Este blog es el complemento de la ayuda del programa WinTess3: http://tecno.upc.edu/wintess/manual.
Las diferentes entradas harán referencia a conceptos básicos del programa o de las estructuras tensadas en general.
Al mismo tiempo se presentarán tutoriales en forma de vídeo para aclarar, cuando sea necesario, lo que se comenta por escrito. (Mayo 2012)

sábado, 18 de abril de 2020

Compensación transversal

Es bien conocido que la mayoría de las veces  una estructura tensada posee elementos de soporte rígidos (casi siempre de acero, pero no necesariamente), tal como mástiles, vigas, arcos...
Los arcos son curvas más o menos regulares (arco circular), pero pueden ser también arcos parabólicos, arcos catenarios o simplemente arcos irregulares.
Ya que WinTess solamente acepta elementos rectos, un arco debe ser descompuesto en un conjunto de segmentos. Eso no suele ser ningún problema, ya que si el número de segmentos es elevado, la forma del arco se consigue casi de forma exacta.
Sin embargo no todo es tan sencillo. Efectivamente, cuando nos encontramos en la fase de patronaje, no podemos usar puntos muy próximos ya que nos producirían unos patrones muy estrechos, lo cual no es viable económicamente ni práctico desde el punto de técnico y de ejecución.



Normalmente las consideraciones económicas nos fuerzan a aprovechar al máximo el ancho de la membrana cuando creamos los patrones.





Si nos fijamos en cualquiera de este tipo de patrones, vemos que la anchura del patrón en el extremo es menor que la longitud real del tramo de arco que representa.


Para abordar este problema, WinTess dispone de la "Compensación transversal"



La Compensación transversal se aplica a los nudos del perímetro del patrón. De esa forma podemos modificar la anchura del patrón para ajustarla a la longitud real del arco y de la forma abovedada de la membrana.
Vemos que la longitud el tramo de arco en el extremo del patrón es más largo que el segmento que delimita el patrón.

Supongamos que la relación:  longitud del arco / longitud del segmento = 1.03, lo que significa un aumento de + 3 % en su longitud.
En la ventana de patrones en 2D, introducimos el valor 3 (3%) en la casilla correspondiente









y presionamos el botón "Aplica". A continuación clicamos sobre los extremos del segmento final del patrón y obtenemos un patrón ampliado transversalmente un 3%.



Sin embargo si solamente aplicamos la Compensación transversal en los extremos del patrón conseguiremos que la membrana sea igual de larga que el arco, lo cual es realmente una ventaja, pero la parte interior de  la membrana (con forma de bóveda) seguirá siendo más pequeña, ya que está formada por segmentos rectos. Por ello podríamos aplicar la Compensación transversal a todos los nudos, dependiendo del proyecto.
Sin embargo deberemos analizar cada caso independientemente,y decidir como aplicar la Compensación Transversal, de forma local o a todos los nudos.

NOTAS IMPORTANTES:

1) La Compensación transversal se aplica de forma adicional a la Compensación por pretensado que se haya podido aplicar con anterioridad. Incluso una podría anular a la otra, pero el usuario no debe preocuparse por ello, ya que este proceso se desarrolla automáticamente.
La Compensación por pretensado sirve, como su nombre indica, para crear un pretensado en la membrana.
La Compensación transversal sirve para adaptar la longitud de los patrones a los arcos que existan en la membrana.


2) Otro aspecto muy importante a tener en cuenta al usar la Compensación transversal es el siguiente:
La Compensación transversal afecta a la anchura del patrón (dirección de la trama). Por lo tanto se debería aplicar una vez se ha realizado el giro del patrón para que se adapte a la dirección del rollo de la membrana
Así, si giramos el patrón cambiará el efecto de la Compensación transversal.
Eso va a provocar un efecto indeseado en el patronaje: Es muy posible que las longitudes de los tramos adyacentes de dos patrones contiguos no tengan la misma longitud (eso no sucede nunca si no hay compensación). Normalmente esta diferencia será muy pequeña y puede ser absorbida en el proceso de la unión de dos patrones, pero hay que tenerlo en cuenta.
¿Qué sucede con la Compensación por pretensado? Si el  pretensado es el mismo en urdimbre y en trama la compensación no se ve afectada por los giros y siempre las longitudes de dos tramos adyacentes de dos patrones contiguos serán iguales. No obstante en aquellos casos en que se use un pretensado diferente para la urdimbre y la trama, deberemos tener en cuenta la posibilidad de que existan diferencias pequeñas al unir dos tramos adyacentes de patrones contiguos.

Enero 2020





martes, 3 de octubre de 2017

Longitud relajada de las barras en WinTess.

                Nota:
               Antes de leer este texto, se recomienda leer la primera parte: "La longitud de las barras"

 Un caso de estudio

Para entender cómo podemos aprovechar las diferentes longitudes de las barras vamos a realizar un ejemplo. Imaginemos una estructura como ésta:



1. Una membrana cuadrada horizontal de 10 x 10 m. Las cuatro esquinas son puntos fijos. 

2. Un cable vertical que conecta el centro de la membrana con un punto fijo situado a 5 m.
3. Carga uniforme (carga de nieve 0,1 kN / m²) en la membrana.

Para este ejemplo, las características de la membrana y el cable de borde no son relevantes.


1r análisis 

Supongamos que la longitud relajada del cable vertical es de 5 m, igual que su longitud inicial.

Después del análisis podemos ver cómo la membrana se ha deformado debido a la carga de nieve y el cable se ha extendido 5 mm (Lf = 5.0050 m).





Este es el comportamiento habitual en la mayoría de las estructuras.


2º análisis

En este caso hemos cambiado la longitud relajada del cable vertical. Ahora esta longitud es de 6 m, aunque la longitud inicial todavía es de 5 m.




Después del análisis podemos observar que la barra vertical permitió que la membrana se deformara hasta que la propia barra quedara tensa. Al principio tenía  6 m. Al final tiene 6.0023 m. Esto significa que el cable se extendió 2,3 mm.



3r análisis

En este caso hemos cambiado de nuevo la longitud relajada del cable vertical. Ahora es de 4 m, aunque la longitud inicial todavía es de 5 m.




Después del análisis podemos observar que la barra vertical no sólo impidió que la membrana se deformara como antes, sino que tiró de la membrana hacia arriba hasta que todo estuvo equilibrado. De hecho su longitud final es de 4.0061 m. Esto significa que el cable se extendió 6,1 mm.





Conclusión 

Mediante la definición de longitud relajada de barras (por defecto: longitud relajada = longitud inicial) podemos simular muchos comportamientos de estructuras diferentes. No sólo el pretensado, que es una de las aplicaciones obvias de este método, sino también las barras limitadoras. Llamamos barras limitadoras a aquellas barras que permiten el desplazamiento de la estructura pero sólo hasta cierto punto. De alguna manera como barras de seguridad (cables), que aseguran una deformación máxima de la estructura.

Prof. Ramon Sastre
Dr. Xavi Gimferrer

Octubre 2017