Timber Shed

Un scan 3D d’une structure en chêne centenaire capture la forme telle qu’elle existe aujourd’hui, mais même le modèle géométrique le plus précis dérivé d’un scan reste une approximation, pas une correspondance parfaite avec la réalité. Construire une seconde version avec des propriétés de section quelque peu réduites et comparer les résultats à ceux du premier modèle montre à quel point les efforts et déformations calculés sont réellement sensibles à ces petites incertitudes géométriques. Si les deux variantes donnent des résultats similaires, c’est rassurant : la conception est robuste face aux imperfections inhérentes à la modélisation d’une structure irrégulière et ancienne à partir d’un scan ; si elles divergent significativement, cela indique où davantage de prudence ou une hypothèse plus conservatrice est justifiée.

El proyecto

El jefe de proyecto Patrick Jordaens ha elegido un proyecto que ilustra muy bien la experiencia de Vestad en estructuras de madera. «Puede que no sea un proyecto enorme», explica Patrick, «pero desde luego es un proyecto con una historia extraordinaria.

En concreto, esta historia trata de la restauración de un antiguo cobertizo de madera construido como sala de jardín junto a una vivienda en Killowen (Irlanda), según un diseño de Tatsuro Miki (Mood Architecture, Bruselas). El cobertizo de jardín de madera ha vivido (¡literalmente!) un viaje bastante extraordinario antes de acabar en Killowen.

Este pequeño edificio se encontraba originalmente en los Países Bajos, donde fue desmontado cuidadosamente por Borg-Bouw, una empresa constructora belga especializada en la restauración de edificios, muebles y carpintería. Borg-Bouw hizo reconstruir después las 5 cerchas de la estructura de madera original en sus propias instalaciones, como preparación para la realización final en Irlanda. Debido a nuestra experiencia en construcción con entramado de madera, se pusieron en contacto con nosotros y nos pidieron que realizáramos todos los análisis de ingeniería estructural.

Modelar una estructura de madera irregular y centenaria a partir de un escaneo 3D

Para modelar la estructura portante original con la mayor precisión posible, Borg-Bouw realizó un escaneo 3D de las cerchas de madera. A partir de la nube de puntos que describía la forma de esas cerchas, se determinaron los ejes en AutoCAD. Y como esta estructura portante de roble es bastante antigua, los ejes distaban mucho de ser rectos y verticales. Mediante un archivo DXF, importamos los ejes como modelo de alambre al software de análisis estructural Diamonds de BuildSoft, antes de completarlo con las propiedades de sección y de material. Por último, se añadieron elementos de barra rectos para modelar la nueva estructura de cubierta de madera sobre la estructura portante original.

Probar la sensibilidad a las imperfecciones del modelo con una segunda variante

Vale la pena detenerse un momento en las propiedades de sección de la estructura portante de roble derivadas del escaneo 3D. Como esas secciones tienen una forma irregular, se introdujeron en Diamonds como secciones variables para construir un modelo geométrico que se aproximara lo más posible a la realidad. Pero, al final, todo modelo geométrico sigue siendo, por supuesto, una aproximación de una geometría que nunca es del todo perfecta. Por eso desarrollamos un segundo modelo en el que redujimos algo las propiedades de sección de la estructura portante original.

Eso proporcionó una excelente herramienta para evaluar la sensibilidad de los resultados del análisis estructural a las imperfecciones del modelo. Y esa es, por supuesto, la gran ventaja de utilizar un software de análisis estructural como Diamonds, que da gran importancia a la facilidad de uso. Como es tan sencillo experimentar con distintas variantes de modelo, podemos ofrecer asesoramiento estructural fiable, y hacerlo muy rápido.

Calcular fuerzas y deformaciones, y verificar conforme a los Eurocódigos

Tras completar el modelo geométrico con los grupos de carga y combinaciones de carga pertinentes (en este caso, las cargas de viento fueron especialmente importantes), utilizamos Diamonds para calcular las fuerzas internas en estados límite últimos y las deformaciones en estados límite de servicio. Esto mostró que eran necesarias intervenciones para mantener las deformaciones horizontales debidas a las cargas de viento dentro de límites aceptables.

Para completar el análisis estructural, realizamos a continuación todas las verificaciones obligatorias relativas a la resistencia y estabilidad de los elementos de barra de madera (incluida la resistencia al pandeo de los elementos comprimidos), conforme a los Eurocódigos y los anexos nacionales irlandeses, partiendo de las fuerzas internas calculadas en el paso anterior.

Este pequeño pero encantador proyecto de restauración es un excelente ejemplo de lo fácil que resulta validar conceptos estructurales de forma eficiente utilizando el software de análisis estructural excepcionalmente práctico de BuildSoft. ¡Eso hace que nuestra vida como ingenieros de diseño estructural sea mucho más fácil y agradable!».

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