Capítulo 5
Entidades CivilFEM
5.1 Criterios Generales
Existen tres tipos fundamentales de entidades chequeables: vigas, placas (hormigón) y secciones sólidas. Las propiedades de estas entidades se agrupan en los siguientes conceptos:
Propiedades de Viga y Placa: asociadas a elementos viga y elementos placa. Es el concepto paralelo a las constantes reales y secciones de ANSYS. Contiene todas las propiedades de los elementos necesarias para el cálculo del modelo y posterior postproceso con CivilFEM.
Secciones Sólidas: asociadas a elementos de un modelo 3D de elementos finitos. Contiene todas las propiedades necesarias para el postproceso con CivilFEM de secciones transversales. Permite extender las capacidades de chequeo a modelos sólidos bidimensionales y tridimensionales.
Así, las propiedades de viga y placa asociadas a elementos viga estará formada por:
- Sección transversal dorsal (I)
- Sección transversal frontal (J)
- Propiedades a nivel de pieza
- Otros parámetros (offsets, etc.)
En el caso en que las propiedades de viga o placa estén asociadas a elementos placa, la información contenida será:
- Vértice de placa en el nodo I
- Vértice de placa en el nodo J
- Vértice de placa en el nodo K
- Vértice de placa en el nodo L
- Propiedades a nivel de pieza
- Otros parámetros (EFS, etc.)
En cuanto las secciones sólidas capturadas de un modelo de elementos finitos estarán formadas por:
- Sección transversal
- Propiedades a nivel de pieza
A continuación se expone brevemente cada uno de estos conceptos:
A.1 Sección Transversal: este concepto hace referencia a una única sección transversal, como se entiende comúnmente en ingeniería.
A.2 Vértices de Placa: se refiere a los datos de un vértice de placa. Es un concepto paralelo al de sección transversal y se utiliza para representar las propieades en un determinado vértice del elemento placa.
B. Propiedades de Pieza: incluye a los parámetros de norma no relacionados con la sección transversal. Hace referencia a la pieza en sí y no a sus extremos.
La descripción detallada de cada uno de estos conceptos y de los distintos grupos de propiedades necesarios para la definición de secciones en CivilFEM se realiza en los apartados siguientes.
5.2 Secciones Transversales
Las secciones transversales en CivilFEM, tal y como se ha comentado en el apartado anterior, hacen referencia a una única sección transversal. No coincide pues con el concepto de ANSYS de Conjuntos de Constantes Reales que engloba los datos para ambas secciones (I, J) de un elemento viga, ya que cada elemento estará compuesto por 2 secciones transversales correspondientes a ambos extremos.
5.2.1 Propiedades Generales
Las propiedades generales, son aquellas propiedades comunes a todas las secciones transversales. Dichas propiedades tienen las etiquetas y valores que a continuación se describen:
|
Rf16 |
Identificación de la sección transversal (máximo 16 caracteres). En perfiles laminados contiene la referencia de librería y en el resto de las secciones es una etiqueta dependiente de STP:
|
||||||||||||||||||
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Name |
Nombre asignado a sección transversal (máximo 32 caracteres). |
||||||||||||||||||
|
Stp |
Tipo de la sección transversal
|
||||||||||||||||||
|
Shp |
Tipología de la sección
|
||||||||||||||||||
|
Csys |
Número del sistema de coordenadas de la sección. Una vez definida la sección, el número del sistema local se conserva pero no se actualizan los datos referentes a las nuevas coordenadas. |
||||||||||||||||||
|
Coor |
Coordenadas X, Y, Z del origen del sistema de coordenadas de la sección respecto al sistema global. |
||||||||||||||||||
|
Angl |
Ángulos de rotación THXY, THYZ, THZX del sistema de coordenadas de la sección respecto al sistema global. |
||||||||||||||||||
|
Mcos |
Coste de los materiales que forman la sección por unidad de longitud. |
||||||||||||||||||
|
Scos |
Coste adicional por unidad de superficie. |
||||||||||||||||||
|
Lcos |
Coste adicional por unidad de longitud. |
||||||||||||||||||
|
Perm |
Perímetro de la sección sujeto a SCOS. |
||||||||||||||||||
|
Tcos |
Coste total por unidad de longitud. El valor almacenado es la suma de (MCOS+SCOS*PERM+LCOS). |
5.2.2 Dimensiones
Tienen sentido solamente para secciones definidas por dimensiones o desde librería. El significado de cada dato depende de cada sección en particular. Las etiquetas referentes a secciones metálicas armadas y laminadas (ver comandos ~SSECDMS y ~SSECLIB) son:
|
H |
Canto total. |
|
Tw |
Espesor del alma. |
|
B |
Ancho del ala. |
|
Tf |
Espesor de alas. |
|
Hi |
Distancia entre alas. |
|
A/r1 |
Garganta del cordón de soldadura (para secciones armadas) / radio del filete unión ala alma (para secciones laminadas) |
|
R2 |
Radio del filete normalizado. |
|
D |
Distancia libre del alma. |
Cada una de las secciones de hormigón tiene propiedades geométricas particulares. A continuación se muestran las propiedades geométricas de una sección doble T:

Propiedades Geométricas de secciones de hormigón
donde:
|
Depth |
Canto total. |
|
Tw |
Espesor del alma. |
|
BfTop |
Ancho del ala superior. |
|
TfTop |
Espesor del ala superior. |
|
BfBot |
Ancho del ala inferior. |
|
TfBot |
Espesor del ala inferior. |
Las propiedades geométricas de las secciones transversales de hormigón que se pueden definir con CivilFEM se pueden ver en el comando ~CSECDMS.
5.2.3 Puntos y Teselas
Las secciones transversales en CivilFEM están formadas por puntos y teselas. Los puntos soportan la descripción geométrica y las teselas la geometría resistente de la sección transversal. Todas las propiedades resistentes se calculan exclusivamente a partir de la estructura de teselas, excepto para las secciones de librería cuyos valores son obtenidos directamente del prontuario de perfiles laminados.
Los puntos y las teselas no tienen numeración de usuario. CivilFEM los numera internamente de forma consecutiva. Se puede controlar la densidad de la malla mediante el comando ~TREFINE. Cada vez que se aplica este comando, el número de divisiones se duplica por lo que el número de teselas lineales se multiplica por dos y el de las superficiales por cuatro.
Los puntos que componen las teselas son elementos de unión entre ellas y, por lo tanto, son comunes entre teselas adyacentes cuando estas son formadas por el mismo material. Sin embargo se duplican en el caso de que teselas adyacentes presenten materiales distintos ya que cada punto tendrá un material asociado distinto.
Las etiquetas y valores correspondientes a los puntos son los siguientes:
|
Mat |
Número del material asociado a la tesela. |
||||||||||
|
Mtp |
Tipo del material asociado a la tesela:
|
||||||||||
|
Nod |
Número del nudo asociado al punto. Su valor será 0 en caso de que no haya nudos asociados. |
La interpolación de la geometría y las tensiones y la integración de esfuerzos en las secciones transversales se realiza a través de las funciones de forma de las teselas en función de su tipo y número de puntos. Existen siete tipos de teselas cuyas características se describen en la tabla a continuación:
|
Tipo=1 |
Punto |
|
|
Se usa para: - Representar armaduras definidas por barras (Fi>0). - Asociar extremos (I oJ) de elementos LINK y BEAM. |
|
Tipo=2 |
Línea con dos puntos |
|
|
Se usa para: - Representar chapas. - Asociar caras de elementos SHELL. - Representar armaduras distribuidas uniformemente (Fi=0) por rectas. |
|
Tipo=3 |
Línea con tres puntos |
|
|
Se usa para: - Asociar caras de elementos SHELL con nodos de arista. - Representar armaduras distribuidas uniformemente (Fi=0) por curvas. |
|
Tipo=4 |
Triángulo con tres puntos |
|
|
Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID. |
|
Tipo=5 |
Triángulo con seis puntos |
|
|
Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID con nodos de arista. |
|
Tipo=6 |
Cuadrilátero con cuatro puntos |
|
|
Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID. |
|
Tipo=7 |
Cuadrilátero con ocho puntos |
|
|
Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID con nodos de arista. |
Las etiquetas y valores correspondientes a las teselas son los siguientes:
|
Mat |
Número del material asociado a la tesela. |
||||||||||
|
Mtp |
Tipo del material asociado a la tesela:
|
||||||||||
|
Typ |
Tipo de tesela conforme lo indicado en la tabla anterior. |
||||||||||
|
Tpt |
Puntos que componen la tesela. |
||||||||||
|
Elm |
Número del elemento asociado a la tesela. En caso de que no haya elemento asociado su valor será 0. |
||||||||||
|
Efn |
Número de la cara de la sección o nudo asociado a la tesela. Su valor será 0 si la tesela no está asociada a ninguna cara o nudo. |
||||||||||
|
Rnf |
Número del grupo de armadura de flexión asociado a la tesela. Su valor será 0 si la tesela no está asociada a ningún grupo. |
||||||||||
|
Plt |
Número de la chapa asociada a la tesela. Su valor será 0 si la tesela no está asociada a ninguna chapa. |
||||||||||
|
Geo |
Datos geométricos adicionales de la tesela. Los posibles valores dependen del tipo de tesela. Para teselas puntuales (tipo 1): Corresponde al área de la tesela. Para teselas lineales (tipos 2 y 3): Corresponde a los espesores de la tesela en los extremos i y j. |
5.2.4 Chapas
Todas las secciones de acero (laminadas o armadas) en CivilFEM están compuestas por una estructura de chapas cuyas propiedades son definidas automáticamente por el programa, con excepción de las secciones definidas por chapas (ver comando ~SSECPLT) en las que el usuario debe definir las propiedades de cada una de las chapas que las componen.
La estructura de chapas describe la sección como un conjunto de chapas independientes (alas o almas) que permite chequear los elementos aplicando el articulado de los distintos códigos. Para cada una de las chapas se definen los siguientes datos:
|
Mat |
Número del material asociado a la chapa. |
||||||
|
Mtp |
Tipo del material asociado a la chapa:
|
||||||
|
Pty |
Tipo de chapa para flexión con momento My:
|
||||||
|
Ptz |
Tipo de chapa para flexión con momento Mz:
|
||||||
|
Cp1 |
Condición de vínculo en el punto extremo 1 de la chapa.
|
||||||
|
Cp2 |
Condición de vínculo en el punto extremo 2 de la chapa.
|
||||||
|
Esp |
Espesor de la chapa. |
||||||
|
Yp1 |
Coordenada Y del punto extremo 1 de la chapa. |
||||||
|
Zp1 |
Coordenada Z del punto extremo 1 de la chapa. |
||||||
|
Yp2 |
Coordenada Y del punto extremo 2 de la chapa. |
||||||
|
Zp2 |
Coordenada Z del punto extremo 2 de la chapa. |
Para la modificación de estos datos ver comandos ~SECMDF o ~SSECPLT.
5.2.5 Caras
Son las caras sobre las que se soporta la definición de la armadura de flexión. Cada una de ellas consiste en una sucesión de segmentos apoyados sobre los puntos de la sección. Las caras pueden estar definidas en cualquier punto de la sección con objeto de poder permitir la libre localización de grupos de armaduras de flexión. La numeración determina el lado del que está la armadura con el siguiente criterio:

Las propiedades referentes a las caras son:
|
Npt |
Número de puntos que pertenecen a la cara. |
|
Upt |
Número de los puntos que forman la cara. |
Para borrar, definir o modificar las caras de una sección transversal, ver el comando ~SECMDF.
5.2.6 Definición de Armaduras
CivilFEM soporta la definición de armadura a flexión, cortante y torsión (ver comandos ~RNFDEF y ~RNFMDF). Los datos correspondientes a cada uno de los tres tipos de armaduras son descritos a continuación.
5.2.6.1 Armadura de Flexión
La armadura de flexión de las secciones de hormigón está organizada en grupos permitiéndose un número ilimitado de grupos de armadura.
Los grupos de armadura solo pueden estar situados sobre caras definidas en la sección. Las distintas posibilidades que incluye CivilFEM en cuanto a la definición de grupos de armaduras de flexión son las siguientes:
|
Ast |
Introducción del área total de armadura del grupo |
|
Asl |
Introducción del área total de armadura del grupo por unidad de longitud |
|
N-Fi |
Introducción del número de redondos del grupo y el diámetro de los mismos |
|
NL-Fi |
Introducción del número de redondos del grupo por unidad de longitud y el diámetro de los mismos |
|
S-Fi |
Introducción del espacio entre barras del grupo y el diámetro de las barras |
Cuando se introduce la armadura de flexión, mediante cualquiera de estas cinco opciones, el resto de los datos se calcula automáticamente. En el caso de armaduras definidas por barras, es decir, no distribuida uniformemente, si el número de barras no es un número entero, CivilFEM redondeará este número al entero más cercano y recalculará el nuevo espacio entre barras correspondiente.
Se permite, además, la definición de una cuantía y distribución de armado inicial (definidos automáticamente por el programa) mediante el parámetro RKEY. Hay distintos RKEYs para cada uno de los tipos de secciones transversales de hormigón que pueden ser definidos en CivilFEM (ver comando ~CSECDMS).
Los datos referentes a este grupo son:
|
Rkey |
Etiqueta de armado inicial (ver comando ~CSECDMS para los distintos valores de RKEY dependiendo del tipo de sección). |
||||
|
Rmat |
Número del material de los grupos de armadura definidos mediante armado inicial (RKEY>0). |
||||
|
Urf |
Número de usuario del grupo de armadura a flexión. |
||||
|
Mat |
Número del material asociado al grupo de armadura (utilizado cuando RKEY=0). |
||||
|
Cls |
Clase del grupo de armadura.
|
||||
|
Fi |
Diámetro de las barras del grupo de armadura. |
||||
|
Ufc |
Número de la cara a la cual está asociado el grupo de armadura. |
||||
|
End |
Situación de las barras del grupo de armadura en los extremos de la cara:
|

El espaciado entre barras se calcula mediante la siguiente fórmula:
S = L / (N -1)
|
1 |
Incluye barras en el extremo 1 de la cara. |

El espaciado entre barras se calcula mediante la siguiente fórmula:
S = 2*L / (2*N -1)
|
2 |
Incluye barras en el extremo 2 de la cara. |

El espaciado entre barras se calcula mediante la siguiente fórmula:
S = 2*L / (2*N -1)
|
3 |
No incluye barras en los extremos de la cara. Valor que debe ser utilizado en secciones circulares para evitar que se superpongan barras en los extremos. |

El espaciado entre barras se calcula mediante la siguiente fórmula:
S = L/ N
|
4 |
Incluye barras en ambos extremos de la cara a una distancia igual al recubrimiento mecánico (Mc). |

El espaciado entre barras se calcula mediante la siguiente fórmula:
S = (L-2*Mc)/(N-1)
|
Mc |
Recubrimiento mecánico del grupo de armadura. |
|
Gc |
Recubrimiento geométrico del grupo de armadura. |
|
Ast |
Área total de armadura del grupo de armadura. |
|
Asl |
Área total de armadura por unidad de longitud del grupo de armadura. |
|
N |
Número de barras del grupo de armadura. |
|
Nl |
Número de barras por unidad de longitud del grupo de armadura. |
|
S |
Distancia entre barras del grupo de armadura. |
5.2.6.2 Armadura de Cortante
La definición de la armadura de cortante de las secciones transversales se realiza mediante la introducción de los parámetros adecuados para la definición de armaduras. Las posibilidades que incluye CivilFEM en cuanto a la definición de armaduras de cortante son:
|
Ass |
Introducción del área total de armadura por unidad de longitud. |
|
As-S |
Introducción del área total del estribo y la distancia entre estribos. |
|
N-S-Fi |
Introducción del número de ramas y la distancia entre estribos. |
Los datos de este grupo son los siguientes:
|
MAT |
Número del material asociado a la armadura de cortante. |
|
ALPY |
Angulo de los estribos con el eje longitudinal de la pieza para cortante según Y (grados sexagesimales). |
|
ALPZ |
Angulo de los estribos con el eje longitudinal de la pieza para cortante según Z (grados sexagesimales). |
|
ASSY |
Área por unidad de longitud para cortante según Y. |
|
ASSZ |
Área por unidad de longitud para cortante según Z. |
|
ASY |
Área total del estribo para cortante según Y. |
|
ASZ |
Área total del estribo para cortante según Z. |
|
S |
Separación entre estribos. |
|
FI |
Diámetro de las barras del estribo (en mm). |
|
NY |
Número de ramas del estribo para cortante según Y. |
|
NZ |
Número de ramas del estribo para cortante según Z. |
5.2.6.3 Armadura de Torsión
Las posibilidades que incluye CivilFEM para la definición de armadura de torsión son:
|
Armadura transversal de torsión: |
|
|
AssT |
Introducción del área total de armadura transversal por unidad de longitud. |
|
AsT-s |
Introducción del área total de un cerco y la distancia entre cercos. |
|
s-FiT |
Introducción del diámetro de un cerco y distancia entre cercos. |
|
Armadura longitudinal de torsión: |
|
|
Asl |
Introducción del área total de armadura longitudinal de torsión. |
|
N-FiL |
Número de barras y diámetro. |
|
MAT |
Número del material asociado a la armadura de torsión. |
|
ASST |
Área por unidad de longitud de la armadura transversal. |
|
AST |
Área de un cerco de la armadura transversal. |
|
S |
Separación longitudinal entre cercos. |
|
FIT |
Diámetro de las barras de la armadura transversal. |
|
ASL |
Área total de la armadura longitudinal. |
|
FIL |
Diámetro de las barras de la armadura longitudinal. |
|
N |
Número de barras de la armadura longitudinal. |
5.2.7 Propiedades Mecánicas
Las propiedades mecánicas de las secciones transversales son utilizadas por CivilFEM para el cálculo de tensiones dentro de la sección y para el chequeo según normas. Todas las propiedades van referidas a los ejes paralelos a los ejes de sección pasando por el centro de gravedad de las respectivas secciones.
Hay ocho posibles versiones de propiedades mecánicas, dependientes del tipo de sección y de los materiales que la componen según se detalla más adelante y que se describen a continuación:
|
1 |
Sección Genérica Bruta |
|
2 |
Sección Bruta de Acero |
|
3 |
Sección Neta de Acero |
|
4 |
(No utilizada) |
|
5 |
Sección Bruta de Hormigón |
|
6 |
Sección Neta de Hormigón |
|
7 |
Sección Homogeneizada de Hormigón |
|
8 |
Sección Mixta Equivalente |
Las diferentes versiones, contienen la contribución homogeneizada de las teselas con los siguientes tipos de materiales.
|
Sección / Tipo de material |
Acero Estructural |
Hormigón |
Hormigón Armado |
Hormigón Pretensado |
Otros |
|
Sección Genérica Bruta |
Si |
Si |
Si |
Si |
Si |
|
Sección Bruta de Acero |
Si |
|
|
|
|
|
Sección Neta de Acero |
Si |
|
|
|
|
|
Sección Bruta de Hormigón |
|
Si |
|
|
|
|
Sección Neta de Hormigón |
|
Si |
|
|
|
|
Sección Homogeneizada de Hormigón |
|
Si |
Si |
Si |
|
|
Sección Mixta Equivalente |
Si |
Si |
Si |
Si |
|
Las propiedades de las secciones netas de acero y hormigón son iguales que las de la sección bruta, con excepción del área (se descuenta el área correspondiente a las armaduras en el caso del hormigón y de los agujeros según la norma empleada en el caso del acero).
Para las propiedades de la sección homogeneizada de hormigón se sigue la misma metodología que para la sección neta (restando el área de las armaduras) pero además se considera el área de las armaduras multiplicada por la relación entre módulos de elasticidad (n) para la homogenización.
Para las propiedades de la sección mixta equivalente se sigue la misma metodología que para la sección transformada considerando el área de los distintos materiales que componen la sección multiplicada por la relación entre módulos de elasticidad (n) para la homogenización.
En lo referente a las propiedades de homogenización, las etiquetas válidas son:
|
HMAT |
Material para el cual se homogeniza las propiedades de la sección (por defecto al de material de numeración más baja de la sección). |
||||
|
KHOM |
Clave de homogenización de las propiedades mecánicas. Los valores admisibles son:
|
Para cada una de las secciones se definen las siguientes propiedades:
|
A |
Área de la sección. |
|
IXX |
Inercia a torsión. |
|
IYY |
Inercia a flexión según el eje Y. |
|
IZZ |
Inercia a flexión según el eje Z. |
|
WY |
Módulo resistente elástico según Y. |
|
WZ |
Módulo resistente elástico según Z. |
|
WPY |
Módulo resistente plástico según Y. |
|
WPZ |
Módulo resistente plástico según Z. |
|
IY |
Radio de giro respecto al eje Y. |
|
IZ |
Radio de giro respecto al eje Z. |
|
YG |
Coordenada Y del centro de gravedad. |
|
ZG |
Coordenada Z del centro de gravedad. |
|
YMN |
Coordenada Y mínima del contorno de la sección. |
|
YMX |
Coordenada Y máxima del contorno de la sección. |
|
ZMN |
Coordenada Z mínima del contorno de la sección. |
|
ZMX |
Coordenada Z máxima del contorno de la sección. |
|
YS |
Distancia del CDG de la sección a la fibra Y superior. |
|
ZS |
Distancia del CDG de la sección a la fibra Z superior. |
|
YM |
Distancia del CDG al Centro de Esfuerzos Cortantes M según Y. |
|
ZM |
Distancia del CDG al Centro de Esfuerzos Cortantes M según Z. |
|
IW |
Módulo de alabeo a torsión. |
|
IYZ |
Producto de inercia. |
|
YWS |
Área resistente a cortante según Y. |
|
ZWS |
Área resistente a cortante según Z. |
|
XWT |
Módulo resistente a torsión. |
|
IUU |
Inercia a flexión según el eje U. |
|
IVV |
Inercia a flexión según el eje V. |
|
IU |
Radio de giro respecto al eje U. |
|
IV |
Radio de giro respecto al eje V. |
|
ALP |
Ángulo de los ejes principales de inercia con los ejes de la sección (grados sexagesimales). |
|
V1 |
Distancia a la fibra extrema desde U (para secciones en L). |
|
V2 |
Distancia a la fibra extrema desde U (para secciones en L). |
|
U1 |
Distancia a la fibra extrema desde V (para secciones en L). |
|
U2 |
Distancia a la fibra extrema desde V (para secciones en L). |
|
U3 |
Distancia a la fibra extrema desde V (para secciones en L). |

Ejes de las secciones angulares (L)
5.2.7.1 Cálculo de la inercia a torsión, del módulo de alabeo y del centro de esfuerzos cortantes cortadura en secciones genéricas
CivilFEM sólo calcula la inercia a torsión (IXX), el módulo de alabeo (IW) y el centro de esfuerzos cortantes (YM, ZM) en secciones genéricas de un solo material (homogéneas) y que sean de los tipos siguientes:
· Sólida: discretizada con teselas de los tipos 4 al 7.
· Abierta de pequeño espesor: discretizada con teselas del tipo 2. En este caso no se calculan IW, YM y ZM y se les asigna el valor cero.
· Cerrada unicelular de pequeño espesor: discretizada por teselas del tipo 2. En este caso no se calculan IW, YM y ZM y se les asigna el valor cero.
En los siguientes tipos de sección no se calculan, asignándoles el valor cero, IXX, IW, YM y ZM:
· Compuesta en la que se combine el tipo de tesela 2 con los tipos 4-7.
· Compuesta en la que se empleen materiales distintos en un mismo tipo de tesela de los tipos 2, 4 al 7.
· Genérica o de acero con chapas.
En la actualidad CivilFEM no detecta lo tipos de sección mostrados a continuación:
· sección cerrada multicelular de pequeño espesor,
· sección de pequeño espesor que combine los tipos abierto y cerrado.
por lo que en estos casos los valores calculados de IXX, IW, YM y ZM son incorrectos.
La forma más general de definir una sección es empleando una sección sólida, ya que de este modo se evitan algunos de las limitaciones anteriormente mencionadas relativas a secciones de pequeño espesor. En secciones sólidas el cálculo de IXX, IW, YM y ZM se basa en la referencia:
M. Schulz, F.C. Filippou. Generalized Warping Torsion Formulation, Journal of Engineering Mechanics, pp. 339-347 (1998).
A continuación se señalan algunas consideraciones concernientes a la discretización de secciones sólidas:
- Se pueden combinar teselas lineales (tipos 4 y 6) con cuadráticas (tipos 5 y 7) sin embargo los resultados son más precisos cuando se emplean teselas del mismo orden de aproximación.
- Es conveniente que la malla de la sección sea tan congruente como sea posible para que el cálculo de las propiedades de la sección sea más preciso. Esto es especialmente importante en secciones compuestas creadas mediante el comando ~SEC2DIN ya que se pueden generar mallas no congruentes, en este caso el usuario debería hacer correcciones a fin de mejorar la conectividad de la malla.
- Todas las partes han de estar conectadas al menos por un nodo, de otro modo la matriz de coeficientes del problema de contorno que se ha de resolver es singular. En este caso se asigna el valor cero a IXX, IW, YM y ZM.
5.2.8 Propiedades Estructurales
Son las propiedades de las secciones transversales utilizadas en el análisis estructural y son, por tanto, las que se transfieren a ANSYS como constantes reales para el cálculo del modelo y que dependerán del tipo de sección utilizada para su cálculo (ASEC) elegida entre las distintas versiones descritas en el apartado anterior (comando ~SECMDF).
Las distintas propiedades estructurales vienen descritas en los siguientes datos:
|
ASEC |
Tipo de sección utilizada para el cálculo de las propiedades estructurales.
|
||||||||||||||||
|
YMN |
Coordenada Y mínima del contorno de la sección. |
||||||||||||||||
|
YMX |
Coordenada Y máxima del contorno de la sección. |
||||||||||||||||
|
ZMN |
Coordenada Z mínima del contorno de la sección. |
||||||||||||||||
|
ZMX |
Coordenada Z máxima del contorno de la sección. |
||||||||||||||||
|
TKY |
Ancho según Y. |
||||||||||||||||
|
TKZ |
Ancho según Z. |
||||||||||||||||
|
ARE |
Área. |
||||||||||||||||
|
IXX |
Inercia a torsión. |
||||||||||||||||
|
IYY |
Inercia a flexión según el eje Y. |
||||||||||||||||
|
IZZ |
Inercia a flexión según el eje Z. |
||||||||||||||||
|
YCG |
Distancia del CDG de la sección a la fibra Y superior. |
||||||||||||||||
|
ZCG |
Distancia del CDG de la sección a la fibra Z superior. |
||||||||||||||||
|
YMS |
Distancia del CDG al Centro de Esfuerzos Cortantes M según Y. |
||||||||||||||||
|
ZMS |
Distancia del CDG al Centro de Esfuerzos Cortantes M según Z. |
||||||||||||||||
|
YWS |
Área resistente a cortante según Y. |
||||||||||||||||
|
ZWS |
Área resistente a cortante según Z. |
||||||||||||||||
|
XWT |
Módulo resistente a torsión. |
El material asociado a cada elemento del modelo de ANSYS debe ser el mismo que el de la sección si se toman las propiedades brutas o netas, o el material de homogenización si las propiedades elegidas por el cálculo estructural son homogeneizadas (sección homogeneizada de hormigón y sección mixta equivalente).
Las propiedades mecánicas utilizadas para el cálculo estructural al definir las secciones mediante CivilFEM se corresponden, por defecto, con las secciones brutas (secciones de acero y hormigón) y con las homogeneizadas en los casos de secciones mixtas.
5.2.9 Propiedades de Norma
Son las propiedades de la sección transversal específicas de norma. Para modificación de las propiedades de norma ver comando ~SECMDF.
Estas propiedades se explican en detalle en los apartados correspondientes a los chequeo según normativa del Manual de Teoría.
5.2.10 Datos de Secciones Metálicas
Estos datos solo están definidos para secciones metálicas laminadas (definidas a través de la librería de perfiles laminados).
|
IDX1 |
Índice CivilFEM de la serie. |
|
IDX2 |
Índice del perfil dentro de su serie. |
5.2.11 Datos de Secciones de Hormigón
Para las secciones de hormigón armado, además de los datos referentes a las secciones transversales, detallados en los apartados anteriores, CivilFEM calculará y almacenará los siguientes datos:
|
ROG |
Cuantía geométrica de la armadura de flexión. |
|
ROM |
Cuantía en masa de la armadura de flexión. |
5.3 Orientación de los ejes en las secciones transversales de vigas
En CivilFEM se utilizan dos sistemas de coordenadas en las secciones transversales de vigas, el sistema de ejes de CivilFEM (XCF, YCF, ZCF) y el sistema de ejes de la sección (XS, YS, ZS).
El sistema de ejes de CivilFEM coincide con el sistema de coordenadas local del elemento de ANSYS y sigue los mismos criterios:
1. El eje XCF de CivilFEM sigue la directriz del elemento del nudo I al nudo J.
2. El eje YCF de CivilFEM puede ser definido de tres formas diferentes:
a. Su orientación por defecto es paralela al plano XY global. En el caso en que la directriz del elemento sea paralela al eje Z, el eje YCF de CivilFEM será paralelo al eje Y global.
b. Si el elemento se define con tres nudos I, J y K, el plano local XY de CivilFEM contendrá al nudo K.
c. Alternativamente al criterio b la orientación del eje YCF de CivilFEM puede ser definida mediante una constante real en la que se especifica el ángulo de giro q del eje con relación a su posición por defecto expresada en el punto 1.
3. El eje ZCF local de CivilFEM forma un sistema de ejes dextrógiro junto con el XCF y el YCF.
En cuanto a la orientación de las secciones transversales de los perfiles en el sistema de ejes CivilFEM, éstas se colocan siempre de forma que el centro de gravedad de la sección coincida con el origen de estos ejes y el alma del perfil quede paralela al eje Y de CivilFEM.
Por otro lado, el sistema de ejes de sección (XS, YS, ZS) está situado sobre un punto singular de la geometría de ésta, paralelo a los ejes CivilFEM, y en él se expresan las coordenadas del centro de gravedad, de los puntos de la sección y las coordenadas de la estructura de chapas en las secciones metálicas. La situación de este sistema de ejes de la sección es convencional y depende del tipo de sección considerada.
Existen también, en secciones metálicas y para cada norma, un sistema de coordenadas en el que el usuario indica los resultados que quiere obtener y en los que se expresan dichos resultados. Estos sistemas de coordenadas no tienen que coincidir con los vistos anteriormente y su situación se expone en este mismo Manual en los apartados correspondientes.
En los siguientes gráficos se representa la situación y orientación, para las distintas secciones transversales, tanto del sistema de ejes CivilFEM, como del sistema de ejes de la sección, denominando:
- XCF eje X del sistema de ejes CivilFEM
- YCF eje Y del sistema de ejes CivilFEM
- XS eje X del sistema de ejes de la Sección
- YS eje Y del sistema de ejes de la Sección

Secciones transversales de hormigón

Secciones transversales metálicas (laminadas o armadas)
5.4 Vértices de Placa
Los vértices de placa contienen los datos y propiedades en uno de los nudos de los elementos placa.
Para la definición y modificación de las propiedades referentes a los vértices de placa ver comandos ~SHLRNF y ~SHLMDF.
Las propiedades de este grupo son las siguientes:
|
STP |
Tipo de vértice de placa.
|
||||
|
THK |
Espesor del vértice de placa. |
||||
|
MAT |
Número del material del vértice de placa. |
||||
|
MTP |
Tipo del material del vértice de placa.
|
En lo referente al armado de los vértices de placa, los datos son los siguientes:
|
MAT |
Material de la armadura del vértice de placa. |
||||
|
MC |
Recubrimiento mecánico de la armadura (valor común para todos). |
||||
|
MCXT |
Recubrimiento mecánico de la armadura en la cara superior según X. |
||||
|
MCXB |
Recubrimiento mecánico de la armadura en la cara inferior según X. |
||||
|
MCYT |
Recubrimiento mecánico de la armadura en la cara superior según Y. |
||||
|
MCYB |
Recubrimiento mecánico de la armadura en la cara inferior según Y. |
||||
|
ASSXT |
Área por unidad de longitud de la armadura en la cara superior según X. |
||||
|
ASSXB |
Área por unidad de longitud de la armadura en la cara inferior según X. |
||||
|
ASSYT |
Área por unidad de longitud de la armadura en la cara superior según Y. |
||||
|
ASSYB |
Área por unidad de longitud de la armadura en la cara inferior según Y. |
||||
|
SXT |
Separación entre barras en la cara superior según X |
||||
|
SXB |
Separación entre barras en la cara inferior según X |
||||
|
SYT |
Separación entre barras en la cara superior según Y |
||||
|
SYB |
Separación entre barras en la cara inferior según Y |
||||
|
PHIXT |
Diámetro de las barras en la cara superior según X |
||||
|
PHIXB |
Diámetro de las barras en la cara inferior según X |
||||
|
PHIYT |
Diámetro de las barras en la cara superior según Y |
||||
|
PHIYB |
Diámetro de las barras en la cara inferior según Y |
||||
|
KRNF |
Situación de las armaduras:
|
||||
|
ALP |
Ángulo de la armadura en la dirección Y con el eje Y local del elemento (Método de Wood). |
5.5 Propiedades de pieza
Las propiedades a nivel de pieza contienen los datos adicionales para los chequeos y dimensionamientos según normas. Estos datos engloban propiedades no directamente asociadas a la sección transversal sino a su funcionamiento como piezas o conjunto de elementos dentro del modelo (ver comando ~MEMBPRO para su definición).
5.5.1 Eurocódigo No. 3
Los datos a nivel de pieza necesarios para el chequeo de elementos según el Eurocódigo No.3 son los siguientes:
|
L |
Longitud entre coacciones laterales. |
||||||||||
|
K |
Factor k de pandeo lateral (Anexo F.1.2). |
||||||||||
|
KW |
Factor kw de pandeo lateral (Anexo F.1.2). |
||||||||||
|
C1 |
Factor C1 de pandeo lateral (Anexo F.1.2). |
||||||||||
|
C2 |
Factor C2 de pandeo lateral (Anexo F.1.2). |
||||||||||
|
C3 |
Factor C3 de pandeo lateral (Anexo F.1.2). |
||||||||||
|
BETAMY |
Factor de Momento uniforme equivalente (Art. 5.5.4). |
||||||||||
|
BETAMZ |
Factor de Momento uniforme equivalente (Art. 5.5.4). |
||||||||||
|
BETAMLT |
Factor de Momento uniforme equivalente (Art. 5.5.4). |
||||||||||
|
PSIVEC |
Factor de reducción para efectos vectoriales (Art. 5.5.3). |
||||||||||
|
LATBUCK |
¿Pieza susceptible de pandeo lateral? 0:Si,1:No (Art. 5.5.4) |
||||||||||
|
CFBUCKXY |
Factor de pandeo en el plano xy (Mz en ejes de CivilFEM). |
||||||||||
|
CFBUCKXZ |
Factor de pandeo en el plano xz (My en ejes de CivilFEM). |
||||||||||
|
CHCKAXIS |
Eje CivilFEM que es el eje “Y” del Eurocódigo No.3.
|
5.5.2 EA
Los datos a nivel de pieza necesarios para el chequeo de elementos según la EA son los siguientes:
|
MEMBTYPE |
Tipo de pieza:
|
||||
|
L |
Longitud no arriostrada de la pieza. |
||||
|
BETAXY |
Factor de pandeo en el plano XY (Mz). |
||||
|
BETAXZ |
Factor de pandeo en el plano XZ (My). |
5.5.3 LRFD
Los datos a nivel de pieza necesarios para el chequeo de elementos según el LRFD son los siguientes:
|
L |
Longitud no arriostrada de la pieza (B3). |
|
KY |
Factor de pandeo en el eje Y (B7). |
|
KZ |
Factor de pandeo en el eje Z (B7). |
|
KTOR |
Factor de pandeo a torsión (App. E3). |
|
CB |
Parámetro para cálculo a flexión (F1.2a). |
|
LB |
Longitud no arriostrada a flexión (F1.2). |
5.5.4 British Standard 5950-1985
Los datos a nivel de pieza necesarios para el chequeo de elementos según la British Standard 5950-1985 son los siguientes:
|
L |
Longitud entre coacciones laterales. |
||||||||||
|
KLtx |
Factor K de pandeo torsional lateral eje X (Art. 4.3.5 Tabla 9). |
||||||||||
|
KLty |
Factor K de pandeo torsional lateral eje Y (Art. 4.3.5 Tabla 9). |
||||||||||
|
KCx |
Factor de restricción de pandeo a compresión eje X (Art. 4.7.2 Tabla 25). |
||||||||||
|
KCy |
Factor de restricción de pandeo a compresión eje Y (Art. 4.7.2 Tabla 25). |
||||||||||
|
CteRob |
Constante de Robertson (Apéndice C.2). |
||||||||||
|
n |
Factor de corrección de esbeltez (Art. 4.3.7.6). |
||||||||||
|
m |
Factor de momento uniforme equivalente (Art. 4.3.7.6). |
||||||||||
|
DL |
Canto de los rigidizadores de las alas (Apéndice B.2.5). |
||||||||||
|
CHCKAXIS |
Eje CivilFEM que es el eje “X” de la BS5950 (1985).
|
5.5.5 British Standard 5950-2001
Los datos a nivel de pieza necesarios para el chequeo de elementos según la British Standard 5950-2001 son los siguientes:
|
L |
Longitud entre coacciones laterales. |
||||||||||
|
KLtx |
Factor K de pandeo torsional lateral eje X (Art. 4.3.5 Tabla 13). |
||||||||||
|
KLty |
Factor K de pandeo torsional lateral eje Y (Art. 4.3.5 Tabla 13). |
||||||||||
|
KCx |
Factor de restricción de pandeo a compresión eje X (Art. 4.7.3 Tabla 22). |
||||||||||
|
KCy |
Factor de restricción de pandeo a compresión eje Y (Art. 4.7.3 Tabla 22). |
||||||||||
|
CteRob |
Constante de Robertson (Apéndice C.2). |
||||||||||
|
DL |
Canto de los rigidizadores de las alas (Art. 4.3.6.7). |
||||||||||
|
CHCKAXIS |
Eje CivilFEM que es el eje “X” de la BS5950-2001.
|
||||||||||
|
D/a |
Espaciado de rigidizadores contra pandeo del alma |
||||||||||
|
mx |
Factor de momento uniforme para pandeo por flexión en el plano xz (Art. 4.8.3.4 Tabla 26). |
||||||||||
|
my |
Factor de momento uniforme para pandeo por flexión en el plano yz (Art. 4.8.3.4 Tabla 26). |
||||||||||
|
mlt |
Factor de momento uniforme para pandeo torsional lateral (Arts. 4.3.6.6 y 4.8.3.4 Tabla 18). |
5.5.6 Norma China de hormigón GB50010
Los datos a nivel de pieza necesarios para el chequeo de elementos según la GB50010 son los siguientes:
|
MEMBTYPE |
Tipo de pieza:
|
||||||||||
|
MEMBLOAD |
Tipo de carga que soporta:
|
5.5.7 Comportamiento de la pieza
Para controlar el procedimiento de cálculo de la pieza a efectos de su comportamiento lineal o no lineal se debe definir el parámetro indicado abajo. Es importante destacar que la opción de cálculo no lineal de la pieza solo es posible en el caso de que se disponga del Módulo de puentes y no linealidades civiles cuyo procedimiento de cálculo está descrito en la documentación referente a dicho módulo.
|
KEYNL |
Comportamiento de la pieza:
|
5.6 Propiedades de Viga y Placa
Las propiedades de viga y placa contienen todas las propiedades de un elemento tipo viga o de un elemento placa no determinadas por su tipo, material o situación de sus nodos. Una vez definidas las secciones transversales (para elementos viga) o los vértices de placa (para elementos placa), la definición de las propiedades de viga y placa permitirá asociarlas a los extremos de los elementos junto con la correspondiente propiedad a nivel de pieza.
Este concepto es el paralelo a las constantes reales y secciones de ANSYS, ya que engloba los datos de ambas secciones de un elemento viga y de todos los vértices de placa de un elemento placa. Al definir una propiedad de viga y placa, automáticamente se define en ANSYS el conjunto de constantes reales o la sección ANSYS correspondiente con el mismo número, siendo fundamental la indicación del tipo de elemento al que estará asociada la propiedad de viga y placa en el momento de su definición para la correcta definición de las constantes reales (ver apartado 5.6.3).
5.6.1 Vigas
En el caso de elementos vigas una propiedad de viga y placa, contendrá lo siguiente:
PROPIEDAD DE VIGA Y PLACA = SECCIÓN TRANSVERSAL (I) + SECCIÓN TRANSVERSAL (J) + PROPIEDAD A NIVEL DE PIEZA + OFFSETS
5.6.2 Placas
En el caso de placas una propiedad de viga y placa, contendrá lo siguiente:
PROPIEDAD DE VIGA Y PLACA = VÉRTICE DE PLACA (I) + VÉRTICE DE PLACA (J) + VÉRTICE DE PLACA (K) + VÉRTICE DE PLACA (L) + PROPIEDAD A NIVEL DE PIEZA + EFS
5.6.3 Propiedades
Las etiquetas referentes a las propiedades de vigas y placas son las siguientes:
|
RF16 |
Referencia de la propiedad de viga y placa (máximo de 16 caracteres). |
||||||||
|
NAME |
Nombre asignado a la propiedad de viga y placa (máximo 32 caracteres). |
||||||||
|
TYP |
Tipo de la propiedad de viga y placa:
|
||||||||
|
NSEC |
Número de secciones transversales (si TYP=1) o vértices de placa (si TYP=2) que componen la propiedad de viga y placa. |
||||||||
|
USEC |
Numero de las secciones transversales o vértices de placa que componen los vértices (I, J, K, L) de las propiedades de viga y placa. |
||||||||
|
KEYOFF |
OFFSET de la secciones transversales:
|
||||||||
|
ROUT |
Tipo del elemento para el cual son definidas las constantes reales en ANSYS. |
||||||||
|
UMPR |
Número de la propiedad a nivel de pieza asociada. |
Para la definición del conjunto de las propiedades de viga y placa ver el comando ~BMSHPRO.
5.6.4 Constantes reales y propiedad de viga y placa en CivilFEM
Las propiedades de viga y placa en CivilFEM se encuentran ligadas a los conjuntos de constantes reales o secciones de ANSYS, de manera que el número identificativo de la propiedad de viga y placa en CivilFEM se corresponde con el mismo número de conjunto de constantes reales o sección (para los elementos BEAM188 y BEAM189) de ANSYS.
Nº PROPIEDAD DE VIGA Y PLACA CivilFEM = Nº CONSTANTE REAL ANSYS
Nº PROPIEDAD DE VIGA Y PLACA CivilFEM = Nº SECCIÓN ANSYS
La definición de una propiedad de viga y placa en CivilFEM implica la definición automática del conjunto de constantes reales o de sección (para los elementos BEAM188 y BEAM189) en su caso. Para que esta definición se realice correctamente es necesaria la indicación del tipo de elemento para el que se define la propiedad de viga y placa, de forma que CivilFEM pueda colocar los datos precisos en las distintas posiciones de los elementos.
CivilFEM define o actualiza las siguientes constantes reales dependiendo del tipo de elemento utilizado.
|
Tipo de Elemento |
Constante Real |
Propiedad |
|
LINK |
1 |
AREA |
|
BEAM3 |
1 |
AREA |
|
|
2 |
IZZ |
|
|
3 |
HEIGHT |
|
BEAM4 |
1 |
AREA |
|
|
2 |
IZZ |
|
|
3 |
IYY |
|
|
4 |
TKZ |
|
|
5 |
TKY |
|
|
8 |
IXX |
|
LINK8 |
1 |
AREA |
|
LINK10 |
1 |
AREA |
|
|
2 |
ISTRN |
|
PIPE16 |
1 |
OD |
|
|
2 |
TKWALL |
|
PIPE20 |
1 |
OD |
|
|
2 |
TKWALL |
|
BEAM23 Pipe |
1 |
OD |
|
|
2 |
TKWALL |
|
BEAM23 Otras |
1 |
HEIGHT |
|
|
2 |
A(-50) |
|
|
3 |
A(-30) |
|
|
4 |
A(0) |
|
|
5 |
A(30) |
|
|
6 |
A(50) |
|
BEAM24 |
1 |
Y1 |
|
|
2 |
Z1 |
|
|
3 |
TK1 |
|
|
4 |
Y2 |
|
|
5 |
Z2 |
|
|
8 |
TK2 |
|
|
... |
|
|
|
58 |
Y20 |
|
|
59 |
Z20 |
|
|
60 |
TK20 |
|
SHELL43 |
1 |
TK(I) |
|
|
2 |
TK(J) |
|
|
3 |
TK(K) |
|
|
4 |
TK(L) |
|
BEAM44 |
1 |
AREA1 |
|
|
2 |
IZ1 |
|
|
3 |
IY1 |
|
|
4 |
TKZB1 |
|
|
5 |
TKYB1 |
|
|
6 |
IX1 |
|
|
7 |
AREA2 |
|
|
8 |
IZ2 |
|
|
9 |
IY2 |
|
|
10 |
TKZB2 |
|
|
11 |
TKYB2 |
|
|
12 |
IX2 |
|
|
14 |
DY1 |
|
|
15 |
DZ1 |
|
|
17 |
DY2 |
|
|
18 |
DZ2 |
|
|
21 |
TKZT1 |
|
|
22 |
TKYT1 |
|
|
23 |
TKZT2 |
|
|
24 |
TKYT2 |
|
|
25 |
ARESZ1 |
|
|
26 |
ARESY1 |
|
|
27 |
ARESZ2 |
|
|
28 |
ARESY2 |
|
|
29 |
TFS1 |
|
|
30 |
TFS2 |
|
|
31 |
DSCZ1 |
|
|
32 |
DSCY1 |
|
|
33 |
DSCZ2 |
|
|
34 |
DSCY2 |
|
BEAM54 |
1 |
AREA1 |
|
|
2 |
IZ1 |
|
|
3 |
HYT1 |
|
|
4 |
HYB1 |
|
|
5 |
AREA2 |
|
|
6 |
IZ2 |
|
|
7 |
HYT2 |
|
|
8 |
HYB2 |
|
|
10 |
DY1 |
|
|
12 |
DY2 |
|
|
14 |
AREAS1 |
|
|
15 |
AREAS2 |
|
SHELL63 |
1 |
TK(I) |
|
|
2 |
TK(J) |
|
|
3 |
TK(K) |
|
|
4 |
TK(L) |
|
|
5 |
EFS |
|
SHELL93 |
1 |
TK(I) |
|
|
2 |
TK(J) |
|
|
3 |
TK(K) |
|
|
4 |
TK(L) |
El resto de constantes reales, correspondientes a datos opcionales de usuario que no dependen directamente de la definición de la propiedad de viga y placa, se mantienen inalteradas, conservándose al redefinirla o si al crearla ya existía un conjunto de constantes reales con el mismo número identificativo.
Además de los datos necesarios para que ANSYS resuelva el modelo, se almacenan en la base de datos de CivilFEM todos los datos de la sección precisos para el postproceso con CivilFEM. Todos estos datos se pueden listar o modificar con los distintos comandos que CivilFEM proporciona para este fin (ver comandos ~SLDLST, ~SECMDF, ~SHLLST, ~CSLST). La modificación de datos de la sección transversal directamente en el conjunto de constantes reales o en las secciones de ANSYS sólo se verá reflejado en el cálculo del modelo realizado por ANSYS pero no actualizará los datos de la propiedad de viga y placa almacenados en la base de datos de CivilFEM.
Los datos de norma referentes a la sección transversal (ver comando ~SECMDF) y los datos de las armaduras en las secciones de hormigón (ver comandos ~RNFDEF y ~RNFMDF) están asociados a las secciones, por lo que secciones del mismo tipo y con las mismas propiedades geométricas pero con distintas propiedades de norma o armado deberán definirse como secciones diferentes. Una redefinición de la sección no modifica los valores de los datos de norma ni de armado previos (siempre que la sección redefinida sea del mismo tipo y forma).
Las propiedades de norma dependen de la norma activa por lo que habrán de definirse para la misma norma en que se vaya a realizar el postproceso. Sin embargo, la definición de las propiedades de norma cuando una norma esté activa no elimina la definición de estas propiedades bajo otras normas, de manera que se mantiene un conjunto de propiedades de norma para cada norma utilizándose únicamente los datos correspondientes a la norma activa.
Todos los datos de entrada y salida de la sección van en unidades de usuario.
5.6.5 Secciones ANSYS y propiedad de viga y placa CivilFEM
Al definir una propiedad de viga y placa CivilFEM para los elementos BEAM188 y BEAM189 hay que distinguir entre los diferentes tipos de sección:
Las secciones tipo rectangular, circular maciza, tubular circular y tubular rectangular se definen haciendo uso de los comandos (SECNUM, SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET) al hacer corresponder los datos de definición de las propiedades de viga y placa CivilFEM con los que son necesarios para definir las secciones de ANSYS.
Las secciones tipo canal U, doble T, simple T y angular L se definen haciendo uso de los comandos (SECNUM, SECTYPE, SECREAD, SECOFFSET). Son secciones cuyo subtipo de sección ANSYS se describe en el comando SECTYPE como MESH. Los datos de la sección de ANSYS se generan a partir de los datos introducidos para definir la propiedad de viga y placa de CivilFEM lo que implica que se numeran automáticamente los nudos y las celdas de la sección de ANSYS correspondiente como se indica en los siguientes gráficos:

Sección canal U

Sección doble T

Sección angular L

Sección simple T
Para la correcta definición de las propiedades de viga y placa de CivilFEM y de la sección ANSYS correspondiente, las secciones transversales deben ser definidas utilizando la capacidad de definición de secciones por librería o por dimensiones. La definición de secciones mediante chapas y la utilidad de importación/exportación de secciones transversales no es válida para elementos BEAM188 y BEAM189.
La distribución y numeración de las celdas y nudos de la sección ANSYS son independientes de la distribución y numeración de las teselas y puntos que definen las secciones transversales en CivilFEM.
5.6.6 Modificar la posición de los nudos en elementos viga desde CivilFEM
En CivilFEM se puede modificar la posición de cada uno de los nudos extremos (I, J) de un elemento del tipo viga mediante el comando ~BMSHOFF. Por defecto, se considera que los nudos están situados en el centro de gravedad de la sección (KEYOFF = 0), pero también se pueden cambiar al origen de coordenadas de la sección (KEYOFF = 1), al centro de esfuerzos cortantes (KEYOFF = 3) o a otra establecida por el usuario (KEYOFF = 2).

5.7 Secciones Sólidas
Una sección sólida es una sección asociada a elementos de modelos 2D y 3D de elementos finitos. Se usa para extender las capacidades de chequeo del programa a modelos genéricos en 2D/3D con elementos LINK, BEAM, SHELL y SOLID.
Para definir una sección sólida en un modelo 2D ó 3D, es necesario seleccionar el plano de nodos que define la situación de la sección, así como los elementos que aportan sus características a la sección. La definición de una sección sólida implica la definición automática de la sección transversal asociada. Esta sección transversal estará compuesta por puntos, asociados a los nudos seleccionados del modelo, y por teselas, correspondientes a los elementos del modelo seleccionados que comparten esos nodos. Las teselas heredarán las propiedades asignadas a los elementos correspondientes (material, tipo...). De esta manera, los puntos y teselas de la sección transversal quedarán vinculados a los nodos y elementos del modelo sólido, vinculación que se utilizará para la posterior obtención de tensiones e integración de esfuerzos.
Para la definición de la sección sólida, además de seleccionar el plano de nodos, es necesaria la definición de un sistema de coordenadas local cartesiano, tal que el plano de nodos quede contenido en su plano Y-Z. Este sistema de coordenadas marcará la situación del sistema de ejes de la sección dentro de la sección transversal asociada.
Se deben seleccionar adecuadamente los elementos de un lado del plano de nodos que aportan sus caras como teselas, para que no queden teselas duplicadas dentro de la sección transversal. Las teselas capturadas pertenecen a caras de elementos sólidos o vértices de elementos viga, los elementos que queden contenidos o seccionados por el plano de nodos no serán tenidos en cuenta.
Es importante tener en cuenta que puede haber una discontinuidad en los resultados por llevar los elementos a un lado y a otro de la sección. Se recomienda chequear los resultados obtenidos para considerar los elementos a cada lado de la sección.
Una sección sólida contendrá:
SECCIÓN SÓLIDA = SECCIÓN TRANSVERSAL + PROP. A NIVEL DE PIEZA
5.7.1 Modelos 2D
CivilFEM permite la definición de secciones sólidas a partir de modelos 2D construido a partir de los siguientes elementos bidimensionales: LINK1, PLANE2, BEAM3, PLANE42, BEAM54, PLANE82, PLANE182, PLANE183.
El modelo 2D al ser cortado forma una línea de nodos que, al ser capturados, se transforman en secciones formadas por teselas de tipo cuadrado de 4 puntos o de tipo puntual (las líneas se transforman en teselas superficiales y los puntos en teselas puntuales).
En los elementos PLANE (2, 42, 82, 182, 183) se puede utilizar la KEYOPT (3) para definir el ancho deseado de la sección transversal correspondiente. La sección transversal capturada tendrá un ancho unitario si se ha definido tensión o deformación plana, o el espesor correspondiente si se ha definido un espesor.
Los elementos que generan teselas puntuales (elementos LINK y BEAM) deben tener la constante real correspondiente al AREA definida.
5.7.2 Modelos 3D
CivilFEM permite la definición de secciones sólidas a partir de modelos 3D construidos a partir de los siguientes elementos tridimensionales: BEAM4, LINK8, LINK10, PIPE16, PIPE20, BEAM23, BEAM24, SHELL41, SHELL43, BEAM44, SOLID45, SHELL63, SOLID64, SOLID65, SOLID72, SOLID73, SOLID92, SHELL93, SOLID95, SHELL143, LINK180, SOLID185, SOLID186, SOLID187.
En los modelos 3D, los elementos que generen teselas puntuales (BEAM, LINK) deben tener la constante real correspondiente al AREA definida, y en los elementos placa debe estar definidas las constantes reales referentes al espesor. Si no se define las constantes reales correspondientes a los elementos que las necesitan (áreas en elementos BEAM y LINK y espesor en elementos SHELL) estos elementos son ignorados al capturar la sección. Cuando el elemento placa es multicapa se toma como espesor de la tesela el definido en la constante real para la capa 1.
En la tabla a continuación se detalla los distintos tipos de elementos asociados a las distintas formas de teselas (distintos tipos de elementos son sustituidos por distintos tipos de teselas al capturarse la sección), así como su utilización por el programa para identificar los diversos elementos que forman la sección capturada. Para mayores detalles sobre la definición de secciones sólidas ver comando ~SLDSEC.
|
Tipo=1 |
Punto |
Elementos asociados |
|
|
Se usa para: - Representar armaduras definidas por barras (Fi>0). - Asociar extremos (I oJ) de elementos LINK y BEAM. |
LINK 1, 8, 10 y 180 BEAM 3, 4, 16, 20, 23, 24, 44, 54 |
|
Tipo=2 |
Línea con dos puntos |
Elementos Asociados |
|
|
Se usa para: - Representar chapas. - Asociar caras de elementos SHELL. - Representar armaduras distribuidas uniformemente (Fi=0) por rectas. |
SHELL 41, 43, 63 y 143 |
|
Tipo=3 |
Línea con tres puntos |
Elementos Asociados |
|
|
Se usa para: - Asociar caras de elementos SHELL con nodos de arista. - Representar armaduras distribuidas uniformemente (Fi=0) por curvas. |
SHELL 93 |
|
Tipo=4 |
Triángulo con tres puntos |
Elementos Asociados |
|
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Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID. |
SOLID 45, 64, 65, 72, 73 y 185 |
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Tipo=5 |
Triángulo con seis puntos |
Elementos Asociados |
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Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID con nodos de arista. |
SOLID 95 y 186 |
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Tipo=6 |
Cuadrilátero con cuatro puntos |
Elementos Asociados |
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Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID. |
SOLID 45, 64, 65, 73 y 185 |
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Tipo=7 |
Cuadrilátero con ocho puntos |
Elementos Asociados |
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Se usa para: - Asociar caras de elementos SOLID con nodos de arista. |
SOLID 95 y 186 |





