Diseñador de miembros

Obtenga las secciones más optimizadas para sus diseños, en un solo clic.

El diseñador de diseño de miembros de SkyCiv ahorra tiempo a los usuarios, al agregar la verificación de todas las secciones posibles en una base de datos determinada y elegir la forma con el área de sección transversal más baja y la mejor relación de utilidad. Actualmente, el Diseñador apoya el SkyCiv de acero, Códigos de diseño de miembros de acero y madera conformados en frío. (AISC, BS, Eurocódigo, AS, Nueva Zelanda, CSA, ES, AISI, AS / NZS 4600, NDS y AS 1720). Hay algunos criterios para que el Diseñador funcione correctamente.:

• La sección debe cargarse desde una biblioteca en el Generador de secciones
• El diseño de miembros Cheque La función debe poder ejecutarse.

El Diseñador existe en todo nuestro acero., Software de diseño de miembros de madera y conformados en frío a través de SkyCiv Structural 3D, SkyCiv Beam y nuestro software de diseño independiente. ¿Quieres un tutorial en vídeo completo?? Visita nuestro tutorial de ejemplo en esta característica.

Lanzando el Diseñador

Para iniciar el diseño de miembros en Hormigón, Primero deberá abrir el módulo Diseño de miembros para el cual está diseñando su estructura.. En este ejemplo estamos ejecutando un Eurocódigo 3 (EN 1993-1-1:2005) control de acero. Una vez abierto el módulo, simplemente haga clic en el Ejecutar diseñador botón en la esquina superior derecha del módulo. En el modelo de abajo, una estructura de acero con HE 200 columnas B, IPE 360 vigas y arriostramiento SHS100x100x5, todos los miembros pasan la verificación con un índice de utilidad gobernante de 0.767, entonces hay espacio para usar secciones más ligeras:

Configuración del diseñador

Los usuarios tienen varios controles y configuraciones disponibles, incluyendo una relación de utilidad específica, Límites de altura / ancho de sección y qué secciones desea diseñar. Haciendo clic en el Ejecutar diseñador ,, la Configuración del diseñador aparecerá. Es Diseño de Miembro La pestaña contiene las siguientes opciones.:

El General La pestaña tiene la Cambios de confirmación automática opción: cuando está marcado, el Diseñador confirma automáticamente las secciones optimizadas en el modelo actual.

Filtros

Por defecto, El Diseñador examina todas las secciones de la biblioteca desde la que se cargó la sección.. Estas opciones regirán qué secciones mirará el Diseñador al seleccionar la sección más optimizada.:

• Altura de sección entre y Ancho de sección entre: solo secciones de prueba cuya altura o ancho esté en el rango dado (en mm para modelos métricos).
• Lista de exclusión de secciones: omita cualquier sección cuyo nombre contenga una de estas entradas. Por ejemplo, W6x excluirá cualquier sección con W6x en su nombre. Separar con comas varias entradas.
• Lista de inclusión de secciones: sólo secciones de prueba cuyo nombre contenga una de estas entradas. Esto anula la lista de exclusión de secciones.. Separar con comas varias entradas.

Criterios

• Relación de utilidad máxima: cualquier resultado con un UR mayor que el especificado no se considerará una elección válida. El valor predeterminado es 0.95.
• Minimizar el área de la sección: el Diseñador siempre busca la sección de paso con el área de sección transversal más pequeña (esta opción siempre está activada).
• Deténgase en el primer paso: activado de forma predeterminada. Salta las secciones restantes una vez que se encuentra la sección más ligera que cumple con los criterios., ahorrando resultados innecesarios y tiempo de resolución.
• Considere el pandeo: También utiliza el factor de pandeo junto con el índice de utilidad máxima para decidir si se cumple el criterio.. para habilitarlo, vuelve a resolver tu modelo con Estática lineal + Pandeo.
• Volver a ejecutar el análisis para pasar secciones: activado de forma predeterminada. Vuelve a ejecutar el análisis cada vez que se encuentra una sección que cumple los criterios., cualquiera que sea el Intervalo de análisis. Esto puede ralentizar el Diseñador, pero proporciona un modelo más preciso una vez que se confirman los cambios..

Configuración de miembros

En esta área de la configuración, la Código de diseño Se muestra el módulo Diseño de miembros.. Debajo Secciones de diseño por, Los usuarios pueden elegir diseñar por compuestas (el valor por defecto) o por Grupos. El Diseñador importará las secciones que se puedan diseñar en este módulo., pero el usuario tiene el control de agregar/eliminar qué secciones desea diseñar. El Diseñador diseñará una sola sección a la vez..

El Intervalo de análisis es un escenario importante, y le indicará al software con qué frecuencia volver a ejecutar el solucionador FEA. Su opción más rápida es carrera rápida (un intervalo de 0) - Es decir, usaremos las mismas fuerzas internas al probar cada sección. Esto suele estar bien, desde el momento flector, La fuerza cortante y los resultados axiales no cambiarán demasiado al cambiar una sección.. sin embargo, Los resultados de la deflexión cambiarán y pueden afectar los resultados, ya que usamos una sección más ligera, El resultado de la deflexión deberá actualizarse a medida que se reduzca el peso propio..

Para que los usuarios puedan aumentar la frecuencia con la que se ejecuta el solucionador entre las secciones de prueba.. La única advertencia aquí es que ralentizará el proceso., ya que el solucionador FEA tiene que ejecutarse entre cambios de sección. Las opciones son:

• carrera rápida (baja precisión): no vuelve a ejecutar el análisis entre secciones. Las secciones se prueban con los resultados de fuerza actuales..
• Recomendado (equilibrado-rápido): vuelve a ejecutar el análisis cada 7 secciones.
• Recomendado (equilibrado-preciso): vuelve a ejecutar el análisis cada 3 secciones. Este es el valor predeterminado.
• Ejecución lenta (máxima precisión): vuelve a ejecutar el análisis entre cada prueba de sección.

Para modelos grandes, el valor predeterminado se reduce para mantener el tiempo de ejecución razonable: equilibrado-rápido para modelos con más de 500 elementos, y carrera rápida para modelos con más de 2000 elementos.

El Método de búsqueda establece cómo el Diseñador busca en la biblioteca de secciones una sección que cumpla con sus criterios:

• Bisección (Cimientos y Hormigón Armado): el valor por defecto. Salta a través de la lista clasificada de secciones., reducir a la mitad el rango que queda para buscar después de cada prueba, y se salta secciones que es poco probable que cumplan con los criterios. Esto puede ahorrar hasta 70% de los controles de diseño. En casos raros, Puede que no encuentre la mejor sección..
• Secuencial (lento): prueba las secciones una por una, desde el más ligero. es mas lento, pero pasa por toda la lista.

Ver El proceso del diseñador a continuación explica cómo funciona cada método.

El proceso del diseñador

El Diseñador se ejecuta de la siguiente manera:

1. Ejecuta un análisis/diseño inicial para garantizar que la configuración del modelo sea correcta y determinar los resultados actuales.
2. Comienza a probar la primera sección.:
   1. Clasifica todas las secciones de la biblioteca especificada en orden de área de sección transversal. Si la sección actual ya pasa, las secciones más pesadas quedan fuera
   2. Cambia una sección en el modelo y vuelve a ejecutar el análisis. (dependiendo de Intervalo de análisis ajuste)
   3. Con los nuevos resultados del análisis (de flexión, deflexión, etc.) probamos la siguiente sección, elegido por el Método de búsqueda (vea abajo)
   4. Almacene los resultados y ejecute el siguiente análisis.
   5. Con el Secuencial método de búsqueda, las secciones se prueban una por una, desde el más ligero. Por velocidad y rendimiento, Se omitirán todas las pruebas innecesarias.. estos son si (a) el ultimo 5 Las pruebas han producido peores resultados o (b) ya hemos encontrado la mejor relación de utilidad posible (c) estamos fallando por un gran número, nos saltaremos 5 secciones
3. Comience en la siguiente sección, con las secciones actualizadas de iteraciones anteriores llevadas a cabo

búsqueda de bisección

Con el Bisección método de búsqueda, las secciones están clasificadas por área de sección transversal, con una pequeña ponderación dada a sus módulos de sección elástica, de modo que las secciones de área similar se ordenen según su capacidad de flexión. El diseñador entonces:

1. Comienza desde la sección actual.. si pasa, busca las secciones más claras; si falla, busca los más pesados
2. Prueba la sección a medio camino entre la sección más ligera que se sabe que pasa y la sección más pesada que se sabe que falla, y mantiene la mitad del rango que contiene la respuesta
3. Cuando una sección probada falla pero su relación de utilidad está cerca del límite, se mueve en pasos más pequeños, para que se prueben más secciones más ligeras alrededor del límite
4. Se detiene cuando el rango no se puede reducir más, y mantiene la sección de paso más ligera que encontró

Los saltos a través de la lista son grandes al principio y se hacen más pequeños a medida que se cierra la búsqueda.. Dado que un gran cambio de sección cambia las fuerzas en el modelo más, el Diseñador vuelve a ejecutar el análisis con más frecuencia después de grandes saltos: antes de la próxima prueba después de un salto de más de 20 secciones en la lista, y al menos cada 2 o 3 pruebas para saltos más pequeños (o más a menudo si su Intervalo de análisis es más corto). Con carrera rápida, el análisis nunca se vuelve a ejecutar, cualquiera que sea el tamaño de los saltos.

Orden de las secciones

El orden en el que se diseñan las secciones es importante., ya que actualizaremos el modelo a medida que avancemos si terminas con elementos más ligeros de las optimizaciones de la sección anterior., afectarán los resultados en optimizaciones de secciones posteriores. si ayuda, Los usuarios pueden revisar el registro de exactamente lo que hizo el Diseñador en Ver registro cuando vuelvan los resultados.

Considere el caso donde las columnas se optimizan primero. pueden pasar, pero luego, cuando empiezas a diseñar las vigas de arriba (tal vez haciéndolos más gruesos/pesados) luego, cuando regreses, volverás a verificar las columnas., pueden fallar. sin embargo, optimizándolos en el orden opuesto, no debería tener este problema.

Resultados

Los resultados se mostrarán en una ventana emergente.. Para cada sección, muestra la sección original y optimizada, el número de pruebas, una nota, la relación de utilidad, los ahorros (la reducción del área de la sección transversal) y una casilla de verificación para confirmarlo. Cuando el Diseñador hizo el modelo más ligero, También muestra el ahorro total de material. (el peso del modelo antes de la ejecución del Diseñador en comparación con el modelo optimizado). En el siguiente ejemplo, todos 3 Se optimizaron secciones del modelo., para 26% ahorro de material:

El Notas La columna le dice lo que pasó con cada sección.:

• Sin cambios: no se realizó ningún cambio en su sección. O es la mejor opción, o no hay ninguna sección transitable en el rango probado.
• Optimizado: esta es la mejor opción encontrada en la gama probada.
• Ahora pasando: la sección estaba fallando antes, pero ahora pasa.
• No transitable: Ningún tramo de la zona es transitable..
• Mejor Opción: esta es la mejor opción encontrada en la gama probada, pero puede que todavía esté fallando.
• Saltado: la sección no se pudo optimizar y se dejó sin cambios. El motivo se muestra encima de la tabla..

Podemos echar un vistazo más de cerca a todas las ejecuciones y sus resultados haciendo clic en el icono debajo Detalles. Esto mostrará la siguiente lista detallada de ejecuciones. Por ejemplo, seleccionar sección 3 (SHS100x100x5) mostrará lo siguiente:

Desde aquí podemos ordenar por Max UR Ratio o área transversal haciendo clic en los encabezados de las columnas., y descargar la lista con Descargar CSV. La sección original y la sección seleccionada están etiquetadas. Esto permite a los usuarios revisar las ejecuciones de optimización para asegurarse de que se haya seleccionado la sección correcta.. En el ejemplo anterior, Mantuvimos el índice de utilidad máximo predeterminado de 0.95 y el Diseñador minimizó el área de la sección transversal: seleccionó SHS100x100x4, la sección más ligera probada que aún cumple con este criterio de diseño.

Comprometer sus resultados

Una vez que esté satisfecho con los resultados, puedes golpear atrás y haga clic en Cometer cambios para aceptar las secciones que están marcadas debajo Comprometerse. El software confirmará estas formas tanto en el módulo de diseño, y tu modelo estructural. El software también volverá a resolver el modelo y volverá a ejecutar la verificación de diseño para brindarle los resultados más actualizados.. Entonces, en nuestro ejemplo anterior, Después de confirmar podemos ver que todas las secciones aún están pasando., con un ratio de utilidad gobernante de 0.779:

Cambiar tu sección desde el modo de diseño, significará que los resultados de su análisis no están alineados con su modelo actual. Si cambia las secciones de cualquier otra manera, Recomendamos encarecidamente volver atrás y resolver su modelo y volver a ejecutar la verificación de diseño para asegurarse de que los resultados de su análisis y diseño estén sincronizados.

Diseño de miembros fallidos

El Diseñador no sólo hace que los miembros que pasan sean más livianos: cuando una sección falla, busca en los tramos más pesados ​​el más ligero que pasa. para mostrar esto, Tomamos el modelo optimizado desde arriba y aumentamos la primera combinación de carga desde 1.2D. + 1.6L es 1.6D + 2.4L. Después de resolver y volver a ejecutar la verificación., las columnas del medio y las vigas largas fallan, con un ratio de utilidad gobernante de 1.137:

Ejecutar Designer nuevamente con la misma configuración, las columnas y vigas defectuosas se mueven hacia secciones más pesadas (ÉL 140 AA a ÉL 160 Automóvil club británico, y IPE O 330 al IPE O 360) y marcado Ahora pasando. Dado que las secciones se volvieron más pesadas, su Ahorros son negativos. El refuerzo todavía pasa, por lo que queda como Sin cambios:

Después de cometer, todos los miembros pasan de nuevo, con un ratio de utilidad gobernante de 0.860:

Solución de problemas

Si no puede ejecutar el Diseñador, deberías comprobar lo siguiente:

• ¿Sus secciones se cargan desde la base de datos de la sección SkyCiv?? Las secciones deben cargarse desde la base de datos del Generador de secciones., de esta manera el Diseñador sabe qué catálogo de secciones probar. Si una sección se cargó desde una tabla de biblioteca que ya no está en la biblioteca de secciones actual (una mesa heredada), el Diseñador se lo salta y lo dice: Vuelva a seleccionar la sección de la biblioteca del Generador de secciones y ejecute el Diseñador nuevamente.
• ¿Puede ejecutar un diseño de miembro "cheque"?? Esto confirmará que todas las secciones son diseñables y que su modelo está configurado correctamente.. Dado que el Diseñador itera a través de este, deberá ejecutarse para su modelo base para poder funcionar
• ¿Tiene algún elemento especial? (cirios, miembros rígidos)? La interfaz de usuario debería evitar esto., pero en ciertos casos esto todavía puede pasar desapercibido. Elimine esos elementos especiales de la configuración del Diseñador e intente ejecutar el Diseñador nuevamente.
• Verifique que sus materiales coincidan con el código de diseño que se está probando. De nuevo, Esto debería estar bloqueado por la interfaz de usuario, pero en algunos casos esto puede ocurrir.. Vuelva a su modelo y verifique que esas secciones estén alineadas con el código de diseño que está intentando ejecutar.. Por ejemplo, NDS debe tener materiales NDS adecuados o AISC debe tener un material de acero asignado a la sección.
• ¿Es su modelo un sistema unitario opuesto al sistema unitario estándar de diseño?? Recomendamos ejecutar códigos de diseño de EE. UU. en Imperial y AS,EN,BS,CSA, etc.. estándares todo en métrico