Optimización del peso en rhinoceros 3d de coberturas metálicas conformadas por armaduras espaciales.

Abstract

En este trabajo de investigación se utilizó un programa de diseño paramétrico avanzado, Rhinoceros 3D, que gracias a la interacción con sus complementos Grasshopper, Karamba y Galápagos permiten la creación de un guide (plantilla de usuario) para lograr optimizar el peso de coberturas metálicas conformadas por armaduras espaciales (arcos y viguetas tridimensionales) bajo la restricción de cumplimiento de la Norma de diseño AISC 360-16. Este guide se desarrolló utilizando un proceso de diseño integral: modelación paramétrica, análisis estructural y optimización. Para el primer proceso se utilizó códigos gráficos para definir los elementos tanto para los arcos de viga de celosía (brida superior, brida inferior, diagonales izquierda y derecha, montantes, enlaces superior o inferior) y para las viguetas (brida superior, brida inferior, diagonales izquierda y derecha). En el segundo proceso se definió el material, articulaciones en nodos, combinación de cargas según el método LRFD, las secciones transversales de cada elemento y por último se realizó la optimización de geometría, tamaño y cantidad en base a las consideraciones de diseño de la Norma, verificando que los ratios de diseño de cada elemento sometido a tracción o compresión sean iguales o menores a 1. Como resultado de todo este proceso, aplicado a cuatro casos modelos de coberturas metálicas de campos deportivos, se encontró que el peso se optimiza en un 23.87% en un tiempo promedio de 125 min.