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