Hipótesis de cálculo.

Opción disponible con el programa base.

Esta opción sólo es accesible desde el menú Datos.

Esta opción de menú permite conseguir información sobre las hipótesis que se van a utilizar en el cálculo, así como crear hipótesis nuevas definidas por el usuario, o bien modificar hipótesis ya existentes.

El Código Técnico, en el Documento Básico SE (Seguridad Estructural) plantea tres tipos de situación para la combinación de cargas:

• Para situaciones persistentes o transitorias, se aplicará la siguiente expresión:

• Para situaciones accidentales (no consideradas para ELS), se aplicará la siguiente expresión: 

• Si la acción accidental es la sísmica, se aplicará la siguiente expresión: 

 

Donde:

• G_k, P, Q_k,  son los valores característicos de las acciones permanentes, del pretensado y variables respectivamente.
• A_d es el valor de cálculo de la acción accidental.
• γ_i es el coeficiente de mayoración de acciones, que depende de la naturaleza de la acción: permanente (γ_G), pretensado (γ_p), o variable (γ_Q), y en el caso de combinaciones de Estado Límite de Servicio, no se consideran (γ=1). Los coeficientes de mayoración de acciones se definen en la solapa  Coeficientes CTE-DB-SE. En caso de aplicar las hipótesis de cálculo de la EHE-98 (ver Datos Generales/Hormigón Armado), aparecerá una tercera solapa, Coeficientes EHE, en la que podrá indicar el valor de estos coeficientes.
• Ψ_i es el coeficiente de simultaneidad, que tomará un valor de combinación (Ψ₀), frecuente (Ψ₁) o casi permanente (Ψ₂). Los valores de los coeficientes de simultaneidad se definen en la solapa Hipótesis.

El cuadro de diálogo Hipótesis de cálculo está formado por tres solapas:

• Solapa Hipótesis.
• Solapa Coeficientes de seguridad CTE-DB-SE.
• Solapa Coeficientes de seguridad EHE (sólo aparece al aplicar EHE-98)

Solapa Hipótesis.

En esta solapa aparece una tabla con todas las combinaciones de carga posibles:

 

En filas aparecen las hipótesis de carga, y en columnas los grupos de carga, relacionándose entre sí por los coeficientes de simultaneidad (Ψ). Estas combinaciones reciben el nombre de hipótesis básicas.

Por defecto, estas hipótesis se generan automáticamente, en función de los grupos de carga considerados en el proyecto, y la compatibilidad entre éstos. La generación automática se producirá en el momento que se creen elementos de cálculo en el proyecto; si no existen (porque todos los elementos de la estructura son genéricos), no se generará ninguna hipótesis.

Además, para Estado Límite de Servicio se generan tres tipos de hipótesis (ver EHE 13.3 / CTE DB-SE 4.3.2):

• Poco probable - Ppb ("Característica" según CTE): Es la combinación básica de ELS, igual a la de ELU para situaciones persistentes o transitorias, utilizando  γ=1. Según el CTE, deben aplicarse estas combinaciones cuando se trate de verificar efectos irreversibles debidos a acciones de corta duración.
• Frecuente - Fct: Es la combinación de acciones de ELS básica, empleando el coeficiente de simultaneidad Ψ₀ (de combinación) para una acción variable, y el coeficiente  Ψ₁ (frecuente) para el resto. Según CTE, se aplicarán estas combinaciones cuando se trate de verificar efectos reversibles debidos a acciones de corta duración.
• Casi permanente - Cpt: Es la combinación de acciones de ELS básica, empleando el coeficiente de simultaneidad Ψ₂ (casi permanente) para todas las acciones variables. De acuerdo con CTE, se aplicarán estas combinaciones cuando se trate de verificar efectos reversibles debidos a acciones de larga duración.

En la parte inferior de la  tabla aparecen tres opciones:

• Usar generación automática: Al desactivar esta opción, se elimina la generación automática de combinaciones, pudiendo el usuario modificar las hipótesis de cálculo consideradas.
  • Para deshabilitar  una de las hipótesis que figuran en la tabla (es decir, mantener la hipótesis pero no considerarla en el cálculo), basta con desactivar su casilla de verificación.
  • Para crear una hipótesis nueva, hay que hace clic en Nueva e introducir el nombre y los valores de Ψ·γ directamente en la tabla.

Los coeficientes de mayoración γ se tienen en cuenta sólo en las hipótesis generadas automáticamente (aquellas que empiezan por CTE / EHE). Cuando cree una hipótesis de forma manual (es decir, con el botón "Nueva"), el coeficiente que define en la tabla debe incluir tanto el coeficiente de combinación Ψ como el de mayoración γ.

• Para editar una hipótesis, hay que seleccionar la hipótesis deseada en la tabla y hacer clic en Modificar (o "Eliminar" si se desea suprimir la hipótesis).
• Usar método simplificado: Cuando está activa la generación automática, esta opción permite generar un número reducido de hipótesis, que puede ser válido para cálculos previos al definitivo, reduciendo notablemente el método de cálculo. El usuario debe tener en cuenta que cada hipótesis genera un cierto número de efectos, que dependerán de los coeficientes de mayoración de acciones y del carácter favorable o desfavorable de las acciones. Así, no utilizar el método simplificado supone emplear mucho tiempo de cálculo en realizar comprobaciones, lo cual no tiene mucho sentido si lo que se pretende realizar es un cálculo previo o un predimensionado de la estructura. El método simplificado se corresponde con la simplificación propuesta por la anterior Instrucción EHE-98 (13.2), por el que los coeficientes de combinación se igualan a 0,9.

El método simplificado está derogado, no aparece en la actual Instrucción EHE, y no se debe calcular una estructura definitiva con este método. Aun así, el método, aunque actualmente queda fuera de norma, reduce considerablemente las hipótesis de carga; además, si el número de acciones variables no es muy reducido, este método suele quedar ampliamente del lado de la seguridad, de manera que sigue siendo una herramienta útil durante el diseño de la estructura.

• Usar método abreviado: Con el método abreviado, el programa genera un efecto por cada combinación de cargas, reduciendo el número de hipótesis al no distinguir entre efectos favorables y desfavorables de las acciones. Si no está activa esta opción, el programa generará tantos efectos como combinaciones posibles de efectos favorables y desfavorables; si el número de grupos de carga es elevado, puede generarse un gran número de efectos por combinación, encareciéndose el tiempo de cálculo.

En determinados casos, la utilización del método abreviado no está del lado de la seguridad, al considerar un coeficiente de mayoración de acciones superior al indicado por la norma en el caso de grupos de carga favorables. Este método reduce considerablemente el tiempo de cálculo, y es muy recomendable su utilización en muchos casos, pero antes de dar por terminado el proyecto, siempre será necesario realizar una comprobación por el método general. Este método no deberá aplicarse en estructuras con acciones verticales considerables (como la carga de viento en naves industriales).

• Optimizar en función de la naturaleza de la acción: Esta herramienta permite agrupar los grupos de cargas según su naturaleza (permanente o variable) y grado de compatibilidad permitiendo la reducción del número de hipótesis básicas y del número de efectos. Si no se activa esta opción, el programa generará todos los efectos posibles combinando todos los grupos de carga por separado, generando un gran número de efectos. Al agrupar las acciones en función de su naturaleza, el programa generará los efectos de forma similar a la anterior, pero utilizando grupos de carga más globales, por ejemplo, todas las permanentes juntas, todas las sobrecargas de uso juntas, etc.  En ningún caso este método deja de estar del lado de la seguridad, razón por la que es un método altamente recomendable.

Solapa Coeficientes de seguridad CTE-DB-SE. 

Esta solapa contiene los coeficientes de mayoración de acciones para ser aplicados sobre combinaciones de carga generadas automáticamente referentes al CTE (aplicables a elementos constructivos de acero, madera, hormigón armado y pretensado). Los coeficientes de mayoración de acciones representan los márgenes de seguridad con los que contamos a la hora de calcular una estructura y su aplicación depende del carácter favorable o no de cada acción con respecto a las demás. ESwin plantea, por cada hipótesis básica, todas las distinciones posibles entre efectos favorables y desfavorables, obteniendo 2^N-1 efectos, donde N es el número de grupos de carga que participa en la hipótesis. Si tenemos activado el "método abreviado" no se hará la distinción entre efectos favorables y desfavorables.

El usuario podrá editar los coeficientes de seguridad a su voluntad, pudiendo restaurar los coeficientes del CTE en cualquier momento haciendo clic en Valores predeterminados. Los valores originales permanecerán en color verde, mientras los introducidos por el usuario quedarán en color rojo:

Para proyectos en los que sea de aplicación el CTE no es recomendable editar los coeficientes de mayoración de acciones, salvo que la modificación sea, por motivos justificados, del lado de la seguridad.

Las acciones Permanentes que aparecen en el cuadro de diálogo son las relacionadas con el peso propio de la estructura,  de elementos constructivos y del terreno. El empuje del terreno y la presión hidrostática tienen tienen un tratamiento especial según DB-SE-C; para ajustar los coeficientes de seguridad relativos a estas acciones, utilice el botón Acciones permanentes.

En el caso de elementos de hormigón armado, el programa deja abierta la posibilidad de plantear las hipótesis de cálculo de la Instrucción EHE de 1998; diferenciando entonces las hipótesis que se aplican a elementos de acero y las que se aplican a elementos de hormigón. Para aplicar la EHE-98 en la generación de hipótesis de carga, deberá desactivar el check Aplicar combinaciones de hipótesis del CTE-DB-SE, del cuadro de Datos Generales / Normativa

Solapa Coeficientes de seguridad EHE.  

Esta solapa sólo aparecerá cuando se aplique la generación de cargas de la anterior EHE (98), es decir, cuando la opción "Aplicar combinaciones CTE" del cuadro de Datos Generales esté desactivada. En caso contrario, los coeficientes de seguridad de mayoración de acciones para la comprobación de elementos de hormigón se aplicarán según lo indicado en la solapa CTE-DB-SE.

La solapa de Coeficientes de seguridad de la EHE permite modificar los valores de los coeficientes de mayoración de acciones, aplicables a combinaciones de carga generadas automáticamente.

La Instrucción EHE-98 definía unos coeficientes generales de mayoración de acciones en el Artículo 12, que prácticamente son coincidentes con los del CTE. Sin embargo, en el Artículo 95, estos coeficientes se corregían para acciones permanentes y variables cuando el control de calidad de la ejecución de la estructura es Normal o Reducido (para control intenso, los coeficientes son los generales). En caso de nivel de control normal, si no desea tener en cuenta el Art.95 de la anterior EHE, marque la casilla Usar valores predeterminados conforme al artículo 12 de la EHE.