Permutación Basada en Sensibilidad para Balancear Inexactitudes Geométricas en Estructuras Modulares

En estructuras modulares, las inexactitudes de los módulos se superponen sobre toda la estructura. Dependiendo de la colocación de los módulos, estas inexactitudes tienen efectos (diferentes) en las tensiones y las deformaciones totales. Especialmente para estructuras con muchos módulos individuales, es favorable colocarlos según su influencia. Para cubrir la diversidad estructural, se investigan estructuras modulares similares a columnas, vigas y muros hechas de módulos planos. En simulación numérica, las inexactitudes geométricas se aplican a través de un enfoque de temperatura equivalente, que permite desviaciones nodales casi arbitrarias de los módulos. Con el método de efectos elementales, se pueden determinar las sensibilidades de las inexactitudes de los módulos respecto a su impacto estructural con un esfuerzo computacional mínimo. En un nodo de control predefinido, las inexactitudes estructurales generales se examinan de manera simplificada. Las estructuras similares a columnas experimentan mayores deformaciones debido a la inclinación que las estructuras similares a vigas o muros. En estructuras similares a columnas, los módulos más bajos son decisivos para la inexactitud general, ya que contribuyen significativamente a la inclinación. Por el contrario, los módulos en los soportes se identifican como particularmente sensibles para estructuras similares a vigas y muros. Al controlar la colocación de los módulos hacia su influencia absoluta media, la deformación en el nodo de control se reduce matemáticamente en al menos un 43% en comparación con la colocación aleatoria. De este modo, incluso los módulos que no cumplen con los requisitos de tolerancia para componentes estructurales pueden ser utilizados en áreas de baja influencia para un diseño sostenible y de bajo desperdicio.