Una panorámica sobre el software exprés de cálculo de estructuras en madera sencillos y asequibles.

 

Hay muy buenos programas de cálculo de estructuras de madera, como son AxisVM, Cype 3D, Estrumad, Robot Structural Analysis, RSTAB, etc. que permiten un completo análisis estructural de la construcción en su globalidad. Son de alto nivel y exigentes en su curva de aprendizaje, y caros.

Pero no se necesita tanto si queremos un software que nos ayude a realizar cálculos, sencillos y de la manera más rápida, de elementos singulares de una estructura. Es decir, que simplifique el trabajo del usuario tanto durante la fase ejecutiva del proyecto, gracias a la elaboración automática de un informe o memoria de cálculo detallado y transparente, como durante la fase de presupuesto, gracias a la interacción dinámica del software, que permite una rápida convergencia con los límites reglamentarios (según el Eurocódigo 5) optimizando la sección y los costes resultantes para el cliente.

De ahí de lo del concepto exprés: conseguir algo rápido y válido.

Se considerarán aquellos que efectúen los cálculos según los Eurocódigos. Sabemos que cada país tiene un anexo nacional a cada Eurocódigo (NA). En estos anexos nacionales se definen, sobre todo, los parámetros que deben definirse a escala nacional (por ejemplo, factores de seguridad parciales, cargas de nieve, etc.).

Aunque hay programas que sólo tienen el anexo de país del fabricante, es habitual que tengan dos o unos pocos. Es más, algunos permiten hacer los cáculos según un Eurocódigo puro, sin anexos.

Se pueden clasificar en varios grupos:

  • suites o paquetes de programas,
  • cálculo de elementos singulares de una estructura,
  • y cálculos según la acción o temática específica a considerar.

Dentro de cada grupo, y en orden alfabético, se citan unos cuantos programas de cálculo. También puede verse como una visión panorámica de cómo son estos programas en el mercado europeo.

 

Suites o paquetes de programas:

  • La francesa Itech ha desarrollado el software ACORD-Express que permite el análisis rápido de elementos singulares (vigas, correas, pilares, etc.) definidos por un conjunto de parámetros que se introducen con un asistente. ACORD-Express consta de cuatro módulos que se pueden utilizar y adquirir de forma independiente: Eléments simples, Structures (cerchas y semicerchas), Contreventementes (paneles de arriostramientos en entramados ligeros para viento y sismo), y Assemblages (uniones de carpintería). Además, hay un grupo de herramientas denominado “Expert” permite verificar la resistencia de una sección constante o variable bajo el efecto de las condiciones de carga definidas por el usuario. Los cálculos se hacen según Eurocódigos. Genera informes de los cálculos.

Está integrado el asistente Assistants climatiques para cargas de viento y nieve. De pago.

 

  • APF Nexus, de la italiana APF Nexus, es un paquete de los módulos: WoodBeam (vigas y pilares), WoodTruss (cerchas), WoodJoint (uniones de carpintería), WoodPanel (paneles CLT), WoodFasten (capacidad de carga característica de un conector metálico) y WoodPlane Failure (análisis según Eurocódigo 7). Según Eurocódigos. Genera informes de los cálculos. De pago.

WoodBeam

WoodJoint

WoodPanel

WoodTruss

 

  • Se hace una referencia a unos módulos que, aunque no son programas independientes ya que son una opción del menú del programa principal, son un ejemplo claro de programas con una interfaz amigable. Dentro del software español de análisis 3D de estructuras de madera de Estrumad  se hallan los Modelos Constructivos que define con gran sencillez los datos referentes a: coordenadas y características de nudos, numeración de barras, tipos de sección e incluso genera internamente las cargas permanentes, las de mantenimiento, las de nieve y las de los diferentes vientos. Es un procedimiento extraordinariamente rápido y potente y muy sencillo de utilizar. Los modelos son: viga curva, cercha española, viga a dos aguas y viga continua.

 

  • La alemana Harzer Statik Software ha desarrollado Harzer-Statik como un paquete completo de 100 módulos para el cálculo de estructuras con varios materiales: acero, hormigón, mampostería y madera (para este material hay 45 módulos sobre una gran variedad de cálculo de vigas, uniones de carpintería, conexiones metálicas, cerchas, vigas a dos aguas con intradós curvo, arriostramientos de entramados ligeros, etc.) según Eurocódigos. El usuario puede crear sus propias hojas y pruebas.

Además de los anexos nacionales (NA) de Alemania y Austria, se ha integrado una versión que puede utilizarse para calcular según el Eurocódigo puro. Se hizo porque algunos países (por                  ejemplo, la República Checa) han tomado casi por completo el EC y carecen de un NA extenso.

Generan informes de los cálculos. En alemán. De pago.

 

Un producto similar es el alemán 4H-Statikprogramme de PCAE gmBh.

 

  • La francesa MD Bat ha desarrollado el paquete MD Bat para el cálculo de estructuras de maderas según Eurocódigos y la norma francesa CB 71. Consta de los siguientes programas independientes: Poutr, es la herramienta base para el cálculo de todo tipo de elementos rectos: vigas, correas, viguetas, pilares, etc.; Structur, para el cálculo de estructuras de formas libres o predefinidas: cerchas, pórticos, etc.; Assembl (cálculo de uniones de carpintería y conexiones metálicas); Eole, para el cálculo de cargas debidas al viento; y MOB, para modelizar y calcular entramados ligeros (ossature bois). Genera informes de los cálculos.

Anexos nacionales de Francia, Bélgica, España y Suiza. Hay traducción en español. De pago.

Assembl

Eole

MOB

Poutr

Structur

 

  • El Área de Conocimiento de Ingeniería de la Construcción de la Universidad del País Vasco, con el patrocinio del Gobierno Vasco, desarrolló en 2012 la herramienta de cálculo Prontuario informático de la madera estructural. Este programa se presenta como un conjunto de módulos o aplicaciones, con un formato sencillo y accesible, que favorece su uso y aplicación. Entre estos módulos cabe destacar, los de Análisis y Estructura, como instrumentos de asistencia técnica en el proceso de cálculo y comprobación de elementos estructurales. La herramienta se complementa con otros módulos como Durabilidad, Pliego, Detalles y Presupuesto a través de los cuales se obtiene una valiosa aportación, muy útil en la elaboración del proyecto. El programa se ha completado en esta nueva versión desarrollada en 2014, con 4 nuevos módulos destinados al cálculo de las uniones con herrajes metálicos, el predimensionado de forjados resueltos en madera y la comprobación térmica e higroscópica de soluciones de fachadas y cubiertas con elementos de madera.

Es gratuito.

 

  • La alemana Dlubal Software GmbH ha desarrollado el paquete RX-TIMBER para el análisis de estructuras de madera según Eurocódigos. Es un conjunto de programas independientes:
    • RX-TIMBER Glued-Laminated Beam realiza el cálculo de vigas de madera laminada encolada de grandes luces de ocho tipos distintos de vigas (paralelas, cubierta a un agua, cubierta a dos aguas, etc.). Es posible considerar elementos de refuerzo para la tracción transversal tales como barras de acero encoladas.
    • RX-TIMBER Continuous Beam analiza vigas de un vano y vigas continuas así como también sistemas de vigas articuladas con o sin voladizos.
    • RX-TIMBER Column permite el cálculo y dimensionamiento de pilares articulados y de ménsulas. Además, el programa proporciona tanto secciones rectangulares como redondos.
    • RX-TIMBER Purlin calcula y dimensiona correas.
    • RX-TIMBER Frame realiza cálculos requeridos de pórticos con articulaciones triples con los siguientes tipos de geometría: simétrica/asimétrica, medio pórtico, inclinación de la columna interior/exterior, y con/sin piezas intermedias.
    • RX-TIMBER Brace realiza el cálculo de arriostramientos.
    • RX-TIMBER Roof realiza todos los cálculos requeridos de los siguientes tipos de cubiertas de madera: cubierta plana, cubierta a un agua y cubierta a dos aguas. Con generación automática de cargas de viento y nieve. Generan informes de los cálculos.

Hay versión en español. De pago.

RX-TIMBER Laminated Beam

RX-TIMBER Purlin

RX-TIMBER Roof

 

  • La holandesa Struct4u ha desarrollado los programas XFrame2d, XBeam2D y XConstruct, entre otros, para el cálculo de estructuras de madera:
    • XFrame2D es un programa, bastante intuitivo y fácil de usar, de análisis de pórticos y cerchas de madera y acero, según Eurocódigos. Tiene un generador de cargas de viento y nieve. El programa detecta automáticamente la forma del tejado y determina todas las cargas de viento y nieve. Genera informes de los cálculos, totalmente transparentes.
    • XBeam2D es un programa para el cálculo de vigas continuas de madera, hormigón y acero, según Eurocódigos. Genera informes de los cálculos, totalmente transparentes. Se usa un asistente para generar la viga.
    • XConstruct es un programa que, como una caja de herramientas, se le pueden añadir nuevos módulos de cálculo, incluso en base a sugerencias de los clientes. Genera informes de los cálculos, totalmente transparentes. La pantalla se divide en dos partes: entrada y cálculo (esta parte puede visualizarse en un segundo monitor).

El pago es por uso, 3€ por hora hasta un máximo de 950 € por año. Hay versión en español.

XConstruct

Xframe2D

XBeam2D

 

  • El italiano STD (Structural Timber Design) del italiano Matteo Mosconi es una herramienta para calcular estructuras de madera que permite: verificar secciones sometidas a esfuerzos simples o combinados; verificar la resistencia al fuego; el cálculo de las conexiones metálicas según la teoría de Johansen; verificación de uniones de carpintería y de las principales conexiones mecánicas; y el dimensionamiento de forjados colaborantes de madera-hormigón. Según norma italiana (NTC2008) y Eurocódigos. Genera informes de los cálculos. Es gratuito, previo registro.

También es gratuita una herramienta para obtener las cargas de nieve y viento según la localidad italiana.

 

  • La americana Trimble ha desarrollado Tekla Teddss, un software potente para automatizar sus cálculos estructurales repetitivos para diversos materiales: acero, hormigón y madera. Se elije entre una de las bibliotecas de cálculos o se desarrolla una propia y se crea sus propios documentos profesionales. Se pueden combinar los cálculos estructurales repetitivos con el análisis de marcos, armaduras, vigas y pórticos en 2D. Los cálculos se efectúan según los Eurocódigos, aunque hay otros estándares extranjeros.

De pago.

 

  • El italiano Verlam Suite, incluye los módulos Wall (dimensionamiento de casas de madera de hasta tres pisos con el sistema de entramado ligero o de CLT, Structure (cálculo de estructuras de madera), Joint (cálculo de uniones madera-madera y madera-acero, en disposiciones simples y múltiples, y también de algunos nodos característicos más utilizados ) y Load (programar las diversas acciones sobre la estructuras). Según norma italiana (NTC2008) y Eurocódigos. De pago.

Hay una versión básica y barata, Verlam Essential, para el cálculo de vigas, con variadas configuraciones y secciones, y cerchas. Aparte de verificaciones de apoyos y del clásico talón en los                 tirantes de cerchas. De pago.

 

Joint

Structure

Wall

 

  • WOODexpress, de la noruega Runet, es un programa para el diseño y dimensionamiento de componentes de madera y tejados de madera según el Eurocódigo 5. En un entorno gráfico se diseñan las cerchas de tejado y elementos de estructuras de madera. Genera informes de los cálculos. De pago. Tiene versiones para varios países europeos.

 

 

Cálculo de elementos singulares de una estructura:

 

  • La checa FINE ha desarrollado unos programas independientes para el cálculo de estructuras de madera, según Eurocódigos:
    • FIN EC Timber, para el cálculo de secciones y barras de madera.
    • FIN EC Timber Fire, para la verificación de la resistencia al fuego de secciones y barras de madera.

Estos programas pueden funcionar como aplicaciones independientes o módulos de verificación en los programas FIN 2D (análisis estructural de estructuras 2D utilizando el Método de Elementos Finitos) y FIN 3D (análisis estructural de estructuras 3D utilizando el Método de Elementos Finitos) en un proceso bi-direccional.

También ha desarrollado TRUSS4 como una solución de software compleja para fabricantes de cerchas de madera con fijaciones metálicas punzonadas. TRUSS4 es capaz de asistir en todas las partes de la producción de celosías, desde el modelado 2d y 3D de estructuras y análisis estructurales, cálculos económicos hasta la documentación de fabricación y control de producción CNC.

Con los anexos nacionales de la República Checa, Eslovaquia, Polonia y Bulgaria.  De pago.

FIN 3D

FIN EC Timber Fire

FIN EC Timber

  • Finnwood 2.1, de la multinacional finlandesa Metsä Wood, es un programa que calcula elementos simples de estructuras de madera como vigas de forjado, cubiertas y pilares. Calcula según el Eurocódigo 5 (EN 1995-1-1) y el CTE DB SE-M. Los materiales que se incluyen son: Kerto LVL, Finnjoist, madera laminada GL32, Leno y Kerto-Ripa. Es gratuito, previo registro y por un año, renovable. Desde hace más de 7 años que no hay actualizaciones para España, pero sí se actualizan las versiones para Francia (2.4 SR1) y reino Unido (2.4).

 

  • La empresa suiza de productos de madera Schilliger ha desarrollado el programa S-Bem5FW para el dimensionamiento de vigas y pilares, según normas SIA, DIN y EC (con anexo nacional para Francia e Inglaterra).

De pago.

 

  • El Cálculo de estructuras: Vigas y Pilares de Madera Maciza y Laminada del estudio de arquitectura español Maab arquitectura es una hoja de cálculo, para Microsoft Excel, que comprueba vigas y pilares de madera maciza o laminada. Calcula según el Eurocódigo 5 (EN 1995-1-1) y el CTE DB SE-M. Puede generar un documento justificativo del cálculo de un determinado elemento. Los autores advierten que la herramienta no es profesional. Es gratuita.

 

  • La sueca Elecosoft ha desarrollado Statcon para el cálculo de vigas y columnas de madera y acero, según Eurocódigos. El sistema maneja madera de construcción, Kerto, madera laminada encolada, perfiles de acero y vigas en I ligeras. Tiene un interfaz gráfico personalizable e intuitivo. El programa tiene una “guía de diseño” integrada para simplificar el proceso de entrada de datos. Los cálculos se realizan utilizando un proceso llamado FEA 3D (Análisis de Elementos Finitos). Las NA noruegas y suecas (National Applications) han sido implementadas hasta ahora. Se introduce los datos conocidos, como la ubicación geográfica, las dimensiones del edificio y el tipo de edificio. El programa calcula automáticamente los valores de carga de nieve y viento y la carga de trabajo de la estructura seleccionada, creando casos de carga basados en la aplicación nacional seleccionada. La función “Vibration Check” facilita la verificación de las características de vibración y fallo de los forjados de vigas de madera.

De pago.

 

  • El Vorbemessung-software DIN EN 1995-1-1:2010-10, distribuido por la Studiengemeninschaft Holzleimbau e.V. (una organización de fabricantes de madera laminada encolada), es un programa alemán para dimensionar, por ejemplo, vigas a dos aguas con intradós curvo de madera laminada encolada, según el Eurocódigo 5. Es un software de predimensionamiento. Es gratuito. Sólo en alemán.

 

Cálculos según la acción o temática específica a considerar:

– Uniones:

  • La empresa polaca Robobat Polska ha desarrollado el software BIMware MASTER EC5 Timber Connections para la verificación de la capacidad de carga de las uniones atornilladas para elementos de madera, madera y acero. Los cálculos se realizan de acuerdo con el Eurocódigo 5.

De pago.

 

– Fuego:

  • La italiana Namirial S.p.A ha desarrollado el software CPI win® REI WOOD para la verificación de la resistencia al fuego de las estructuras de madera. Verifica estructuras de madera rectangulares o circulares, teniendo en cuenta el tamaño, el tipo de madera, la exposición al fuego, la protección de la pintura o la cubierta protectora, pero también la reducción gradual (tapering), las tallas y las restricciones. El cálculo se realiza de acuerdo con la Norma Europea Uni En 1995-1-2: 2005 y verifica la llamada tasa de carbonización, la resistencia a la deformación después del consumo de madera.

De pago.

 

 

Aunque no se basa en los Eurocódigos, hay que citar el software de la empresa chilena Eligemadera, el C+T (Change+Timber), como un ejemplo de buen programa con una interfaz bastante amigable. Permite a los usuarios calcular estructuras en madera aserrada y madera laminada, usando los siguientes módulos: diseño de elementos simples de madera aserrada (vigas, columnas); diseño de elementos simples de madera laminada (vigas, columnas, elementos curvos y de altura variable); diseño de elementos compuestos (reticulados, elementos sección 2T, T y tipo cajón); y diseño de uniones (clavos, pernos, pasadores, tornillos y tirafondos). Usa una interfaz 3D y se puede generar un informe de los cálculos. De pago.

 

Estaría bien que, en España, se desarrollase un software que fuese más allá de lo que apunta los Modelos Constructivos de Estrumad. Un software potente en tanto que sencillo y amigable, que resolviese los cálculos o escenarios más habituales con los que un ingeniero, arquitecto o carpintero se encuentra en el mundo de la construcción en madera española.

¿Cómo sería? Es un post futuro ….