El video tutorial de este tema está disponible en ProtaStructure 2025 E-Learning básico: 14 Análisis de edificios, Informe de comparación de carga axial
Se puede crear un modelo simple para ilustrar el Informe de comparación de carga axial. La vista 3D del modelo se muestra arriba. La vista en planta del modelo se muestra abajo.
Información general sobre el modelo
| Tamaño de viga | : 250mm (ancho) x 500mm (peralte) |
| Tamaño de columna | : 250mm x 250mm |
| Altura de columna | : 3000mm |
| Espesor de losa | : 150mm – por lo tanto, el peso propio = 3.6 kN/m2 |
| Carga en la losa | : Peso propio (calculado automáticamente según el espesor de la losa) |
| : SDL = 1 kN/m2 | |
| : Carga muerta total = 4.6 kN/m2 | |
| : Carga impuesta = 0 kN/m2 |
ProtaStructure genera el siguiente informe para este modelo. Tenga en cuenta que hay 3 secciones principales (tablas) de información, cuyos encabezados aparecen en negrita.
Los objetivos y la validez de las comparaciones que pueden hacerse entre las secciones de esta tabla se explican en los siguientes apartados.
Tabla 1: Cargas totales (basadas en losas)
Esta tabla muestra la suma de:
- Pesos propios de los elementos
- Cargas aplicadas en columnas/muros
- Cargas aplicadas en vigas
- Cargas aplicadas en losas
Las cargas de losa se calculan según el área vista en planta – es decir aún no están descompuestas en las vigas.
Por lo tanto, los cálculos detallados son los siguientes:
Tabla 2: Cargas totales (descomposición a vigas)
Las diferencias entre esta tabla y la Tabla 1 están pensadas específicamente para exponer problemas en la descomposición de cargas de losa. Dado que se admiten dos métodos de descomposición de cargas de losa, analizaremos cada uno por separado.
Uso de la descomposición por líneas de rotura
Nuevamente, esta tabla muestra la suma de:
- Pesos propios de los elementos
- Cargas aplicadas en columnas/muros
- Cargas aplicadas en vigas
- Cargas aplicadas en losas
La diferencia clave en esta tabla es que las cargas de losa ahora se descomponen y por lo tanto se cuentan como UDL’s, VDL’s, etc. en las vigas de apoyo. Por lo tanto, verá que las cargas de losa se vuelven cero, pero las cargas de viga aumentan en consecuencia.
Cargas de losa descompuestas – Considere nuevamente el modelo y las cargas de losa descompuestas que se muestran a continuación.
La vista en planta muestra las líneas de fluencia, que en rigor son simplemente líneas de descomposición de carga usadas para mostrar el área de carga de losa atribuida a cada viga. Este método de descomposición de carga por áreas se conoce comúnmente como Método de Líneas de Fluencia. Observando la distribución de carga triangular generada sobre la viga anterior, el cálculo de carga de viga se convierte efectivamente en:
Carga de losa descompuesta = (A1 + A2 + A3 + A4) kN/m2 <Consulte el diagrama> – cargas de ajuste
= 4 x 28.75 kN – 9 kN
= 106 kN
El perfil de carga de viga y el cálculo anterior claramente se vuelven mucho más complejos cuando se usan disposiciones de losa más irregulares.
Los cálculos reportados en la Tabla 2 son entonces los siguientes:
Peso propio de columnas = SIN CAMBIOS
= 18 kN
Cargas de vigas
= 57 kN + 106 kN
= 163 kN
Uso de la descomposición por elementos finitos
Si las cargas de losa se descomponen usando el método alternativo de elementos finitos (FE), las cargas de la losa se aplican a la viga como una carga de viga compleja, como se muestra a continuación.
Comparaciones entre las Tablas 1 y 2
La comparación entre estas 2 tablas da una indicación del éxito de la descomposición de carga de losa. Si los totales en la Tabla 2 son menores que los de la Tabla 1, esto indicaría que se perdieron cargas durante el proceso de descomposición, en cuyo caso debe:
- Verificar que las cargas de losa se apliquen dentro de los límites de la losa
- Verificar visualmente las líneas de fluencia – si no se ven correctas en el plano, la descomposición probablemente esté mal.
- Si las líneas de fluencia están mal, considere cambiar al método de descomposición de carga por elementos finitos (FE).
Tanto la descomposición por elementos finitos como por líneas de fluencia descomponen las cargas de losa hacia las vigas. Si hay zonas sin vigas (donde las losas se apoyan directamente sobre columnas, es decir, losas planas), el proceso de descomposición pierde carga inevitablemente. En estos casos debe usarse el análisis completo por elementos finitos o «Incluir losa en el modelo del edificio», y la discrepancia entre los totales de las Tablas 1 y 2 debe interpretarse como un indicador de este requisito.
En todos los modelos, salvo en los más simples, siempre habrá una pequeña discrepancia entre las Tablas 1 y 2. Sin embargo, esto puede ignorarse, especialmente si la carga descompuesta en la Tabla 2 es ligeramente mayor que la carga sin descomponer en la Tabla 1.
Tabla 3: Cargas axiales de columnas y muros del análisis del edificio
Las cifras en la tabla anterior reflejan los resultados del análisis del pórtico del edificio. El análisis del edificio es un análisis de pórtico donde las vigas se cargan con todas las cargas de losa descompuestas. Por lo tanto, la entrada se basa en el método de líneas de fluencia o de descomposición de carga por elementos finitos, según cuál haya sido seleccionado.
Cuando el análisis se completa, las cargas de columna acumuladas en cada planta se muestran en la tabla.
Advertencias de comparación de carga axial
Por ello, es apropiado comparar la Tabla 2 con la Tabla 3, lo que en efecto compara los datos de entrada del análisis con los resultados del análisis. Si los totales difieren, el análisis del edificio es incorrecto de alguna forma; en ese caso debe revisar:
- Si hubo advertencias durante el análisis del edificio, no deben ignorarse y se debe tomar una acción correctiva.
Este error normalmente se debe a errores comunes de modelado del edificio. Para resolver este problema:
- Verifique que las columnas y vigas discontinuas estén correctamente apoyadas.
- Utilice "Descomposición de Carga por EF" en lugar de "Método de Líneas de Fluencia" para garantizar la carga sobre la losa (es decir, carga nodal, carga uniformemente distribuida). Para más detalles, consulte Líneas de fluencia y descomposición de carga por EF con ejemplo.
- Asegúrese de que las plantas configuradas como "Planta similar" en "Editar planta" tengan la misma altura de planta. Por ejemplo, si la planta 2 con 4 m de altura y la planta 3 con 3 m de altura se configuran como plantas similares, esto provocará un error de comparación de carga axial. Excluir la planta con altura diferente resolverá este problema.
Los modelos de losa plana son un buen ejemplo de un caso con discrepancias y pérdida de cargas, pero esto puede ignorarse porque se requiere el descenso de cargas mediante análisis de elementos finitos. Como alternativa, genere la malla de las losas de piso activando la opción "Incluir losas en el modelo del edificio" en el menú Análisis del edificio.
Limitación de la advertencia de comparación de carga axial
Puede aparecer una advertencia falsa cuando:
- Se crean demasiadas (es decir, 4 o más) "Definiciones de plano" en la misma planta. Esto afectará la carga registrada en la tabla 1.
- Se crea una "Definición de plano" sobre una losa inclinada (es decir, una rampa). Esto afectará la carga registrada en la tabla 1.
- “Tipo de apoyo” está definido en la viga. Esto afectará la carga registrada en la tabla 3.
- Cargas aplicadas sobre tirantes.
- Se aplica una cúpula en una planta configurada como similar. Esto afectará la carga de la cúpula registrada en las tablas 1 y 2. Restablezca la planta similar para resolver esta advertencia.
- Carga aplicada sobre una zona rígida (en rojo). Esta carga no se registrará en la tabla 1 ni en la tabla 2, pero sí se registrará correctamente en la tabla 3 (Resultado del análisis del edificio).
Si esto ocurre, el usuario puede optar por ignorar la Advertencia de comparación de carga axial tras verificar por su cuenta el comportamiento y las fuerzas del modelo analítico.