Temas Ingeniería

Software para el cálculo de estructuras

En la actualidad hay una gran variedad de programas para el cálculo y analisis de estructuras. Mi intención aquí es mencionar algunos de los que conozco por si pueden servir de ayuda en algún momento.

SAP 2000

Se trata de un excelente programa de cálculo estructural en tres dimensiones mediante elementos finitos. Mediante SAP2000 es posible modelizar complejas geometrías, definir diversos estados de carga, generar pesos propios automáticamente, asignar secciones, materiales, así como realizar cálculos estructurales de hormigón y acero basados, entre otras normativas, en los Eurocódigos vigentes.
Es posible descargar versiones para estudiantes totalmente gratis (www.tumcivil.com/software/detail.php?id=422), que además incluyen manuales y tutoriales. Su única limitación el la cantidad de nudos admisibles (de 30 a 100 según la versión).
Las últimas versiones incorporan plantillas predefinidas para multitud de estructuras, incluidos puentes.
Ver página: www.csiberkeley.com/SAP_PR

Robot Millenium

Es un magnífico programa integrado que, en principio, se podría situar como competencia directa del SAP2000. Entre sus ventajas sobre este podriamos destacar una interfaz de usuario bastante más depurada y de manejo mucho más sencillo. La apariencia gráfica es muy buena.
A nivel de cálculo las opciones son muy amplias. Es posible definir barras de cualquier sección y diversos materiales (incluyendo madera y aluminio), incluso cables. La definición de los apoyos es muy avanzada, permitiendo apoyos rígidos, elásticos, con amortiguación e incluso no lineales (con varios modelos de no linealidad predefinidos, o bien con definición manual). Una de las ventajas de Robot es que permite abordar desde los cálculos más sencillos (como una viga continua), hasta complejos modelos 3D formados por elementos sólidos y de tipo lámina.
Es posible realizar distintos tipos de analisis, lineales y no lineales (tanto de primer como de segundo orden), incluyendo pandeo, analisis modal y push over.
Otra de las grandes ventajas de este programa es que realiza el dimensionamiento completo de la estructura, incluyendo barras y armado de elementos shell (lámina). Además pueden obtenerse notas de cálculo bastante elaboradas, así como planos (algo que no ofrecen otros paquetes).
Robot M es un programa que forma parte además de una completa suit, Robot Office, de prestaciones impresionantes en el campo de la edificación y la obra civil. Incluye programas como RCAD Steel o Concrete que se integran en AutoCAD e incorporan generación de plano parametrizados de ejecución y comunicación bidireccional con Robot Millenium.
En resumen, bajo mi punto de vista, se trata de uno de los programas de cálculo de estructuras más interesantes disponibles en el mercado, que cuenta como ventajas su completa traducción al castellano, así como la sucesiva incorporación de nuevos códigos de diseño. Para información detallada en castellano, puede consultarse la web de Ingeciber, empresa española especializada en software de analisis estructural y distribuidora oficial de Robot Millenium (www.ingeciber.com).

CYPE (Conjunto de programas para Arquitectura e Ingeniería)

Es un programa muy utilizado en España y otros paises. Unifica gran cantidad de funcionalidades para el cálculo y diseño de estructuras de hormigón y metálicas en tres dimensiones. Dispone de una amplia variedad de módulos que cubren gran parte de las necesidades de un gabinete de Arquitectura y/o Ingeniería. Estos módulos pueden adquirirse por separado.
CYPECAD es el programa más conocido de la "suite". Está especialmente orientado a estructuras de edificación, permitiendo efectuar el cálculo unificado de la cimentación (zapatas aisladas, corridas, etc.) junto con el resto de la estructura (pilares, vigas, forjados, losas, etc.).
El programa requiere un considerable tiempo de aprendizaje, pues cuenta con una multitud de opciones que el calculista debe conocer para trabajar con seguridad. En principio el programa calcula todo lo que se le ponga por delante, pero es muy conveniente revisar detenidamente los modelos de cálculo utilizados y el grado de adecuación de los mismos a nuestro problema. Para ello la lectura de los manuales originales es del todo imprescindible. Además sus creadores, CYPE Ingenieros, ofrecen interesantes servicios de asistencia técnica, algo muy importante en este tipo de proyectos.
Uno de los puntos más criticables del programa, bajo mi modesto punto de vista, son los prolongados períodos de proceso, tanto que a veces hay que prescindir de algunas de las opciones del programa, como es el caso de los muros, para lograr tiempos de cálculo medianamente razonables.
Aunque parezca poco importante, hay que resaltar el hecho de que, por ejemplo, el cambio de ancho de una viga en una determinada planta, obliga a recalcular toda la obra. Esto el lógico, pues varía la rigidez de la misma y debe recalcularse de nuevo la matriz de rigidez de la estructura.
Asimismo el rendimiento de su motor gráfico es limitado. Es llamativo cuanto tarda en redibujar un cuadro de pilares al hacer zooms. No parece que disponer de una tarjeta gráfica de elevadas prestaciones lo solucione.
El entorno gráfico del programa es aceptable y permite trabajar con cierta soltura. No obstante, no está a la altura de otros programas que trabajan bajo Windows; por ejemplo no hay barras de herramientas con botones, ni posibilidad de personalizar a estas, ni tampoco se pueden personalizar los menús.
Por otro lado CypeCAD presenta una gran ventaja frente a otros programas y es que proporciona resultados finales, es decir planos y listados (ambos son de buena calidad). Se pueden generar todo tipo de planos (de replanteo, de cimentación, de armado de vigas, de cuadros de pilares, etc.). El nivel de acabado de los mismos es casi definitivo, requiriendo en general pocos retoques posteriores.
Otra ventaja importante es la total adaptación a la normativa de los paises en que se comercializa.
Además el servicio técnico funciona realmente bien y permite solucionar la mayor parte de las dudas presentadas.
En cuanto a la fiabilidad de los resultados, esta parece asegurada siempre que se tenga claro lo que se está haciendo, de ahí la recomendación de leer atentamente el Manual del Usuario y de la Memoria de Cálculo.
En definitiva un programa muy recomendable para estructuras de edificación.
Es interesante mencionar que Cype pone a la venta un "Curso Práctico de CypeCAD", que desarrolla paso a paso el cálculo estructural de un edificio de viviendas. Para más información , consultar la web de Cype: www.cype.com

CESPLA y CESTRI

Son dos excelentes programas para calcular estructuras planas y tridimensionales respectivamente. Su entorno es muy sencillo y su velocidad sorprendente.
Han sido desarrollados en la Universidad de Navarra por Juan Tomás Celigueta, profesor de analisis estructural.
Puede descargarse gratuitamente desde la Web para fines educativos (www.ceit.es/asignaturas/Estructuras1/programas.htm).