Softwares Usados para Ingeniería Civil
May 16, 2024 | Author: Anonymous | Category: N/A
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SIMULACIÓN EN INGENIERÍA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Curso: Simulación en Ingeniería Tema: Softwares Usados en la Ingeniería Civil Estudiantes: Silva Iparraguirre Elvis Ivan
Ciclo: IV Docente: Ms. Mendoza Corpus
Nuevo Chimbote – Perú 2020
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DEDICATORIA Este presente trabajo está dedicado en primer lugar a Dios y a mis padres por el deseo de superación y amor que me brindan cada día en que han sabido guiar mi vida por el sendero de la verdad a fin de poder honrar a mi familia con los conocimientos y valores adquiridos, brindándome el futuro de su esfuerzo y sacrificio por ofrecerme un mañana mejor.
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RESUMEN Los grandes urbes o metrópolis son organismos vivos que evolucionan constantemente y ello exige planear su futuro. Por distintas razones de tipo histórico, geográfico, político, económico y social, ellas se han ido constituyendo en grandes espacios de concentración de población. No es exagerado considerar que, en una gran ciudad, en varios aspectos, es como un pequeño país; por lo tanto, resulta obvio esperar que sus habitantes cuenten con los medios materiales, culturales y sociales para satisfacer sus necesidades de vida y convivencia. Por lo tanto, en un mundo cada vez más industrializado a nivel informático permite saciar las necesidades constructivas para un bien común. A todo ello, los ingenieros encargados de dichas labores se apoyan de los programas informáticos para optimizar las obras a cargo en la construcción civil. En este presente trabajo, vamos a detallar los principales programas para la ingeniería civil, y cuán importante es para el ejercicio profesional. Del mismo modo también una breve descripción del uso de Visual Basic en AutoCAD, las funciones útiles y códigos para la automatización de dibujos dinámicos. El presente trabajo está dividido en tres partes, de las cuales el primer capitulo consta de detalles del aprendizaje durante la cursada del segundo cuatrimestre del 2020 en la materia de simulación en ingeniería, en cada semana se detalla lo aprendido mediante figuras ilustrativas paso a paso del desarrollado en clase. El segundo capitulo consta de un trabajo de investigación correspondiente a los softwares más relevantes y de mayor uso en la ingeniería civil, cuya finalidad es acercar al lector a comprender que el uso y desarrollo de programas son importantes porque nos ahorra tiempo de trabajo ya sea en el modelado de planos como cálculos estructurales. Por último, el tercer capitulo consta de un trabajo de investigación formativa, que consiste en un modelado de una zapatas y vigas de cimentación correspondiente a una casa unifamiliar, el trabajo que se realiza es por medio de importación de datos del Excel por medio de formulas que cada estudiante deberá investigar y a partir de allí y el dimensionamiento de la zapata, corresponde generar una serie de datos para dibujar, el esquema en AutoCAD por medio de un formulario. Los programas para el desarrollo del ingeniero son útiles dado que, como organizadores, administrativos, matemáticos, informáticos, etc nos da ventajas en tiempo e implementación, reduce los tiempos de elaboración de planos y con mayor calidad.
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ABSTRAC Large cities or metropolises are living organisms that constantly evolve and this requires planning their future. For different historical, geographical, political, economic and social reasons, they have gradually become large areas of population concentration. It is not an exaggeration to consider that, in a big city, in several respects, it is like a small country; Therefore, it is obvious to expect that its inhabitants have the material, cultural and social means to satisfy their needs for life and coexistence. Therefore, in an increasingly industrialized world at the computer level, it allows satisfying the constructive needs for a common good. To all this, the engineers in charge of these tasks rely on computer programs to optimize the works in charge of civil construction. In this present work, we are going to detail the main programs for civil engineering, and how important it is for professional practice. In the same way also a brief description of the use of Visual Basic in AutoCAD, the useful functions and codes for the automation of dynamic drawings. This work is divided into three parts, of which the first chapter consists of details of the learning during the course of the second semester of 2020 in the field of simulation in engineering, each week what has been learned is detailed through illustrative figures step by step developed in class. The second chapter consists of a research work corresponding to the most relevant and widely used software in civil engineering, the purpose of which is to bring the reader closer to understanding that the use and development of programs are important because it saves us work time either in the modeling of planes as structural calculations. Finally, the third chapter consists of a formative research work, which consists of a modeling of a footings and foundation beams corresponding to a single-family house, the work that is carried out is by importing data from Excel by means of formulas that each student must investigate and from there and the sizing of the footing, corresponds to generate a series of data to draw, the scheme in AutoCAD by means of a form. The programs for the development of the engineer are useful since, as organizers, administrative, mathematicians, computer scientists, etc. it gives us advantages in time and implementation, reduces the times of drawing up plans and with higher quality.
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CONTENIDO DEDICATORIA................................................................................................................2 RESUMEN........................................................................................................................3 ABSTRAC.........................................................................................................................4 CONTENIDO....................................................................................................................5 INDICE DE FIGURAS.....................................................................................................7 ÍNDICE DE TABLAS.......................................................................................................9 I.
CAPITULO I: RESUMEN DEL CURSO PRIMERA UNIDAD............................10 1.
2.
3.
4.
5.
6.
SEMANA 01: MODELACIÓN MATEMATICA...........................................10 1.1.
Modelos Matemáticos:................................................................................10
1.2.
Simulación:..................................................................................................10
1.3.
Realidad aumentada:..................................................................................10
1.4.
Algoritmo:....................................................................................................10
1.5.
Medios de expresión de un algoritmo:......................................................11
1.6.
Diagrama de flujo:......................................................................................11
1.7.
Pseudocódigo...............................................................................................12
1.8.
Diagrama NSD:...........................................................................................12
SEMANA 02: PROGRAMACIÓN EN VISUAL BASIC...............................15 2.1.
Pasos para programar con procedimiento:..............................................16
2.2.
Crear Formulario en Visual Basic:...........................................................18
SEMANA 03: PROCEDIMIENTOS, FUNCIÓN Y FORMULARIO..........24 3.1.
Procedimiento:.............................................................................................24
3.2.
Crear Procedimiento en Visual Basic:......................................................24
3.3.
Crear una función en visual Basic.............................................................25
3.4.
Crear Formulario:......................................................................................26
SEMANA4: ENTIDADES DEL AutoCAD......................................................29 4.1.
Creación de entidades en AutoCAD:.........................................................29
4.2.
Implementación de formularios:...............................................................31
4.3.
Interacción Excel con AutoCAD en VBA:................................................32
SEMANA 5: IMPORTAR DATOS DEL EXCEL..........................................37 5.1.
Rotación:......................................................................................................37
5.2.
Simetría:.......................................................................................................37
5.3.
Importar datos del AutoCAD al Excel:.....................................................38
SEMANA 6: BLOQUES Y CAPAS..................................................................43 6.1.
Crear Bloques:.............................................................................................43 5
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6.2.
Descomposición de un bloque:...................................................................44
6.3.
Cambiar Nombre de Bloque:.....................................................................44
6.4.
Crear capas:.................................................................................................45
6.5.
Iterar en la colección de capas:..................................................................45
6.6.
Cambio de Nombre de las Capas:..............................................................46
6.7.
Bloquear capa:.............................................................................................46
6.8.
Traslado de un objeto a otra capa:............................................................46
6.9.
Eliminar capas:............................................................................................47
7.
SEMANA 7: DIMENSIONAMIENTO............................................................49 7.1.
Dimensionamiento de Objetos:..................................................................49
7.2.
Programación de Jardín con Losetas:.......................................................50
II.
CAPITULO II: SOFTWARES USADOS EN LA INGENIERÍA CIVIL...........57 1.
Objetivos:............................................................................................................57
2.
Marco Teórico:...................................................................................................57
2.1.
AutoCAD:........................................................................................................57
2.1.1.
Características:........................................................................................57
2.1.2.
Funciones:................................................................................................57
2.2.
Civil 3D:...........................................................................................................58
2.2.1.
Características:........................................................................................59
2.2.2.
Interfaz de Civil 3D.................................................................................60
2.3.
Revit:................................................................................................................63
2.3.1. III. 1.
2.
Desventajas e Inconvenientes:................................................................65
Capitulo III: ACTIVIDAD FORMATIVA..........................................................66 Zapatas y Vigas de Cimentación:......................................................................66 1.1.
Zapatas:........................................................................................................66
1.2.
Vigas de cimentación:.................................................................................67
Diseño de zapata y viga de cimentación en AutoCAD:...................................69 1.3.
Hoja de Cálculo en Excel:...........................................................................69
1.4.
Formulario en AutoCAD:...........................................................................72
ANEXOS.........................................................................................................................77 Bibliografía......................................................................................................................80
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INDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Diagrama de Flujo____________________________________________________________12 Figura 1.2 Pseudocódigo_______________________________________________________________13 Figura 1.3 Diagrama NSD_______________________________________________________________14 Figura 1.4 Ejercicio de Practica N° 2_______________________________________________________14 Figura 1.5 Ejercicio 03 de Práctica________________________________________________________15 Figura 2.1 Ventana de AutoCAD__________________________________________________________16 Figura 2.2 Ventana Principal de Visual Basic________________________________________________17 Figura 2.3 Ventana de Inserción Procedimientos_____________________________________________17 Figura 2.4 Agregar un Procedimiento "HOLAMUNDO"________________________________________18 Figura 2.5 Pesudocodigo para agregar a la Subrutina de Visual Basic____________________________18 Figura 2.6 Procedimiento en la ventana de Codigos Visual Basic________________________________18 Figura 2.7 Ejecución del procedimiento en VBA______________________________________________19 Figura 2.8 Resultado de los códigos vistos en un MSgBOX_____________________________________19 Figura 2.9 Resultado de la programación en VBA____________________________________________19 Figura 2.10 Primer paso para Crear un Formulario___________________________________________20 Figura 2.11 Ventana de Formulario_______________________________________________________20 Figura 2.12 Label de Texto en Formulario__________________________________________________21 Figura 2.13 Ventana de Propiedades del formulario__________________________________________21 Figura 2.14 Botón de formulario_________________________________________________________21 Figura 2.15 Ventana de Propiedades del Botón Salir__________________________________________22 Figura 2.16 Código de Visual Basic para el Botón Salir________________________________________22 Figura 2.17 Formulario del Ejercicio 2_____________________________________________________23 Figura 2.18 Códigos para el Formulario al Ejercicio 2_________________________________________23 Figura 2.19 Resultado del Formulario_____________________________________________________24 Figura 3.1 Seudocódigo y Código VBA_____________________________________________________26 Figura 3.2 Función de Procedimiento______________________________________________________26 Figura 3.3 Formulario del Ejercicio 2______________________________________________________27 Figura 3.4 Códigos de los Botones Salir y Limpiar____________________________________________28 Figura 3.5 Código del Botón Mostrar en el ejemplo___________________________________________28 Figura 3.6Resultado de la programación con subrutina y función_______________________________29 Figura 4.1 Código de Línea VBA__________________________________________________________30 Figura 4.2 Código de Círculo VBA_________________________________________________________30 Figura 4.3 Código Polilínea______________________________________________________________31 Figura 4.4 Código Arcos VBA____________________________________________________________31 Figura 4.5 Código Copiar un círculo VBA___________________________________________________31 Figura 4.6 Código Mover Objeto_________________________________________________________32 Figura 4.7 Código Botones del Formulario__________________________________________________32 Figura 4.8 Interfaz del Formulario al Ejercicio de Clase________________________________________33 Figura 4.9 Ventana de Referencias De VBA para activar conexión con Excel_______________________34 Figura 4.10 Declaración de variables para conectar con Excel__________________________________34 Figura 4.11 Códigos de las Coordenadas con celdas en VBA____________________________________34 Figura 4.12 Código Plano de Práctica de Clase______________________________________________35 Figura 4.13 Código del Plano de Planta, Práctica de Clase_____________________________________36 Figura 4.14 Celdas en la Hoja del Libro Excel________________________________________________36 Figura 4.15 Resultado Final de la Programación, dibujo en AutoCAD_____________________________37 Figura 5.1 Código para la Rotación de una Polilínea__________________________________________38 Figura 5.2 Código para la Simetría de una polilínea__________________________________________39 Figura 5.3 Código de las Propiedades de un objeto en AutoCAD_________________________________40 Figura 5.4 Ventana de Libro de Excel, con los datos del Objeto__________________________________41 Figura 5.5 Ejercicio de Práctica__________________________________________________________41 Figura 5.6 Código de Practica de Clase____________________________________________________42 7
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Figura 5.7 Dibujo Final con 6 Repeticiones__________________________________________________43 Figura 6.1 Código para Crear bloque Práctica de Clase________________________________________44 Figura 6.2 Descomposición de Bloque, Práctica de Clase______________________________________45 Figura 6.3 Cambiar Nombre de Bloque____________________________________________________46 Figura 6.4 Crear Capa, Practica de Clase___________________________________________________46 Figura 6.5 Iterar Colección de capas______________________________________________________46 Figura 6.6 Cambio de Nombre de capa____________________________________________________47 Figura 6.7 Código Bloquear Capa_________________________________________________________47 Figura 6.8 Cambiar capa a objeto________________________________________________________48 Figura 6.9 Eliminar Capa_______________________________________________________________48 Figura 6.10 Práctica de Clase en VBA______________________________________________________49 Figura 6.11 Códigos Correspondiente al Dibujo de Puertas en Alzado____________________________49 Figura 7.1 Código para cota lineal________________________________________________________50 Figura 7.2 Código para cota inclinada_____________________________________________________50 Figura 7.3 Código para cota Radial_______________________________________________________51 Figura 7.4 Código para Medida de Ángulos_________________________________________________51 Figura 7.5 Código para convertir de ángulos________________________________________________52 Figura 7.6 Código para la función distancia_________________________________________________52 Figura 7.7 Declaración de Variables_______________________________________________________53 Figura 7.8 Código para la adquisición de Información del Jardín________________________________53 Figura 7.9 Esquema de las variables a considerar____________________________________________54 Figura 7.10 Código del Contorno del Camino________________________________________________55 Figura 7.11 Colocación de las Losetas Circulares_____________________________________________56 Figura 7.12 Ejecución de todas las Subrutinas_______________________________________________57 Figura 7.13 Resultado Final en AutoCAD___________________________________________________57 Figura 2.1.1 Plano de AutoCAD en Modelado 2D____________________________________________59 Figura 2.1.2 Dibujo en 3D de una Vivienda_________________________________________________59 Figura 2.2.1 Principales Objetos paramétricos en Civil 3D______________________________________60 Figura 2.2.2 Interfaz Civil 3D____________________________________________________________61 Figura 2.2.3 Plano de Planta en Civil 3D____________________________________________________62 Figura 2.2.4 Perfil Longitudinal del Terreno_________________________________________________62 Figura 2.2.5 Plano de Secciones Transversales______________________________________________63 Figura 2.2.6 Diseño de carreteras en Civil 3D________________________________________________63 Figura 2.3.1 Modelo Arquitectónico, Revit__________________________________________________64 Figura 2.3.2 Modelo Estructural, Revit_____________________________________________________65 Figura 2.3.3 Vistas Simultaneas del Modelo________________________________________________66 Figura 1.1 Zapata aisladas______________________________________________________________67 Figura 1.2 Zapata Conectada____________________________________________________________68 Figura 1.3 Zapata Conectada____________________________________________________________68 Figura 1.4 Viga de Cimentación__________________________________________________________69 Figura 1.5 Las vigas se adaptan de acuerdo a las zapatas_____________________________________69 Figura 2.1 Ingreso de datos en la hoja de cálculo____________________________________________71 Figura 2.2 Coordenadas del dibujo________________________________________________________72 Figura 2.3 Coordenadas de las cotas______________________________________________________73 Figura 2.4 Formulario para el modelado de zapatas__________________________________________74 Figura 2.5 Declaración de variables_______________________________________________________74 Figura 2.6 Código para las coordenadas de las zapatas_______________________________________75 Figura 2.7 Creación de capas para el modelo_______________________________________________76 Figura 2.8 Declaración de Variables para el Acotado_________________________________________76 Figura 2.9 Código para cotas____________________________________________________________77 Figura 2.10 Resultado Final del Dibujo_____________________________________________________77
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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2-1 Variables usadas en dimensionamiento__________________________________________69
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CAPITULO I: RESUMEN DEL CURSO PRIMERA UNIDAD
1. SEMANA 01: MODELACIÓN MATEMATICA 1.1. Modelos Matemáticos: Los modelos matemáticos son utilizados para analizar la relación entre uno o más variables. Para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad. Para tales casos, tenemos ciertos conceptos que hay que tener en cuenta en un modelo matemático:
Variables: son los conceptos u objetos que se busca entender o analizar sobre todo con respecto a su relación con otras variables. Parámetro: se trata de valores conocidos y controlables del modelo Restricciones: se trata de un conjunto reducido del dominio en la relación de las variables. Relaciones entre variables: básicamente los vínculos que tienen unas variables con otras representadas por ciertas normas o leyes lógicas. Representación simplificada: limita la representación de un diseño a una parte seleccionada de la geometría de la pieza tota. Para ello se especifica una “región de trabajo”
1.2. Simulación: La simulación se basa en un modelo matemático que trata de describir la realidad a través de condiciones ideales, que nos permite obtener ciertos conocimientos e información acerca de realidad práctica. 1.3. Realidad aumentada: Se refiere al conjunto de tecnologías que permiten a un individuo visualizar la realidad a través de dichos dispositivos tecnológicos. Generalmente la realidad aumentada ofrece una representación virtual y real de los objetos en representación ofreciendo una combinación de ambas, como son los mapas en dispositivos móviles. El concepto está dirigido a tecnologías y softwares que permiten dichos servicios para la comodidad del usuario, sin embargo, en ingeniería los softwares son de uso de cálculo en estructuras, representación graficas de planos, simulación de corrientes de agua, etc. Los que estudiaremos en este curso son el Visual Basic para aplicaciones programa dirigido y vinculado al AutoCAD, el termino cad, nos indica que es un diseño asistido por computadora, por sus siglas en inglés. 1.4. Algoritmo: Usado en matemática, lógica e informática se trata de un conjunto de instrucciones definidas y no ambiguas, ordenadas y finitas que permiten solucionar problemas, procesar datos, llevar a cabo otras tareas y en definitiva realizar cualquier tipo de actividad. En la vida diaria usamos algoritmos siempre
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ya sea en un manual de instrucción que se dan en ciertos muebles para armar, o en cuyo caso al multiplicar o dividir al tratar de sacar cuentas en una casa. En términos de programación, un algoritmo es una secuencia de pasos que permiten solucionar un problema. 1.5. Medios de expresión de un algoritmo: Los algoritmos pueden ser expresados de muchas maneras que van desde las convencionales como el lenguaje coloquial hasta sistemas complejos de representación formal. Sin embargo, solo veremos tres maneras de representación, que usan estas mismas pautas: 1. 2. 3.
Comprende de un inicio. Proceso Salida
Para el caso del lenguaje de programación existen tres formas fundamentales de expresar el lenguaje de programación y está dado por los siguientes: 1.6. Diagrama de flujo: Los diagramas de flujo son descripciones gráficas de algoritmos; usan símbolos conectados con flechas para indicar la secuencia de instrucciones y están regidos por ISO. Los diagramas de flujo son usados para representar algoritmos pequeños, ya que abarcan mucho espacio y su construcción es laboriosa. Por su facilidad de lectura son usados como introducción a los algoritmos, descripción de un lenguaje y descripción de procesos a personas ajenas a la computación.
Figura 1.1 Diagrama de Flujo
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1.7. Pseudocódigo El pseudocódigo (falso lenguaje, el prefijo pseudo significa falso) es una descripción de alto nivel de un algoritmo que emplea una mezcla de lenguaje natural con algunas convenciones sintácticas propias de lenguajes de programación, como asignaciones, ciclos y condicionales, aunque no está regido por ningún estándar. El pseudocódigo está pensado para facilitar a las personas el entendimiento de un algoritmo, y por lo tanto puede omitir detalles irrelevantes que son necesarios en una implementación. Programadores diferentes suelen utilizar convenciones distintas, que pueden estar basadas en la sintaxis de lenguajes de programación concretos. Sin embargo, el pseudocódigo, en general, es comprensible sin necesidad de conocer o utilizar un entorno de programación específico, y es a la vez suficientemente estructurado para que su implementación se pueda hacer directamente a partir de él. Así el pseudocódigo cumple con las funciones antes mencionadas para representar algo abstracto los protocolos son los lenguajes para la programación. Busque fuentes más precisas para tener mayor comprensión del tema.
Figura 1.2 Pseudocódigo
1.8. Diagrama NSD: Es una representación gráfica que muestra el diseño de un programa estructurado. Fue desarrollado en 1972 por Isaac Nassi y Ben Shneiderman. Este diagrama también es conocido como estructograma, ya que sirve para representar la estructura de los programas. Combina la descripción textual del pseudocódigo con la representación gráfica del diagrama de flujo.
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Figura 1.3 Diagrama NSD
Durante la práctica, se ha desarrollado una serie de ejercicios correspondiente a esta teoría, con seudocódigo:
Ejercicio 2: Generar 100 primeros números enteros y encontrar la potencia cuadrada de cada uno de ellos.
Figura 1.4 Ejercicio de Practica N° 2
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Ejercicio 3: Encontrar la suma de tres números ingresados por teclado, siempre deben ser iguales.
Figura 1.5 Ejercicio 03 de Práctica
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2. SEMANA 02: PROGRAMACIÓN EN VISUAL BASIC Una vez aprendido la estructura de los seudocódigos, se logra pasar la programación en el lenguaje de Visual Basic, que es el programa que se utilizará para la programación. Para ingresar al mismo, se debe primero ingresar al AutoCAD, para luego ir a la pestaña de administrador en la barra de herramientas y luego seleccionar editor VBA.
Figura 2.6 Ventana de AutoCAD
Y se procederá a programar en Visual Basic. Para ello se tienen dos opciones en el interfaz de visual Basic. En la barra de herramientas de la parte superior, se hará clic en insertar y se hará clic en modulo, luego los mismos pasos, pero ahora se hará clic en procedimiento, por convención el título del procedimiento será la primera letra en mayúscula.
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Figura 2.7 Ventana Principal de Visual Basic
Figura 2.8 Ventana de Inserción Procedimientos
Una vez escrito el nombre del procedimiento se continúa programando en el lenguaje de visual Basic. El nombre del procedimiento no permite espaciado, por lo que el titulo será siempre junto o separados por guion o guion bajo. En este caso, comenzaremos programando el mensaje hola mundo, a través de Visual Basic, para ello, se describen los pasos para dicha programación: 2.1.
Pasos para programar con procedimiento: 1. En primer lugar, crear un procedimiento con el nombre de HOLAMUNDO
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Figura 2.9 Agregar un Procedimiento "HOLAMUNDO"
2. En segundo lugar, traducimos al lenguaje de visual Basic el Seudocódigo hecho para dicha programación:
Figura 2.10 Pesudocodigo para agregar a la Subrutina de Visual Basic
3. Por último, escribimos los códigos en el procedimiento de Visual Basic.
Figura 2.11 Procedimiento en la ventana de Codigos Visual Basic
4. Ejecutamos el programa con F5, y a continuación se observará el mensaje:
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Figura 2.12 Ejecución del procedimiento en VBA
Figura 2.13 Resultado de los códigos vistos en un MSgBOX
Figura 2.14 Resultado de la programación en VBA
2.2. Crear Formulario en Visual Basic: Los formularios en VBA son muy útiles, dado el interfaz que poseen son muy práctico en los cuadros de dialogo que nos permiten crear aplicaciones de cálculo y dibujo. Crear un formulario, es al igual que los procedimientos muy fáciles de hacerlos, solo solo ir a la barra de tares en la parte superior del Visual Basic y en insertar darle clic en Use form:
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Figura 2.15 Primer paso para Crear un Formulario
E inmediatamente obtenemos el siguiente cuadro con Herramientas de opciones que tendremos a disposición.
Figura 2.16 Ventana de Formulario
Cada control tiene una función específica, que vamos a detallar con un ejemplo hecho en clase: En el cuadro de herramientas, tenemos la letra , que al hacer click en esa opción nos permite crear textos dentro de nuestro Formulario, por defecto del programa, al insertar el cuadro de texto, ya esta escrito con la palabra Label.
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Figura 2.17 Label de Texto en Formulario
Y para escribir sobre el, tenemos que dirigirnos a las propiedades del formulario, que están en el lado izquierdo de la ventana del Visual Basic.
Figura 2.18 Ventana de Propiedades del formulario
En las propiedades, se puede cambiar ir a la opción de “Caption”, y es ahí que se podrá cambiar de nombre al cuadro de texto, esta opción en las propiedades también sirve para cambiar de nombre a los formularios, botones, etc. Para insertar botones en el cuadro de dialogo tenemos crear botones y las opciones que queramos.
, que nos permite
Figura 2.19 Botón de formulario
Por defecto, este botón ya tiene un nombre dado, por lo que, en las propiedades, vamos a cambiar su nombre en el caption, y también en name, por convención estas tendrán sus iniciales que indicaran que es un botón por “btn”, seguido de la función que tendrá dicho botón.
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Figura 2.20 Ventana de Propiedades del Botón Salir
Para que, al Momento de ejecutar el formulario, el botón función hay que programarlo, la manera de hacerlo es haciendo doble clic en el botón y nos trasladará al interfaz de visual Basic para programar:
Figura 2.21 Código de Visual Basic para el Botón Salir
Para ello cada función tendrá un código especifico de acuerdo a la función que desempeñará en el formulario, a continuación, se presentará un ejercicio de práctica, con formulario.
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Figura 2.22 Formulario del Ejercicio 2
De modo que los botones correspondientes a “Limpiar”, “Mostrar” y “Salir”, ya están programados.
Figura 2.23 Códigos para el Formulario al Ejercicio 2
Para tal caso, para ejecutar la opción del formulario con F5, y a continuación obtenemos los resultados de la programación de los botones:
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Figura 2.24 Resultado del Formulario
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3. SEMANA 03: PROCEDIMIENTOS, FUNCIÓN Y FORMULARIO Las funciones son casos particulares de procedimientos en los módulos de visual Basic, sin embargo, son muy útiles a la hora de la programación porque nos permite ahorrar tiempo, siempre y cuando estas mismas operaciones se repitan en la programación de un procedimiento 3.1. Procedimiento: Un procedimiento es un bloque de visual basic delimitadas por una instrucción de declaración (function, sub, etc) y una end seguida de la instrucción. La diferencia entre un procedimiento sub insertado en el visual basic y el procedimiento function, es que el primero es un procedimiento que realiza una tarea específica, pero no devuelve un valor especifico y el segundo es un procedimiento que recibe datos y devuelve un valor, idealmente sin efectos secundarios globales o de alcance de módulos. 3.2. Crear Procedimiento en Visual Basic: Para crear un procedimiento en visual basic es básicamente lo mismo que se hizo en la semana 2, pero con la diferencia es que se pueden añadir funciones cuando sea el caso necesario. Los procedimientos realizan cálculos de acuerdo a como se programen. Los procedimientos no pueden tener consigo otro procedimiento, pero si pueden incluir instrucciones (sub y function) y una finalización de las instrucciones (end Sub o End Function). A continuación, tenemos un ejemplo del área del trapecio, donde tenemos que traducir el seudocódigo al lenguaje de visual basic de modo que se antepone dim a las variables y luego especificar si es tipo real, cadena o entero (Double, String, Integer) por ultimo las instrucciones de bucle o condicional estarán dados en ingles for, if respectivamente para el “para” o “si”.
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Figura 3.25 Seudocódigo y Código VBA
3.3. Crear una función en visual Basic. Crear una función es similar a crear una subrutina en visual Basic, excepto por un detalle. A diferencia de las subrutinas, las funciones VBA fueron diseñadas para retornar un valor. A través de una función podemos agrupar códigos que nos ayudará a hacer algún calculo especifico y obtener un resultado de regreso. Una función VBA también es conocida como función definida por el usuario, esto hace que las funciones sean una herramienta muy útil. Ejemplo de función puede ser una operación matemática, como se muestra a continuación:
Figura 3.26 Función de Procedimiento
Esta misma función puede ser escrita en un procedimiento de subrutina o en un formulario:
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3.4. Crear Formulario: Desde la barra de herramientas se inserta la opción de Use Form, y a continuación se procede a programar de acuerdo a lo que nos piden, en ese caso daremos un ejemplo de un ejercicio hecho en clase: Ejercicio2: Generar 100 primeros números enteros y encontrar la potencia cuadrada de cada uno de ellos. Implementamos el siguiente interfaz:
Figura 3.27 Formulario del Ejercicio 2
Luego para cada botón correspondiente escribimos el siguiente código, iniciaremos con los códigos de “Salir” y “Limpiar” que son los más fáciles:
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Figura 3.28 Códigos de los Botones Salir y Limpiar
Ahora para el código de “Mostrar” escribimos el siguiente código, haciendo uso del procedimiento función escrito en un módulo:
Figura 3.29 Código del Botón Mostrar en el ejemplo
Ejecutamos con F5 el formulario y obtenemos lo siguientes resultado de la programación.
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Figura 3.30Resultado de la programación con subrutina y función
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4. SEMANA4: ENTIDADES DEL AutoCAD. 4.1. Creación de entidades en AutoCAD: Las entidades gráficas de AutoCAD, normalmente, se crean en el espacio de modelo, aunque pueden crearse en bloques, o en los espacios de papel. Una diferencia sustancial entre la forma de crear entidades en el entorno de AutoCAD y hacerlo desde programación es que, mientras en el primero usualmente hay varias formas de crear un objeto, desde programación sólo hay un método para cada objeto. Para ello cada entidad grafica estará dado por ciertos parámetros específicos a la hora de definirlo, como es el caso de los arcos que dispondrán de un centro, radio y dos ángulos, o círculos que están definidos por un centro y radio. A continuación, daremos ejemplos de definición de entidades: 4.1.1.
Línea:
Figura 4.31 Código de Línea VBA
4.1.2.
Círculo
Figura 4.32 Código de Círculo VBA
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Polilínea
Figura 4.33 Código Polilínea
4.1.4.
Arcos:
Figura 4.34 Código Arcos VBA
4.1.5.
Copiar Dibujo
Figura 4.35 Código Copiar un círculo VBA
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SIMULACIÓN EN INGENIERÍA 4.1.6.
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Mover Dibujo
Figura 4.36 Código Mover Objeto
4.2. Implementación de formularios: Para la implementación de formularios con VBA en AutoCAD el procedimiento son los mismos, sin embargo, los botones que identifican a loa formularios de dibujo serán el de “dibujo”, “Borrar” o “Salir”.
Figura 4.37 Código Botones del Formulario
Implementamos el dibujo hecho en la práctica de la siguiente manera, con formulario, antes de detallar después de implementar nuestro formulario hay que tener en cuenta el siguiente punto.
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Figura 4.38 Interfaz del Formulario al Ejercicio de Clase
4.3. Interacción Excel con AutoCAD en VBA: Una manera potente de trabajar es la opción que tiene visual Basic para interactuar con Excel, herramienta muy útil usado en dibujos con muchas coordenadas. Por lo tanto, es posible conectar las tablas de Excel en una base de datos y conectarlos como si fueran coordenadas de dibujos en AutoCAD, para ello, primero configuramos el Visual Basic en la computadora para que haya una conexión. Desde la barra de herramientas del VBA nos ubicamos en “herramientas” seguido de “referencias” hacemos clic allí y encontraremos la siguiente ventana:
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Figura 4.39 Ventana de Referencias De VBA para activar conexión con Excel
Una vez seleccionado la Referencia de Microsoft Excel Object Library, podremos hacer la conexión con Excel hasta el AutoCAD. En la ventada de códigos correspondiente a los botones de nuestro ejemplo de clase, se tiene que definir las variables de conexión con Excel, definiendo el programa (Excel) luego el archivo, por ultimo la hoja de cálculo, como se muestra a continuación.
Figura 4.40 Declaración de variables para conectar con Excel
Luego en las coordenadas de los dibujos estarán dadas por las celdas escritas de modo que cada celda corresponderá a cada terna de la coordenada en cuestión.
Figura 4.41 Códigos de las Coordenadas con celdas en VBA
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En el ejemplo se toma como una polilínea de modo que las filas de la polilínea se lee como un vector cuya terna está compuesta por (x,y,z) en ese orden y el valor de las celdas corresponderán al orden que impone el programa. Por lo tanto, la organización de las coordenadas x e y no dependen del orden de las filas y columnas del Excel, si no del orden que le da el programador. Ejercicio de Clase: Graficar u plano usando datos del Excel. La implementación de formulario ya este dado, con sus correspondientes códigos, solo hace falta escribir el código para el dibujo de un plano en planta
Figura 4.42 Código Plano de Práctica de Clase
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Figura 4.43 Código del Plano de Planta, Práctica de Clase
Figura 4.44 Celdas en la Hoja del Libro Excel
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SIMULACIÓN EN INGENIERÍA Ejecutando el formulario obtenemos el siguiente dibujo:
Figura 4.45 Resultado Final de la Programación, dibujo en AutoCAD
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5. SEMANA 5: IMPORTAR DATOS DEL EXCEL. Continuamos con el desarrollo de creación de entidades en este caso, estaremos detallando las propiedades de entidades con exportación de datos al Excel, del mismo modo explicando los comandos de rotación, simetría. 5.1.
Rotación: Para rotar un objeto, utilice el método Rotate del objeto. Este método requiere la entrada de un punto base y de un ángulo de rotación. El punto base es una matriz de variantes con tres dobles. Estos dobles representan las coordenadas 3D del SCU que indican el punto sobre el que está definido el eje de rotación. El ángulo de rotación se designa en radianes y determina cuánto rota un objeto alrededor del punto base respecto de su posición actual.
Figura 5.46 Código para la Rotación de una Polilínea
Para la rotación se obtienen el punto del objeto a rotar y un ángulo de rotación. 5.2.
Simetría: El reflejo de objetos crea una copia que es la imagen reflejada de un objeto con respecto a un eje o línea de simetría. Se pueden reflejar todos los objetos de dibujo. Para reflejar un objeto, se utiliza el método Mirror. Este método requiere la entrada de dos coordenadas. Las dos coordenadas especificadas se convierten en puntos finales de la línea de simetría alrededor de la cual se refleja el objeto de base. En 3D, esta línea orienta un plano de simetría perpendicular al plano x e y del SCP que contiene un eje de simetría especificado.
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A diferencia del comando de simetría de AutoCAD, este método sitúa en el dibujo la imagen reflejada y mantiene el objeto original. Si desea eliminar el objeto original, utilice el método Erase.
Figura 5.47 Código para la Simetría de una polilínea
5.3.
Importar datos del AutoCAD al Excel: Para tal caso el procedimiento consiste en capturar datos de objetos en el AutoCAD y que los mismos datos sean impresos en una hoja de calculo del Excel de modo que detalle en un cuadro los datos: nombre, perímetro, área, capa, color, por mencionar algunos datos de los objetos. Estos para ello escribimos el siguiente código en el procedimiento de subrutina:
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Figura 5.48 Código de las Propiedades de un objeto en AutoCAD
Del cual al seleccionar los objetos obtenemos los datos en el AutoCAD de manera que se imprimen en el Excel con las celdas programadas en el Visual Basic, la ventaja que tiene esta opción es de ahorrar tiempo en el momento de obtener datos de un dibujo técnico u obtener coordenadas de ciertos dibujos que se requiera.
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Figura 5.49 Ventana de Libro de Excel, con los datos del Objeto
Práctica de Clase: Nos piden programar una circunferencia en la parte superior conectada a un segmento a 90 grados desde su radio, de modo que se repita n veces en una vuelta completa desde el punto inicial del segmento, y que desde el centro incluya cuadrados que se repiten desde el centro, a “n/2” veces.
Figura 5.50 Ejercicio de Práctica
Para tal caso la programación consiste en crear las entidades de circunferencia, línea y polilínea en cuadrado, luego se realiza la opción de matriz polar (ArrayPolar) para poder 40
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dibujar el recorrido de la circunferencia con el segmento, por último realizamos la programación de sobreimpresión con el comando offset para poder dibujar los cuadrados en la figura, el código queda de la siguiente manera:
Figura 5.51 Código de Practica de Clase
El dibujo queda de la siguiente manera:
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Figura 5.52 Dibujo Final con 6 Repeticiones
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6. SEMANA 6: BLOQUES Y CAPAS. En esta ocasión seguimos nos corresponde aprender acerca de la creación de capas y bloques en visual Basic, a través de códigos. 6.1.
Crear Bloques: Los bloques son uno de los tipos de objetos más importantes en AutoCAD y también se utilizan mucha frecuencia en casi todos los tipos de dibujos. En el contexto de AutoCAD, los bloques son una colección de geometrías que actúan como un solo objeto y se pueden usar en un dibujo de forma repetitiva. Para crear un bloque a través de visual Basic, escribimos la siguiente subrutina.
Figura 6.53 Código para Crear bloque Práctica de Clase
De modo que se usa el método de AcadSelectionSet que nos permite seleccionar a los objetos para posteriormente transformarlos a un bloque, 43
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luego desde la variable varBase se usa el getpoint que nos permite asignar el punto base donde se creará el bloque, y posteriormente la variable strErase, que con el comando GetKeyword que pregunta si queremos borrar el objeto en caso darse positivo asigna a la instrucción If en la subrutina que permite el correspondiente borrado. El dbl permite ubicar la posición del objeto que utiliza crear el bloque determinado, para luego adicionar el bloque con la instrucción thisdrawing.Blocks.add, en la alternativa siguiente del código el Redim indica que es un grupo de objetos que se están seleccionando, que luego se copiarán con la variable VarEnt con el thisdrawing. CopyObjects. 6.2.
Descomposición de un bloque: Para la descomposición de un bloque, utilizamos el método “Explode” para romper una referencia de bloque. Con ello podrá modificar el bloque, o añadir o borrar objetos que lo definen.
Figura 6.54 Descomposición de Bloque, Práctica de Clase
6.3.
Cambiar Nombre de Bloque: Otra herramienta útil en la utilización de bloques el cambiar el nombre de bloque, para un orden el trabajo de modelo.
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Figura 6.55 Cambiar Nombre de Bloque
6.4.
Crear capas: Para crear capas lo que usamos es el método de Add. Por ejemplo, el siguiente código crea una capa nueva y añade a la colección de capas.
Figura 6.56 Crear Capa, Practica de Clase
6.5.
Iterar en la colección de capas: El ejemplo siguiente efectúa iteraciones en una colección y presenta los nombres de todas las capas de la colección.
Figura 6.57 Iterar Colección de capas
45
SIMULACIÓN EN INGENIERÍA 6.6.
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Cambio de Nombre de las Capas: En este ejemplo se programa una capa llamada “NewLayer” y luego se cambia su nombre a “MyLayer”.
Figura 6.58 Cambio de Nombre de capa
6.7.
Bloquear capa: Se muestra a continuación el código para el bloque de una capa.
Figura 6.59 Código Bloquear Capa
6.8.
Traslado de un objeto a otra capa: En este caso particular, nos piden cambiar de capa a un objeto u objetos dados en el model space, por lo tanto, el código es el siguiente.
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Figura 6.60 Cambiar capa a objeto
De modo que nos permita seleccionar los objetos que quisiéramos cambiar de capa a una nueva. 6.9.
Eliminar capas: Se muestra el código para la supresión de capas.
Figura 6.61 Eliminar Capa
Ejercicio: nos piden crear formularios, que se dibujen una puerta en alzado y que contengan las características de bloques y capas (cambiar, bloquear, eliminar) 47
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Figura 6.62 Práctica de Clase en VBA
para el caso de creación de capas se mostrará el código, dado que el procedimiento para los demás botones son los mismos que se mostraron en la sección anterior.
Figura 6.63 Códigos Correspondiente al Dibujo de Puertas en Alzado
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7. SEMANA 7: DIMENSIONAMIENTO 7.1. Dimensionamiento de Objetos: Uso de comandos en Visual Basic para AutoCAD, comandos de cota, para el acotamiento de objetos. 7.1.1. Dimensionamiento Lineal: Para el dimensionamiento lineal se crea una cota a lo largo de un objeto, en el ejemplo de clase una línea recta horizontal.
Figura 7.64 Código para cota lineal
7.1.2. Dimensionamiento Alineada: El dimensionamiento Alineada consiste en acotar un objeto inclinado, es decir, mide la longitud de un segmento inclinado como puede ser una hipotenusa o la magnitud de la misma.
Figura 7.65 Código para cota inclinada
7.1.3. Dimensionamiento Radial: El dimensionamiento radial, acota el radio de una circunferencia. 49
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Figura 7.66 Código para cota Radial
7.1.4. Dimensionamiento Angular: Dimensiona el ángulo entre dos rectas o segmentos.
Figura 7.67 Código para Medida de Ángulos
7.2.
Programación de Jardín con Losetas: En primer lugar, el objetivo es desarrollar un procedimiento para AutoCAD que dibuje el camino de un jardín y lo rellene con losetas circulares de cemento. La secuencia de las solicitudes son las siguientes: Punto inicial del camino: el usuario lo definirá Punto final del camino: definido también por el usuario. Mitad de anchura del camino: definido por el usuario 50
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Radio de las losetas: el usuario definirá el radio Espacio entre las losetas: el usuario especificará una distancia.
Entonces dada la secuencia iniciamos la programación del mismo, para ellos definimos variables y funciones en la macro. 7.2.1. Definir ángulos: Dado que los usuarios estamos acostumbrados a usar ángulos sexagesimales, pero en AutoCAD y Visual basic solo trabajan con ángulos en radianes, entonces para evitar cualquier confusión trabajaremos con un conversor de ángulos que será una función. Escribimos el siguiente código.
Figura 7.68 Código para convertir de ángulos
7.2.2. Calcular la distancia entre dos puntos: Tenemos que tener claro la separación de las losetas, por lo que tenemos que escribir en el procedimiento una función de distancia, para ello escribimos la siguiente función.
Figura 7.69 Código para la función distancia
Una vez declarada las funciones, el procedimiento nos preguntará donde debemos dibujar el camino, cual es el tamaño de la anchura, el tamaño de las losetas y su separación entre estas, ahora definiremos una subrutina que solicite al usuario todos estos datos, para ello definiremos las variables en el modo general es decir en la parte superior de la ventana de códigos.
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Figura 7.70 Declaración de Variables
7.2.3. Información necesaria para dibujar un camino en el jardín: Se programará con el código solicitando los datos necesarios para poder dibujar el camino para ello se programará con el método de getpoint que toma dos parámetros. El primer parámetro es opcional y no se utilizará, el segundo parámetro es la solicitud, que también es opcional. Para este parámetro, ha escrito una cadena que solicita al usuario que especifica el punto inicial.
Figura 7.71 Código para la adquisición de Información del Jardín
En la siguiente ilustración se detallará como se han obtenido los datos para su programación.
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Figura 7.72 Esquema de las variables a considerar
7.2.4. Dibujo del contorno del dibujo: La subrutina dibuja el contorno del dibujo utilizando el método de AddLightweightPolyline. Este método requiere un parámetro: una matriz de puntos que genere la polilínea, para este caso son necesarios los vértices del camino. Para hallar los vértices del camino se utiliza el método de PolarPoint. Este método encuentra un punto que esta a un ángulo y a una distancia determinados desde un punto base. Se comienza por el punto inicial (sp) y se encuentra el primer vértice del camino trabajando en dirección contraria a las agujas del reloj.
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Figura 7.73 Código del Contorno del Camino
7.2.5. Dibujo de las losetas: Ahora que se ha desarrollado la subrutina se puede rellenar con losetas. La subrutina Drow dibuja una hilera de losetas a una distancia dada a lo largo del camino con una distancia especifica por el segundo argumento. La subrutina drow halla la ubicación de la primera hilera mediante el método PolarPoint para desplazarla a lo largo del camino con la distancia especificada por el primer argumento. La subrutina vuelve a utilizar entonces el método PolarPoint para desplazarse perpendicularmente al camino para efectuar el desfase. La subrutina utiliza la instrucción While para continuar dibujando círculos hasta que se encuentra el final del camino. El método PolarPoint de la primera instrucción While se desplaza a la siguiente posición de loseta creando un espacio equivalente a dos radios de loseta (trad) más un espacio entre losetas (tspac). El segundo bucle while dibuja entonces las losetas de la hilera en la otra dirección hasta que se encuentra el otro borde.
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Figura 7.74 Colocación de las Losetas Circulares
7.2.6. Integración de elementos: Una vez escritas todo en un mismo modulo, se puede integrar todas las funciones y subrutinas. Entonces en la subrutina CASO1 invoca a gpuser para obtener la entrada de los datos necesarios. El método GetVariable se utiliza entonces para obtener los valores actuales de las variables de sistema “blimode” y “cmdecho” y guarda estos valores como sblip y scmde. La subrutina utiliza entonces el método SetVariable para establecer ambas variables de sistema en 0, desactivando marcas auxiliares y eco de comandos. A continuación, se dibuja el camino usando las subrutinas drawout y drawtiles. Finalmente, se utiliza el método SetVariable para restablecer el valor original de las variables de sistema.
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Figura 7.75 Ejecución de todas las Subrutinas
El resultado de ejecutar toda la macro es el siguiente dibujo con datos arbitrarios:
Figura 7.76 Resultado Final en AutoCAD
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II.
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CAPITULO II: SOFTWARES USADOS EN LA INGENIERÍA CIVIL 1. Objetivos: Conocer programas útiles en la ingeniería civil ya sea en el diseño como en los cálculos estructurales. La importancia de los programas en el ejercicio profesional del ingeniero como un asistente de trabajo. 2. Marco Teórico: Debido a la alta demanda en la construcción civil y su amplio abanico en los proyectos de ingeniería, implica competencias eficientes en el sentido de calidad y rapidez en las obras de ingeniería, por ello se explicarán los programas más usados en la ingeniería civil que permiten ahorrar tiempo y dinero en la simulación de las mismas.
2.1. AutoCAD: Es un software de diseño asistido por computadora utilizado en el dibujo en dos dimensiones y tres dimensiones, desarrollado y comercializado por Autodesk. AutoCAD es un programa que sirve para diseñar, en el que se pueden realizar todo tipo de diseños técnicos, muy útil para ingenieros y arquitectos, aprender totalmente AutoCAD toma tiempo, ya que es una herramienta muy potente. 2.1.1. Características: Permite crear diseños bidimensionales y tridimensionales que permiten visualizar dese distintas vistas en el dibujo. También cuenta con una galería de objetos predeterminados con los cuales se puede trabajar en el diseño de cualquier tipo de pieza o estructura. Cuenta con una interfaz accesible y de funciones que están dispuestas de modo que el profesional de manera intuitiva pueda aprender rápidamente de como usar el software. Se pueden crear todo tipo de diseños de planos, bocetos, dibujos, estructuras y piezas parametrizado. 2.1.2. Funciones: Una de sus funciones principales es el de ser compatible con otros softwares, es decir, permite la exportación como archivos de dibujos de AutoCAD. Otra de las funciones es de admitir una serie API (interfaz de programación de aplicaciones) para personalización y automatización. Esto incluye AutoLIPS, Visual LISP, VBA, .NET y ObjectARX. AutoCAD tiene una serie de herramientas que permiten ahorrar tiempo a la hora de trabajo, como son el gestor de capas, que permite un orden en 57
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el modelado de dibujo, crear entidades geométricas con el us de comandos en el teclado, acotar dibujos según normas técnicas internacionales y personalizadas, entre otros.
Figura 2.1.77 Plano de AutoCAD en Modelado 2D
Figura 2.1.78 Dibujo en 3D de una Vivienda
2.2. Civil 3D: Civil 3D es un programa para diseño de obras en ingeniería civil. La característica principal de Civil 3D es que es un programa orientado a objetos, es decir, que los diseñadores serán construidos con objetos inteligentes. Estos objetos constituyen el elemento básico de trabajo en un diseño realizado en Civil 3D.[ CITATION Cho10 \l 3082 ]
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Estos Objetos no son del AutoCAD, como lo son la Línea, Círculo, etc. Sino que son paramétricos, los cuales simulan a ser inteligentes, ya que están vinculados con otros objetos, lo cual genera ventajas a la hora de modificar algún parámetro.
Figura 2.2.79 Principales Objetos paramétricos en Civil 3D
2.2.1. Características: 2.2.1.1. Vinculaciones entre objetos: Para garantizar las revisiones de los proyectos, se transfieren correctamente entre, superficies, alineaciones, perfiles, etc. Pueden convertirse en tareas que requieren mucho tiempo, Civil 3D elimina la necesidad de realizar la mayoría de estas tareas, introduciendo vínculos dinámicos entre los objetos de diseño. Los cambios que se realizan en un objeto, pueden pasar automáticamente a los objetos asociados que se desee. 2.2.1.2. Estilos de Objetos: Los estilos controlan las propiedades de los subObjetos (línea, polilínea, etc.) es decir, controlan las capas, color, tipo de línea altura de texto, etc. Cuando se crea un objeto nuevo (punto, superficie, etc.), se le aplica automáticamente un estilo por defecto, el cual puede ser modificado. Si se modifica una definición de estilo, los cambios se aplican automáticamente a todos los objetos que utilizan dicho 59
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estilo. Se pueden crear estilos propios que se ajustan a las propias necesidades de cada usuario, o también se pueden realizar cambios en un estilo existente y guardarlo con otro nombre. Los estilos se guardan en archivos con extensión DWT. 2.2.1.3. Menús contextuales: Los menús contextuales son un concepto de Microsoft, al activarlos, muestran comandos relacionados con lo que está desarrollando en el instante de la activación, es decir, generalmente muestra el comando que necesitamos ejecutar. Para activar un menú contextual, es importante seleccionar el objeto correcto con el puntero del ratón, en el momento de la activación. Los menús contextuales permiten realizar cambios en los estilos de objetos. 2.2.2. Interfaz de Civil 3D El interfaz de Civil 3D, tiene elementos comunes a todos los programas que funcionan bajo Windows; fundamentalmente la barra de título, los menús, las barras de herramientas y un área de trabajo, en ese caso, de dibujo; también hay una barra de estado. Aunque, obviamente, tiene elementos propios del programa: espacio de herramientas y panorámica.
Figura 2.2.80 Interfaz Civil 3D
2.2.2.1. Espacio de Herramientas: La ventana de espacio de herramientas es un componente de la interfaz de usuario que permite acceder a comandos, estilos y datos. Utilícela para acceder a las fichas Prospector, configuración y Topografía.
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La barra Toolsapace contiene toda la información de nuestro proyecto: Puntos, Superficies, alineamiento, perfiles, secciones, corredores, parcelas, etc. Desde aquí se pueden controlar y editar las propiedades de todos los objetos. Para crear un dibujo en civil 3D, existen manuales que explican los pasos a seguir, y el uso adecuado para cada comando y herramienta del programa, desde la importación de puntos topográficos o curvas de nivel para generar las superficies de terreno y hasta el cálculo de los volúmenes de movimientos de tierra, pasando por las alineaciones en planta y perfil del trazado, secciones transversales, análisis del drenaje superficial, cálculo de las cuencas de todas las variantes que se desean realizar.
Figura 2.2.81 Plano de Planta en Civil 3D
Figura 2.2.82 Perfil Longitudinal del Terreno
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Figura 2.2.83 Plano de Secciones Transversales
Figura 2.2.84 Diseño de carreteras en Civil 3D
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2.3. Revit: Es uno de los programas más usados BIM más usados. Fue creado por la empresa Autodesk, mundialmente conocida por la aplicación AutoCAD que ha sido, y es, la herramienta por excelencia para el diseño asistido por ordenador durante la última década.[ CITATION Mar17 \l 3082 ] Revit permite modelar el diseño arquitectónico, constructivo, estructural, de instalaciones, y de realizar cálculo de las mismas a través de sus tres modos de proyectos: Architecture, para el proyecto arquitectónico; Structure, para el proyecto estructural y MEP (mecánica, electricidad y fontanería), para las diferentes instalaciones del edificio, quedando así toda la información necesaria recopilada en un modelo de proyecto único. De esta manera, todos los agentes implicados en la realización del proyecto pueden trabajar simultáneamente.
Figura 2.3.85 Modelo Arquitectónico, Revit
A priori, puede parecer que Revit es complejo de utilizar por tratarse de una herramienta que abarca tantos campos y en la que se puede trabajar tanta información, pero la verdad es que es un programa fácil de aprender, que tiene una interfaz muy intuitiva y está muy bien organizada. Además, a medida que se trabaja en el modelo, Revit recopila la diferente información que se va generando en el proyecto, funcionando como una base de datos. Cuanta más información le suministramos, más se enriquece y mayor información generamos para agilizar y facilitar proyectos futuros.
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Figura 2.3.86 Modelo Estructural, Revit
Al realizar un único modelo, generamos simultáneamente toda la información del proyecto, es decir, mientras generamos el modelo tridimensional la demás información del proyecto se va generando automáticamente; planos de planta, elevaciones, cortes. Esta forma de trabajar reduce notablemente los tiempos de ejecución de los proyectos, pudiendo dedicar más tiempo, por ejemplo, al diseño de las instalaciones. Este concepto de modelo único supone, además que, al realizar cualquier modificación, el motor de cambios paramétrico de Revit coordine automáticamente el modelo y lo actualice en todo el proyecto: vistas del modelo, planos, detalles constructivos, hojas de dibujo, etc. Por ejemplo, al realizar algún cambio en la medida o cota de algún elemento, todos los demás elementos relacionados del modelo se recalculan ajustándose automáticamente a la nueva medida.
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Figura 2.3.87 Vistas Simultaneas del Modelo
2.3.1. Desventajas e Inconvenientes: La mayor desventaja que supone es el cambio. El traspaso de una herramienta a otra. Cuando se está acostumbrado a un software suele ser laborioso el cambio, por mucho que este sea mejor. Para poder generar tola la información del edificio es necesario crear una maqueta virtual mas completa y detallada posible, y para ello, esto es, para sacarle la mayor rentabilidad al programa posible, serán necesarias dos condicionantes: por un lado, un control elevado en su uso (esto puede requerir de cierto tiempo) y el compromiso y colaboración de todos los agentes implicados, y esto a día de hoy es complicado por la pereza, miedo, esfuerzo, etc. Que supone un cambio de herramienta de trabajo. Otra desventaja puede ser que al estar todas las opciones tan “estandarizadas” para facilitar y agilizar el uso de las mismas, cuando se requiere realizar algún diseño fuera de unos estándares, es mas complicado llevarlo a cabo ya que hay que configurar el proceso. Y por último, los proyectos que son muy complejos y de grandes dimensiones, al ser muy pesados, el programa se vuelve lento y puede llegar a dar algún que otro problema.
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III.
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Capitulo III: ACTIVIDAD FORMATIVA
1. Zapatas y Vigas de Cimentación: La cimentación es aquella estructura que se encarga de transmitir cargas al terreno, distribuyéndolas de forma que la presión admisible no debe ser superada en cada parte de la edificación y no produzca cargas zonales, teniendo en cuenta las características del suelo, se va a elegir el tipo de cimentaciones a desarrollar. También podemos decir que es el soporte de la vivienda, y la causante del equilibrio. Debe de ser construida fijando el peso de las cargas vivas y muertas, para que pueda ser duradera. En este informe se explicará a de manera genérica el uso de los cálculos de las zapatas y vigas de cimentación dado que escapan a los conocimientos de este curso, de la misma manera se mostrará el detalle y los cálculos en una hoja de Excel del diseño de las cimentaciones de una construcción en elevación de dieciocho metros de longitud, y los códigos usados en el formulario de Visual Basic. 1.1. Zapatas: La zapata es un tipo de cimentación superficial del terreno, permitiendo estos apoyar el edificio directamente sobre ellos sin producir asientos importantes. En cualquiera de sus variantes se caracteriza por ser aquella que transmite las cargas a estratos superficiales de terreno. Existen varios tipos de zapatas: 1.1.1.
Zapatas aisladas: Las zapatas aisladas se emplean para cimentar un solo pilar o soporte, estas zapatas se dimensionan para resistir esfuerzos importantes de flexión, al trabajar la zapata en las dos direcciones el armado será en parrilla en la fibra fraccionada.
Figura 1.88 Zapata aisladas
1.1.2.
Zapata conectada: Las zapatas conectadas se dicen así, cuando una columna está ubicada en un límite de propiedad requiere una zapata excéntrica, ésta, bajo las hipótesis del análisis clásico, tiene presiones muy elevadas en la zona cercana a la cara externa, producto de la
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distribución triangular de presiones que se produce al considerar la excentricidad de la carga actuante.
Figura 1.89 Zapata Conectada
1.1.3.
Zapata combinada: En ocasiones, ocurre, que los soportes se encuentran muy próximos con cargas desiguales, si se construyen zapatas aisladas estas quedarían prácticamente unidas ocasionando una superposición de los bulbos de presiones, lo que provocaría asientos deferenciales. Para solucionar este problema se combinan varias zapatas en una sola, obteniéndose, una zapata combinada.
Figura 1.90 Zapata Conectada
1.2. Vigas de cimentación: Las vigas de cimentación pueden resolver los problemas de un desplazamiento de la carga que estos tipos de condiciones pueden presentar. Las vigas de cimentación se pueden describir como una gran pieza de concreto vertido. Es decir, se vierta en concreto de una sola vez, sin separación en el soporte de una casa. Se entiende por viga de cimentación aquel sobre la cual se apoyan tres o más pilares, aquí la sección transversal puede adquirir la forma de una T invertida, con economía de concreto y acero, pero con un mayor coste de encofrados. 1.2.1.
Como funcionan: Los puestos de apoyo profundos, están llenos de barras de metal reforzados llamadas barras de refuerzo o armaduras, estas jaulas de armadura se conectan entre sí y cuidadosamente se colocan en los 67
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pozos profundos con una grúa. Los pilotes se llenan con hormigón de alta resistencia a la tracción. Los pilotes se disponen para su excavación cada 3 a 3.5 metros aproximadamente, alrededor del perímetro de la base de la viga. La parte superior de estos postes de soporte de hormigón alcanza la misma altura para formar una marca de calidad. Este grado de nivel se utiliza para identificar la parte de la viga de cimentación.
Figura 1.91 Viga de Cimentación
1.2.2.
Tipos: La viga de cimentación se hace para adaptarse al tamaño según el uso de las formas concretas reutilizables. Las barras de refuerzo se colocan en la forma y se conectan entre sí para hacer una jaula de acero cuadrada o rectangulares. Esta jaula de barras de refuerzo de concreto da la fuerza necesaria soportar la estructura. Las vigas de hormigón vertido, pueden variar en tamaños desde 30 a 45 centímetros de ancho y desde 60 a 90 centímetros de altura, dependiendo de la estructura con la que deben ser compatibles.
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Figura 1.92 Las vigas se adaptan de acuerdo a las zapatas
1.2.3.
Características: Los pilotes de apoyo están conectados mecánicamente a la viga de cimentación por las jaulas de barras de refuerzo. Esto permite que el peso de la casa sea transferido a gran profundidad. Este tipo de construcción se usa típicamente en áreas de pendientes pronunciadas o suelos muy húmedos. El diseño y el uso de una base de vigas será diferente para cada sitio de construcción.
2. Diseño de zapata y viga de cimentación en AutoCAD: Para tal caso, se ha considerado una hoja de cálculo en Excel para el diseño y dimensionamiento de unas zapatas de acuerdo a datos variables como son principalmente la sección de la columna y las cargas aplicadas sobre él. De acuerdo a las bibliografías consultadas de acuerdo al diseño de zapatas hemos considerado una casa unifamiliar de una planta de 18 metros de largo y 7 metros de ancho, de modo que las cargas aplicadas sobre las cimentaciones no varían entre 65 a 70 toneladas de cargas muertas que son por lo general cargas que son peso propio del hormigón. El listado de fórmulas para la aplicación teórica en la aplicación de las dimensiones de las cimentaciones se adjunta en el anexo B, de este informe. El esquema utilizado consiste en una serie de cuatro zapatas distribuidos uniformemente desde una perspectiva de perfil de la vivienda cuya separación esta dado en la fórmula de Excel, a fines prácticos, se han considerados condiciones ideales de la misma forma no se toman en cuenta en los cálculos los tipos de armaduras que existen en la construcción dado la forma simple de la construcción. Las zapatas de cimentación están conectadas por una viga de cimentación que conectará a toda la estructura de los cimientos a lo largo de la casa.
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1.3. Hoja de Cálculo en Excel: Para el cálculo de diseño del Excel se toman en cuenta las siguientes variables: Tabla 2-1 Variables usadas en dimensionamiento
Variables
Símbolo
Magnitud
Unidades
Sección de la columna
t 1 (ancho)
0.55
Metros (m)
t 2 (largo)
0.80
Metros (m)
Carga Muerta
PD
180
Toneladas (Tn)
Carga Viva
PL
65
Toneladas (Tn)
Capacidad portante del suelo Profundidad de desplante Peso específico del terreno Resistencia del Concreto de la zapata Sobrecarga de piso Resistencia del acero Recubrimiento Diámetro de las varillas de refuerzo
σt
3.50
Kg/cm²
Df
1.70
Metros (m)
γt
2.10
Tn/m³
f 'c
280
Kg/cm²
s/c Fy
500 4200 7.50 1.27
Kg/cm² Kg/cm² Cmt cm
R ∅V
Se ha reducido el objetivo de los cálculos dando a las variables valores constantes esto es consecuencia de la mecánica del suelo, ya que las cimentaciones y el tipo dependerán del suelo, las rocas, de las cargas portantes del suelo, en obra se aplica el método de CBR para saber las características del suelo, sin embargo, en el esquema utilizado solo vamos a usar las variables más importantes para el dimensionamiento de las zapatas para el correspondiente modelado en AutoCAD. Entonces las variables apreciables en el dibujo para el dimensionamiento de la viga esta dado por la sección de la columna y las cargas aplicadas en él. Es decir, la carga muerta, la carga viva, el ancho de la columna de la columna y el largo de la misma. Se escriben un cuadro donde se pueden modificar estos datos, inmediatamente de acuerdo a las fórmulas escritas para el dimensionamiento de la zapata y vinculadas a un cuadro de celdas donde estarán las coordenadas del dibujo, así como sus correspondientes cotas.
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Figura 2.93 Ingreso de datos en la hoja de cálculo
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Para el cálculo de las separaciones de las zapatas se aplica el criterio de 18 metros de largo que posee la casa de perfil, por lo tanto, si hay dispuestos cuatro zapatas, de modo que la distancia dependerá de la sección de la zapata es decir el largo T de la zapata según el dibujo, esta distancia será d en la hoja de cálculo.
Figura 2.94 Coordenadas del dibujo
El cálculo de las coordenadas del dibujo se puede ver en el anexo C. Para el acotado del dibujo se realizan los mismos criterios que en el dibujo anterior, se acotara la parte superior del dibujo y la parte inferior de la misma, para ello en la hoja de cálculo dividimos las coordenadas en cada tramo del dibujo en este caso, en las cuatro zapatas y en la separación de las mismas. El cálculo y el esquema para obtener las coordenadas de las cotas se encuentran en el anexo D.
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Figura 2.95 Coordenadas de las cotas
1.4. Formulario en AutoCAD: Para el diseño del dibujo de las zapatas y vigas de cimentación procedemos a crear un formulario con los botones de borrar, salir, dibujar y acotar dibujo como en la siguiente imagen.
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Figura 2.96 Formulario para el modelado de zapatas
De los botones se procederá a programar los botones “Dibujar” y “Acotar Dibujo”, con los siguientes comandos. Debido a que hubo dificultades en el momento de usar textbox del formulario del AutoCAD para que los datos escritos en el formulario se escriban también en la celda del Excel, por lo que se optó por la opción de escribir los datos necesarios directos en el Excel para luego dibujarlo en el formulario del AutoCAD. Para el botón de “Dibujar”, primero declaramos las variables para exportar los datos del Excel, seleccionar el archivo de Excel y por último la hoja donde estarán los datos, luego declaramos en esta primera parte del código la polilínea que corresponderá al código de la zapata.
Figura 2.97 Declaración de variables
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Para el dibujo de la zapata con las dimensiones calculadas en la hoja de trabajo del Excel, procedemos a dibujarlo con polilínea y además tenemos que dibujar tres más, para facilitar el dibujo y el modelado usamos el comando de array rectangular, de modo que la separación entre cada zapata estará dada por una distancia d.
Figura 2.98 Código para las coordenadas de las zapatas
Luego declaramos unas variables para crear una capa correspondiente a la polilínea de la zapata, por último, declaramos las variables de otra polilínea para dibujar la viga de cimentación que servirá de arriostre entra las zapatas. Para finalizar escribimos las variables de la capa correspondiente a la viga de cimentación.
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Figura 2.99 Creación de capas para el modelo
Para el botón de “Acotar Dibujo”, en primer lugar, declaramos las variables para la importación de datos del Excel, seguido declaramos los puntos correspondientes para el acotado alineado contarán de tres puntos que serán los correspondientes a la magnitud que se quiere medir, y el tercero es donde estará ubicado el texto con la magnitud.
Figura 2.100 Declaración de Variables para el Acotado
Para las coordenadas del acotado constarán de 14 puntos para el correspondiente dimensionado de la estructura, por lo tanto, solo se mostrará un solo código y que se repetirá, en el resto de puntos cambiarán las celdas donde se ubicaron los datos de los demás puntos. Por otro lado, declaramos variables para la creación de capas, con el nombre de “cotas” y agregamos color al objeto en el espacio de modelo como sigue.
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Figura 2.101 Código para cotas
Por último, el resultado del dibujo queda de la siguiente manera.
Figura 2.102 Resultado Final del Dibujo
Aclaración las cotas tienen medidas dadas por defecto en el espacio de dibujo del AutoCAD, por lo tanto, en el momento de ejecutar el formulario, estos acotarán de acuerdo a como esta configurado las capas de dibujo en el AutoCAD que el lector este usando, de manera que las cotas puede salir relativamente pequeños si se esta trabajando en metros o muy grandes si se esta trabajando en milímetros, por lo que se sugiere configurarlo antes de ejecutar el formulario.
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ANEXOS Anexo A Esquema utilizado en la modelación de la zapata.
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Anexo B. Formulas Necesarias para el dimensionado de la zapata: Esfuerzo neto del terreno Área de la zapata Ancho de la zapata Largo de la zapata Pre dimensionamiento del peralte de la zapata Fuerzas actuantes en las zapatas debido a las cargas Verificación por cortante unidireccional Obtención de la altura h de la zapata
(
(
k =min 1.06∗∅∗√ f ' c ; 0.53∗∅ √ f ' c∗ 1+
(√
d=m∗
2 βc
AB−ab qu n 2 n 20 k + qu + − , m= 20 k +qu m 4 2 40 k+ qu
)
( )
Dimensionamiento de la altura h por punzonamiento
h=d + R∗∅ v
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))
SIMULACIÓN EN INGENIERÍA Anexo C Coordenadas para acotar la Zapata
Anexo D Coordenadas en el acotado
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