Análisis estructural con ROBOT. Contenidos del curso

El dominio de un programa de elementos finitos permite al profesional abordar el cálculo de una amplia variedad de estructuras, sin importar lo complejas que sean sus geometrías ni lo diversas que sean sus condiciones de contorno o las acciones a las que estas se ven sometidas.

La flexibilidad de los modelos facilita los rediseños necesarios durante la fase de ejecución de las obras. Por ello, el programa es una herramienta necesaria para cualquier profesional vinculado con la ingeniería estructural.

El curso ROBOT: Análisis estructural permite al alumno calcular estructuras de hormigón armado y/o de acero, partiendo de la definición geométrica de la estructura y llegando a un diseño final.

El curso se realiza con clases online en directo, garantizando la interacción total entre docente y alumno, el alumno ve en todo momento la pantalla del docente y sigue sus explicaciones, puede plantear las dudas que le surgen y el docente las irá resolviendo. Además, las clases se graban para que el alumno que no pueda asistir pueda visualizarlas en el horario que desee.

El curso se sigue a través de la plataforma de formación, donde se ofrece el manual específico de Análisis estructural con Robot, recursos añadidos, material de descarga, ejercicios, prácticas, foros, mensajería y los vídeos grabados de las clases.

Base teórica del curso

El curso comienza con un tema teórico para poder luego comprender y desarrollar los resultados arrojados por el software, el análisis técnico sobre los resultados calculados es determinante para una absoluta destreza sobre las herramientas. Esta parte teórica servirá para que el alumno que no tiene una base sobre el análisis de estructuras pueda adquirirla y que el alumno que la tiene pueda repasar conceptos y cimentar esta base. Análisis de estructuras, reacciones, esfuerzos internos, vigas hiperestáticas….

Autodesk Robot

Con los conocimientos asentados se empieza a trabajar con el software, empezando desde cero, introducción a la interfaz y herramientas básicas, no es necesario haber trabajado con el programa para realizar el curso, se parte desde cero y se llega a un nivel avanzado, donde el alumno podrá desarrollar proyectos completos con Robot.

Introducida la interfaz y una vez el alumno se sabe mover por las distintas ventanas, se pasa al estudio de los distintos elementos: nodos, elementos tipo barra, estructuras de barras…

Nodos

Los nodos son la entidad geométrica elemental de un programa de elementos finitos como es Robot Structural Analysis.

Cada nodo representa un punto en el modelo y, por lo tanto, queda caracterizado mediante sus coordenadas. Los nodos son la base de todo modelo de cálculo, ya que la geometría de las barras siempre va asociada a los nodos por los que pasan. Es por ello que es importante empezar por los nodos; creación de nodos, selección de nodos y propiedades, condiciones de contorno modales, edición de nodos, tablas….

Elementos tipo barra

Las barras son los elementos unidimensionales que pueden formar parte de un modelo de cálculo. Geométricamente una barra es un segmento definido por un nodo inicial y un nodo final. En el modelo, cada barra tiene un número identificativo que es asignado automáticamente por el programa, aunque puede ser editado por el usuario.

Las barras deberán ser capaces de resistir las acciones exteriores que actúen sobre la estructura y transmitirlas, mediante esfuerzos internos, a los apoyos (cimentación).

En el curso se seguirá la siguiente estructura para el desarrollo del elemento tipo barra; creación de barras, selección de barras y propiedades, condiciones de contorno de barras, edición de barras, tablas, inspector de objetos y archivos CAD.

Estructuras de barras

Tras haber visto cómo definir (crear y editar) la geometría de un modelo de cálculo en el que se emplean elementos tipo barra, es necesario complementar la geometría mediante una serie de propiedades asignadas a las barras: ejes locales, material y sección transversal.

De cara al análisis, a las barras también se les asignan diversos tipos de cargas, que se transmitirán hasta los apoyos por medio de los esfuerzos internos.

En el curso se sigue la siguiente hoja de ruta para abordar las Estructuras de barras; Ejes locales de barras, definición de materiales y catálogos de materiales, definición de secciones y catálogo de secciones, condiciones de contorno, generación de casos de carga, cargas, condiciones de carga.

A continuación se muestran tres capturas del curso donde se trabaja sobre estructuras de barras

Análisis estructural

En los temas previos se ve cómo definir (crear y editar) la geometría de un modelo de cálculo en el que se emplean elementos tipo barra. Se han asignado tanto las condiciones de contorno y las propiedades básicas de los elementos como los diferentes tipos de cargas y se ha visto cómo se combinan dichas cargas.
En este punto, el modelo está listo para ser calculado.

Elementos tipo panel

En el curso estudiamos las propiedades, generación y edición de los paneles, las condiciones de contorno y la asignación de cargas

Análisis de estructuras con paneles

Se estudian los parámetros de análisis y se hace el cálculo estructural. Vemos como realizar chequeos preliminares del modelo y como obtener las tablas de resultados (de nodos y de barras), así como interpretar los resultados (diagramas, mapas y análisis detallado).

Análisis modal y análisis de pandeo

El análisis modal es una técnica de análisis dinámico de estructuras. Tiene como objetivo la estimación de propiedades dinámicas como las frecuencias y los modos naturales al igual que el amortiguamiento.

El análisis de pandeo estudia el pandeo, que es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos.

Se desarrollan los dos análisis estudiando los parámetros de análisis, haciendo el cálculo e interpretando los resultados.

Dimensionamiento/Comprobación de elementos

Como parte final del curso se hace el dimensionamiento/comprobación de elementos de hormigón armado y de acero, para ello se realizan varios ejercicios.

En el Dimensionamiento/Comprobación de elementos de hormigón armado se estudian los esfuerzos compuestos para luego ver los parámetros para el dimensionamiento de placas de hormigón armado y obtener la armadura necesaria en la placa.

En el Dimensionamiento/Comprobación de elementos de acero se ven las tensiones normales en barras, parámetros para la comprobación de barras de acero e interpretación de resultados y rediseños de los elementos. Al desarrollar la parte teórica inicial, el alumno será capaz de desarrollar estructuras optimizadas mediante el rediseño de elementos al realizar el dimensionamiento.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CURSO:

• Aprender a diseñar un modelo de cálculo adecuado a la estructura.
• Identificar los diferentes tipos de modelos y simplificaciones según el esquema estructural.
• Crear geometrías y editarlas mediante la interfaz del programa.
• Utilizar programas de CAD u hojas de cálculo para crear geometrías y editarlas.
• Definir propiedades tanto geométricas como mecánicas y asignarlas.
• Editar condiciones de contorno para el modelo: apoyos rígidos y elásticos.
• Establecer casos de carga y aplicar los distintos tipos de carga: cargas puntuales y cargas distribuidas lineales y superficiales.
• Determinar combinaciones de carga: combinaciones manuales y automáticas.
• Calcular la estructura modelizada.
• Interpretar los resultados obtenidos con el programa: reacciones, desplazamientos, esfuerzos y tensiones.
• Dimensionar y/o comprobar elementos de acero y de hormigón armado según Normativa.

TEMARIO CURSO ROBOT: Análisis estructural

1. Nodos.

1.1. Creación de nodos.
1.2. Edición de nodos.
1.3. Propiedades de nodos.
1.4. Selección de nodos.
1.5. Tablas de nodos.
1.6. Los nodos en el Inspector de Objetos.
1.7. Sistemas de coordenadas cartesianas, cilíndricas y esféricas.
1.8. Condiciones de contorno: Apoyos nodales rígidos y elásticos.

2. Elementos tipo barra.

2.1. Creación de barras.
2.2. Edición de barras.
2.3. Propiedades de barras.
2.4. Definición de grupos de barras.
2.5. Selección de barras.
2.6. Tablas de barras.
2.7. Las barras en el Inspector de Objetos.
2.8. Condiciones de contorno: Apoyos elásticos y relajaciones para barras.
2.9. Importación de geometrías.

3. Estructuras de barras.

3.1. Definición de materiales y catálogos de materiales.
3.2. Definición de secciones y catálogos de secciones.
3.3. Asignación y edición de propiedades mecánicas.
3.4. Generación de casos de carga.
3.5. Asignación de cargas a nudos.
3.6. Asignación de cargas a barras.
3.7. Tablas de cargas.
3.8. Combinaciones manuales y combinaciones automáticas.
3.9. Tablas de combinaciones.

4. Análisis estructural.

4.1. Parámetros del análisis.
4.2. Cálculo.
4.3. Advertencias habituales durante el cálculo. Revisión del modelo.
4.4. Chequeos preliminares del modelo tras el análisis.
4.5. Tablas de resultados de nodos: Reacciones y desplazamientos
4.6. Tablas de resultados de barras: Flechas, esfuerzos y tensiones.
4.7. Resultados: Diagramas y mapas.
4.8. Resultados: Análisis detallado.

5. Elementos tipo panel.

5.1. Propiedades de los paneles.
5.2. Generación de paneles.
5.3. Edición de paneles.
5.4. Definición de grupos de paneles.
5.5. Selección de paneles.
5.6. Tablas de paneles.
5.7. Los paneles en el Inspector de Objetos.
5.8. Condiciones de contorno: Suelo elástico y relajaciones para paneles.
5.9. Asignación de cargas a paneles.
5.10. El mallado de paneles. Generación del modelo de cálculo.

6. Análisis de estructuras con paneles.

6.1. Advertencias habituales durante el cálculo. Revisión del modelo.
6.2. Chequeos preliminares del modelo tras el análisis.
6.3. Orientación del sistema local de los paneles.
6.4. Tablas de resultados de paneles: Reacciones, flechas, esfuerzos y tensiones.
6.5. Resultados: Mapas.
6.6. Resultados: Diagramas (cortes por paneles).

7. Análisis modal y análisis de pandeo.

7.1. Parámetros del análisis.
7.2. Cálculo.
7.3. Interpretación de resultados.

8. Dimensionamiento/Comprobación de elementos de hormigón armado.

8.1. Esfuerzos compuestos. Esfuerzos para el cálculo de armadura.
8.2. Parámetros para el dimensionamiento de placas de hormigón armado.
8.3. Obtención de la cuantía de armadura necesaria en la placa.

9. Dimensionamiento/Comprobación de elementos de acero.

9.1. Tensiones normales en barras.
9.2. Parámetros para la comprobación de barras de acero.
9.3. Interpretación de resultados y rediseño de elementos.