Introducción

Las estructuras reales suelen combinar varios materiales, huecos, capas de armadura separadas, tendones de pretensado o elementos de acero embebidos. Su análisis requiere una representación que preserve la geometría y la ley constitutiva de cada componente.

Definición de una sección avanzada

Una sección avanzada combina varias familias de objetos mecánicos. El núcleo conserva su posición en el sistema de coordenadas de la sección y evalúa su contribución mediante la ley asignada a cada objeto.

• GeoDomains. Un contorno exterior con posibles huecos; una sección puede contener varios dominios, cada uno con su propia ley de material.
• Armadura pasiva. Capas independientes de barras definidas por posición, diámetro y ley del acero.
• Pretensado. Familias de tendones definidas por posición, área, parámetros de adherencia y estado inicial.
• Perfiles de acero. Biblioteca integrada de 535 perfiles de once familias europeas, representados por su área real con transiciones y redondeos o mediante elementos TSP.
• Elementos TSP. Línea media recta o curva y espesor de una chapa, con integración lineal y tensión uniforme en el espesor.
• Leyes de material. Modelos normativos integrados o una relación general tensión–deformación definida por el usuario.

Ejemplo: viga cajón de puente

El ejemplo es una sección crítica sobre apoyo de una viga cajón monocelular de 12,00 m de ancho y 2,70 m de canto. El dominio de hormigón C45/55 contiene un hueco, 186 barras HA16 y ocho tendones 19T15S dispuestos de cuatro en cuatro a lo largo de cada alma.

Esfuerzos de sección y pretensado

El vector de esfuerzos se descompone en cargas permanentes G, cargas variables Q y pretensado P. El modelo estructural de LFEM proporciona G+Q; la acción del pretensado, incluidos su efecto primario y el eventual efecto secundario, debe incorporarse al vector aplicado.

La tensión efectiva de 1116 MPa define el estado inicial de los tendones. Su contribución resistente se evalúa mediante la variación de tensión inducida por el estado de deformación de equilibrio, incluida la posible descompresión del hormigón adyacente.

Resultados del modelo completo

Características mecánicas

SectionPro calcula las propiedades brutas, netas y homogeneizadas. Solo se deducen las vainas de pretensado de la sección neta; se conserva la armadura pasiva. Las propiedades de torsión y cortante se obtienen sobre la misma geometría.

Equilibrio en ELS y ELU

El solucionador determina el estado de deformación que equilibra los esfuerzos exteriores. Las tensiones se obtienen con las leyes constitutivas del hormigón, la armadura pasiva y los tendones. Se muestran el ELS característico y el ELU fundamental.

En el ELS característico, las tensiones permanecen muy por debajo de los límites del Eurocódigo 2 y la abertura calculada de fisura es reducida: wk = 0,174 mm. En ELU, el hormigón de la losa inferior alcanza localmente su meseta plástica y los tendones se movilizan claramente.

Dominios de interacción

La curva N–Mz es un corte para My = 0; la superficie N–Mz–My incluye todas las direcciones de flexión. Su caja envolvente va de −26,70 a 231,62 MN, de −100,41 a 105,35 MN·m respecto de z y de −287,82 a 287,82 MN·m respecto de y.

El vector final se sitúa junto al límite del dominio resistente. El módulo de distancia da FS = 0,983, ligeramente inferior a la unidad y muy próximo al límite.

Rendimiento

Los tiempos corresponden exclusivamente al núcleo de SectionPro, sin interfaz ni renderizado. Incluso el equilibrio no lineal y el dominio tridimensional se calculan prácticamente de inmediato.

Conclusión

El modo avanzado permite analizar prácticamente cualquier sección, con independencia de su geometría y materiales, bajo las hipótesis habituales: las secciones planas permanecen planas y los componentes vinculados cumplen la compatibilidad de deformaciones.