STRAP (acrónimo de STRuctural Analysis Programs) es un programa para el análisis estático y dinámico mediante elementos finitos para edificios, puentes y otras estructuras, basado en el sistema operativo Windows 8/7/ VISTA / XP, 32 o 64 bites.  El programa incluye módulos para el diseño de perfiles de acero laminados o aligerados, como asimismo para secciones de hormigón, de acuerdo con las normas vigentes en Europa, Estados Unidos y Canadá, como asimismo con otras normas internacionales en vigor. La versión actual de STRAP2014 es la 19ª versión desarrollada para la plataforma Windows.

STRAP es uno de los programas de diseño y análisis estructural más versátiles y más fáciles de aprender de los disponibles hoy en día en el mercado. Además, es el más fácil de usar, gracias a su magnífica interfaz gráfica con el usuario, y a un sistema de ayuda sensible al contexto de uso. También, ofrece al ingeniero una herramienta poderosa y asequible para el análisis y el diseño de un amplio abanico de entramados y estructuras continuas tales como edificios, puentes, cúpulas, torres, etc.

STRAP dispone de una interfaz gráfica para introducir los datos necesarios en el proceso de generación de modelos y cargas.  Cada imagen de la pantalla puede ser impresa, exportada a otros documentos o (empleando la opción DXF), incorporada en los propios dibujos. Se puede realizar el diseño y análisis completo de cualquier estructura sin necesidad de hacer referencia alguna a la numeración de uniones y de vigas. Las combinaciones de carga de interés se pueden definir después de ejecutar el análisis. Dichas combinaciones se pueden modificar a voluntad, en cualquier momento posterior al análisis, sin necesidad de resolver de nuevo el modelo.

STRAP incluye módulos que permiten diseñar vigas de hormigón armado, de hormigón postesado y de acero estructural (laminado en caliente y conformado en frío).

STRAP incorpora igualmente módulos para análisis modal, cálculos espectrales de la respuesta sísmica de acuerdo a numerosos códigos en vigor, y para la evaluación de la respuesta temporal de la estructura.

La curva de aprendizaje para el usuario que empieza a usar STRAP tiene una pendiente prácticamente nula. El funcionamiento del programa sigue una lógica muy similar a la que corresponde  a un proceso de diseño y análisis realizado a mano. Durante la ejecución de cada instrucción, la ventana situada en el lado inferior izquierdo de la pantalla guía al usuario. Si asocia esto con la opción Ayuda, sensible al contexto de uso, entonces comprenderá porqué tantos de los usuarios de STRAP nunca necesitan emplear el manual del programa.

El módulo de calcular utiliza los nuevos procesadores de 64-bites (para la versión de Windows de 64-bit instalada en la computadora). El tiempo de cálculo se reduce así notablemente, hasta un 90% en computadoras con cuatro procesadores.

Si desea formarse una primera impresión sobre el funcionamiento de STRAP, puede descargar el archivo Demo animado y actualizado que se incluye en nuestra página web, o bien, puede ponerse en contacto con nosotros y solicitar que le enviemos un CD de demostración.

 

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Por medio de tan sólo unas pocas instrucciones, STRAP  permite definir desde el modelo más simple al más complejo. La interfaz gráfica de STRAP, de tipo interactivo, es muy potente y a la vez fácil de usar. Por ejemplo:

  • STRAP dispone de una biblioteca de estructuras estándar, que permite definir un modelo completo especificando tan sólo un pequeño número de parámetros.
  • STRAP permite operar en el espacio con cualquier parte del modelo, sin necesidad de preocuparse  por la duplicación de nudos o vigas, ya que el programa las elimina de manera automática.
  • La potente opción de sub-modelado de STRAP permite al usuario ensamblar con facilidad los elementos repetitivos (o sub-modelos) de una estructura compleja al modelo principal. Cada sub-modelo se puede añadir en cualquier posición del modelo principal. Los elementos estructurales duplicados se eliminan automáticamente.
  • Un generador de mallas de elementos finitos potente y simple a la vez, permite al usuario definir una sección plana de forma arbitraria, que puede contener en su interior zonas vacías de material. El programa puede crear de manera automática una malla de elementos finitos conectados a los nudos de los apoyos y a los elementos creados a lo largo del contorno.
  • Se puede definir una viga de forma arbitraria empleando el módulo CROSEC para emplearla luego en el diseño y análisis del modelo.
  • Se pueden crear elementos sólidos tridimensionales a partir de elementos finitos bidimensionales, desplazando adecuadamente el elemento de tipo placa previamente definido hacia la cara opuesta del elemento tridimensional. Los elementos generados pueden tener 4, 5, 6, 7 u 8 nudos.
  • El elemento Pantalla es un súper elemento compuesto por uno o más segmentos de pantalla conectados entre sí, que puede emplearse para definir núcleos de pantallas. El elemento pantalla permite la definición rápida y simple de un elemento estructural resistente que se extiende según toda la altura del edificio.
  • De esta manera, se pueden definir niveles múltiples para un modelo dado. En cada nivel, se puede operar de manera independiente, por ejemplo, eliminando vigas y elementos, definiendo apoyos y propiedades, etc. A cada nivel se le asignará el caso de carga correspondiente, y las combinaciones de sobrecarga se precisarán a partir de dichos casos de carga para cada nivel del modelo.

Además de las maneras de definición estándar de aplicación de cargas, STRAP dispone de unas opciones distintivas que simplifican la definición de las mismas. Por ejemplo:

  • Se puede definir una planta de forma arbitraria y en cualquier posición del modelo principal, y aplicar una carga uniforme sobre ella. El programa distribuirá las cargas de manera automática a las vigas, elementos y nudos adyacentes. También se pueden aplicar cargas puntuales en cualquier coordenada.
  •  El usuario puede generar cargas móviles empleando una instrucción simple concebida a tal efecto.
  • Las cargas debidas al viento se pueden generar de manera automática, de acuerdo a las normas en vigor que se desee emplear.
  • Las cargas debidas al viento también se pueden generar automáticamente para diferentes tipos de estructuras (por ejemplo, entramados bi y tridimensionales, etc.).
  • Las cargas aplicadas sobre nudos, vigas o elementos, se pueden copiar en otras posiciones de la estructura; las opciones del programa Copiar, Copiar y Rotar y Simetría (o Reflexión Especular) ayudan a este cometido.
  • El usuario puede especificar  los coeficientes de carga estáticos y en operación del edificio, a partir de los cuales el programa crea automáticamente las combinaciones de estados de sobrecarga, que permiten obtener los valores extremos (positivos o negativos) de fuerzas y momentos en la estructura.

Para conocer con más detalle el funcionamiento del programa STRAP, vea nuestras Secciones DescargasContactar. 

El programa STRAP emplea los algoritmos de cálculo más avanzados desarrollados hasta la fecha, lo que garantiza una solución del problema extremadamente rápida empleando un espacio de disco muy reducido.

  • STRAP permite resolver modelos muy grandes, y también permite interrumpir el proceso de solución en cualquier etapa, para continuarlo luego. En el caso de una interrupción en el suministro de energía eléctrica, los resultados obtenidos hasta dicho instante se conservan, de forma que una vez restablecido el servicio se puede continuar con la solución a partir de dichos resultados.
  • STRAP incluye propiedades avanzadas de análisis, como vigas que actúan en estados de sólo tracción o compresión, muelles unidireccionales, o el análisis del tipo  P-Delta para incluir efectos de segundo orden.
  • STRAP le permite analizar un modelo cuyas propiedades cambian en las distintas etapas del proceso de construcción (por ejemplo, en el caso de hormigonado por etapas), e incluir todos los resultados en un mismo archivo.

La visualización y la interpretación de los resultados puede ser una tarea ardua y prolongada. STRAP incorpora una gran variedad de opciones para clasificar, seleccionar y mostrar los resultados. Por ejemplo:

  • Una característica distintiva de STRAP permite al usuario definir líneas a lo largo de un plano de elementos, y mostrar en pantalla diagramas de momentos, de cortantes, de tensiones, etc., a lo largo de la línea o perpendicularmente a ella.
  • STRAP le permite crear vistas de partes específicas del modelo, así como asignar un nombre a cada una de ellas  (por ejemplo, Ala Oeste o Azotea). Los resultados para cada vista se pueden mostrar en forma gráfica o tabular, y se pueden ver o imprimir en cualquier etapa del diseño.
  • Además de los tipos de resultados correspondientes a un análisis convencional, STRAP también muestra los resultados necesarios para el diseño de detalle, por ejemplo, el área de la armadura en piezas de hormigón, o los momentos de diseño en losas y forjados que incorporan el efecto de los momentos de torsión.
  • Las fuerzas de reacción y las dimensiones de los pilares se pueden transferir internamente al programa asociado FOUND para realizar el diseño de las zapatas.
  • Se pueden diseñar estructuras de hormigón que retienen líquido, de acuerdo a la Norma BS8007 (módulo opcional). Este módulo permite realizar el diseño de la armadura de forma tal que los anchos de las fisuras ocasionadas por las cargas, se mantengan dentro de los valores aceptados por la norma.
  • Se puede calcular la resistencia al punzonamiento de una losa de acuerdo con los códigos en vigor, y determinar la armadura necesaria para soportar las cargas de diseño.
  • Es posible calcular las deflexiones de una losa de hormigón en base al momento de inercia efectivo para elementos fisurados.
  • Se dispone de una opción de diseño que permite reducir la concentración de momentos en torno a los pilares en forjados de hormigón.

 

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El módulo de diseño en acero de STRAP es un rasgo distintivo del programa, por el amplio abanico de opciones de diseño que ofrece y la flexibilidad que posee.

Además del diseño de perfiles de acero convencionales, el programa permite también diseñar secciones de chapas conformadas en frío (light-gauge, en inglés) y secciones compuestas. El programa incluye también un módulo singular que realiza la optimización de la estructura con respecto a los desplomes horizontales totales o locales (sway and/or drift, en inglés). También se incluye un módulo para el diseño de conexiones.

Algunas de las características más destacadas del programa son:

  • A diferencia de otros programas, en STRAP no es necesario definir la longitud de pandeo para los elementos estructurales.

                 Empleando STRAP, una viga constituida por varios elementos estructurales puede  tratarse como una sola viga para los propósitos del diseño. 

                Los apoyos intermedios se pueden definir en cualquier dirección, sobre cualquier ala, y en cualquier posición a lo largo de la viga.

  • Además de la tabla de secciones estándar incluida en el programa, el usuario puede definir e incluir en la misma sus propios diseños de sección, empleando un módulo especial que calcula todas las propiedades requeridas para el diseño del acero a partir de las dimensiones de la sección.
  • Se puede limitar la elección de secciones a cualquier tipo o sub-grupo contenido en la tabla de aceros, y se pueden especificar los límites dimensionales máximos/mínimos de la sección para cualquier pieza.
  • Se pueden ver e imprimir los cálculos detallados para las vigas que se hayan seleccionado, con referencia a cualquier conjunto de fórmulas del Código Técnico elegido.
  • Las piezas se pueden ver en distintos colores, de acuerdo con su coeficiente de eficiencia.
  • El modelo puede definirse mediante secciones laminadas en caliente, conformadas en frío y compuestas, o mediante cualquier combinación de ellas.
  • Se pueden diseñar y comprobar muchos tipos de secciones compuestas. El programa puede elegir la sección más económica a partir de un grupo de secciones compuestas, como las mostradas a continuación:

  • Se puede efectuar el diseño de perfiles angulares simples con respecto a los ejes principales de flexión. En los perfiles asimétricos (por ejemplo, en forma de T, L, U, etc.), el programa STRAP comprueba las tensiones en distintos puntos de los mismos.
  • Se puede realizar el cálculo de las tensiones de torsión y alabeo.
  • El programa incorpora los siguientes códigos técnicos para secciones laminadas en caliente o compuestas: AISC – ASD & LRFD, UBC, British Standard 5950, Eurocode 3, AASHTO – ASD & LRFD y el código CAN/CSA, S16.1 (Canadiense).
  • El programa incorpora los siguientes códigos técnicos para perfiles conformados en frío: AISI, ASD & LRFD y CSA.

El módulo de Diseño en Hormigón de STRAP identifica automáticamente las vigas continuas y los pilares del modelo, sus longitudes totales y los anchos de sus apoyos. En consecuencia, STRAP ofrece al usuario una herramienta de diseño mucho más completa que la de otros programas que tratan cada pieza de manera separada. Por ejemplo, el programa STRAP le permite hacer uso de las siguientes opciones:

  • Se puede especificar la redistribución de momentos en una viga continua.
  • El programa evalúa los momentos adicionales en el caso de pilares esbeltos.
  • Se puede especificar un espaciamiento variable entre los estribos de la viga.
  • Se añaden armaduras a compresión en las vigas, cuando es necesario.
  • El programa trabaja con pilares de varias formas y, o calcula la armadura necesaria o verifica un patrón de armadura definido por el usuario.
  • Se pueden calcular la armadura principal y los estribos para vigas y pilares, para satisfacer los requisitos sísmicos definidos por distintos códigos de construcción.
  • Listado automático de pilares, incluyendo los esquemas de las secciones del pilar con las correspondientes armaduras y un listado de las barras.
  • Diseño de pantallas de acuerdo a los códigos sísmicos elegidos.
  • Detallado automático de vigas de hormigón sometidas a cargas convencionales y sísmicas (módulo opcional).
  • Se pueden definir vigas o pilares “idénticos”, que son diseñados por el programa con idénticas armaduras.
  • Detallado automático de la armadura de losas, ya sean barras, mallas prefabricadas o ambas.

 

El programa calcula de forma detallada la armadura de las losas, ya sea como una disposición de barras individuales, como un sistema compuesto por mallas prefabricadas, o como una combinación de ambas.

La sección de la armadura se calcula de manera automática a partir de los resultados del cálculo realizado con STRAP empleando el método de los elementos finitos.

  • Se pueden definir las dimensiones de las mallas prefabricadas, y el programa selecciona la malla más adecuada para cada zona.
  • El usuario  puede especificar una armadura determinada (en forma de barras o mallas), y el programa añade armaduras adicionales (ya sean barras o mallas) en las zonas en las que así se requiera.
  • Se pueden emplear momentos reducidos donde se han posicionado los pilares (o columnas).
  • La magnitud del recubrimiento, los valores máximo y mínimo del diámetro de las barras, el espaciamiento óptimo, la longitud máxima de las barras y otros parámetros, pueden asimismo ser definidos por el usuario.
  • La sección mínima de la armadura, la longitud del solapamiento, y otros parámetros, se calculan de acuerdo a la Norma aplicable.

La losa puede ser dividida en sub-espacios.

  • La armadura está limitada por el límite entre sub-espacios, y a cada sub-espacio se le pueden asignar sus propios parámetros de diseño de detalle.
  • Se pueden crear sub-espacios a lo largo del contorno de los elementos, en las zonas de posicionamiento de las vigas, y en las zonas donde se produce un cambio de espesor de la losa.

Resultados.

  • Se pueden crear planos en formato DXF.
  • Se crean planos separados para las armaduras superior e inferior.
  • El programa crea automáticamente una lista de barras y de mallas, las cuales pueden ser añadidas a los planos.
  • El programa calcula el peso de la armadura para la losa de cada piso, y el peso total para todas las losas del modelo.

En el siguiente vínculo se puede ver un vídeo de demostración del módulo de Detallado de Losas.

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=oHTkG-tUeNU

Cálculo   de modos y frecuencias naturales de vibración. Se puede elegir una tolerancia de convergencia de hasta 106 para cada modo de vibración.

Análisis Espectral de la Respuesta Sísmica.

  • Se dispone de una biblioteca que incluye el espectro de la respuesta sísmica del terremoto de El Centro, California (1940). El usuario puede especificar respuestas sísmicas de otros terremotos, y añadirlos a la biblioteca.
  • Se pueden realizar análisis sísmicos de acuerdo a diversos códigos, como el UBC, el Eurocode, o distintos códigos nacionales.
  • El programa STRAP sugiere al usuario que aumente el número de modos de vibración a considerar si la participación de masa es menor que el 90%. Alternativamente, ofrece al usuario la opción de que el programa efectúe automáticamente la corrección debida al efecto de la masa no considerada.
  • El programa verifica que los corrimientos relativos entre plantas (drift, en inglés) cumplan con las especificaciones del código técnico empleado.
  • El programa muestra en pantalla los valores de la rigidez, la posición de los centros de masas y la capacidad resistente al cortante de cada planta.

Vibraciones forzadas.

  • Las  historias temporales impuestas se representan gráficamente en la pantalla. Los resultados se pueden apreciar tanto gráficamente como de manera tabular.

 

 
Diseño de puentes

Las normas en vigor sobre el diseño de puentes requieren que cada componente de un puente sea diseñado para la disposición de cargas de tráfico que produzca el estado de tensiones más desfavorable  posible.

La mayoría de los programas de cálculo estructural disponibles hoy en día, obligan al diseñador a estimar por anticipado  las peores condiciones de carga asociadas al tráfico rodado, desplazando cargas de manera secuencial a lo largo de la estructura del puente, para estimar de esta manera las hipótesis críticas de carga. Este método funciona relativamente bien para estructuras simples, aunque se convierte en un método incómodo cuando se abordan casos de carga múltiple, que en algunos casos pueden ascender a una cifra de varios centenares de cargas.

Para cumplir rigurosamente con los requisitos exigidos por el código de diseño, se deben determinar las líneas de influencia para cada variable en cualquier punto del puente. Así, se puede decidir fácilmente donde se deben situar las cargas. No obstante, se debe tener presente que para estructuras de geometría compleja, como un puente arco o la rampa de acceso a un garaje como la que se muestra en la imagen de la derecha,  la determinación completa de dichas líneas de influencia requiere de una cantidad ingente de trabajo.

El módulo PUENTE permite al ingeniero definir carriles y cargas debidas al tráfico de acuerdo con los códigos locales de diseño para cualquier modelo de puente definido con STRAP. El programa genera y resuelve de manera automática los numerosos casos de carga de tráfico rodado, indispensables para determinar las situaciones de carga más desfavorables en cualquier punto del puente. Una vez realizado el cálculo, se puede visualizar para cualquiera de los resultados evaluados las líneas de influencia, los valores extremos y el patrón de carga que los ha generado.

Características:

Carriles.

  • Los carriles pueden ser curvos.
  • Se pueden definir carriles múltiples, variando el ancho de cada uno.
  • El usuario puede aplicar cargas múltiples en diferentes carriles (y sus permutaciones).

Cargas.

Resultados.

  • Las líneas de influencia y los valores extremos se pueden ver por separado para cada tipo de resultado, ya sean momentos, reacciones, deflexiones, etc. Las líneas de influencia también mostrarán el efecto de los carriles adyacentes sobre el elemento estructural analizado.
  • El usuario puede obtener de manera inmediata las líneas de influencia para cualquier posición del puente.
  • Se pueden ver las posiciones de las cargas que causan los efectos más desfavorables en cualquier punto del puente.
  • Los resultados pueden verse de forma completa, en forma gráfica o tabular, incluyendo las envolventes.

 

  • AutoSTRAP es un programa que permite convertir de manera fácil y directa la información contenida en los planos creados en formato DXF en un archivo de datos de entrada para un nuevo modelo de estructura de  STRAP.  Dicho programa identifica las líneas de los planos que definen vigas, pantallas, pilares o losas, y crea de manera automática los correspondientes elementos geométricos en un nuevo modelo del programa STRAP.
  • El nuevo modelo propuesto para STRAP puede ser editado y modificado; así, se pueden crear nuevos elementos geométricos a partir de cualquier trazo del plano original en formato DXF.
  • Asimismo, se pueden  aplicar cargas sobre las vigas y elementos finitos generados en el proceso de conversión del modelo.
  • El programa puede crear un modelo plano a partir de un único dibujo de una vista en planta en formato DXF, o bien un modelo espacial a partir de un conjunto de dibujos de vistas en planta correspondientes a distintos niveles de la estructura.
  • AutoSTRAP reduce drásticamente  el tiempo necesario para definir la geometría de un nuevo modelo estructural para STRAP. En cuestión de minutos se puede pasar del plano de una vista en planta para uno o más niveles de una estructura, a un modelo espacial de la misma que puede ser resuelto de inmediato.

Pulsando la tecla de reproducción en la figura inferior, se puede ver un vídeo de demostración sobre la forma de emplear el programa AutoSTRAP.


El post-procesador Found de STRAP permite diseñar zapatas de hormigón armado.

  • El post-procesador muestra en pantalla una tabla que incluye la información de entrada y salida para todas las zapatas del proyecto.
  • Aunque se deben definir los parámetros por defecto para el proyecto, se pueden definir valores de los parámetros distintos para zapatas específicas.

Sus principales características son las siguientes:

  • Diseño automático de las dimensiones del prisma basal y de la armadura de acuerdo con los requisitos exigidos por el código de diseño.
  • Diseño automático de la altura necesaria para soportar los esfuerzos cortantes y de punzonamiento, también en el caso de un contorno de forma piramidal.
  • Diseño y detallado automático de la armadura.
  • Se pueden verificar y modificar las dimensiones definidas por el usuario.
  • Se pueden tratar pilares excéntricos en ambas direcciones.
  • Permite analizar casos de carga múltiple (hasta 25).
  • Se puede realizar el diseño para soportar una fuerza axil y momentos biaxiales, en un mismo caso de carga.
  • Opciones de carga adicionales:
    Peso propio de la zapata.
    Peso del terreno sobre la zapata.
    Carga distribuida adicional sobre la zapata.
  • Se pueden definir grupos de zapatas idénticas.
  • Permite limitar la resistencia contra el vuelco en el caso de zapatas sometidas a momentos.
  • Se puede ver la imagen gráfica de la zapata en planta y alzado, a escala y coloreada.
  • Es posible crear un archivo con extensión DXF o una salida gráfica por pantalla.

Para los modelos desarrollados con STRAP:

El programa diseña zapatas rectangulares para todos los nudos de la fundación con restricciones impuestas sobre los corrimientos o giros, o con apoyos elásticos.

El módulo Found recibe automáticamente de STRAP la siguiente información:

  • Las reacciones para todas las combinaciones de carga de STRAP en los nudos en cuestión (fuerzas y momentos).
  • Las dimensiones del pilar (siempre que sea posible) a partir de la sección de la pieza unida al nudo.

Postesado

El programa permite al usuario definir y diseñar vigas y losas de hormigón postesado para cualquier modelo generado con STRAP.

El usuario dispone, por una parte, de total flexibilidad para definir el número y forma de los tendones de acero. Por otra parte, STRAP ofrece un conjunto de herramientas informáticas de fácil empleo, que permite determinar el número óptimo de tendones y su posición en la sección transversal a lo largo de la viga, de forma que las tensiones cortantes sean inferiores a los valores máximos especificados por el código de diseño.

Efectos temporales.

El programa calcula con precisión las pérdidas de tensión en los tendones,  incluyendo el efecto del tesado de una viga sobre otras vigas que estaban pretesadas desde una etapa anterior. Las tensiones se evalúan para distintos instantes de tiempo.

Deflexiones y momentos últimos.

El programa calcula las deflexiones exactas para las vigas. Para vigas y losas el programa evalúa los momentos últimos y los compara con los momentos calculados para el modelo generado por STRAP.

Esfuerzo cortante.

El programa evalúa el esfuerzo cortante y lo compara con el valor máximo admisible.

Discretización temporal.

El programa permite definir una tabla de instantes de tiempo relevantes en la construcción de la obra, y asociar la magnitud del postesado de los tendones que se elijan a cualquiera de dichos instantes de tiempo, como asimismo la dependencia de las cargas con el tiempo, para los instantes de tiempo considerados.

Construcción por etapas.

A cada etapa de la construcción definida geométricamente con STRAP, se le puede asociar un instante de tiempo determinado.

Vigas mixtas.

Se pueden diseñar vigas mixtas de perfil de acero y losa de hormigón (topping, en inglés). El programa calcula:

  • El momento adicional debido al diferencial de retracción entre la viga de acero y la losa de hormigón.
  • Las fuerzas adicionales debidas a la diferencia de los coeficientes de relajación de la viga de acero y la losa de hormigón.
  • Las fuerzas adicionales debidas a la pérdida de tensión producida durante el montaje de la viga mixta.

Normas.

El programa satisface los requisitos exigidos por los siguientes códigos de diseño: Eurocode, BS8110, BS5400, ACI, CSA, AASHTO, IS466.

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