Diseño de elementos de acero

Antes de diseñar los elementos de acero, debe modelarlos y realizar el análisis del edificio.

Actualmente, ProtaStructure permite modelar y diseñar los siguientes elementos de acero:

Tenga en cuenta que ProtaStructure no diseña actualmente secciones de acero conformado en frío. El alcance de ProtaStructure abarca solo estructuras de acero convencionales (acero laminado en caliente).

Los elementos conformados en frío pueden definirse como correa, larguero lateral, viga u otro elemento. Transfieren las cargas, incluido el peso propio, a los elementos principales (vigas, celosías o columnas). ProtaStructure solo analiza sus fuerzas y no realiza el diseño en acero.

Los elementos de acero pueden diseñarse uno por uno. Seleccione el elemento en el modelo, haga clic derecho y elija >Diseño de elementos de acero.

El diseño por lotes de elementos de acero se realiza desde los formularios de diseño de cada elemento de acero, en el menú de cinta "Diseño" .

En el menú de cinta "Diseño" se encuentran los siguientes botones:

  • Columnas : Permite realizar el diseño por lotes de columnas de acero
  • Pórticos : Permite realizar el diseño por lotes de vigas de acero
  • Arriostres : Permite realizar el diseño por lotes de arriostres de acero
  • Correas : Permite realizar el diseño por lotes de correas de acero
  • Largueros laterales : Permite realizar el diseño por lotes de largueros laterales de acero
  • Celosías : Permite realizar el diseño por lotes de celosías de acero
  • Celosías espaciales : Permite realizar el diseño por lotes de celosías espaciales
  • Cúpulas : Permite realizar el diseño por lotes de cúpulas
  • Vigas mixtas : Permite realizar el diseño por lotes de vigas mixtas
  • Grupos de pórticos : Permite realizar el diseño por lotes de grupos de pórticos

Diseño de elementos de acero (modo por lotes)

Al hacer clic en uno de los botones anteriores, se abre el cuadro de diálogo de diseño por lotes de elementos de acero. Este cuadro tiene una fila de botones en la parte superior y una tabla resumen del tipo de elemento correspondiente.

Por ejemplo, si hace clic en"Diseño de columnas" , la tabla enumera todas las columnas de acero del modelo. Tenga en cuenta que ningún elemento está diseñado ni verificado al abrir este cuadro de diálogo.

En estos cuadros de diálogo de diseño por lotes se encuentran los siguientes botones:

  • Verificar selección: Debe seleccionar un elemento de acero en la tabla inferior. Al hacer clic en este botón, se mostrará el cuadro de diálogo "Diseño detallado de elemento"para los elementos seleccionados
  • Verificar todo: Este botón permite verificar todos los elementos de acero de la tabla inferior.
  • Marcar todo para imprimir: Permite marcar todos los elementos de acero para su impresión.
  • Quitar todas las marcas de impresión: Permite excluir todos los elementos de la impresión.
  • Informe de diseño: Genera el informe de diseño de los elementos de acero.
  • Cerrar: Permite cerrar este cuadro de diálogo de diseño por lotes de elementos de acero.

En la tabla resumen de elementos de acero se encuentra la siguiente información:


  • Etiqueta de elemento: Muestra las etiquetas de los elementos de acero definidas en el modelo.
  • Nivel: Indica el nivel al que pertenecen los elementos de acero.
  • Imprimir: Si está marcada, los resultados se incluyen en el informe. Si no está marcada, se excluyen del informe.
  • Sección: Muestra la etiqueta de la sección del elemento de acero.
  • Material: Muestra los materiales de los elementos de acero.
  • Clase de sección: Muestra la clase de sección de los elementos de acero.
  • Relación de esbeltez (KL/r): Muestra la relación de esbeltez de los elementos de acero. Si es menor que la admisible, la relación aparece en "VERDE", es decir, cumple. Si es mayor que la relación de esbeltez admisible, se marca en "ROJO", es decir, advertencia.
  • Relación de utilización: Muestra la relación de utilización del diseño del elemento, según la condición y la combinación de cargas más críticas. Si es menor que 1.0, los textos se marcan en "VERDE" , es decir, cumple. En caso contrario, los textos se marcan en "ROJO", es decir, no cumple.
  • Estado del diseño: Indica si el diseño del elemento de acero cumple o no cumple.
  • Verificación crítica: Muestra las verificaciones críticas o determinantes del diseño del elemento de acero.

También puede usar la función de búsqueda para ubicar un elemento concreto. Haga clic en el icono de búsqueda en la esquina superior derecha e introduzca la etiqueta del elemento.

Verificar selección (Diseño detallado de elemento)

Puede acceder al cuadro de diálogo de diseño detallado de elemento de las siguientes maneras:

  • Seleccione un elemento de acero en el modelo > Clic derecho > Diseño de elemento de acero
  • Seleccione un elemento de acero en el cuadro de diálogo "Diseño por lotes de elementos de acero" > Haga clic en "Verificar selección"
  • Haga doble clic en un elemento de acero en el cuadro de diálogo "Diseño por lotes de elementos de acero"

En este cuadro de diálogo "Diseño detallado del elemento" hay dos pestañas: "Resumen de diseño" y "Parámetros".

  • En la pestaña "Resumen de diseño" se encuentra la siguiente información:

    • Propiedades de la sección del elemento de acero
    • Parámetros generales, que incluyen la norma de diseño, los factores parciales de resistencia y la longitud efectiva
    • Clasificación de la sección
    • Verificación de fuerzas combinadas
    • Verificación de compresión axial
    • Verificación de cortante
    • Verificación de torsión

Las combinaciones de carga críticas se muestran junto a cada verificación.

Puede hacer clic en "Detalles de cálculo" dentro de cada verificación para desplegar la información calculada adicional. Un nuevo clic la contrae.

  • En la pestaña "Parámetros" > pestaña Pandeo > si se marca "Editar manualmente el parámetro de pandeo" , podrá ingresar los siguientes parámetros definidos por el usuario para la verificación del diseño:

  1. Longitud del arriostramiento mayor, Lx
  2. Longitud del arriostramiento menor, Ly
  3. Coeficiente de longitud de pandeo mayor, Kx
  4. Coeficiente de longitud de pandeo menor, Ky
  5. Distancia entre rigidizadores transversales
  6. Longitud de pandeo lateral torsional, Lb

Si estos campos se dejan en cero, se usarán los valores calculados automáticamente.

  • En la pestaña "Parámetros" > pestaña Deflexión > puede editar manualmente "Luz de deflexión" y "Límites de deflexión"

  1. Luz de deflexión,
  2. Límite de cargas vivas, Q
  3. Límite de cargas muertas y vivas, G+Q

Si estos campos se dejan en cero, se usarán los valores calculados automáticamente.

En este cuadro de diálogo "Diseño detallado del elemento" se encuentran los siguientes botones en la parte superior del formulario:

  • Verificar diseño: Permite realizar la verificación de capacidad del elemento de acero
  • Cambiar sección: Permite cambiar la sección del elemento de acero. Si cambia las secciones, conviene ejecutar de nuevo el análisis del edificio. La rigidez distinta del elemento de acero afecta los resultados del análisis
  • Informe de diseño: Genera el informe de diseño del elemento de acero
  • Mostrar estaciones de diseño: Muestra las fuerzas de diseño del elemento para las distintas combinaciones de carga en diferentes estaciones a lo largo del elemento de acero
  • Aceptar: Acepta el diseño y cierra
  • Cancelar: Descarta los cambios y cierra

Diseño de celosías

Puede acceder al diseño de celosías seleccionando un elemento de la celosía en el modelo > Clic derecho > Diseño de elemento de acero.

Se abre el cuadro de diálogo "Diseño de celosía de acero" . Este contiene tres componentes principales:

  • Panel superior: Botones para realizar distintas funciones

    • Verificar seleccionados: Debe seleccionar un elemento de acero en la tabla inferior. Al hacer clic en este botón, se muestra el cuadro de diálogo "Diseño detallado del elemento" de los elementos seleccionados
    • Verificar todos: Este botón permite verificar todos los elementos de acero de la tabla inferior.
    • Cambiar sección: Permite cambiar la sección del elemento de acero. Si cambia las secciones, conviene ejecutar de nuevo el análisis del edificio. La rigidez distinta del elemento de acero afecta los resultados del análisis
    • Informe: Genera el informe de diseño del elemento de acero
    • Restablecer vista: Restablece la vista 3D
    • Mostrar etiquetas: Muestra las etiquetas de los elementos en el visor 3D
    • Mostrar relaciones de utilización: Muestra la relación de utilización de los elementos en el visor 3D
    • Aceptar: Acepta el diseño y cierra
    • Cancelar: Descarta los cambios y cierra

  • Panel central: Una tabla resume todos los elementos de acero de la celosía. La tabla clasifica los elementos de la celosía según "Cordón superior, Cordón inferior, Diagonales y Montantes" elementos

    • Elementos: Muestra las etiquetas de los elementos de la celosía
    • Sección: Muestra la sección de los elementos de la celosía
    • Materiales: Muestra el material de los elementos de la celosía
    • Relación de esbeltez (kL/r): Muestra la relación de esbeltez de los elementos de acero. Si es menor que la admisible, la relación aparece en "VERDE", es decir, cumple. Si es mayor que la esbeltez admisible, la relación se marca en "ROJO", es decir, advertencia.
    • Relación de utilización: Muestra la relación de utilización del diseño del elemento. Se basa en la condición más crítica y en la combinación de cargas correspondiente. Si es menor que 1.0, los textos se marcan en "VERDE" , es decir, cumple. De lo contrario, los textos se marcan en "ROJO", es decir, no cumple.
    • Estado: Indica si el diseño del elemento de acero cumple o no cumple.
    • Verificación crítica: Muestra las verificaciones críticas o determinantes del diseño del elemento de acero. Puede ser combinada, torsión, tracción axial o compresión axial.

  • Panel inferior: Un visor 3D del diseño de la celosía.

    • Puede mantener presionado el clic derecho del mouse y desplazarlo dentro del visor para rotar la vista 3D de la celosía
    • El elemento de celosía seleccionado en el panel central se resalta
    • Si se verifican los elementos de la celosía, se colorean según la escala de la relación de utilización

Parámetros específicos de diseño de acero en lote

Durante el diseño de acero puede ser necesario editar manualmente parámetros como las longitudes arriostradas o la longitud de pandeo lateral torsional. Esto se puede hacer para un elemento individual en la pestaña "Parámetros" del cuadro de diálogo Diseño detallado de elementos. También se puede hacer para varios elementos en modo por lotes.

Especificar parámetros de diseño en lote para columnas de acero, vigas de acero o pórticos

  1. Seleccione varias columnas de acero, vigas de acero, pórticos o una combinación de ellos.
  2. Haga clic derecho y seleccione "Editar parámetros de diseño de acero".
  3. Para editar manualmente el valor de un solo elemento, haga clic en una de las celdas y escriba el valor directamente.
  4. Para editar manualmente el valor de varios elementos, haga clic en una celda de encabezado para seleccionar toda la columna > haga clic en el botón "Editar parámetros de diseño seleccionados".
  5. También puede seleccionar varias celdas arrastrando el mouse sobre la cuadrícula o presionando la tecla CTRL o SHIFT del teclado.

    6. Seleccione solo las celdas que pertenezcan a la misma columna para editar los parámetros de diseño seleccionados

  6. Después de editar los parámetros, haga clic en Aceptar. El diseño de los elementos seleccionados se actualiza automáticamente con los nuevos parámetros.

Especificar parámetros de diseño en lote para celosías, arriostramientos, correas, viguetas de cerramiento o cúpulas

  1. Seleccione una sola celosía, arriostramiento, correa, vigueta de cerramiento o cúpula.
  2. Haga clic derecho y seleccione "Editar parámetros de diseño de acero".
  3. Los elementos de pórtico del elemento principal se cargan en la ventana "Editar parámetros de diseño de acero".
  4. Para editar manualmente el valor de un solo elemento, haga clic en una de las celdas y escriba el valor directamente.
  5. Para editar manualmente el valor de varios elementos, haga clic en una celda de encabezado para seleccionar toda la columna > haga clic en el botón "Editar parámetros de diseño seleccionados".
  6. También puede seleccionar varias celdas arrastrando el mouse sobre la cuadrícula o presionando la tecla CTRL o SHIFT del teclado.

    7. Seleccione solo las celdas que pertenezcan a la misma columna para editar los parámetros de diseño seleccionados

  7. Después de editar los parámetros, haga clic en Aceptar. El diseño de los elementos seleccionados se actualiza automáticamente con los nuevos parámetros.

Los valores "Cero" en los parámetros indican que ProtaStructure calcula estos parámetros automáticamente durante el diseño. Si se ingresa un valor distinto de cero, se usa ese valor en el diseño.

Cargar el cuadro de diálogo de edición en lote desde la ventana de diseño

La ventana "Editar parámetros de diseño de acero" también se puede cargar desde el menú principal de diseño de elementos de acero.

  1. Vaya al menú pestaña Diseño > Diseño de columnas de acero en la cinta de opciones.
    1. También permite cargar las ventanas de diseño de pórticos o vigas.
  2. Seleccione una o varias filas de la ventana presionando las teclas CTRL o SHIFT .
  3. Haga clic en el botón "Editar filas seleccionadas" para cargar la ventana "Editar parámetros de diseño de acero".