; la solución por elementos finitos no se ve afectada.
• El aviso “ejes de cálculo con retícula de madera detectada pero sin definición de vibraciones” se debe a las vigas de madera situadas sobre los forjados de la última planta; para la cubierta no es necesaria ninguna comprobación de vibraciones.
• Los cabios, las correas y los demás elementos se comprueban con el diseño de vigas y columnas de madera; actualice las secciones según los resultados.

13. Límites

• Los ajustes se guardan con el proyecto (V10.0.7.1 y posteriores). Como la cubierta se regenera a partir de sus ajustes en cada actualización, no se conservan los cambios manuales en sus elementos. Las cubiertas construidas con una versión anterior no tienen ajustes en el archivo.
• Todavía no están disponibles las buhardillas, los rastreles, los nudillos (armadura de par y nudillo, sin correas) ni el arriostramiento de los pies derechos.
• Cubiertas de acero y de acero ligero: no se comprueban las uniones (cartelas, soldaduras, pernos; tornillos en el acero ligero) ni se generan arriostramientos o tirantes de estabilidad en el plano de la cubierta. Para una cubierta de acero ligero formada por una serie de cerchas, utilice los asistentes de cerchas y de correas.
• Huecos de cubierta: la malla del forjado de revestimiento (Sección 7) no recorta un hueco que contiene un vértice del polígono del forjado (dibuje el polígono del forjado rodeando el hueco). El borde de un hueco no se ajusta por sí solo a un eje de muro dibujado posteriormente; dibuje el hueco sobre los ejes de los muros.
• En la cubierta independiente se coloca una columna bajo cada pie de cabio; todavía no está disponible una disposición de columnas más espaciadas que sostengan una viga carrera.
• No se admiten polígonos con lados curvos; si un lado muy corto combinado con un vuelo de alero grande hace que la línea de alero se corte a sí misma, el asistente lo advierte.