Modelar es idealizar una estructura real por medio de un modelo teórico factible de ser analizado mediante procedimientos de cálculo disponibles. La modelación incluye la definición de diversas propiedades de los elementos que componen al modelo. (Hernández Fernández 2008)
modelación.”
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En la historia de la ingeniería la mayor parte de los problemas se han resuelto empleando métodos de modelación, la aplicación de estos han permitido que los trabajos se realicen más dinámicos y aplicativos. La implementación de la modelación en nuestra rama de la ingeniería ha permitido establecer nuevas perspectivas sobre el comportamiento y la forma de trabajo de las estructuras, además de las acciones que generan las cargas y la conducta de los materiales.
En el siguiente esquema se representa de forma simplificada las etapas por las cuales interviene todo proceso de modelación.
Fig. 1.14: Esquema del proceso de modelación. 1.6.3.1. Modelo de la Geometría.
Una de las cuestiones de mayor importancia en el modelo de la estructura se relaciona con su distribución espacial en dos (2D) o tres dimensiones (3D). La decisión de elegir cualquiera de estas alternativas depende de la geometría, las cargas, la distribución de masas y rigideces, e inclusive la importancia misma de la edificación a modelar.
En estructuras de mayor complejidad, o en aquellas donde por su importancia se amerite una precisión mayor, el análisis en 3D puede proporcionar mejores resultados, toda vez que se cuente con herramientas automatizadas de análisis, con las cuales debe interactuarse luego en la eliminación de posibles errores y en la búsqueda de un menor costo computacional, los cuales tienden a ir en aumento con la complejidad del modelo.(Castellón Sarduy 2011)
Precisamente con el empleo de modelos en 3D, se han llevado a cabo un grupo importante de trabajos, siendo de particular interés para el caso que nos ocupa, el desarrollado por Pérez (2010), Calderón (2010), Castellón (2011) y (Castillo González 2013), en la modelación de un edificio perteneciente al sistema FORSA.
1.6.3.2. Modelo del Material.
Los modelos del comportamiento de los materiales empleados para la simulación del comportamiento real de una estructura han ido evolucionando desde los más simples y alejados de lo real hasta los más complejos y que abordan en sí el comportamiento reológico del mismo(Hernández Fernández 2008). Entre estos modelos encontramos los siguientes:
modelación.”
23 Modelo lineal elástico.
Modelo plástico.
Modelo elasto-plástico.
Modelos no lineales.
Modelos reológicos.
Modelos reológicos no lineales.
Para el caso que se presenta el hormigón se considerará tomando en cuenta un comportamiento mediante un modelo lineal elástico, sólo se tendrán en cuenta las propiedades del hormigón, haciendo énfasis en la modelación de su magnitud y resistencia específica, ya que ambos aspectos resultan esenciales en la determinación de las cargas por peso propio.
Para realizar la modelación se tendrá en cuenta además las propiedades del material dependientes en el tiempo, prestando mayor interés al desarrollo en el tiempo de las deformaciones producto la retracción, utilizando los criterios y consideraciones del modelo CEB-FIB de 1990, cuyas expresiones aparecen programadas en el SAP 2000 V12. (Ver epígrafe 1.8)
1.6.3.3. Modelo de las Cargas.
Se puede entender por modelo de las cargas lo que respecta al tratamiento o representación de sus magnitudes, su modelo matemático, su forma de aplicación, y sus combinaciones, entre otros aspectos, los que a su vez se relacionan con el modelo de la estructura, la propia naturaleza de la carga, el tipo de elemento sobre el que ejercen su acción, etc.
Para realizar un modelo de cargas, lo más importante que hay que tener en cuenta es el uso particular de la estructura, realizar una determinación de todas aquellas acciones o agentes externos que puedan afectar la estructura en cuestión ocasionando en ella efectos significativos de esfuerzos y de deformación y determinar cuáles acciones deben tomarse en cuenta.
El trabajo de modelación en el caso que nos ocupa, se centra en aquellos estados de cargas que mayor influencia ejercen en el comportamiento estructural de la edificación, aunque se tendrán en cuenta además los efectos de la retracción del material, la variación de temperatura y la secuencia constructiva de los trabajos.
Las cargas pueden ser muy diversas según su origen pero según (Hernández Fernández 2008) tienden a clasificarse atendiendo a su duración o tipo de influencia en:
Acciones permanentes: Son aquellas que obran de forma continua sobre la estructura y cuya intensidad puede considerarse que no varía con el tiempo. Se encuentran en esta categoría las cargas muertas por peso propio y elementos no estructurales.
El cálculo de las magnitudes de las cargas permanentes se sustenta en el empleo de valores característicos y la justificación estadística de estos, permitiendo el trabajo con valores no reales pero que se acercan cada vez más a su acción verdadera, con un nivel aceptable de confianza.
modelación.”
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En correspondencia con lo anterior, se tiene el empleo de la NC 283: 2003, donde se determinan las densidades de los materiales naturales, artificiales y de elementos de construcción que se hayan presentes en la obra de estudio.
Acciones variables: Son aquellas que obran sobre la estructura con una intensidad variable con el tiempo, pero que alcanzan valores significativos durante lapsos grandes. Se encuentran en esta categoría las cargas vivas, efectos de cambio de temperatura y cambios volumétricos que tienen carácter variable con el tiempo. Sus valores se hayan caracterizados de manera bastante amplia en la NC 284: 2003.
Acciones accidentales: Son aquellas que no se deben al funcionamiento normal de la construcción y que pueden tomar valores significativos solo durante pequeñas fracciones de la vida útil de la estructura. Se encuentran en esta categoría la carga de sismo, viento, oleaje y explosiones.
La modelación de la carga de viento se trabaja básicamente según lo previsto en la NC 285:2003, pero debido a los pequeños valores de dichas cargas en el caso objeto de estudio, no se tendrá en cuenta su efecto.