Este documento describe cómo la tecnología de modelado basada en objetos en programas de análisis de elementos finitos como ETABS y SAP permite generar automáticamente líneas de restricción para lograr compatibilidad entre elementos con mallas que no coinciden perfectamente. Esto elimina la necesidad de elementos de transición y permite modificar fácilmente los modelos. Se presentan cuatro ejemplos ilustrativos de cómo esta tecnología maneja casos comunes como placas, rampas curvas y la interacción entre losas y muros.

1. 7 de octubre
de 2007
ING. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ PLASENCIA
Universidad Privada Antenor Orrego, Trujillo - Perú 1
MESH: TRANSICION Y COMPATIBILIDAD EN ETABS Y SAP
En el uso de los elementos finitos, la tarea que más nos hace perder el tiempo generalmente
está en la creación y la modificación del acoplamiento finito de los elementos del sistema
(“mesh”).
Es importante también el hecho de emparejar y conseguir acoplamientos compatibles nodo a
nodo en planos que se intersecan, tales como para muros y pisos.
Y aunque la generación del “mesh” se automatiza, la transición generalmente puede realizarse
mal debido a elementos irregulares o sesgados, produciendo efectos nocivos en el diseño,
especialmente en regiones de concentración de esfuerzos, por ejemplo en cercanías de planos
que se intersecan.
En el ambiente del modelamiento basado en objetos, el ingeniero estructural genera una
pequeña área en el cual define físicamente las unidades estructurales tales como muros, pisos
o rampas. Ahora el acoplamiento finito de los elementos no es creado explícitamente por el
usuario, sino que se genera y asigna automáticamente para los objetos área. Estos parámetros
incluyen las variables tales como tamaño de acoplamientos y espaciamientos.
Con esta capacidad el ingeniero puede estudiar los efectos del refinamiento del acoplamiento
apenas definiendo algunos parámetros de control, de esta manera el nuevo modelo con el
nivel deseado de refinamiento se crea con un mínimo esfuerzo.
Si el “meshado” de los bordes comunes no coincide, una línea “constraint” se genera
automáticamente a lo largo de esos ejes, esta línea hace cumplir la dislocación de la
compatibilidad entre los acoplamientos adyacentes mal unidos, eliminando de esta manera la
necesidad de elementos de transición para esos acoplamientos.
Esto hace a esta tecnología realmente poderosa mientras se hace modificaciones al modelo. El
ingeniero necesita centrase sobre objetos físicos grandes de la estructura
Los siguientes ejemplos son diseñados para ilustrar lo poderoso y práctico de esta tecnología:

2. 7 de octubre
de 2007
ING. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ PLASENCIA
Universidad Privada Antenor Orrego, Trujillo - Perú 2
Ejemplo 1
(Placa Simplemente Apoyada – Error en el Mesh)
Según lo mostrado en cuadro 1, este es un modelo de una placa simplemente apoyada que se
ha modelado de 2 diferentes formas.
En uno de ellos se aprecia que el acoplamiento es uniforme a través de la placa (inferior) y en
el otro caso (superior) el acoplamiento está muy bien a la mitad de la placa y grueso en la otra
mitad de la placa, en este último caso la interpolación de la línea de “constraint” se genera
automáticamente para hacer cumplir la compatibilidad de la dislocación entre mitades
adyacentes de la placa.
Como se muestra en la figura la correlación entre los dos modelos es muy buena.

3. 7 de octubre
de 2007
ING. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ PLASENCIA
Universidad Privada Antenor Orrego, Trujillo - Perú 3
Ejemplo 2
(Rampa Curva Apoyada sobre un Muro Curvo)
En este ejemplo cuadro 2, se ilustra el uso de línea “constraint” para capturar la interacción de
un muro curvo en el cual se apoya una rampa curva. Notar que no existe empalme entre los
puntos donde los bordes de la rampa se intersecan con el muro.
La compatibilidad a lo largo de las líneas de intersección de la rampa y el muro se da gracias a
la línea “constraint” generada automáticamente a lo largo de esos ejes.
Nota: Con la generación de la línea “constraint” se permite que entre el muro y la rampa se
genere una configuración rectangular simple (cuadriláteros).

4. 7 de octubre
de 2007
ING. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ PLASENCIA
Universidad Privada Antenor Orrego, Trujillo - Perú 4
Ejemplo 3
(Compatibilidad Losa de Piso y Muro de Corte)
En este tercer cuadro, ilustra un edificio de concreto en 3D con muros de corte y la base del
ascensor.
Una vez más en este modelo, la línea “constraint” aparece automáticamente en las líneas
donde los objetos del piso y del muro se intersecan, esto por supuesto, como en los ejemplos
anteriores hará cumplir la compatibilidad de las dislocaciones cuando las geometrías de los
acoplamientos no coinciden. Como se puede apreciar en la figura, en la deformada de la base
del ascensor no coinciden los acoplamientos. Sin embargo, todos los elementos satisfacen en
los bordes comunes.

5. 7 de octubre
de 2007
ING. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ PLASENCIA
Universidad Privada Antenor Orrego, Trujillo - Perú 5
Ejemplo 4
(Transición entre Muro de Corte y Spandrel)
En este cuarto ejemplo, consiste en un modelo de un muro de corte y sistema de spandrel, se
muestra el acoplamiento transicional del spandrel con el muro de corte. La línea “constraint”
se genera como necesidad en cualquier dirección, en este caso la línea “constraint” es vertical
así como horizontal.
NOTA:
Este documento, es una traducción del documento elaborado por:
Ashraf Habibullah, S.E., President & CEO, Computers & Structures, Inc.
M. Iqbal Suharwardy, S.E., Ph.D., Director of Research & Development, Computers &
Structures, Inc.