Creando estructuras con Advance Steel en BIM

Creando estructuras con Advance Steel en BIM

Introducción: 

“El BIM al alcance de todos”, sobre las diferentes opciones para la implantación de BIM en talleres. En este artículo hablaré sobre la opción de Advance Steel, de la casa Autodesk. Un software que bajo mi punto de vista ya es muy potente en su versión 2018, a la vez que muy asequible no solo para grandes talleres, sino que también lo es en el caso de querer adquirirlo para cualquier pequeño taller, oficina de ingeniería, o autónomo.

A continuación, daremos una pasada muy general de cómo funciona la aplicación. Desde el inicio del diseño de las estructuras hasta la emisión de los planos de fabricación y montaje, de manera que comencemos a familiarizarnos con el software.

En este artículo aprenderemos a diseñar estructuras metálicas en BIM, de manera eficaz, con una herramienta sencilla e intuitiva, además de muy familiar para todos los involucrados en el rubro de las metalmecánicas. Y es que partiremos de base, de unos conocimientos tan comunes para todos como puede ser Autocad de toda la vida, puesto que es la base de Advance Steel.

En primer lugar, hay que indicar que Advance Steel es un programa de diseño de estructuras enfocado principalmente a talleres, ya que su gran utilidad es la de obtener los planos de fabricación y montaje, además de los archivos de control numérico para las máquinas de corte y taladrado. Para otros menesteres, como pueda ser la línea de tiempo del proyecto (4D) o el control de los costes (5D) contamos con una interoperabilidad totalmente compatible con Revit, en el caso de que el cliente final, o el subcontratista principal del proyecto quiera llegar un poco más allá con el modelo estructural.

En segundo lugar, hay que comentar que desde la página de Autodesk podremos descargar Advance Steel versión demo por un tiempo limitado de 30 días. O si es el caso, la versión estudiante por un periodo de tres años. En nuestro caso, trabajaremos con la versión estudiante de Autodesk Advance Steel 2020. Como comentaba inicialmente, en este artículo describiremos de manera muy simplificada cómo sería el proceso en el caso de un taller, siguiendo el flujo de trabajo desde el inicio del diseño hasta la emisión de la documentación para fabricación y montaje. Para ello diseñaremos un pórtico simple siguiendo los siguientes pasos:

– Modelado de pilares y viga,

– Diseño de conexiones.

– Numeración.

– Generación de planos de taller.

– Planos de montaje.

– Listados y archivos CNC.

1. MODELADO DE PILARES Y VIGA

Al abrir el programa, lo primero que nos encontramos es lo siguiente:

Seguro que a más de uno se le hace muy familiar esta interfaz. Normal porque es la de Autocad de toda la vida. De hecho, durante el diseño podremos utilizar los comandos de Autocad, ya que en realidad se trata de un módulo ampliado de este.

Pulsamos sobre “”Iniciar dibujo” y comenzamos. Lo primero que vemos es la vista modelo con el fondo negro. En mi caso, lo que he hecho ha sido cambiar el fondo a azul, ya que estoy acostumbrado a trabajar con ese color de fondo. Para ello voy a opciones (Menú principal -> Opciones) y dentro de la pestaña “Visual” haciendo clic en “Colores” hacemos el cambio.

Para empezar, necesitamos hacer nuestra rejilla de referencia según los ejes de la estructura. Para ello, dentro de la pestaña “Objetos” tenemos el grupo “Parrilla de ejes” en donde se nos facilita el uso de varios tipos de parrilla para referenciar los ejes de nuestra estructura. En este caso, como solo vamos a hacer un pórtico, optamos por la opción de malla “Eje suelto”, porque será un único pórtico contenido en un plano.

Primero marcamos el origen del eje, indicando el punto inicial del eje por sus tres coordenadas (X,Y,Z), siendo estas (0, 0, 0), y seguidamente las coordenadas del segundo punto. Sabiendo que vamos a hacer un pórtico de 10 m de luz y que las coordenadas se introducen en mm, dichas coordenadas serán (0, 10000, 0)

En la figura anterior se pueden ver las propiedades de la malla. Al tratarse de un solo eje, la separación entre puntos que indica es 0,00 y 10000,00 en la dirección de la longitud del eje de la rejilla. En principio este eje tiene la referencia “1”, pero se pueden cambiar la referencia a tipo letras cambiándolo en “Etiq. Tipo:” a “Mayúsculas” o “Minúsculas”.

Dicho esto, lo siguiente es introducir los pilares. Para ello, dentro del grupo “Perfiles de la pestaña “Objetos”, hacemos clic en “Soporte”.

Nos pedirá el punto base del pilar. La base de ambos pilares del pórtico estará en los extremos del eje de malla recientemente definido. Hacemos clic en estos dos puntos y nos inserta dos pilares con una longitud por defecto. Si queremos modificar dicha longitud, no tememos más que hacer clic en el pilar para seleccionarlo y luego en el punto superior para estirarlo o al contrario para hacerlo más corto, como si de una línea de Autocad se tratara.

En el caso de la imagen, modificaríamos la longitud del pilar para hacerlo un metro más largo.

Haciendo doble clic en el pilar, nos aparecen las propiedades de este. Donde podemos definir la sección y multitud de parámetros más. Para ello, Autodesk Advance Steel posee ciertas bases de datos donde almacena toda la información necesaria.

Para el caso que nos ocupa, nos parece bien poner un pilar de HEA200. Lo que si vamos a cambiar es el color del perfil. Para ello, yo lo que aconsejo es hacerlo por capas, como si de fases se tratara, aunque también se puede hacer desde las propiedades de la pestaña “Herramientas”.

Con respecto a las capas, las posibilidades de dividir el modelo en fases se multiplican. Advance Steel ya tiene unas capas por defecto definidas, aunque se pueden crean más, eliminar, o modificar dado el caso, al igual que en Autocad.

Ya tenemos los pilares, ahora pondremos una viga de cabeza a cabeza de pilar, de perfil IPE240. Para ello, haremos clic en “Perfiles laminados en I” del grupo “perfiles” en la pestaña “Objetos” y seguidamente haremos clic consecutivamente sobre las dos cabezas de pilares.

En principio nos ubica la viga considerando la línea entre extremos superiores de pilares como su eje. Como esto no es lo normal, puesto que lo lógico sería que dicha línea fuese la línea de nivel que contiene la cara superior de la viga, tendremos que cambiar dicho parámetro en “Posición” e indicar donde se sitúa la línea con respecto a la sección de la viga.

2. DISEÑO DE CONEXIONES

Una vez que hemos modelado los elementos principales, a continuación definiremos las conexiones pilar/viga con el “Catálogo de uniones”, del grupo “Uniones”, en la pestaña “Modelado ampliado”.

El catálogo de uniones nos las representa de manera ordenada según las posibles tipologías. Como vemos, pasando el puntero sobre dichas conexiones, a la derecha nos presenta una descripción, incluso nos indica en orden de selección del soporte y la viga.

Vamos a realizar una conexión a momento (empotrada) según la conexión llamada “codo de pórtico atornillado, con cartela”:

Siguiendo el orden de selección indicado, creamos ambas conexiones.

Inicialmente nos inserta una conexión cuyas medidas son establecidas por defecto y es necesario ajustarlas según las necesidades geométricas y de cálculo. Como vemos en la imagen, los pernos se quedan demasiado al borde de la placa. Para realizar dichas modificaciones, haciendo doble clic en el cubo que rodea la conexión, entramos en las propiedades de esta. Donde podemos modificar geometría y demás parámetros.

Con ello, vamos adaptando la conexión a nuestras necesidades.

En este artículo no entraremos en profundidad en cuanto a las conexiones. Debido a lo complejo y extenso del tema, serían necesarios varios artículos para explicarlo detalladamente. Por ello, aquí solamente aplicaremos el tipo de conexión indicado, modificando el ancho de la placa y luego copiaremos las propiedades en la segunda conexión.

Una vez que tenemos la conexión bien configurada, creamos la conexión del segundo pilar conforme a como creamos la primera, y copiamos las propiedades de la conexión ya configurada a la nueva con la herramienta “transferir propiedades”, del grupo “utilidades de unión”, de la pestaña modelo ampliado. Primero nos pedirá que seleccionemos la conexión a modificar y después la conexión plantilla, que será la que ya tenemos terminada.

Hay que indicar que Advance Steel muestra por defecto los pernos con sus ejes. Si queremos visualizarlos solo tenemos que ir a la paleta de herramientas de Advance Steel, seleccionar los pernos mediante un filtro de selección y luego en Vistas Rápidas de la misma paleta de herramientas, cambiar el modo de visualización.

Ahora, vamos a definir las placas base. Volviendo al catálogo de conexiones, tomamos la siguiente:

En principio sería necesario modificarla según nuestras necesidades, mediante el menú personalizado de la conexión. Le ponemos un espesor de 20mm y ampliamos un poco en planta la placa para alojar los anclajes.

Las distancias de los taladros también las modificamos.

Como vemos, en el propio menú de la conexión podemos configurar la placa de anclaje en su totalidad.

Al igual que hicimos con la conexión a momento de la viga con los pilares para igualar propiedades mediante la herramienta “transferir propiedades”, aquí lo realizaremos con la segunda placa de anclaje, seleccionando los cubos de las conexiones para identificarlas.

3. NUMERACIÓN

Una vez que tenemos el modelado terminado, el siguiente paso es la numeración de las piezas. Para ello, en la pestaña “Salida” tenemos el grupo “Marcas de las piezas”.

Haciendo clic en el icono numeración, nos aparece el siguiente diálogo de propiedades.

Como decíamos anteriormente, vamos a crear los planos de taller. Por una parte, tendremos los planos de partes para el proceso de sierra y taladrado, y por otra parte necesitaremos los planos de soldadura y ensamblaje para los conjuntos.

Por lo tanto, en el menú de Advance Steel clicamos en “Proceso para piezas secundarias” y en “Proceso para ensamblajes”. Para el caso que nos ocupa, tomaremos las opciones por defecto y hacemos clic en aceptar. Después de procesar, nos aparece la siguiente pantalla.

En la parte izquierda, el tercer icono empezando por arriba nos mostrará la numeración de las partes secundarias.

Las unidades las indica en la segunda columna, y las marcas de las piezas en la cuarta columna.

En el icono inferior, nos mostrará la numeración para los conjuntos.

Para verificar la numeración, podemos entrar en las propiedades de la viga haciendo doble clic en ella, y en el apartado “Numeración” podemos hacer la verificación de la pieza, según la marca de la pieza simple y la marca del ensamblaje al que pertenece.

Como vemos, dos unidades de la marca de ensamblaje 1, es decir, los pilares. Y una unidad de la marca de ensamblaje 2, es decir, la viga.

Con las capturas anteriores, podemos comprobar que efectivamente se corresponde con el dintel de la viga.

4. GENERACIÓN DE PLANOS DE TALLER

Para la generación de los planos vamos al grupo “Documentos” de la pestaña “Salida”, tenemos el icono “Procesos de planos”, en donde clicando sobre él, tendremos todas las opciones de generación de planos.

Los dos primeros iconos empezando desde arriba, son para generar planos 3D ubicando previamente una cámara que define el punto y la orientación desde donde se toma la imagen 3D. Para los que estén familiarizados con Revit, son las cámaras previas al renderizado.

Los iconos tres y cuatro se usan para la generación de planos de soldadura o ensamblado. Concretamente el tercero es para crear los planos de todos los conjuntos de ensamblaje, mientras que el cuarto icono es para crear solo los planos de ensamblaje de las piezas seleccionadas.

Los dos últimos iconos, son los análogos al tres y cuatro, pero para la creación de los planos de las partes simples. En el caso que nos ocupa, empezaremos por la generación de todos los planos de las partes simples, haciendo simple clic en el quinto icono, empezando desde arriba.

Y luego en la plantilla 09, para generar un plano en A3 para cada parte.

Para la disposición y numeración de los planos, tenemos varias opciones. Nosotros dejaremos la que hay por defecto, “por posición, ascendente”, y haremos clic en “Aceptar”.

Hecho esto, el programa comienza a generar los planos de parte.

De la misma forma, vamos a crear los planos de ensamblaje de conjuntos, clicando en el tercer botón y tomando la plantilla 09, para tener un plano en A3 para cada conjunto de ensamblaje.

Dejaremos las opciones por defecto y clicamos “Aceptar”, y se generan los planos.

Una vez generados los planos de parte y conjunto, en la misma pestaña de “Salida”, abrimos el “Administrador de documentos”, Esta herramienta gestiona todos los documentos que van generando el modelo.

En el explorador de la izquierda, dentro de “Detalles” podemos ver los planos generados. Haciendo doble clic en cada uno de ellos, podemos editarlo, hacer cortes, incluir leyendas, etc.

5. PLANOS DE MONTAJE

Para generar los planos de montaje, tanto planos de planta como alzados, lo primero que debemos hacer es orientar los ejes de trabajo de manera que el eje Z ses perpendicular al plano de la vista que queremos representar. Para ello, Podemos clicar directamente sobre los ejes de coordenadas, y cambiar la orientación de los mismos arrastrando hacia donde queremos los puntos extremos de los mismos.

Ahora, dentro del grupo “Documentos” de la pestaña “Salida” tenemos la herramienta “Estilos de dibujo”. Esta herramienta posee varias tipologías de planos generales ya preconfiguradas. De ellas, tomaremos la que más se adapta a nuestro caso, la 3.3.

Hacemos clic sobre “3.3 – Elevación” y se nos abre un menú de configuración.

Si optamos por “Modificar ajustes”, nos generará un plano personalizado con las preferencias que nosotros le indiquemos. Para el caso que nos ocupa, tomaremos la configuración por defecto, y se generará el plano de montaje.

Entrando en el Administrador de documentos veremos que ahora se incluye un nuevo plano.

Abriendo el plano, vemos el pórtico con las marcas de las piezas, imprescindible para el montaje.

6. LISTADOS Y ARCHIVOS CNC.

Una vez realizado el modelado estructural y emitidos los planos de taller y montaje, ya solo quedan los listados y los archivos CNC para el corte y taladrado de las piezas por control numérico.

En la misma pestaña “Salida”, tenemos el grupo “Documentos” con la herramienta “Plantilla de listas”. Ejecutando dicha herramienta nos aparece el configurador de listados, con todas las plantillas disponibles.

Como vemos, se trata de un programa muy intuitivo. Al igual que siempre, a la izquierda tenemos dos iconos. El primero desde arriba se utiliza para listados de piezas ensambladas, y el segundo para listados de partes secundarias.

En un taller, los listados imprescindibles son tres. Un listado de materiales para el acopio de estos, un listado de partes para la sierra, y por último el listado de piezas ensambladas o conjuntos para los armadores y soldadores.

En este ejemplo, sacaremos los tres listados necesarios. Para ello, la lista de materiales la encontramos en el segundo icono.

Pulsando en dicho icono, creamos el listado de materiales.

En segundo lugar, crearemos el listado de corte, o listado de partes simples.

Aunque vemos que solo obtenemos los listados de corte de los perfiles. Para obtener las placas debemos utilizar la “Lista de pletinas”.

Y obtenemos el siguiente listado.

El último listado que necesitamos es el de conjuntos.

Y obtenemos el siguiente listado.

Finalmente, necesitamos los CNC o archivos de control numérico para las máquinas de corte y taladrado. En la misma pestaña de “Salida” tenemos el grupo NC&DXF.

Simplemente, clicando en NC generaremos los archivos de control numérico.

Si vamos al ya bien conocido “Administrador de documentos” podremos ver los CNC generados.

Lógicamente, ahora tendremos que localizar los archivos CNC y copiarlos para enviárselos al operador de la sierra. Advance Steel nos crea una carpeta del modelo donde ubica todos los archivos generados que gestionamos desde el “Administrador de archivos”.

Estas carpetas contienen los archivos que hemos generado, clasificados por carpetas. Los archivos CNC se encuentran \DStV\NC.

Solo tendremos que alojarlos en la ruta de acceso de la sierra de control numérico.

Si queremos abrir dichos archivos, lo podremos hacer con el Bloc de notas de Windows.

Y con esto, quedaría finalizado el modelo para taller. Lógicamente, para este artículo se ha realizado un proceso muy básico ya que las posibilidades del programa son mucho más. Ni hemos utilizado el 5% de la potencia del software. Hemos tratado de simplificar al máximo el uso de Advance Steel para mayor claridad de cara al usuario que aún no lo conoce y no lo ha utilizado nunca. Como vemos, aunque me repita, es tremendamente intuitivo.

Por supuesto, de cada uno de los apartados vistos, se podría escribir otro artículo en profundidad, pero no es este el caso puesto que lo que queremos es familiarizarnos con este software tras esta primera toma de contacto.

Ahora, si queremos dar un pasito más con nuestro Advance Steel, lo siguiente que nos interesa saber son sus posibilidades de implantación y personalización, que es cosa importarte si queremos multiplicar nuestra productividad en cuanto a la fase de diseño. Para ello, hemos querido hablar con Juan Ros, Ingeniero Especialista en Advance Steel, de la casa Asidek, quien nos ha confirmado que podemos crear nuestras conexiones personalizadas mediante asistente. Igualmente, tendremos la posibilidad de vincularnos a Dynamo para la realización de nuestros diseños y también podremos personalizar Advance Steel mediante API, con BV.NET o C#, además de lo siguiente:

Juan Ros: Mencionar que las posibilidades de customización de advance steel, pasan por crear perfiles de configuración a través de la herramienta “management tools” incluida con el programa, para poder personalizar entornos tales como las bases de datos de perfiles, tornillería, o soldaduras entre otros. Por otro lado, para una adaptación específica a las necesidades de estandarización de los proyectos, se puede customizar la documentación de salida tales como, planos de montaje y taller, a través de los módulos de administrador de estilos de dibujo (drawing styles), o el administrador de procesos de planos, así como la personalización de listados de materiales mediante el módulo de edición de listas.  

Para finalizar, indicar para los más proactivos, que en caso de dudas me pueden escribir al e-mail de mi perfil. Y por supuesto agradecer a Anabella Leguizamón y a Juan Ros de Asidek, su colaboración en la redacción de este artículo.

Cesáreo Noguera Pérez  – Desde que comencé a trabajar en el año 2002, mi trayectoria profesional siempre se ha enfocado a las estructuras metálicas, tanto en cálculo global como en cálculo de detalle de conexiones, y diseños de modelos estructurales.