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Menús: Barras

mnBarresSe trata del menú básico de edición de barras.

Es interesante recordar que una barra es un segmento recto que va de un nudo a otro nudo en el espacio, por lo tanto inmaterial.


Crear una barra nueva

Al activar este menú aparece el siguiente submenú:

OpcionesCrearBarraNueva

  1. Con nudos existentes
    CrearBarraNuevaEl cursor del ratón se transforma en dedo para seleccionar el nudo origen de la barra nueva que deseamos crear. Pulsamos en el nudo inicial (debe estar resaltado con color magenta) y a partir de este momento una línea elástica roja acompañará el movimiento del ratón hasta que pulsemos sobre el nudo final (debe estar resaltado con color magenta). La barra ha sido creada. WinTess3 asume que se va a crear otra barra nueva a continuación, de forma que el nudo final de la anterior sea el nudo inicial de la nueva. Si ya no deseamos crear otra nueva barra, pulsamos el botón derecho del ratón en un área en blanco y el proceso queda interrumpido.
  2. Con nudos nuevos
    En ese caso aparece la ventana de la derecha. En esta ventana podemos escoger las coordenadas del nudo inicial de la barra y del nudo final. Si clicamos sobre un nudo existente, las coordenadas de dicho nudo aparecen en las casillas correspondientes. En ese momento podemos modificar alguna o todas las coordenadas a fin de crear un nuevo nudo a partir de otro ya existente. Si en estas coordenadas existe un nudo, se usará dicho nudo y si no, se creará. Una vez creada la nueva barra, a través del botón Aceptar la barra queda incorporada a la estructura. Es el momento de editarla y darle las características pertinentes.

Editar

EditarBarra1Editar una barra significa modificar alguna de las características de la barra, de las que aparecen en la ventana de edición. Podemos editar una única barra o más de una, si las características que vamos a aplicar son las mismas en todas estas barras.

Para editar una sola barra pulsamos el botón derecho del ratón sobre dicho barra (deberá estar resaltada) y aparecerá un menú emergente, cuyo segundo submenú es precisamente Edita. Pulsando en esta opción aparece la ventana de la derecha en donde todos los datos de la ventana son los que corresponden a la barra en cuestión.

Otra forma de editar barras es precisamente usar el menú Barras | Editar que es el que estamos comentando.  En este caso el puntero del ratón se vuelve dedo que nos permite seleccionar aquellas barras que deseamos editar. Podemos hacerlo una a una o mediante una ventana que las englobe. La selección es tipo ON/OFF, es decir si seleccionamos una barra ya seleccionada, lo que hacemos en realidad es anular la selección de dicha barra. Si durante la selección de barras la ventana nos estorba, podemos moverla y seguir con la selección. Cuando hayamos terminado de seleccionar las barras, presionaremos el botón derecho del ratón y aparecerá la ventana de la figura de la derecha, en donde modificaremos los valores que afectan a la barra o a las barras seleccionadas.

Los datos que vemos en la ventana de edición de barras pueden variar en función del estado en que nos encontremos o en función del tipo de barra que estemos editando. En el estado Cálculo suelen aparecer más datos que en los otros estados, ya que aquello que no es necesario no está a la vista o si lo está, no está activado.

  • Casilla para introducir el número de barras
    Esta casilla siempre está activa y se puede modificar en cualquier momento, a fin de añadir o eliminar barras de las que hemos seleccionado. Si modificamos estos valores podremos observar como automáticamente se seleccionan las barra (en rojo) en la pantalla gráfica principal. (Véase NOTA IMPORTANTE más abajo)
  • Grup.
    En este desplegable veremos los grupos de barras. Si seleccionamos uno de ellos, automáticamente los números de las barras del grupo aparecen en la casilla de número de las barras y quedan seleccionados en la pantalla gráfica principal.
  • Tipo
    En este desplegable escogeremos el tipo de barra que aplicaremos a las barras editadas. Según el tipo de barra que escojamos la ventana mostrará o esconderá controles de edición y también modificará las unidades que usan estos controles de edición. Como ya hemos comentado también depende del estado del programa en la que nos encontremos
    • Si escogemos el tipo 1 (Membrana), en el estado de Cálculo, justo debajo aparecen dos opciones: urdimbre o trama. la primera es la opción por defecto. Estas opciones tienen gran utilidad cuando trabajamos con membranas ortotrópicas (con características diferentes según ejes perpendiculares).
    • Si escogemos alguno de los tipos 0 (Tubo), 2 (Barra rígida), 5 (Barra perimetral), 6 (Barra libre), observaremos como al lado del desplegable de Tipo aparece otro desplegable Def. En el escogeremos alguna de las opciones que nos dan las diferentes bases de datos del programa.
      En el caso de tipo 2 (Barra rígida), observaremos como la ventana se agranda por la parte inferior y aparecen nuevos datos.
    • Se recomienda no usar el tipo 4 (Barra diagonal) ya que este tipo lo asigna directamente el programa. Solamente lo usaremos en aquellos casos de mallas irregulares, en donde las diagonales las hayamos creado nosotros mismos.
    • El tipo 3 (Longitud fija) es una opción no operativa.

NOTA IMPORTANTE:
Si la casilla de barras está en blanco y el tipo de barra no, todas las barras de este tipo se modificaran a la vez. Esta opción es muy útil, por ejemplo, para cuando deseamos modificar todos los cables o todos los tubos de una estructura y hacerlos todos iguales

    • Def.
      Desplegable que muestra las bases de datos de tubos y cables para que podamos asignarlas a las barras seleccionadas. Solamente está visible en aquellos casos en que pueda ser de utilidad.
    • Factor
      Se trata de un número que multiplica al valor de la sección de la barra. Solamente aparece en barras tipo cable y sirve para representar un grupo de cables que forman una misma barra. Se trata de una valor de número real (puede tener decimales), pero en general siempre será un número entero. Por defecto el valor es 1.
    • Nudo izquierdo, Nudo derecho
      Normalmente no modificaremos nunca estos valores, pero en algún caso podemos modificar la posición de una barra modificando los nudos extremos de la misma. Si hacemos eso, deberemos tener actualizar la estructura por entero, a fin de que no se generen esfuerzos extraños debido al cambio efectuado
      Si editamos más de una barra a la vez, lo más probable es que no tengan en común ninguno de estos nudos y por lo tanto las casillas estén en blanco.
    • Pretensado (%dL)
      Lo más común es que pretensemos solamente la membrana. Sin embargo WinTess3 permite pretensar cualquier barra. Debemos tener en cuenta que en pretensado de la barra se introduce en %. Si queremos saber la fuerza F de pretensado de la barra, deberemos usar las fórmulas que relacionan tensión con deformación

σ = ε · E
F = σ · A = (%/100) · E · A

          Así un tubo de acero con una E=210 kN/mm², una sección de 500 mm² y un pretensado del 0,1 % tendría una fuerza de pretensado de 0,001·210·500 = 105 kN

  • Li, Lf, Axial
    son valores informativos (no se pueden modificar) de la longitud inicial, longitud final y fuerza axial de las barra editada. Si hay mas de una, lo más habitual es que estos valores estén en blanco, ya que los valores que no coinciden en todas las barras quedan en blanco.
    Sin embargo, Li puede ser modificado en algunos casos: en fase de cálculo y para barras que no representen la membrana. Modificar este valor puede afectar de forma importante al cálculo, por lo que es conveniente usar esta opción cuando se tenga claro lo que se desea hacer.
    Además, encima de Li a veces aparece la casilla de opción LiLf.
    Esta opción sirve entre otras cosas para anular cualquier pretensado que tenga la barra, ya que la longitud inicial de la barra coincide con la longitud actual de la misma y, por lo tanto, el axial de la barra es cero.
  • E
    Módulo de Elasticidad del material. Este valor no se puede modificar porque viene determinado por las bases de datos de los tubos, cables o membranas. Solamente en el estado de Buscar la forma, este valor está accesible. En este estado no significa Módulo de Elasticidad, sino solamente una valor relativo que por defecto es 1 en las barras de la malla y 5 en las barras perimetrales, pero que puede (y debe) ser alterado por el usuario a fin de conseguir la forma deseada.
  • Densidad
    También es un valor informativo que no se puede modificar ya que viene determinado por las bases de datos de los tubos, cables o membranas.
  • A
    Sección de la barra. En las barras que representan membrana (tipos 1 y 4) la sección se mide por el ancho de la membrana que representa cada barra de la malla. Normalmente este ancho se puede calcular automáticamente a través de WinTess3, pero si queremos tener un control exhaustivo de dicho ancho podremos modificar el valor de A en el estado de Cálculo. En los demás tipos de barras es un valor informativo que no se puede modificar ya que viene determinado por las bases de datos de los tubos o cables.
  • Temperatura
    Estos valores permiten simular una carga térmica en las barras. (Es posible que en un futuro estos datos dejen de formar parte de datos de las barras y se apliquen como acciones externas a la estructura).
    dTemp = incremento o detrimento de temperatura aplicado a la barra
    Coeficiente de dilatación térmica = Su propio nombre lo define.
  • Barra rígida
    Solamente en el caso de barras tipo 2 (Barra rígida), en la parte inferior de la ventana de edición de barras veremos el siguiente recuadro:RecuadroBarRig.gifA la izquierda tenemos unos botones de elección para definir el tipo de rigidez de los nudos extremos de las barras.
    A la derecha tenemos la información de los momentos de inercia de la barra rígida escogida. Son valores solamente de lectura, ya que provienen de la base de datos de tubos.

Datos iniciales

El programa muestra una –tabla– de valores iniciales de las barra. En la segunda fila vemos las unidades con que se toman los valores de la tabla.

Barra: Número de la barra
N-1, N-2: Nudos que definen la barra. (Por defecto el primero N-1 se considera el izquierdo y el segundo el derecho)
Tipo: Tipo de barra
Li: Longitud inicial de la barra
A: Sección de la barra
Axial: Fuerza axial en la barra. (En realidad este es un valor final, ya que implica un cálculo)
E: Módulo de Elasticidad del material que forma la barra
Pret: Pretensado aplicado a la barra
Pes: Pes total de la barra (Li · A · Dens)
Dens: Densidad del material que forma la barra
dT: Incremento o detrimento de temperatura aplicado a la barra
alfa: Coeficiente de dilatación térmica del material que forma la barra


Datos finales

El programa muestra una –tabla– de valores finales de las barras. En la segunda fila vemos las unidades con que se toman los valores de la tabla.

Barra: Número de la barra
N-1, N-2: Nudos que definen la barra. (Por defecto el primero N-1 se considera el izquierdo y el segundo el derecho)
Tipo: Tipo de barra
Lf: Longitud final de la barra
A: Sección de la barra. (En realidad este es un valor inicia, ya que no depende del cálculo)
Axial: Fuerza axial en la barra.
dL: Incremento o detrimento de longitud de la barra
Tensión: Tensión máxima de la sección de la barra, debida a la tracción o compresión (con pandeo calculado) y/o flexión.
Ratio: Coeficiente que si supera el valor 1 significa que la tensión de la barra ha superado la tensión máxima de cálculo del material que forma la barra. Esta tensión máxima de cálculo incorpora un coeficiente de seguridad que engloba tanto el coeficiente de mayoración de cargas como la minoración de resistencia.


Datos barras rígidas

Si la estructura no tiene barras rígidas este menú estará desactivado. Si hay barras rígidas mostrará una –tabla– con los valores peculiares de estas barras. En la segunda fila vemos las unidades con que se toman los valores de la tabla.

Barra: Número de la barra
Axial: Fuerza axial en la barra
Torsor: Momento torsor de la barra
M1Y,M1Z,M1T: Momentos flectores en el extremo N-1. De acuerdo con los ejes locales x,y,z de la barra, la tabla nos muestra el momento M1Y en el plano x,y y el momento M1Z en el plano x,z. Sumados vectorialmente obtenemos el momento total M1T
M2Y,M2Z,M2T: Momentos flectores en el extremo N-2. De acuerdo con los ejes locales x,y,z de la barra, la tabla nos muestra el momento M2Y en el plano x,y y el momento M2Z en el plano x,z. Sumados vectorialmente obtenemos el momento total M2T
FY,FZ,FT: Esfuerzos cortantes en la barra. De acuerdo con los ejes locales x,y,z de la barra, la tabla nos muestra el cortante FY en el plano x,y y el cortante FZ en el plano x,z. Sumados vectorialmente obtenemos el cortante total FT. Al no existir la posibilidad de entrar acciones en el interior de las barras, los esfuerzos cortantes son constantes a lo largo de la barra-
Ratio: Coeficiente que si supera el valor 1 significa que la tensión de la barra ha superado la tensión máxima de cálculo del material que forma la barra. Esta tensión máxima de cálculo incorpora un coeficiente de seguridad que engloba tanto el coeficiente de mayoración de cargas como la minoración de resistencia.


Sección automática

Ya hemos comentado que la sección de una barra tipo 1 o tipo 4 (membrana) se mide por el ancho de la membrana que representa. Esta labor la hace automáticamente el programa al pasar del estado Buscar la forma al estado Cálculo. No obstante, a lo largo del proceso de cálculo, podemos hacer cambios que obliguen a recomponer esta sección automática. Para este fin se ha creado este menú. También podemos entrar manualmente este valor a través del menú de edición.


Longitud inicial = Longitud final

Esta operación está incluida en el menú Global | Reset, pero puede ser que en algún caso después de crear un barra durante el proceso de calculo o de buscar la forma, queramos que las barras no tengan una longitud inicial diferente a la longitud final o actual de la barra.


Eliminar barras (números)

RenumBarraEste menú sirve para eliminar barras a partir de su numeración actual. WinTess3 nos muestra una ventana en donde además de unos avisos nos permite introducir los números de las barras que van a ser eliminadas. Automáticamente (si no lo estaba) se ha activado la numeración de las barras para que podamos ver cuáles son las que se van a eliminar.


Eliminar barras (gráficamente)

El cursor del ratón se cambia a formato selección (dedo) para que vayamos seleccionando las barras que deseamos eliminar. Podemos hacerlo de una en una o por grupos en una ventana. Debemos recordar la forma de generar la ventana (hacia la derecha o hacia la izquierda) y el método ON/OFF de selección (si seleccionamos una barra ya seleccionado lo que conseguimos es deseleccionarla). Una vez finalizada la selección pulsamos el botón derecho del ratón y aceptamos o cancelamos la acción de eliminar las barras seleccionadas.


Eliminar Diagonales

Este menú solamente está activo si existen barras tipo 4 (Barra diagonal). Si así podemos eliminarlas todas con un solo clic del ratón.


liminar barras repetidas

No es habitual que haya barras repetidas (que vayan del mismo nudo inicial al mismo nudo final). Bien sea por error al editarlas, bien sea porque se han importado de un archivo DXF donde ya estaban repetidas o por lo que sea, esta circunstancia puede darse. WinTess3 las elimina automáticamente al leer un archivo, pero si hemos hecho muchos cambios y dudamos de haber repetido alguna barra, este menú puede ser útil.


Grupos de barras

GrupBarresPoder agrupar las barras en conjuntos es algo muy útil y típico en los programas que las utilizan. Un grupo de barras es un conjunto de ellas que comparten alguna característica. Una barra puede pertenecer a más de un grupo de barras o no pertenecer a ninguno.

Por defecto WinTess3 crea un grupo llamado “T” que incluye todas las barras de la estructura. De forma transparente (el usuario no debe hacer nada) si hay cables de relinga en la estructura (formados por más de una barra) WinTess3 crea un grupo de barras para cada cable llamado Cable n, donde n es el número de cable. Así Cable 3 es el grupo de barras que incluye las barras que forman el cable 3.

Podemos crear tantos grupos de barras como queramos y eliminarlos (excepto los grupos que definen los cables). Para crear un grupo pulsamos el botón Crea y escribimos en la primera columna, justo donde ha ido a parar el cursor, el nombre que queramos darle al grupo. A continuación en la casilla de al lado, en la segunda columna, escribimos las barras que pertenecen a este grupo. Podemos escribir o marcarlas directamente en la pantalla, una a una o a través de una ventana.

Para eliminar un grupo pulsamos el botón Elimina y, siguiendo la orden del programa, borramos el nombre del grupo. Aunque no se borren las barras de la casilla de la derecha, cuando salgamos pulsando el botón OK el grupo de barras será eliminado.


Renumerar barras

RenumBarraSi hemos creado una malla con el propio programa WinTess3 las barras ya tienen la mejor numeración posible, pero si hemos importado una malla desde un archivo DXF o hemos creado y eliminado muchas barras de forma manual en el propio programa WinTess3 es posible que la numeración de las barras no sea la correcta y dificulte el uso del programa.
Por ejemplo, la creación automática de cables de relinga requiere que las barras de relinga sean correlativas. Esta es una causa típica de renumeración de barras.

No hace falta que renumeremos todas las barras. Podemos renumerar solamente unas cuantas. Primero debemos introducir el número de la primera barra que renumeraremos. Por ejemplo si hay ciertas barras en la estructura que queremos que sean la 8,9 y 10 (evidentemente en este momento no lo son), entraremos el número 8 en la casilla de texto de la ventana y pulsaremos el botón OK.

Si no lo estaba ya, se activa la numeración de barras y el cursor coloca en la posición de selección. Marcamos sobre una barra y esta cambia de número para tomar el valor que hemos introducido en la casilla de texto. Si seguimos marcando otras barras el número va cambiando de forma progresiva, uno a uno. Para terminar, como siempre, pulsamos con el botón derecho sobre una zona en blanco de la pantalla.
Es evidente que cuando cambiamos el número de una barra, el valor actual se cambia por el de la barra que vamos a numerar. Si al marcar la barra 25, por ejemplo, aparece el número 8, significa que la antigua barra 8 ahora es la 25.


Dividir Barras

DividirBarresAl pulsar este menú el cursor del ratón se torna en la forma de selección. Seleccionamos las barras que deseamos dividir, una a una o a través de una ventana, y pulsamos el botón de la derecha del ratón. Aparece la ventana de división de barras que nos piden en cuantos trozos iguales deseamos dividir las barras seleccionadas. Introducimos un valor >= 2 y pulsamos el botón OK. Las barras seleccionadas han sido divididas en trozos iguales.
NOTA: Esta operación afecta de forma importante a la numeración correcta de las barras.


Localizar una barra

Muchas veces necesitamos saber donde está una determinada barra, sea para evaluar sus resultados, para editarla, etc. Cuando la estructura tiene muchas barras esta labor no se puede hacer a simple vista, buscando en la pantalla. WinTess3 proporciona esta herramienta para que a través de la ventana de la derecha introduzcamos el valor de la barra que deseamos localizar. Inmediatamente aparece en pantalla la barra en cuestión con un trazado de color rojo.LocalitzaBarrabarraRoja

Ejes locales


Este menú solamente está operativo si existen barras rígidas en la estructura. Las barras rígidas pueden tener momentos, giros, cortantes, etc. en dos direcciones principales, perpendiculares entre ellas y perpendiculares al eje “x” local que coincide con la propia directriz de la barra.
WinTess3 dibuja en el punto central de cada barra rígida los ejes “y” y “z“, utilizando los mismos colores que se usan para dibujar los ejes principales generales X,Y,Z, en la parte inferior izquierda de la pantalla principal.EjesGenerales
EjesLocales