Sistemas Estructurales Analizables Según RYTEİE2019 (Reglamento de Edificios en Riesgo)

StatiCAD puede analizar los siguientes sistemas estructurales para la evaluación de edificios en riesgo según RYTEİE2019

1-Mampostería (con losas de hormigón armado) (Análisis interno) (Muros con elementos finitos de barra, losas con elementos finitos de lámina) : Se prepara un modelo de elementos finitos para el análisis tridimensional de la estructura. Los muros de mampostería se modelan mediante elementos finitos de barra en el centroide de la sección transversal, mientras que las losas se modelan mediante elementos finitos de lámina (shell). Las cargas transferidas desde las losas a los muros y demás elementos portantes se calculan mediante el método de elementos finitos.

En el programa, los muros, las cadenas horizontales (vigas de atado) y las cadenas verticales (la participación de las cadenas verticales en la rigidez del sistema es opcional) se analizan mediante elementos finitos de barra. Las losas se dividen en mallas triangulares. Se pueden utilizar dos métodos distintos para el mallado triangular. El método preferido (por defecto) — «incluir únicamente los nodos de losa en la malla triangular de la losa» — divide la losa en 8 partes (mallas). El otro método es la red triangular irregular (TIN — Triangulated Irregular Network). Con el método TIN, las cargas procedentes de los muros que descansan sobre una losa también pueden transferirse a los niveles inferiores sin necesidad de trazar una viga. Sin embargo, la aplicación de este método (desde el punto de vista del usuario del programa) requiere más tiempo y atención.

Al transferir las cargas desde las losas a los muros a través de los elementos finitos, las cargas de losa se aplican a los nodos de la losa como carga muerta (G) en la hipótesis de carga 0 y como carga viva (Q) en la hipótesis de carga 1. Cuando los coeficientes de la matriz de rigidez de los elementos de losa se colocan en sus posiciones en la matriz de rigidez global, las transferencias de carga en el sistema se realizan automáticamente. El programa notifica al usuario si existen errores en la transferencia de cargas de las losas a los muros comparando las cargas transferidas con las cargas aplicadas.

Las hipótesis de carga 2 y 4 son las hipótesis de carga sísmica en las direcciones X e Y respectivamente. Dado que no se aplica excentricidad accidental en el reglamento RYTEİE 2019, las hipótesis 3 y 5 (cargas basadas en el centro de masa desplazado) no se aplican.

Cuando se selecciona RYTEİE2019, el programa configura automáticamente las opciones de solución por elementos finitos y restringe la intervención del usuario en las opciones del método de análisis a las especificadas por el reglamento, impidiendo cualquier modificación. Sin embargo, cuando se selecciona el método TBDY2018, los proyectos pueden resolverse mediante métodos clásicos o por el método de elementos finitos, y se pueden probar fácilmente diferentes valores y resultados.

2-Edificios mixtos: (Si la parte de mampostería no presenta riesgo, la comprobación según la Ecuación 8.1 debe realizarse por separado en el informe técnico) (Análisis interno) : Los elementos de hormigón armado también se tienen en cuenta en la solución de elementos finitos de barra. Las fuerzas que actúan sobre columnas y muros son descompuestas por el programa. Dado que la parte de mampostería es de riesgo, la solidez de la parte de hormigón armado por sí sola no puede hacer que el edificio sea catalogado como no arriesgado según la Fórmula 8.1. Sin embargo, si la parte de mampostería no presenta riesgo, el análisis de riesgo de la parte de hormigón armado debe realizarse con un programa capaz de analizar el hormigón armado, y la verificación del riesgo según la Fórmula 8.1 debe llevarse a cabo por separado, teniendo en cuenta también los coeficientes de deficiencia en la parte de mampostería.

3-Edificio de mampostería con forjados de madera o sin diafragma rígido (elementos finitos de lámina en SAP2000) : En los análisis internos de StatiCAD, la asignación de diafragma rígido se aplica en las soluciones por elementos finitos y en las soluciones de análisis modal (en la versión actual). Para sistemas con forjados de madera, sin embargo, RYTEİE2019 exige que la solución se realice sin diafragma rígido (RYTEİE2019 Anexo C.4 y 7.2.5).

En un software de análisis estructural, al realizar un análisis sin diafragma rígido, no es posible alcanzar un porcentaje de participación de masas del 100% en el análisis modal utilizando la fórmula número de modos = multiplicador × 3; por lo tanto, la solución se obtiene considerando un número mucho mayor de modos. Por ejemplo, en un proyecto de una sola planta, el cálculo se realiza con 300 modos en lugar de 3. Si es necesario, se incrementa el número de modos para garantizar que la relación entre masas efectivas y masas de planta supere el 90%.

Si un programa utiliza o no un diafragma rígido en el análisis modal puede determinarse comprobando si se utiliza un número de modos superior a número de plantas × 3. Los demás programas que afirmen realizar el análisis de estructuras de mampostería con forjados de madera también deben comprobarse para verificar si el número de modos supera número de plantas × 3 en el proyecto.

StatiCAD requiere el software de elementos finitos SAP2000 para realizar el análisis sin diafragma rígido. En un ordenador con SAP2000 instalado, StatiCAD abre SAP2000, transfiere el modelo estructural mediante elementos finitos de lámina. En SAP2000, transfiere la curva del espectro de respuesta sísmica mediante el comando Define > Functions > Response Spectrum, teniendo en cuenta también SS, S1 y la clase de suelo. Instruye a SAP2000 para que analice el edificio sin crear ningún diafragma rígido.

Teniendo en cuenta el modelo de muro y sus segmentos introducidos en StatiCAD, crea automáticamente Section Cuts en SAP2000. La función Section Cut en SAP2000 permite obtener los esfuerzos de sección (Fuerza normal, Cortante (V2, V3), Momento (M1, M2, M3)) para cada muro como un único valor agrupando los elementos de área (lámina) divididos en mallas. Si no se hubieran realizado las asignaciones de Section Cut, los resultados de cada malla de lámina y cada nodo habrían tenido que obtenerse por separado y combinarse. El proceso de Section Cut permite que SAP2000 realice esta operación automáticamente.

Al hacer clic en el botón «Obtener resultados de SAP2000» en StatiCAD, los resultados P, V2, V3, T, M2, M3 del análisis espectral de respuesta realizado sin diafragma rígido en SAP2000 se cargan automáticamente en la memoria de StatiCAD. El programa completa a continuación el análisis de riesgo del edificio de acuerdo con los criterios de diseño de RYTEİE2019 y los resultados del análisis estático de SAP2000.

Desde los informes de cálculo de StatiCAD se pueden consultar los resultados del análisis modal de SAP2000 sin diafragma rígido, los esfuerzos de sección en muros calculados por SAP2000 y los cálculos de verificación realizados con las fórmulas de edificio en riesgo.

4-Edificio de mampostería con losas de hormigón armado (elementos finitos de lámina en SAP2000 con diafragma rígido) : En este método, el análisis modal y las fuerzas sísmicas se determinan en StatiCAD. Tras transferir el modelo estructural a SAP2000 y asignar un diafragma rígido, las fuerzas sísmicas se aplican al diafragma rígido. Los resultados del análisis de SAP2000 se cargan automáticamente en la memoria de StatiCAD y se realiza el análisis de riesgo.

5-Edificio con algunas losas de hormigón armado y otras de madera (SAP2000: crear diafragma, conectar elementos seleccionados al diafragma, realizar análisis espectral de respuesta) : StatiCAD transfiere la curva del espectro de respuesta sísmica en SAP2000 mediante el comando Define > Functions > Response Spectrum, teniendo en cuenta SS, S1 y la clase de suelo. En el método de análisis espectral de respuesta, el sistema puede resolverse con o sin diafragma rígido. Definiendo un diafragma rígido en el modelo, algunos elementos pueden conectarse al diafragma rígido y otros no. Los muros, losas y cadenas verticales seleccionados por el usuario se conectan al diafragma rígido. La conexión de las cadenas y los segmentos de muro sobre los huecos de puertas/ventanas (dinteles) al diafragma rígido se determina en función del estado de conexión del muro adyacente. StatiCAD realiza la evaluación del riesgo basándose en los resultados de esfuerzos de sección de SAP2000 y de conformidad con las disposiciones de RYTEİE2019.