Desarrollo de un software para el diseño de vigas y columnas metálicas de acero conforme a la normativa AISC 360-16
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Date
2022-03
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
In the present research project, the graphical interface and the coding of a calculation
software for the pre-design and design of steel beams and columns were carried out in
accordance with the AISC 360-16 standard, through the use of a programming
software and its tool guide. The software allows us to obtain pre-design sections for
both beams and columns, which were verified in the design process, proven that they
resist the requests to which they are exposed to the structure under analysis, all this is
done by entering data such as: geometric configuration of the structure, load states and
properties of the steel to be used.
For the development of the software, it has been necessary to carry out a
bibliographical investigation where the LRFD (Load and Resistance Factor Design)
method is extended, for the design of steel beams and columns, which is approved by
the American Institute of Steel Construction. (AISC 360-16) and the Ecuadorian
Construction Standard (NEC 2015).
Once the calculation method was determined, the algorithms necessary for the
software coding were developed, once defined, the graphical interface of the same was elaborated. Once the development of the software was completed, a debugging of the
programming code was carried out where the calculation algorithms were optimized
to achieve a better and faster operation of the software.
The validity of the developed program will be verified through a comparison of the
results obtained through the software, manual calculations and a commercial program,
obtaining an error rate of less than 0.8 percent, with which it was possible to verify
that the calculation values obtained through the software developed in this research
they are valid and reliable, thus achieving an optimization in the calculation time and
precision in them, since being an automated software the human factor capable of
committing involuntary errors during the manual process is eliminated. of calculation.
Description
En el presente proyecto de investigación se realizó la interfaz gráfica y la codificación
de un software de cálculo para el prediseño y diseño de vigas y columnas de acero
conforme a la norma AISC 360-16, mediante el uso de un software de programación
y de su herramienta guide. El software nos permite obtener secciones de prediseño
tanto para vigas como para columnas, mismas que fueron verificadas en el proceso de
diseño comprobadas que resisten las solicitaciones a las que se encuentra sometida la
estructura en análisis, todo esto se lo realiza mediante el ingreso de datos como:
configuración geométrica de la estructura, estados de carga y propiedades del acero a
ser utilizado.
Para el desarrollo del software ha sido necesario realizar una investigación
bibliográfica donde se determinó utilizar el método LRFD (Load and Resistance
Factor Design), para el diseño de vigas y columnas de acero, mismo que se encuentra
aprobado por el instituto Americano de Construcción de Acero (AISC 360-16) y la
Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC 2015). Determinado el método de cálculo se procedió a desarrollar los algoritmos necesarios
para la codificación del software, una vez definido se procedió a la elaboración de la
interfaz gráfica del mismo. Finalizado el desarrollo del software se realizó una
depuración del código de programación donde se optimizó a los algoritmos de cálculo
para lograr un mejor y más rápido funcionamiento del software.
La validez del programa desarrollado se logró comprobar a través de una comparación
de resultados obtenidos mediante el software, cálculos manuales y un programa
comercial, logrando obtener un porcentaje de error menor al 0.8 por ciento, con lo que
se pudo verificar que los valores de cálculo obtenidos a través del software
desarrollado en esta investigación son válidos y confiables, logrando así una
optimización en el tiempo de cálculo y precisión en los mismos, ya que al ser un
software automatizado se elimina el factor humano capaz de cometer errores
involuntarios durante el proceso de cálculo manual.Determinado el método de cálculo se procedió a desarrollar los algoritmos necesarios
para la codificación del software, una vez definido se procedió a la elaboración de la
interfaz gráfica del mismo. Finalizado el desarrollo del software se realizó una
depuración del código de programación donde se optimizó a los algoritmos de cálculo
para lograr un mejor y más rápido funcionamiento del software.
La validez del programa desarrollado se logró comprobar a través de una comparación
de resultados obtenidos mediante el software, cálculos manuales y un programa
comercial, logrando obtener un porcentaje de error menor al 0.8 por ciento, con lo que
se pudo verificar que los valores de cálculo obtenidos a través del software
desarrollado en esta investigación son válidos y confiables, logrando así una
optimización en el tiempo de cálculo y precisión en los mismos, ya que al ser un
software automatizado se elimina el factor humano capaz de cometer errores
involuntarios durante el proceso de cálculo manual.
Keywords
ACERO, AISC, ALGORITMO, CÁLCULO, COLUMNAS METÁLICAS, DISEÑO ESTRUCTURAL, ESTRUCTURAS METÁLICAS, GUIDE, LRFD, METÁLICAS, NEC, PREDISEÑO, SOFTWARE, VIGAS