Integración de la NBE y del CTE en un código de simulación

Abstract

El objetivo de este proyecto final de carrera es desarrollar un sistema que partiendo de una configuración geométrica básica de la estructura y diferentes estados de carga, realice de forma automática el dimensionamiento de los diferentes elementos estructurales existentes, cumpliendo el nuevo Código Técnico de la Edificación CTESE- A-2006 o la antigua Norma Básica de Edificación NBE-AE-95. El diseño de estructuras de acero en la edificación en España tiene como norma de uso obligatorio el Código Técnico de la Edificación: "Estructuras de Acero'', CTE-SE-A- 2006, aprobado el 28 de marzo de 2006. Esta normativa sustituye a la antigua Norma Básica de Edificación NBE-AE-95, procedente de las normas de los años 70 del Ministerio de Vivienda. El diseño, cálculo y ejecución de construcciones de acero y elementos resistentes de acero requieren un conocimiento amplio de las técnicas de dimensionado y ejecución, así como, el empleo de la normativa que establece las prescripciones técnicas suficientes para proporcionar la confianza adecuada a la seguridad de las estructuras de acero en la edificación y de sus elementos estructurales. La aplicación manual de las normas técnicas supone un enorme tiempo que los técnicos han de empeñar para conocer y formarse en su utilización. Además al aplicarlas de forma manual se puede alargar de forma muy considerable los tiempos de diseño y cálculo. La importancia del uso de la normativa en la vida profesional de un ingeniero, así como, su posible complicación de interpretación y aplicación justifica la realización de este proyecto. Por ello se pretende aplicar las potencialidades del manejo computacional del proyecto estructural, que posibilita la reducción de tiempos en la fase de diseño. Para la realización de este proyecto se partirá de un sistema de cálculo por elementos finitos que sirve de base de cálculo para los esfuerzos y desplazamientos existentes en cada estructura. El sistema se estructura básicamente en tres partes: Primera, adquisición de datos de la geometría de la estructura, tipo de elementos estructurales y el sistema de cargas al que está sometida la estructura. Esta información inicial es transformada a modelo de elementos finitos. Segundo, cálculo y procesado de la configuración inicial con el objeto de conocer los desplazamientos y esfuerzos nodales. Tercero, dimensionado de los elementos según los criterios especificados por la norma elegida y cálculo del coeficiente de seguridad de éstos. La aplicación de dicha metodología a una estructura servirá para identificar de una forma efectiva el perfil que ésta requiere para cada uno de los elementos constitutivos dentro de las prescripciones al uso. Además, se podrá verificar el procedimiento de dimensionado seguido mediante la entrega de un informe realizado a través de la aplicación anteriormente comentada y en el que se muestran las cargas distribuidas, y los coeficientes parciales de ponderación, los perfiles, los esfuerzos y desplazamientos de cada caso de carga. Una aplicación práctica del proyecto es la comparativa de los resultados de diferentes cálculos empleando la normativa antigua y el nuevo Código Técnico de la Edificación.

The objective of this final degree project is to develop a system that starting from an initial basic configuration (structure) and different conditions of load, makes in an automatic way to dimension the different structural existing members, fulfilling the old Building Code NBE-AE-95 or the new Technician Edification Code CTE-SE-A- 2006. The design of steel structures in building in Spain takes as a norm of obligatory use the Technician Edification Code CTE-SE-A-2006, approved March 28 of 2006. This normative substituted to the old Building Code NBE-AE-95, proceeding from the procedures of the 70s of the Department of Housing. The design and execution of constructions and resistant elements of steel need a wide know ledge of the technologies of dimensioning and execution. As well as emphasize the employment of the norm that establishes the technical sufficient prescriptions to provide the proper confidence adapted to the safety of the structures of steel in the building and of its structural elements. The application of the technical procedure supposes an enormous time that the technicians have to use in order to know and to be trained in its utilization. Also when applying them in way it can lengthen in a very considerable way the times of design. The importance of the use of the code in the professional life of an engineer, as well as its possible complication of interpretation and application, justifies the accomplishment of this project with whom one intends to apply the potentials of the computer managing of the structural project. In order to implement the project, it is based on a finite elements program that serves as calculation base for the existent efforts in each structure. The system consists of three principal parts: First, acquisition of the information of the structure geometry, type of structural elements and the system of loads to which is applied the structure. This initial information is transformed to a system of finite elements. Second, calculation and processing of the initial configuration in order to know the displacements and nodes strains, this step is taken by her finite element code. Thirdly, measuring of the elements according to the criteria specified by the elected norm and calculation of the safety coefficient of the cited elements. The application of this system to a structure we will be able to identify, in an effective way, the profile required for each of the constituent elements inside the prescriptions to the use. Also, we will be able to verify the procedure of followed dimension by means of the delivery of a report that is done by the previously commented application where it shows the distributed loads, and the partial coefficients, the profiles, the efforts and displacements of each case of load. A practical application of this project is the comparative of the results of different calculations using the old normative and the new Technical Code of the Construction.