Características y Funcionalidades

Interfaz de Usuario ​

 

Una Ventana, Varias Vistas

CSiBridge ofrece una interfaz única para modelar, analizar, dimensionar, evaluar la capacidad de carga y generar informes de cálculo.

 

Plantillas

CSiBridge tiene una amplia selección de plantillas para iniciar rápidamente un nuevo modelo de puentes. Esta opción es bastante útil para comenzar un modelo a partir de las definiciones iniciales y adaptarlo posteriormente.

Edición Interactiva de Datos (Interactive Database Editing)

Esta opción permite editar los datos del modelo a través de tablas de Microsoft Excel y Microsoft Access.  Las tablas se exportan e importan fácilmente a CSiBridge, simplificando bastante la implementación de cambios en el modelo.

 

Modelado Paramétrico de Puentes  ​

Componentes Estructurales  ​

 

 Nudos (Joints) 

En la formación de la malla de cálculo, CSiBridge crea automáticamente nudos en las intersecciones entre objetos estructurales y nudos interiores. Las coordenadas y otras informaciones se presentan en pantalla a través del “model window”, o en formato tabla.

Objetos de Barra (Frames) 

Los elementos de barra tienen incorporada una formulación que incluye los efectos de flexión desviada, torsión, deformación axial y por esfuerzo transversal. CSiBridge contiene una amplia base de datos de secciones de hormigón armado, metálicas y mixtas de acuerdo con varias normativas internacionales.
 

Consideraciones generales

Siempre que se intersectan objetos se generan automáticamente nudos intermedios, para garantizar la conectividad de los elementos finitos.

Propiedades de las Secciones

Se pueden también definir secciones no prismáticas o prefabricadas a través de Section Designer.

 

Objetos de Cable (Cables)

Los objetos de cable generan elementos de comportamiento altamente no lineal utilizados para modelar el comportamiento de catenaria de cables esbeltos. Estos son muy útiles para modelar puentes colgantes o puentes atirantados.

Objetos de Pretensado (Tendons)

Los objetos de pretensado son un tipo especial de elementos que se pueden introducir en otros objetos para modelar el efecto del pretensado. Se puede definir el trazado del cable a través del editor del trazado y concatenar diversos trozos rectos, circulares y parabólicos o definirlo de forma paramétrica. Las acciones, incluyendo todo tipo de pérdidas, se definen fácilmente en CSiBridge.

Objetos de Área (Shells)

Los objetos de área se pueden definir en el modelo con comportamiento de membrana, de placa y shell. A través de capas, se pueden definir shells que contienen diferentes materiales y, por consiguiente, un comportamiento mixto y no lineal.

Objetos Sólidos (Solids)

Los sólidos son elementos finitos de ocho nudos que se utilizan para modelar sólidos tridimensionales, basados en una formulación isoparamétrica. Son útiles para modelar objetos cuyas acciones, condiciones de frontera, propiedades de la sección y/o reacciones varían con el espesor.

Elementos de Conexión (Links) 

CSiBridge dispone de variados elementos de conexión para una representación más precisa del comportamiento de la estructura. Incluye elementos de conexión lineales, multilineales elásticos, multilineales plásticos, elementos de contacto (“Gaps” y “Hooks”), amortiguadores, elementos de contacto y aisladores de base (“Friction Isolators”, “Rubber Isolators”, “T/C Isolators”, y “Triple Pendulum Isolators”).

Rótulas Plásticas (Hinges)

Los usuarios tienen la posibilidad de crear y aplicar rótulas para realizar análisis "pushover" en CSiBridge. El comportamiento no lineal de los materiales en los elementos de barra se puede modelar con "fiber hinges". Este abordaje consiste en la representación del material en la sección como puntos discretos, donde cada uno presenta la curva tensión-deformación del material. Es posible también representar materiales mixtos, como por ejemplo hormigón armado y otras secciones arbitrarias.

 

Muelles (Springs)

Los muelles consisten en elementos de conexión usados para conectar estáticamente nudos de la estructura al suelo, pueden ser de naturaleza lineal o no lineal. Se pueden modelar condiciones de apoyo no lineal como “gaps”, “hooks”, muelles multilineales o plásticos, amortiguadores viscosos, aisladores de base, entre otros. Las opciones de modelado avanzado permiten incluir las cimentaciones en la superestructura, incluyendo pilotes y zapatas. Es posible simular la interacción suelo-estructura a través de la definición de las curvas P-Y y de la activación de opciones de no linealidad.
 

 

La definición de un caso de carga permite definir la distribución de fuerzas, desplazamientos, temperaturas y otros efectos que actúan sobre la estructura. 

 

Cargas Paramétricas (Parametric Loading)

Las cargas en la superestructura se pueden atribuir paramétricamente a un modelo de un puente. Las cargas se pueden definir para cualquier caso de carga y pueden incluir las cargas debidas a las capas de desgaste, parapetos, diafragmas, vigas y tableros. 

 

Cargas Puntuales, Lineales y Distribuidas (Point, Line and Area Loads)

Las cargas definidas paramétricamente se mantienen incluso cuando se efectúan cambios en las discretizaciones de los objetos, en el tipo de tablero o en el trazado.

 

Temperatura (Temperature)

La “Temperature load” crea una deformación térmica en el elemento de barra. Esta deformación depende del coeficiente de expansión térmica del material y de la variación de temperatura a la que el elemento se sujeta. Las “temperature loads” se pueden especificar para representar variaciones de temperatura en los elementos estructurales para análisis lineales o no lineales.

 

 

Análisis  ​

 

 Información General

Los solvers de CSI han sido usados y probados por ingenieros a lo largo de más de 35 años. "SAPFire Analysis Engine" soporta varios solvers de 64-bits para un análisis optimizado y efectúa análisis Eigen y Ritz.

 

Cargas Móviles (Moving Loads)

Las cargas móviles están disponibles en CSiBridge para simular las líneas y superficies de influencia para los carriles de rodaje y permitir el análisis de la respuesta de la estructura a las cargas de los vehículos. Se pueden utilizar análisis estáticos "multi-step" o análisis "time-history" lineales o no lineales.

 

Análisis de Pandeo (Buckling) 

Los modos de pandeo lineal se pueden obtener para cualquier conjunto de acciones. Los modos de inestabilidad se pueden calcular a partir de la rigidez obtenida al final de análisis no lineales y secuencia constructiva. También es posible realizar análisis no lineales de pandeo considerando grandes deformaciones y no linealidades de los materiales. El comportamiento de “snap-through” se puede obtener a través de un análisis estático con control de desplazamiento. Se pueden utilizar análisis dinámicos para modelar situaciones de pandeo más complejas, como por ejemplo análisis de pospandeo.

P-Delta

El análisis P-Delta tiene en cuenta los efectos de los esfuerzos de compresión y tracción en la variación de rigidez transversal de los miembros de la estructura. La compresión reduce la rigidez lateral y la tracción la aumenta. Este análisis es particularmente útil para considerar el efecto de las cargas verticales en la rigidez lateral de las estructuras de edificios. Se puede utilizar un simple análisis P-delta para un caso de cargas gravitacionales para alterar la rigidez de casos de carga lineales, que podrán después ser  combinados linealmente. Alternativamente, cada combinación de cargas se puede analizar para efectos P-delta totales no lineales. La consideración de efectos P-delta es posible para todos los elementos y está también integrada en el análisis y dimensionamiento. 

Análisis Estático No Lineal (Pushover)

Las características y funcionalidades de los análisis "pushover" en CSiBridge incluyen la implementación de la FEMA 356 y la de las rótulas plásticas clásicas o de fibras, basadas en las relaciones de tensión-extensión de los materiales constituyentes. Los elementos de área no lineales permiten al usuario considerar en el análisis "pushover" el comportamiento plástico de los muros resistentes, losas, chapas de acero y otros elementos finitos de área. Se pueden definir relaciones fuerza-deformación para rótulas de acero y de hormigón armado.
 

Análisis Dinámico (Dynamics) 

Los análisis dinámicos de CSiBridge incluyen el cálculo de modos de vibración a través de Ritz o Eigen vectors, análisis de espectros de respuesta y time-history, tanto para comportamiento lineal como no lineal.
 

Modal

El análisis modal por “eigen-vector” encuentra los modos de vibración natural de la estructura y puede utilizarse para una mejor percepción del comportamiento de la misma, y también para la superposición modal de los análisis de espectro de respuesta y "time-history modal". El análisis modal por “ritz-vectors” encuentra los mejores modos de vibración para captar el comportamiento estructural en los análisis de espectro de respuesta y "time-history modal”, siendo más eficiente que el análisis por “eigen-vector”.

 

Análisis por Espectro de Respuesta (Response Spectrum Analysis)

El análisis de espectro de respuesta determina la respuesta estadísticamente más probable de la estructura a un determinado sismo. Este tipo de análisis lineal utiliza los espectros de respuesta basados en los tipos de sismo y condiciones locales. Este método es extremadamente eficiente y considera el comportamiento dinámico de la estructura.

 

Análisis Temporal No Lineal (Time History Analysis)

El análisis "time-history" capta detalladamente la respuesta de la estructura a movimientos basales debidos al sismo y a otros tipos de acciones como: explosiones, equipamientos, viento, olas, etc. El análisis puede recurrir a una superposición modal o a métodos de integración directa, lineales y no lineales. El método modal no lineal FNA ("Fast Nonlinear Analysis") es extremadamente eficiente y preciso para varios tipos de problemas. El método de integración directa es aún más general y puede abarcar grandes desplazamientos y otros tipos de comportamientos altamente no lineales. Los análisis "time-history" no lineales se pueden encadenar a partir de otros tipos de casos no lineales (incluyendo secuencias constructivas), abordando una amplia gama de aplicaciones prácticas.

 

Efectos Diferidos en el Tiempo (Time Dependent)

Las secuencias de construcción incremental se pueden modelar en CSiBridge. Pueden ser considerados efectos no lineales como grandes deformaciones, cedencia, entre otros. Son también considerados los efectos de fluencia, retracción y alteración de rigidez.

 

Secuencia Constructiva (Construction Sequencing)

El usuario puede añadir secuencias de acciones arbitrarias en varios momentos de la secuencia constructiva, simulando las condiciones del proceso real.

Fluencia y Retracción (Creep and Shrinkage)

Se pueden calcular deformaciones continuas debidas a la fluencia y a la retracción a lo largo de un análisis de secuencia constructiva. Los efectos diferidos de los materiales tienen como base la normativa CEB-FIP de 1990 y se utilizan en el cálculo de la deformación debida a la fluencia.
 

Solicitaciones Harmónicas (Steady State)

El análisis "steady state" tiene como objetivo la determinación de la respuesta de la estructura debido a cargas cíclicas (estable, senoidal) para una determinada gama de frecuencias.

El análisis "steady state" puede utilizarse además para medir los efectos de varios equipamientos funcionando a diferentes frecuencias, considerando una combinación de resultados de varios análisis en el mismo modelo.

 

Fuerza Objetivo (Target Force)

Tipo especial de carga donde el usuario especifica el esfuerzo axial deseado y se aplica iterativamente una deformación axial hasta obtenerse el esfuerzo pretendido. Las cargas del tipo "Target-Force" solo se utilizan en análisis no lineales y de secuencia constructiva. 

 

Combinación de Acciones (Load Combinations) ​

CSiBridge permite un número ilimitado de combinaciones y casos de análisis. Los tipos de combinaciones de acciones incluyen suma algebraica, envolventes, suma de módulos, raíces cuadradas de las sumas de los cuadrados (SRSS) y sumas de respuestas con señales iguales (Range Add). Los componentes de las combinaciones pueden ser también combinaciones de acciones.

 

Dimensionamiento  ​

 

Estructuras Metálicas (Steel Frame) 

El dimensionamiento de perfiles metálicos incluye la optimización de las dimensiones de los elementos y las normas de comprobación de seguridad y dimensionamiento. CSiBridge permite la visualización de los resultados en cualquier elemento de forma interactiva, siendo posible la actualización automática de los resultados después de la alteración de parámetros y/o propiedades de las secciones.
 

 

 

Estructuras de Hormigón (Concrete Frame) 

El dimensionamiento de estructuras de hormigón armado en CSiBridge incluye el cálculo de áreas de armadura necesarias, comprobación de armaduras definidas, selección automática para optimización de secciones, implementación de normativas y reglamentos, dimensionamiento y revisión interactiva y overwrites de customización. 
 

 

 

Superestructura (Superstructure)

CSiBridge realiza el dimensionamiento de la superestructura para los siguientes códigos de dimensionamiento:

 

Acción Sísmica Automática (Automated Seismic)

Se pueden definir parámetros de dimensionamiento específicos para ser considerados en el modelo de cálculo durante un análisis sísmico. Se ha introducido en CSiBridge el nuevo código de dimensionamiento americano (AASHTO) para incluir los análisis "pushover" en estructuras de categoría sísmica D. 

 

Evaluación de la Carga  ​

Resultados  ​

Geometría Deformada (Deformed Geometry)

Es posible presentar la estructura deformada debido a cualquier combinación de acciones, como también obtener animaciones de los modos de vibración.
 

Diagramas de Esfuerzos (Force Diagrams)

Es posible visualizar los diagramas de momentos flectores, esfuerzo transversal, esfuerzo axial y desplazamientos, en cualquier punto de un objeto de barra y para cualquier caso de carga o combinación.
 

 

Respuesta de la Estructura (Bridge Response)

La respuesta de la estructura para las cargas móviles se calcula para todo tipo de elementos y nodos. Es posible solicitar la respuesta de la estructura a nivel de los desplazamientos y   reacciones nodales, esfuerzos y momentos flectores en elementos de barra, tensiones, esfuerzos y momentos resultantes en elementos shell, tensiones en elementos de placa y sólidos y fuerzas/desplazamientos en los elementos de conexión del tipo "Link".
 

Superficies de Influencia (Influence Surfaces)

Las superficies de influencia se utilizan para calcular la respuesta de la estructura a acciones móviles. Los valores máximos y mínimos de cada respuesta se calculan utilizando la superficie de influencia correspondiente. Se define línea de influencia de determinado efecto al valor de ese efecto (esfuerzos, desplazamientos o tensiones) en función de su posición en la estructura, de una carga móvil unitaria. 

Animaciones en Vídeo (Video Animations)

CSiBridge tiene la capacidad de generar ficheros de vídeo para demostrar visualmente los vehículos o un conjunto de resultados de análisis que varían en un particular periodo de tiempo, como los análisis time-history y la respuesta de la estructura a acciones móviles.

 

Reportes  ​

 

Generación de Reportes (Report Generation)

Es posible obtener reportes predefinidos que incluyan todos los datos del modelo, resultados de análisis y de dimensionamiento. Los datos se presentan en formato de tabla, gráficos y cuadros de contenidos. La portada del informe dispone de información del proyecto juntamente con el nombre y logotipo de la empresa.

 

 

Herramientas  ​

 

Optimizador Estructural (Load Optimizer)

Esta herramienta tiene como objetivo determinar la acción más adecuada para alcanzar la respuesta estructural deseada. Las acciones se pueden aplicar de forma lineal, no lineal o a través de secuencia constructiva. Los límites y objetivos pueden ser desplazamientos, fuerzas, momentos, entre otros.
 

Section Designer

Section designer es una herramienta incorporada en CSiBridge. Permite a los usuarios la creación de secciones genéricas con cualquier geometría y material, incluyendo disposición de armaduras. Todas las propiedades de las secciones, diagramas de interacción biaxial y diagramas de momento-curvatura se calculan automáticamente.
 

 

 

Importación y Exportación  ​

 

Formatos Soportados

CSiBridge soporta interoperabilidad con varios programas: LANDXML, AutoCAD (DXF/DWG), CIS/2, IFC y SDNF. También es posible la exportación del modelo a una base de datos Microsoft Access. CSiBridge permite además la importación de fichero de FrameWorks Plus, IGES, STAAD y STRUDL, en caso de que el usuario esté utilizando otros programas de cálculo.