Importar modelos de STAAD.Pro a CIRCUS

STAAD.Pro tiene una particularidad que lo hace distinto de casi todos los programas de análisis: el modelo es un archivo de texto. El .std que abres, editas y analizas es una lista de órdenes (JOINT COORDINATES, MEMBER INCIDENCES, MEMBER PROPERTY, LOAD) que cualquiera puede leer con un editor. Por eso muchos ingenieros, sobre todo los que diseñan naves industriales y cubiertas, tienen años de modelos que todavía entienden línea por línea.

CIRCUS, la herramienta de análisis estructural gratuita de Bimet, puede abrir esos archivos tal como están. En este artículo te cuento qué órdenes entiende, cómo resuelve que STAAD use el eje Y como vertical, qué no se importa y qué hacer si CIRCUS te dice que tu modelo es un mecanismo. Al final hay una cubierta de ejemplo para que lo pruebes.

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Archivo .stdEl archivo de STAAD.Pro ya es texto: se sube tal cual

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ConvertirUnidades a m y kN, Z vertical y cada sección buscada en el catálogo

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Revisar el informeQué entró, qué quedó por fuera y qué perfil elegir donde no hubo equivalente

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Proyecto de CIRCUSListo para analizar, revisar resultados y sacar planos

Lo que puedes esperar

CIRCUS hace análisis lineal estático 3D de estructuras de barras de acero. Del .std toma los nodos, las barras, sus propiedades, los apoyos, los extremos articulados, las barras de cercha, los casos de carga con sus cargas en nodos y barras, y las combinaciones. No toma placas ni sólidos, ni los generadores de cargas de STAAD (viento, sismo, cargas de piso), ni el diseño.

Sirve para revisar un modelo sin abrir STAAD, para comparar resultados con un segundo programa, para compartirlo con alguien sin licencia o para sacar planos y cantidades de obra.

Paso 1: no hay nada que exportar

El .std ya es texto: súbelo tal cual. No uses el .anl, que es el archivo de resultados, ni los archivos de la carpeta del modelo que no sean el .std.

CIRCUS lee la sintaxis completa del archivo de entrada:

• Órdenes abreviadas a su prefijo (MEMB INCI, SUPP, MEMB PROP), varias órdenes por línea separadas con ;, líneas que continúan con - y comentarios con *.
• Listas con TO, BY, ALL, grupos (_VIGAS) y rangos, y valores repetidos como 3*0.
• Generación de nodos y barras con REPEAT y REPEAT ALL, y DELETE.
• Cargas de referencia (DEFINE REFERENCE LOADS y REFERENCE LOAD) y REPEAT LOAD.
• UNIT en cualquier punto del archivo, todas las veces que aparezca. Si no hay ninguna, STAAD trabaja en pies y kips, y CIRCUS también.

Paso 2: importar en CIRCUS

En CIRCUS pulsa Importar, arrastra el .std y pulsa Convertir modelo. El archivo se convierte en el servidor de Bimet y se descarta. Si ves una casilla para autorizar que conservemos una copia, es opcional y empieza desmarcada.

Paso 3: revisar el informe

Secciones. Los perfiles de tabla de STAAD se buscan en el catálogo de perfiles con su escritura propia: W14X90 es el W14x90, C8X11 es el C8x11.5 (STAAD omite los decimales del peso) y L30304 es el L3x3x1/4 (las alas en décimas de pulgada y el espesor en dieciseisavos, sin separadores). Los perfiles europeos (IPE200, HE200A) también se reconocen. Las secciones prismáticas (PRIS YD 0.4 ZD 0.3), que casi siempre son de concreto, quedan sin perfil: el catálogo de CIRCUS es de acero.

Materiales. DEFINE MATERIAL y CONSTANTS se leen con sus valores. El acero predefinido de STAAD (STEEL) no tiene grado, así que CIRCUS lo empareja como aproximado con el A36. No cambia el análisis, porque los aceros del catálogo tienen el mismo módulo de elasticidad; sí importa para el diseño, así que si tu acero es otro, elígelo ahí mismo.

STAAD usa Y vertical; CIRCUS, Z

STAAD trabaja, por defecto, con el eje Y vertical. CIRCUS, como SAP2000 y ETABS, con el Z vertical. Al importar, el modelo se gira para que lo vertical siga siendo vertical:

(x, y, z) de STAAD → (x, −z, y) de CIRCUS

Es un giro y no un espejo: la estructura no se refleja, y fuerzas y momentos se giran igual que las coordenadas. El informe lo dice en la segunda línea. Si tu archivo tiene SET Z UP, no se gira nada.

Dos consecuencias que conviene conocer:

• Ejes locales y BETA. El ángulo BETA de STAAD pasa a ser el giro del perfil en CIRCUS. En las barras verticales que suben, los ejes de STAAD están girados 180° respecto a los de CIRCUS, y el importador lo compensa. IZ sigue siendo el eje fuerte.
• Ángulos. STAAD orienta los ángulos por sus ejes principales; CIRCUS, por sus alas. El informe te avisa cuando hay ángulos para que revises su giro.

Barras de cercha, extremos articulados y apoyos

• MEMBER TRUSS convierte las barras en articuladas: sólo trabajan a axial.
• MEMBER RELEASE con START o END y MX, MY, MZ libera los momentos en ese extremo. Las liberaciones de axial o cortante no se importan, porque CIRCUS sólo libera momentos.
• Los apoyos FIXED, PINNED y FIXED BUT se importan con sus grados restringidos. Los resortes (KFY, KMZ…) no: esos grados quedan libres y el informe lo dice.
• STAAD PLANE y STAAD FLOOR restringen en todos los nodos los grados que ese tipo de estructura no tiene, como hace STAAD. Esas restricciones no cuentan como apoyos en el informe.

En STAAD las barras sólo se conectan en sus nodos: dos barras que se cruzan sin un nodo común no están unidas. CIRCUS respeta eso tal cual.

Cargas y combinaciones

• SELFWEIGHT en la dirección de la gravedad pasa a ser el peso propio del caso.
• JOINT LOAD con fuerzas y momentos.
• MEMBER LOAD uniforme en toda la barra, en ejes locales (X, Y, Z), globales (GX, GY, GZ) o proyectada (PX, PY, PZ).
• LOAD COMBINATION, también las que combinan otras combinaciones, que se expanden. Las SRSS o de valor absoluto no se importan.
• Los casos que vienen después de un CHANGE también se importan.

Lo que todavía no se importa

• Placas, shells y sólidos (ELEMENT INCIDENCES).
• Cargas puntuales, parciales, lineales o trapezoidales en barras, y momentos en barras.
• Los generadores de cargas: FLOOR LOAD, AREA LOAD, ONEWAY LOAD, WIND LOAD y las definiciones sísmicas, incluida COLOMBIAN LOAD. Las cargas que STAAD generaría no están en el archivo.
• MEMBER OFFSET, MEMBER CRACKED, diafragmas (FLOOR DIAPHRAGM), nodos dependientes y resortes.
• Análisis modal, espectros e historias en el tiempo.
• Desplazamientos impuestos en apoyos.

Todo aparece en el informe con su cantidad.

Si CIRCUS dice que tu modelo es un mecanismo

Al escribir el modelo de ejemplo de este artículo nos pasó algo que vale la pena contar. La primera versión tenía las almas de las cerchas como MEMBER TRUSS y las correas articuladas en sus dos extremos. CIRCUS respondió: "La estructura es inestable (mecanismo)".

Tenía razón. El cordón superior de cada cercha podía girar sobre su propio eje como un cuerpo rígido, porque todo lo que le llegaba (almas, correas y riostras) estaba articulado. El cordón no tenía nada que le impidiera girar. Faltaba lo que en una cercha real lo impide: el montante sobre la columna, que es continuo. Ya que estábamos, agregamos el arriostramiento que una cubierta así necesita para que las dos cerchas no se volteen juntas sobre su cordón inferior.

Cuando importes un modelo y CIRCUS lo declare mecanismo, revisa justo eso: cadenas de barras rectas a las que sólo les llegan barras articuladas, apoyos que eran resortes (sus grados quedaron libres) y partes que se sostenían en placas que no se importaron.

Pruébalo con una cubierta de ejemplo

Escribimos un .std para que veas el proceso completo: una cubierta con dos cerchas Pratt de 15 m, de 1,5 m de altura y seis paneles, separadas 6 m y apoyadas en columnas W12x26 de 6 m. Los cordones son W8x18, las almas L3x3x1/4 articuladas, las correas C8x11.5 articuladas y las riostras, verticales sobre los apoyos y en el plano de cubierta, L2-1/2x2-1/2x1/4. Tiene peso propio, cubierta, viva de cubierta y viento, y tres combinaciones.

Descarga cubierta_cerchas.std e impórtalo en CIRCUS. Ábrelo antes en un editor de texto: es corto y se lee de corrido.

Verás 32 nodos y 65 barras, el aviso del giro de ejes, el acero STEEL aproximado como A36 y el aviso de los ángulos.

Al analizar, el cordón superior de la segunda cercha gobierna en compresión con 75,1 kN y el inferior en tracción con 65 kN, ambos con 1,2D + 1,6Lr. Las correas tienen deflexiones de L/770, por debajo del límite de L/360.

Desde ahí puedes recorrer los diagramas sobre el modelo 3D o pasar a la etapa de Planos, donde las cerchas salen en sus alzados con las marcas de cada barra y el cuadro de cantidades: te lo cuento en este artículo.

Ayúdanos a mejorar el importador

La sintaxis de STAAD es amplia y cada ingeniero la escribe a su manera. Cuando está activa, el diálogo de importación te ofrece una casilla para autorizar que conservemos una copia del archivo: es opcional, empieza desmarcada y es por archivo. No la marques si el modelo es de un cliente o es confidencial. Los detalles están en la política de privacidad.

Si un .std no se importa como esperabas, escríbenos: es la forma más rápida de que el importador aprenda una orden nueva.