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Potenciando la ingeniería civil: Mitigación de los riesgos del diseño estructural con SDC Verifier

/ 23 Abr 2024 / por: User Avatar
Ingeniería civil
SDC Verifier
SDC Verifier

La seguridad y la estabilidad de las estructuras civiles son primordiales en la ingeniería civil. No tener en cuenta los riesgos de diseño puede tener consecuencias catastróficas, poner en peligro vidas humanas y causar pérdidas económicas sustanciales. Los cimientos de la infraestructura civil, incluidos puentes, edificios y otras estructuras vitales, dependen de la solidez de los principios de diseño para resistir los desafíos tanto naturales como inducidos por el hombre.

Identificar y abordar de forma proactiva los modos de fallo potenciales, como la elasticidad, el pandeo y la fatiga, es crucial para garantizar la seguridad, la durabilidad y la fiabilidad de estas estructuras. Estos modos de fallo representan vulnerabilidades significativas que, si se pasan por alto, pueden socavar la integridad estructural de las estructuras civiles.

Lea nuestro artículo sobre cómo los ingenieros pueden reforzar estas estructuras detectando los problemas potenciales, obteniendo una comprensión exhaustiva de los mismos e implementando estrategias de mitigación específicas.

 

Comprender los riesgos del diseño estructural

Los modos de fallo estándar que suelen darse en la ingeniería civil son la fluencia, el pandeo y la fatiga.

Pandeo es una deformación repentina que puede provocar un colapso catastrófico bajo cargas de compresión. Esto representa un riesgo importante con implicaciones potenciales para la seguridad pública y la continuidad operativa.  Fatiga es un modo de fallo del material causado por el inicio y la propagación de una grieta bajo una carga cíclica. El límite elástico, frecuente en materiales sometidos a cargas elevadas, introduce el riesgo de deformación plástica, comprometiendo la integridad estructural.

Las consecuencias de estos modos de fallo son amplias. Empleando técnicas de análisis rigurosas y estrategias proactivas de gestión de riesgos, los ingenieros pueden garantizar la integridad estructural y la resistencia de las infraestructuras civiles.

Comprender estos riesgos es el primer paso para diseñar estructuras civiles más seguras y fiables.

 

Adhesión a las normas y su aplicación en el diseño de estructuras

Las normas de la industria y los requisitos reglamentarios, que tienen en cuenta factores como las especificaciones de los materiales, las metodologías de diseño y los criterios de rendimiento, se adaptan para abordar los retos exclusivos de los distintos componentes estructurales de la ingeniería civil.

La adhesión a normas establecidas como Eurocode3, AISC, AIJ, AS, FEM, FKM, VDI es crucial. Estas normas abarcan diversas comprobaciones de los miembros, como el pandeo de vigas y placas, las conexiones, los remaches, los pernos, los pasadores, la capacidad de las soldaduras, la resistencia, la fatiga, el diseño contra incendios, etc.

El cumplimiento significa la aplicación de las mejores prácticas y las directrices normativas que rigen el diseño y el análisis de la ingeniería civil.

SDC Verifier

Las estructuras civiles más comunes y sus componentes típicos incluyen:

  • Puentes: Puentes de vigas, puentes de cerchas, puentes de arco y puentes colgantes compuestos por vigas en I, miembros de cerchas, costillas de arco, cables y torres.
  • Edificios altos: Rascacielos y estructuras altas que requieren armazón de acero, incluidas columnas, vigas y tirantes.
  • Instalaciones industriales: Almacenes, fábricas y plantas de fabricación a base de armazones de acero, cerchas de tejado, paneles de pared, escaleras y pasarelas.
  • Estadios y arenas: Estructuras a gran escala diseñadas para albergar multitudes y soportar cargas pesadas, con componentes como cerchas de acero, soportes, contrahuellas de acero prefabricado, vigas, paneles y columnas.
  • Aeropuertos: Edificios terminales, hangares, torres de control de tráfico aéreo e instalaciones de mantenimiento de aeronaves, incluidas tuberías, cables, conductos, redes de distribución, cintas transportadoras, sistemas hidráulicos, subsuelo y sistemas de drenaje.
  • Estaciones de ferrocarril: Andenes, marquesinas, puentes ferroviarios y estructuras aéreas a lo largo de las líneas ferroviarias con arriostramientos, cerchas, cimientos y pilares.
  • Centrales eléctricas: Instalaciones térmicas, nucleares y de energías renovables con estructuras de calderas, salas de turbinas, torres de refrigeración, chimeneas o chimeneas, generadores de vapor.
  • Instalaciones de tratamiento de aguas: Estructuras como plantas de tratamiento de agua y depósitos con tuberías de distribución, tanques de almacenamiento, sistemas de filtración y unidades de tratamiento químico.
  • Autopistas y carreteras: Pasos elevados, barandillas, estructuras de señalización, muros de contención y otros componentes.

Cada una de estas estructuras presenta retos y requisitos únicos, lo que subraya la importancia del cumplimiento de las normas en la ingeniería civil.

 

El papel integral del SDC Verifier en la ingeniería civil

En el ámbito de la ingeniería civil, la precisión y la fiabilidad son primordiales en todo diseño estructural. Aquí es donde interviene SDC Verifier.

SDC Verifier no es sólo un software; es un asistente fiable para ingenieros, diseñado para automatizar cálculos complejos. Ayuda a mitigar los riesgos del diseño estructural y garantiza la seguridad y la integridad utilizando normas preestablecidas utilizadas en la industria civil. Además, ofrece la flexibilidad necesaria para aplicar cualquier norma personalizada, local o mundial.

El papel integral del SDC Verifier en la ingeniería civil

* FEM 1.001 (3ª, 1998) (Normas para el diseño de aparatos de elevación), EN13001 Seguridad de las grúas – Diseño general (EN 13001, 2018), DIN 15018 (1984) (Grúas. Estructuras de acero. Verificación y análisis) se utilizan habitualmente como normas para grúas, pero también se emplean en la verificación de estructuras civiles, especialmente para edificios industriales que utilizan aparatos de elevación.

Capacidades de simulación

SDC Verifier emplea tecnologías avanzadas de simulación y verificación para evaluar automáticamente el rendimiento estructural en diversas condiciones de carga, identificar posibles modos de fallo y optimizar los diseños para obtener la máxima eficacia y fiabilidad.

Funciona sobre los entornos de modelado más conocidos y también sirve como solución independiente de modelado de diseño y AEF basada en el solucionador NASTRAN.

Al integrar las herramientas de simulación y análisis en una plataforma de fácil uso, mejora la eficacia del flujo de trabajo y reduce la probabilidad de errores derivados de la transferencia e interpretación de datos en múltiples herramientas.

Herramientas de reconocimiento

A pesar de que el modelo consta de múltiples elementos finitos diferentes, SDC Verifier ayuda a los usuarios a detectar automáticamente los componentes necesarios para diversas comprobaciones, como vigas/columnas para comprobaciones de pandeo de vigas, uniones y conexiones para comprobaciones de conexiones, campos de placas para comprobaciones de pandeo de placas, soldaduras para comprobaciones de fatiga y capacidad de soldadura, y pernos para comprobaciones de pernos.

Comprobaciones de los códigos de diseño

Tras la fase de detección, se integra el procedimiento completo prescrito por las normas (por ejemplo, Eurocódigo 3, AISC, etc.).

Todas las fórmulas se calculan automáticamente y se cotejan con los requisitos de la norma, lo que permite a los usuarios ver directamente todos los problemas de cumplimiento y los resultados satisfactorios.

SDC Verifier garantiza el cumplimiento de las normas del sector y las directrices reglamentarias, lo que lo convierte en una herramienta esencial para la minimización de riesgos.

Generación y optimización de informes

Todos los pasos mencionados se documentan automáticamente con la ayuda de la herramienta de elaboración de informes.

Esencialmente, toda la información visible en el software, ya sea un elemento de descripción del modelo, la configuración del cálculo o los resultados, puede añadirse fácilmente al informe. Para las ideas típicas de un proyecto, se puede crear una plantilla estándar, lo que ahorra una cantidad significativa de tiempo.

Si un diseño estructural no es óptimo, SDC Verifier lo optimiza automáticamente tantas veces como sea necesario para lograr el mayor nivel de eficacia posible.

Al incorporar las normas y requisitos más recientes, SDC Verifier permite a los ingenieros validar los diseños con precisión y certeza, mitigando el riesgo de incumplimiento y garantizando el cumplimiento de las mejores prácticas.

 

Conclusión

Al automatizar el análisis por elementos finitos (AEF) y los cálculos complejos, garantizar el cumplimiento de las normas del sector y facilitar un flujo de trabajo eficaz, SDC Verifier agiliza el proceso de diseño y mejora el rendimiento estructural.

Explore las capacidades de SDC Verifier y aproveche su poder para implementar estrategias eficaces de mitigación de riesgos en sus proyectos. Con SDC Verifier, no sólo está diseñando estructuras; está dando forma al futuro de la ingeniería civil.