Esta funcionalidad está disponible para determinadas plantillas paramétricas de uniones incluidas en el conjunto predefinido de IDEA StatiCa. En la versión 26.0, solo un número limitado de plantillas admite la predicción, pero la cobertura se ampliará gradualmente en futuras versiones.
Para las plantillas compatibles, la utilización predicha se muestra directamente en la escena, lo que proporciona una respuesta inmediata sobre la capacidad esperada de la configuración actual. El valor mostrado representa una estimación generada por un modelo de aprendizaje automático.
El método de predicción
La utilización predicha se basa en un modelo de aprendizaje automático entrenado con un amplio conjunto de datos de variantes de uniones precalculadas. Para cada plantilla paramétrica compatible, se generaron automáticamente decenas de miles de modelos con diferentes combinaciones de parámetros.
Todos estos modelos se calcularon por completo mediante el análisis estándar de IDEA StatiCa Connection. A partir de los resultados, se entrenó un modelo de aprendizaje automático para predecir la utilización de la plantilla para nuevas combinaciones de parámetros que no se habían calculado explícitamente de antemano.
Este enfoque proporciona una estimación rápida de la utilización de la unión sin necesidad de realizar un cálculo completo tras cada cambio de parámetros.
Cómo se evalúa la predicción
Para cada plantilla paramétrica compatible, el modelo de aprendizaje automático tiene en cuenta la geometría y los parámetros de la plantilla, así como las componentes de carga aplicadas durante el entrenamiento.
Cuando el usuario modifica un parámetro de la plantilla (por ejemplo, el espesor de la placa, el tamaño de los tornillos o las distancias a los bordes), la utilización predicha se actualiza de inmediato. Esto permite al usuario evaluar rápidamente si la configuración actual está más cerca o más lejos de la capacidad esperada.
Ventajas de la utilización predicha para el usuario
Gracias a la utilización predicha, el usuario puede optimizar la configuración de la unión sin ejecutar repetidamente el cálculo completo. La predicción proporciona una respuesta instantánea durante los cambios de parámetros.
Una vez que el usuario esté conforme con la utilización predicha, la verificación final debe realizarse siempre ejecutando el cálculo estándar de tensión-deformación. Solo el resultado calculado refleja la verificación de cálculo real según la norma seleccionada.
Este enfoque acelera significativamente el proceso de diseño, ya que deja de ser necesario verificar mediante cálculo cada variante intermedia.
Predicción mostrada en la escena
Si en el proyecto se definen varios efectos de carga, la utilización predicha que se muestra en la escena corresponde siempre al efecto de carga en el que la unión alcanza la mayor utilización. Las predicciones para otros efectos de carga no se muestran simultáneamente.
De forma similar, cuando se utilizan dos o más plantillas paramétricas en un mismo modelo de unión, la utilización predicha que se muestra en la escena refleja la plantilla más utilizada, no la utilización de la unión en su conjunto, ya que no se tiene en cuenta la interacción entre las plantillas combinadas.
Las utilizaciones predichas de cada plantilla se pueden consultar seleccionando cada plantilla por separado. Esto permite al usuario evaluar la utilización estimada de cada plantilla de forma independiente, teniendo en cuenta que el valor mostrado no representa el comportamiento combinado de todo el modelo de la unión.
Limitaciones
La utilización predicha tiene como finalidad proporcionar una estimación rápida durante el diseño de la unión. Al interpretar el valor mostrado, es importante comprender las hipótesis utilizadas en el entrenamiento del modelo de aprendizaje automático y las limitaciones inherentes que se derivan de ellas.
A la utilización predicha se aplican las siguientes limitaciones:
1 Consideraciones sobre las cargas
- Componentes de carga limitadas – El entrenamiento de cada plantilla incluyó solo dos o tres componentes de carga (por ejemplo, N, Vz y My). Las demás componentes de carga no se consideran en la predicción. Si estas componentes son determinantes para el comportamiento de la unión, la utilización predicha puede diferir significativamente del resultado calculado.
- Solo el elemento conectado – La predicción considera únicamente las cargas aplicadas al elemento conectado. Las cargas que actúan sobre el elemento de soporte no se incluyen. Cuando el elemento de soporte está sometido a cargas significativas, el resultado calculado puede ser sustancialmente menos favorable que la predicción.
2 Hipótesis de modelización
- Se asumen soldaduras a tope (CJP) – Los modelos se entrenaron asumiendo soldaduras a tope (CJP). Por lo tanto, el tamaño de la soldadura no se refleja en la utilización predicha. Si la capacidad de la soldadura es determinante, la predicción puede diferir significativamente del resultado calculado. El autodiseño de soldaduras con sobrerresistencia, para resistencia total, ductilidad mínima o estimación de capacidad está disponible en el menú contextual del elemento del proyecto.
- Se asume siempre que los tornillos de tipo apoyo tienen un plano de cortante en la rosca.
- Se requieren los ajustes predeterminados del proyecto – La utilización predicha ofrece resultados fiables solo si los ajustes del proyecto coinciden con los utilizados durante el entrenamiento. Esto significa que deben utilizarse los ajustes predeterminados del proyecto, en particular los coeficientes de seguridad, los ajustes de la malla, las longitudes predeterminadas y la división en segmentos.
3 Disponibilidad
- Solo para las normas de cálculo EN y AISC.
- Las plantillas de anclaje no están entrenadas.
- Solo cuando se selecciona el análisis de tensión-deformación.
- Se requiere una conexión a Internet.
4 Modificaciones de la plantilla
- Pestaña Developer y cambios en el esquema estructural – Si el usuario modifica la plantilla en la pestaña Developer (por ejemplo, eliminando parámetros o cambiando los límites de los parámetros) o selecciona un elemento de soporte diferente, la predicción deja de estar disponible. En tales casos, el algoritmo no puede controlar cuánto difiere la unión modificada de la plantilla original entrenada.
- Cambios geométricos – Algunos aún no se han reflejado en la utilización predicha. Por ejemplo, no se tienen en cuenta los cambios en el ángulo o en la excentricidad del eje del elemento conectado y, en tales casos, la utilización predicha puede diferir significativamente del resultado calculado.
- Operaciones adicionales – Si se añade una operación adicional a la plantilla (por ejemplo, un rigidizador), la utilización predicha se seguirá mostrando, pero el efecto de dicha operación no se incluye en la predicción.
5 Varias plantillas
- Cuando se utilizan varias plantillas en un mismo modelo de unión, la utilización de cada plantilla puede predecirse por separado. Sin embargo, no se tiene en cuenta su interacción mutua.
Las componentes de carga consideradas por la plantilla se indican bajo los efectos de carga, por ejemplo, "La plantilla 1 considera solo Vz y My del elemento B1".
Los límites inferior y superior del conjunto de datos de entrenamiento se muestran en los propios parámetros, con los valores en rojo cuando quedan fuera de ellos. El valor sigue siendo aplicable: se señala, pero no se bloquea.
Observación final
La utilización predicha debe entenderse siempre como una estimación. Las herramientas de aprendizaje automático no pueden sustituir un cálculo estructural completo realizado por un ingeniero.
La predicción puede suponer un ahorro de tiempo significativo durante la optimización de la unión, al permitir una comparación rápida de diferentes configuraciones de parámetros.
Las limitaciones indicadas se irán reduciendo gradualmente a medida que se amplíen el proceso de aprendizaje automático y los conjuntos de datos de entrenamiento. Al mismo tiempo, seguirá aumentando el número de plantillas paramétricas compatibles con la funcionalidad de predicción.
Publicado en la versión 26.0 de IDEA StatiCa, actualizado en la versión 26.1.
