En un edificio típico, la resistencia lateral se proporciona en algunos puntos discretos y se asume que las cargas laterales aplicadas se distribuirán a los sistemas resistentes a cargas laterales mediante la acción de diafragma de piso. Dentro de ProtaStructure, el modelado de diafragmas se logra mediante restricciones de diafragma.
Una restricción de diafragma mantiene la posición relativa exacta de todos los nodos que restringe, es decir, la distancia entre dos nodos cualesquiera restringidos por un diafragma nunca cambia, por lo que no se desarrollará carga axial en ningún elemento situado en el plano de un diafragma entre dos nodos restringidos.
Al ejecutar el análisis del edificio, la pestaña Opciones del modelo > Modelo de losa ofrece 3 opciones:
- Losas para definir diafragmas rígidos (ajuste predeterminado)
- Diafragma rígido único en cada nivel de planta
- Sin diafragma rígido en los niveles de planta.
Las diferencias entre estas opciones se pueden demostrar con el modelo simple que se muestra a continuación.
Losas para definir diafragmas rígidos (ajuste predeterminado)
Si el edificio se analiza con este ajuste, ProtaStructure encuentra las áreas discretas de losas interconectadas y configura diafragmas discretos según corresponda. Se calculan cargas nocionales independientes y se aplican a cada área de diafragma. Estas cargas nocionales aplicadas y los desplazamientos resultantes se pueden examinar en Mostrar modelo analítico.
La forma más fácil de comprobar que se han creado 2 diafragmas discretos es activar “Diafragmas” & observar la vista exagerada de “Desplazamientos” en Mostrar modelo analítico.
Para cada una de las dos áreas de diafragma se determina una ubicación de centro de masa independiente, y la carga nocional se aplica en esa posición. La vista anterior muestra los valores para el caso Fy en este ejemplo. Cabe destacar que la masa de los muros aumenta la carga nocional aplicada en el área de diafragma izquierda. El área derecha se mueve claramente de forma independiente respecto al área izquierda, que está mejor restringida por los muros en lugar de por la acción de pórtico.
Diafragma rígido único en cada nivel de planta
Si el edificio se analiza con este ajuste, ProtaStructure aplica una única restricción de diafragma a todos los nodos de un nivel determinado. La existencia de losas resulta completamente irrelevante. Se calcula una única carga nocional y se aplica en el centro de masa global, como se muestra a continuación.
Una vez más, la forma más fácil de verificar que se ha creado el diafragma único es activar “Diafragmas” & observar la vista exagerada de “Desplazamientos” en Mostrar modelo analítico.
Esta vez se observa que todo el nivel se traslada y rota como una unidad. Dado que el centro de masa, y por lo tanto la carga nocional aplicada, es muy excéntrico respecto a los muros del núcleo, el efecto dominante en este ejemplo es la rotación.
Sin diafragma rígido en los niveles de planta
Si has definido losas, pero por alguna razón no deseas que se considere un efecto de diafragma, puedes eliminar por completo las restricciones de diafragma con esta opción. En este caso, las cargas nocionales se aplican por separado en cada nodo del nivel de planta; estas cargas nocionales aplicadas y los desplazamientos resultantes se pueden examinar en Mostrar modelo analítico.
Una vez más, la forma más fácil de verificar que no se ha creado ningún diafragma es activar “Diafragmas” & observar la vista exagerada de “Desplazamientos” en Mostrar modelo analítico.
El pórtico restringido por el muro casi no se mueve, mientras que otros pórticos se mueven en distintos grados. Los pórticos que no incluyen muros tienen la misma rigidez, por lo que las diferencias en las deflexiones se deben a las diferencias en las cargas nocionales.
Exclusión de losas específicas de los diafragmas
En el ejemplo anterior no había ninguna losa definida en la región de enlace entre los ejes centrales. ¿Qué ocurre si hay una losa en esta área, como se muestra a continuación?
Si la losa de enlace fuera sustancial, podrías considerar que mantiene la acción de diafragma entre las dos áreas utilizando la opción predeterminada Losas para definir diafragmas rígidos.
Sin embargo, a medida que el enlace se vuelve más esbelto, en algún momento decidirás que no puede mantener la acción de diafragma entre las dos áreas.
En este caso, puedes editar las propiedades de la losa y excluirla del diafragma marcando "La losa no contribuye al diafragma de piso" como se muestra arriba.
En este caso, aún puedes usar la opción predeterminada Losas para definir diafragmas rígidos y el comportamiento resultante & las deflexiones serán iguales a los de 2 diafragmas independientes & discretos formados por separado (como se muestra a continuación)