Fundamentos de un estudio estructural
Un estudio estructural es un proceso, o secuencia definida de fases, que de seguirse en el orden y la forma establecida, permiten definir y conocer en profundidad todos los valores representativos de una estructura ya construida. Es decir: es un proceso secuencial de análisis, diseño y cálculo encaminado a determinar la geometría y el tipo de estructura, los materiales utilizados para su construcción, las cargas aplicadas para su diseño y las reacciones generadas sobre sus apoyos; sin olvidar, en ningún instante, los valores de esfuerzos, tensiones, deformaciones y movimientos que se dan en cada uno de sus elementos.
Por tanto, un estudio estructural se centra principalmente en conocer cómo se comporta cada uno de los elementos que conforman una estructura y, con ello, garantizar que la misma, en su concepción original, cumple con las premisas de estabilidad, resistencia y deformabilidad. Dicho con otras palabras: garantizar, para toda su vida útil, los criterios de funcionalidad y seguridad sin que nunca jamás llegue a colapsar.
Metodología Eadic definición y fases
El Departamento de Cálculo de Estructuras Eadic ha definido una metodología propia que permite valorar, en base a la experiencia y a la aplicación de distintos software de cálculo y modelado, cualquier tipo de estructuras ya construida.
Las diferentes fases que conforman la metodología de estudio son las siguientes:
- Situación de la estructura.
- Visita de campo: reportaje fotográfico.
- Análisis de datos.
- Diseño con software.
- Cálculo con software.
- Visualización del modelo en Autodesk Revit.
- Comparativa entre modelo BIM y estructura real.
- Conclusiones.
Caso antigua estación de trenes de León (España)
Una vez vistos los fundamentos y las diferentes fases que forman parte de la Metodología Eadic, pondremos un ejemplo práctico y real de un estudio estructural.
- Situación de la estructura
La estructura seleccionada de ejemplo es la antigua estación de trenes de León; ubicada en la comunidad autónoma de Castilla y León, al norte de España.
- Visita de campo: reportaje fotográfico
A continuación se muestran algunas fotografías representativas de la visita de campo llevada a cabo a principios del 2023.
Nota: Dicho reportaje fotográfico sirvió de base para el estudio estructural y su posterior comparativa con el modelo en Autodesk Revit.
- Análisis de datos
Tras un estudio pormenorizado de la estructura, tanto en campo como en gabinete, se obtuvieron los siguientes datos de interés:
- Número de pórticos y separación entre los mismos.
- Tipos de apoyos.
- Tipos de pilares.
- Tipos de cerchas principales.
- Tipos correas y otras cerchas.
- Diseño con software
Una vez finalizada la fase de análisis de la estructura, se optó por el uso del software Robot Structural para llevar a cabo el flujo de trabajo y la idealización del modelo analítico.
Para ello se tuvieron en cuenta las siguientes indicaciones técnicas:
- Inicio del modelado en Robot Structural Analysis con la opción pórtico plano.
- Configuración de preferencias del proyecto para poder establecer unidades, materiales y catálogos (opción de catálogos: perfiles de acero de acuerdo a normativa).
- Creación de líneas de construcción.
- Definición de secciones.
- Modelado de elementos estructurales.
- Asignación de las condiciones de apoyo de la estructura.
- Asignación de las especificaciones de los elementos estructurales.
- Casos de carga de la estructura y magnitudes de cada caso de carga.
- Creación de combinaciones de carga de la estructura.
A continuación se muestra una imagen que ilustra parte del proceso mencionado anteriormente:
- Cálculo con software
Tras su diseño, se llevó a cabo el cálculo estructural de sus diferentes elementos con el mismo software aplicado para el diseño; definiendo así el valor de sus reacciones, esfuerzos (axiles / cortantes / flectores), deformada (desplazamientos / giros) y tensiones (normales / tangenciales).
A continuación se muestra algunas imágenes que ilustran los valores obtenidos:
Finalmente se comprobó que la estructura cumplió con todos los estados límites exigidos por normativa.
- Visualización del modelo en Autodesk Revit
En la sexta fase de estudio se realizó un modelo estructural usando las herramientas básicas del software Autodesk Revit.
Para ello se tuvieron en cuenta las siguientes indicaciones técnicas:
- Inicio de nuevo proyecto de estructuras en Revit.
- Creación de niveles y rejillas del proyecto.
- Colocación de elementos estructurales.
A continuación se muestra algunas imágenes que ilustran el proceso mencionado anteriormente:
- Comparativa entre modelo BIM y estructura real
Una vez desarrollado el modelo BIM de la estructura, se llevó a cabo la comparativa del mismo con las imágenes obtenidas en la visita de campo. Como se puede apreciar, la similitud habla por sí sola.
- Conclusiones
La Metodología Eadic permite analizar, diseñar y calcular cualquier tipo de estructura; además de brindar las múltiples ventajas del desarrollo de modelos 3D con el uso del software Autodesk Revit, logrando así una mejor presentación y visualización de los proyectos estructurales.
