¡Diseña uniones en solo unos pocos clics!

Sin tiempo para descansar

¿Por qué es tan importante intentar mantenerse al día con las tendencias de innovación? En una palabra: Productividad. No es ningún secreto que el número de nuevos ingenieros estructurales y estudiantes en universidades técnicas está disminuyendo. Desafortunadamente, se espera que el número disminuya en lugar de aumentar en el futuro.

Mientras tanto, las demandas de desarrollo y diseño, la construcción más rápida en países en desarrollo, las necesidades de vivienda y la presión por la optimización de costes o medioambiental impulsan la necesidad de plazos de proyecto más cortos. Con menos personas y más trabajo, el aumento de la productividad se vuelve esencial.

Afortunadamente, la tecnología nos permite satisfacer estas demandas, permitiéndonos completar diseños en minutos que de otro modo llevarían más tiempo con los métodos tradicionales.

¿Y ahora qué?

La verdadera pregunta es: ¿cuáles son nuestras opciones? Sinceramente, hay muchas. ¡Es casi suficiente para volver loco a alguien! La clave es comprenderlas, y el primer paso es incluso saber qué está disponible en el mercado. IDEA StatiCa ofrece varias opciones para diseñar uniones con solo unos pocos clics. Algunas existen desde hace tiempo, mientras que otras, como las plantillas paramétricas y el diseño automático de soldaduras y tornillos mediante aprendizaje automático (IA), se han introducido recientemente en la última IDEA StatiCa v24.0. Entremos de lleno en esto y echemos un vistazo más detallado.

Parámetros en IDEA StatiCa y Plantillas Paramétricas 

Me centraré en los parámetros que se pueden configurar directamente en IDEA StatiCa y las plantillas paramétricas, ya que son mis favoritas absolutas. Lo bueno es que tanto los profesionales muy experimentados como los más jóvenes pueden beneficiarse de ellas. 

Prácticamente cualquiera puede activar el modo/pestaña de desarrollador en IDEA StatiCa Connection. Aquí, puedes establecer parámetros que se pueden vincular a componentes específicos según la lógica que especifiques. Así, cuando modificas un componente, los demás elementos vinculados se ajustan automáticamente en consecuencia.

Por ejemplo, véase la figura a continuación. Puedo especificar que si el ancho del ensanchador cambia, la posición de los rigidizadores también cambia según mis preajustes. Lo mismo con todas las soldaduras, etc. De esta manera, puedo interconectar múltiples propiedades, ahorrándome un tiempo significativo al evitar ajustes manuales repetitivos cada vez que se necesita una modificación.

¿Empiezas a hacerte una idea?

En la versión 24.0, hemos llevado estos parámetros un poco más lejos. Hemos introducido plantillas paramétricas en la Connection Library, accesibles dentro de la aplicación. Ahora, no solo puedes utilizar las plantillas existentes y usarlas para topologías coincidentes, sino que también puedes explorar su configuración al crear tus propias uniones. Naturalmente, puedes guardar las plantillas que personalices para uso posterior o compartirlas con otros en tu empresa.

Este es solo un resumen rápido de cómo funciona. Si deseas conocer más detalles técnicos, lee las notas de la versión relacionadas o explora la opción directamente en la aplicación.

Intentaré presentar algunos ejemplos de flujos de trabajo posibles donde encuentro más útil el uso de plantillas paramétricas y donde puedes beneficiarte de esta función.

• Estás trabajando con una estructura compleja (sala de aeropuerto, estadio o cualquier otra cosa) donde la topología de las uniones se repite en un proyecto. En lugar de rehacer las mismas operaciones cada vez, puedes definir una única plantilla que puedas reutilizar. Luego, ajustas cada parámetro en la sección de Diseño mediante entradas sencillas.
• Como ingeniero sénior que supervisa a un colega júnior, tu objetivo es mantener el control total sobre el modelo mientras también garantizas una verificación eficiente de las uniones restantes. Inicialmente crearás un modelo en el que confías. Luego, tu colega júnior puede ajustar las dimensiones sin alterar el modelo en sí, evitando la necesidad de operaciones adicionales.

• Estás trabajando en estructuras offshore donde te encuentras repitiendo el mismo tipo de uniones una y otra vez. Guarda tus plantillas paramétricas para reutilizarlas en múltiples proyectos.

Creo que puedes encontrar otras formas de usar la parametrización. Pero veamos qué más tenemos aquí, ya que aumentar la eficiencia no depende únicamente de la parametrización. Hay otras opciones alternativas disponibles para diseñar uniones. 

Diseño automático de los componentes 

A partir de ahora, puedes olvidarte de diseñar soldadura por soldadura. ¿Qué te parecería simplemente hacer clic en un botón y que los tamaños se diseñen automáticamente? En IDEA StatiCa, tenemos varias opciones para soldaduras, pero también algo para tornillos.

Las soldaduras se pueden diseñar automáticamente según la estimación de capacidad o la resistencia de las placas conectadas (nivel de ductilidad), dependiendo de la opción que elijas.

El diseño de soldaduras según ductilidad se calcula según las fórmulas de las normativas. Las entradas principales aquí son el espesor y el material de las placas de conexión, a partir de los cuales se determinan los valores para las soldaduras. Hay tres niveles de ductilidad que puedes elegir: Ductilidad Mínima/Resistencia Total/Sobreresistencia

En resumen, todo se trata de qué esperas del comportamiento de la soldadura y dónde quieres usarla. Diseñar para ductilidad mínima garantiza que no se produzca fractura frágil mientras se permite la plastificación dentro de la soldadura (la soldadura sigue fallando primero). La segunda opción (resistencia total) produce una soldadura más gruesa y, en la práctica, significa que la resistencia de la soldadura es mayor que la de la placa (la plastificación de la placa ocurre primero). El algoritmo de dimensionamiento de soldaduras de sobreresistencia da como resultado soldaduras aún más gruesas, haciendo que las soldaduras sean significativamente más resistentes que la placa conectada. El objetivo es mejorar la seguridad en enfoques de diseño plástico y para escenarios de carga cíclica, como cargas sísmicas.

Además de la opción anterior, existe el diseño de soldaduras según estimación de capacidad. Y esa es LA innovación. 

Mucho se ha dicho sobre las ventajas de la IA. Ha llegado el momento de las aplicaciones prácticas, y finalmente algo nuevo en lugar de los viejos chatbots conocidos. Con los diseños automatizados, ya sea con soldaduras o tornillos, estamos entrando en una dimensión completamente diferente en términos de aceleración de procesos. Esta funcionalidad adaptada para proyectos con Eurocódigo (EN) estima la capacidad de todas las soldaduras dentro del modelo. Utiliza datos de aprendizaje automático que abarcan miles de modelos de soldaduras sometidos a varios escenarios de carga. El proceso de estimación de capacidad tiene en cuenta tanto el diseño de la unión como los efectos de carga.

Se ha desarrollado una opción similar para tornillos. El diseño automático de tornillos a cortante puede sugerir un diseño eficiente para placas de aleta o empalmes considerando la carga de cortante. La disposición de los tornillos se ajusta automáticamente para resistir la carga manteniendo el nivel de utilización especificado.

¿Qué te parece? Diría que es material bastante avanzado hasta ahora. Muchas posibilidades, y seguimos... 

Diseño Paramétrico usando el Plugin de Grasshopper 

Relacionado con nuestro tema está la posibilidad del diseño paramétrico usando el Plugin de Grasshopper, pero ese es un tema tan extenso que es mejor dejarlo para otra publicación. Mientras tanto, cualquiera que esté interesado en este tema puede consultar nuestro webinar ya emitido sobre el mismo tema.

El futuro está aquí

Como puedes ver, hay numerosas formas de mejorar tu flujo de trabajo. Con la creciente presión sobre la productividad, también estamos probando funciones que pueden ayudar a acelerar tus diseños. Te sugiero probarlas individualmente, ajustando según los diseños específicos en los que estés trabajando. Aunque al principio puede parecer abrumador, los beneficios de estas nuevas opciones pronto superarán cualquier dificultad inicial.