Cálculo de Estructuras

En Intevel somos expertos en el cálculo de estructuras metálicas por elementos finitos en el ámbito Industrial. Tenemos más de 30 años de experiencia en todos los sectores.

Actualmente para el cálculo de estructuras se emplean los programas de cálculo por elemento finitos. Existen varios en el mercado, siendo RFEM de Dlubal el utilizado en Intevel.

En RFEM es posible modelar la estructura por barras, superficies y/o sólidos, introducir todo tipo de cargas y realizar las combinaciones de cálculo de estructuras que dicta la norma para hacer las comprobaciones a resistencia.

Es posible calcular las deformaciones de la estructura o comprobar el comportamiento frente a abollamiento a pandeo. RFEM también ofrece la posibilidad de generar el informe de cálculo en diferentes idiomas.

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    Proceso del Cálculo Estructural

    El proceso de cálculo estructural sigue, generalmente, varias etapas:

    Estudio de la estructura y modelo de cálculo

    Se realiza un estudio de la estructura y según la tipología se realiza un modelo por barras, por placas o por sólidos. Si bien cualquier modelo que se haga siempre será una aproximación a la realidad, los resultados obtenidos son válidos para hacerse una idea de cómo funciona la estructura.

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    Introducción de los diferentes casos de carga simples

    Los casos de carga vienen definidos por el uso de la estructura y su localización. Están definidos en la norma. Los más frecuentes son las sobrecargas de uso, viento, nieve, acciones sísmicas, etc.

    Combinación de los casos de carga simples

    En la norma aparecen dos supuestos:

    Es necesario combinar los casos de carga simples en estos dos supuestos con diferentes coeficientes.

    Estudio de los resultados del Cálculo Estructural

    Comparación con las tensiones máximas admitidas según el material y comprobación de existencia de deformaciones (flechas) excesivas. Comprobación a fatiga.

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    Redimensionamiento de la estructura

    Intentando buscar un equilibrio entre la economía y la seguridad, el redimensionado de la estructura se puede realizar modificando la calidad del material o cambiando el tamaño de los perfiles.

    Emisión del informe de Cálculo de Estructuras

    Además de los cálculos, para el correcto diseño de una estructura metálica deben observarse diversos aspectos:

    • Uso final
      La estructura debe cumplir con las necesidades (determinadas por el cliente) e incluso prever futuros aumentos de esas exigencias.
    • Resistencia mecánica
      Simplificándolo mucho, la estructura debe soportar mecánicamente las acciones para las que está diseñada. El uso y la norma cuantifican dichas acciones y los coeficientes de seguridad que deben emplearse. En ocasiones, una deformación excesiva también debe ser controlada para asegurar el correcto funcionamiento de la instalación.

    • Economía
      Tanto en los materiales (tipo y cantidad) como en el proceso de fabricación.
    • Transporte
      Lo habitual en estructuras grandes es que se monten en el taller y después se transporten hasta su ubicación final. Normalmente las estructuras se «trocean» para llevarlas en camión hasta su destino. También esto hay que tenerlo en cuenta en el diseño. Hasta una anchura de 3 metros prácticamente no se hace necesario un transporte especial.

    • Montaje y desmontaje de la estructura
      El montaje y desmontaje de una estructura debe ser cómodo, dejando las uniones accesibles. Es necesario comprobar que todos los tornillos se puedan apretar. A veces es necesario prever huecos para el paso de cables…

    • Durabilidad
      Salvo en instalaciones de un solo uso o estructuras auxiliares de montaje y desmontaje cualquier estructura debe tener una vida útil suficientemente prolongada. Se suele considerar un periodo de retorno de 50 años. El enemigo número uno de las estructuras metálicas es la corrosión, así que las estructuras deben pintarse (imprimación y pintura) y mantenerse limpias de óxidos y desperfectos con revisiones periódicas. En ambientes salinos, húmedos o corrosivos conviene tener especial cuidado en este punto. En ambientes muy agresivos una buena solución puede ser el acero inoxidable. Estructuras y máquinas que realizan muchos ciclos de trabajo se deben calcular a fatiga.

    • Ergonomía y accesibilidad
      Todas las estructuras deben estar diseñadas en cuanto a la normativa de seguridad y accesibilidad. Permitir un paso cómodo, disponer de barandillas con alturas y huecos recomendados, evitar riesgos de atrapamiento, etc.
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