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Prontuario en Excel de Hormigón Armado (Adaptado a EHE-08)

Memoria 2

RESUMEN

El Prontuario en Excel de Hormigón Armado es una herramienta

de cálculo de ácil mane!o (para uso proesional " docente)# $ue

dimensiona " comprue%a distintos tipos de secciones sometidas a

di&ersas solicitaciones' siempre siguiendo los criterios esta%lecidos

por la normati&a actual &igente (EHE-08 )

Para ello se han creado 2 ho!as de cálculo en ormato Microsoft

Excel 2010# $ue se complementan con un Manual de Uso

En esta Memoria se desarrollan* los o%!eti&os $ue se pretend+an

cumplir en este pro"ecto " cómo se han lle&ado a ca%o# cuáles han

sido los procedimientos utili,ados para los cálculos# las diicultades

encontradas en el desarrollo del tra%a!o " cómo se han arontado#

tam%in se reali,a una comparati&a con otro programa existente "

se muestran algunos e!emplos extra+dos del Excel


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Memoria 3

1. INTRODUCCIÓN


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Memoria 4

LA NECESIDAD DE CREAR ESTE PRONTUARIO

Tal como se explica breemente en el Resumen ! como se deduce del t"tulo# el Prontuario en

Excel de Hormigón Armado (Adaptado a EHE-08) es un arc$io en Excel creado para el c%lculo !

comprobación de secciones de $ormigón armado&

En el momento de plantear la solicitud de este pro!ecto no exist"a ning'n programa de c%lculo

de estructuras gratuito ! ue# adem%s# siriera para el uso acadmico# docente ! pro*esional al

mismo tiempo&

+a idea de este pro!ecto surgió de una $erramienta preexistente, el Prontuario Informático

del Hormigón Estructural 3.0 # desarrollado por el nstituto Espa.ol del /emento ! sus

Aplicaciones (E/A)& Este prontuario era la cuarta edición de un aplicatio# ue se empeó a

distribuir en el a.o 1000# ! pretend"a adaptar la ersión anterior de 2334 a la normatia

igente en la *ec$a (la EHE-98 )&

/omo en el a.o 1021# pasados 4 a.os desde la entrada en igor de la nuea normatia sobre

$ormigón estructural (EHE-08 )# el E/A a'n no $ab"a sacado a la lu ninguna actualiación de su

prontuario ! dado ue el prontuario anterior !a era una actualiación de un programa de 2334#

se consideró oportuno desarrollar uno partiendo desde cero&

ebido a las limitaciones deriadas de mi total desconocimiento sobre programación# !

conociendo el *uncionamiento del prontuario preexistente# se consideró oportuno ue este

nuevo “programa” no fuera un programa en s" mismo# sino ue *uera un Excel ue tuiera la

misma *unción ! cubriera las mismas necesidades&

Es necesario mencionar ue E/A !a $a creado ! puesto a disposición de los usuarios una

nuea ersión de su prontuario (la ersión 5&2)# pero esta e no la $a distribuido

gratuitamente# sino por un precio de 10€/licencia& 6obre esta nuea ersión se $ablar% m%s

adelante# dado ue aproec$ando su similitud con este pro!ecto se $a $ec$o una comparatia

de ambos “programas”.

OBJETIVOS

El ob7etio de este pro!ecto era el de realiar ! eri*icar el *uncionamiento de todas las $o7as

de c%lculo ue se planteaban inicialmente# siendo stas las $o7as de resultantes,

ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS

1. FLEX!" #$PLE

1.1. FLEX!" #$PLE - E" #E%%&"E# 'E%A"*LA'E#

1.1.1. +imen,ionado a Flexión #imple de #eccione, 'ectangulare,

1.1.. %omproación a Flexión #imple de #eccione, 'ectangulare,

1.. FLEX!" #$PLE - E" #E%%&"E# E"

1..1. +imen,ionado a Flexión #imple de #eccione, en

1... %omproación a Flexión #imple de #eccione, en

. FLEX!" %&$P*E#A

.1. FLEX!" %&$P*E#A - E" #E%%&"E# 'E%A"*LA'E#

.1.1 +imen,ionado a Flexión %ompue,ta de #eccione, 'ectangulare,


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Memoria 5

2.1.2. Comprobación a Flexión Compuesta de Secciones Rectangulares

2.2. FLEXIÓ C!"#$ES%& ' E SECCI!ES E %

2.2.1. (imensionado a Flexión Compuesta de Secciones en %

2.2.2. Comprobación a Flexión Compuesta de Secciones en %

). C!"#R!*&CIÓ & FLEX!C!"#RESIÓ SI"+%RIC& $ !*LIC$&

,. C!R%&%E

,.1. (imensionado a Cortante de Secciones Rectangulares o en %

,.2. Comprobación a Cortante de Secciones Rectangulares o en %

-. %!RSIÓ

-.1. SECCI!ES REC%&$L&RES

-.1.1. (imensionado a %orsión de Secciones Rectangulares

-.1.2. Comprobación a %orsión de Secciones Rectangulares

-.2. SECCI!ES /$EC&S

-.2.1. (imensionado a %orsión de Secciones /uecas

-.2.2. Comprobación a %orsión de Secciones /uecas

0. #$!&"IE%!

. R&S&%E

3. &CL&4E (E &R"&($R&S

5. S!L! (E &R"&($R&S

16. IES%&*LILI(&( (E S!#!R%ES

ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO

11. (EF!R"&CI!ES

11.1. Comprobación de Secciones Rectangulares

11.2. Comprobación de Secciones en %

12. FIS$R&CIÓ

ANEJO

1). C7lculo de armaduras 8 cuant9as

En todas estas hojas se han alcanado dos o!jeti"os al mismo tiempo# desde un punto de "ista

$uncional% se trata de una herramienta &til ' precisa% ue cu!re todas las necesidades de

dimensionado ' compro!ación ue puede tener el usuario por otro lado (desde una "ertiente

m*s acad+mica) es sencillo% de $*cil manejo ' proporciona algunos datos intermedios &tiles

para el uso docente ' ue no suelen $acilitar otros tipos de programas,

METODOLOGÍAonsidero importante explicarle al lector cu*l ha sido el m+todo ue he utiliado para realiar

este Prontuario% dado ue pese a ue conoc.a de la existencia del Prontuario Informático del

Hormigón Estructural 3.0 (ue menciono con anterioridad)% no ha!.a tenido la oportunidad de

utiliarlo% ' adem*s no dispon.a de unas pautas de tra!ajo demasiado claras,

Al iniciar este pro'ecto desconoc.a las posi!ilidades reales del Excel ' en consecuencia% en los

primeros c*lculos no supe optimiar al m*ximo sus recursos es por esto ue durante todo el

proceso de realiación de las distintas hojas de c*lculo he tenido ue ir consultando distintos

manuales ' !logs so!re Microsoft Excel 2010 ,


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Memoria 6

Para realizar todas las hoas he seguido siempre el mismo m!todo"

- Primero he realizado una lectura de la EHE-08 # de $i$liogra%&a complementaria'

- En segundo lugar he redactado un resumen esuemtico de los procedimientos #

%órmulas* para poder esta$lecer todas las posi$ilidades de clculo (esto resulta mu#

+til a la hora de crear las %órmulas condicionales)'

- ,eguidamente he extrapolado toda esa %ormulación a Excel* haciendo

compro$aciones a cada paso* con la a#uda de eercicios resueltos'

- na .ez se da$a por aca$ada cada hoa de clculo* se realiza$a un tanteo con di.ersas

posi$ilidades num!ricas para asegurar el %uncionamiento de todos los condicionales #

e.itar ue algunos .alores pudieran dar error'

- Al .eri%icar el %uncionamiento correcto de todas estas posi$ilidades* se ha hecho una

comparación con el nue.o Prontuario Informático del Hormigón Estructural 3.1 * para

.eri%icar todos los resultados'

EL MANUAL DE USO

Paralelamente a la realización de las hoas de clculo he ido redactando un peue/o Manual

de Uso' on !l pretendo explicar $re.emente cuales son los procedimientos # criterios de

clculo seguidos en cada caso* u! datos reuiere # cómo de$e introducirlos el usuario* cuales

son los clculos ue realiza la hoa* de cules %acilita algunos .alores #* por +ltimo* a#uda a

interpretar los resultados'

1o se pretende ue el Manual sea una herramienta imprescindi$le para la correcta utilización

de las hoas de clculo porue* tal # como he dicho* he intentado ue todas las hoas sean lo

ms sencillas posi$les' ,i $ien* puede a#udar a la resolución de algunas posi$les dudas uepuedan surgir* so$re todo gracias a ue se ha creado un apartado de Simbología para cada una

de ellas'


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Memoria 7

2. ANÁLISIS DEL PRONTUARIO


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Memoria 8

PORQUÉ SE HA REALIZADO EN EXCEL

Tal como se ha ido repitiendo en diversas ocasiones el Prontuario en Excel de Hormigón

Armado se planteó para cu!rir la ausencia de un programa de c"lculo de estructuras gratuito #

sencillo $ue pudiera ser utili%ado por todo a$uel $ue lo necesitara&

Tam!i'n se ha dicho $ue la elección de $ue el prontuario se reali%ara en Excel (ue de!ido a dos

(actores) el principal era mi desconocimiento de programación # por otro lado por$ue se

consideró $ue Excel cu!r*a todas las necesidades $ue el prontuario podr*a re$uerir&

En este apartado anali%o con la ma#or !revedad posi!le las venta+as # desventa+as de la

utili%ación de Excel como herramienta principal para introducir al lector en las di(icultades $ue

me he encontrado durante su uso&

PROBLEMAS HALLADOS Y SUS SOLUCIONES

Parte de la di(icultad del uso de un Excel como !ase para reali%ar el prontuario es susimplicidad& ,sta a menudo comporta $ue los c"lculos aparentemente m"s sencillos se

conviertan en (órmulas mu# largas # di(*ciles de corregir&

nicialmente por la (alta de pr"ctica en el mane+o de Excel la comple+idad # la longitud de las

(órmulas se convert*a en mi pro!lema m"s recurrente& .uando encontra!a alg/n resultado

erróneo me resulta!a casi imposi!le hallar el lugar donde ha!*a errado # a menudo no ten*a

m"s remedio $ue rehacer todos los c"lculos de nuevo&

.on el paso de las horas de la pr"ctica # de los numerosos errores # repeticiones aprend* a

mane+ar con ma#or soltura el programa # a reali%ar (ormulas cada ve% m"s sencillas0 pero estono siempre es posi!le&

1tro de los pro!lemas $ue plantea el estar utili%ando Excel es $ue no se pueden hacer

“desaparecer” las casillas si en alg/n caso concreto no son necesarias& En un programa

podemos hacer $ue si no es necesario $ue el usuario (acilite alg/n valor se puede inutili%ar esa

“casilla”.

Para solucionar esto se han planteado tres soluciones)

- Por un lado se han duplicado algunas ho+as de c"lculo pese a ser pr"cticamente

id'nticas para $ue el usuario en lugar de seleccionar en $u' caso se encuentra alentrar en la ho+a directamente se diri+a al apartado apropiado& Esto sucede en los

casos en $ue se calculan secciones rectangulares o en T&

- .uando en una misma ho+a aparecen valores $ue pueden ser necesarios en unos casos

e innecesarios en otros se solventa de dos modos)

o 2e modi(ica la apariencia de la casilla o incluso se la oculta totalmente&

o 2e han creado (órmulas condicionales que “ignoran” los valores de esa casilla,

cuando no son necesarios&


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Memoria 9

VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE EXCEL

Una de las ventaas de la utili!ación de Excel es "ue# si el usuario dispone del pac$ de %&&ice# no

tiene "ue pagar ning'n gasto adicional# dado "ue no es un programa# ( "ue# en consecuencia#

no re"uiere de licencias ni )a tenido ning'n coste de producción*

+am,i-n considero ventaosa la est-tica de las )oas de c.lculo# dado "ue se pueden modi&icar

con &acilidad a antoo de su creador# cosa "ue no )a,r/a sido posi,le si )u,iera reali!ado un

programa# teniendo en cuenta "ue -ste de,er/a )a,er sido mu( ,.sico si "uer/a alcan!ar mis

o,etivos* Adem.s# a la )ora de generar un arc)ivo en P01 o de imprimir los documentos# el

resultado ser. el mismo "ue el "ue se le )a dado a las )oas de c.lculo*

0esde el punto de vista del desarrollo de todo el conunto del tra,ao# el )a,er utili!ado Excel

)a )ec)o posi,le "ue pueda dedicarle m.s tiempo a asegurar "ue el &uncionamiento de los

c.lculos es el correcto# m.s sencillo ( m.s óptimo* Esto es as/# por"ue pese a "ue )e tenido

"ue pro&undi!ar en mis conocimientos de Excel# no )e tenido "ue dedicar gran parte de mitiempo en aprender a crear un programa* Podr/amos decir "ue el usar un programa (a

existente )a simpli&icado la tarea# ( )a permitido dedicarle m.s tiempo a asegurar "ue todas

las )oas &uncionan correctamente# "ue es el o,etivo real "ue me )a,/a planteado desde el

principio*


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Memoria 10

3. CÓMO UTILIZAR EXCEL


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Memoria 11

INTRODUCCIÓN

Pese a que lo haitual es que en el núcleo de la Memoria de un TFG sore c!lculo de

estructuras se "aciliten las "órmulas utili#adas$ en este pro%ecto no es &iale porque no existe

una 'nica "órmula con un resultado sino que en algunas ocasiones podemos encontrar que en

una misma "órmula ha% hasta 1 condicionales distintos$ % transcriir cada una ellas ser*a

totalmente in'til+ ,el mismo modo$ si pretendiera explicar los procedimientos con una

"ormulación m!s o menos detallada$ estar*a copiando casi literalmente la EHE-08$ % no creo

que sea 'til+

a explicación espec*"ica del procedimiento de cada ho.a de c!lculo se desarrolla en el Manual

de Uso ad.unto$ tal % como %a se explica en uno de los apartados de la Introducción de esta

Memoria+

FÓRMULAS UTILIZADAS

/onsidero que puede ser interesante$ sore todo para aquel que quiera pro"undi#ar m!s o

ampliar mi traa.o$ el "acilitar algunos criterios !sicos de Excel que he ido utili#ando

repetidamente durante el desarrollo del traa.o+ Por lo que a continuación detallar algunas

"órmulas % explicar como se utili#an$ para poder transmitir parte de lo que he aprendido al

lector+

Formulación básica:

En muchas "órmulas$ para de"inir las casillas a las que queremos hacer re"erencias podemos

utili#ar dos modos el primero (% m!s haitual) es utili#ar como mtodo de separación el punto

y coma “;”, que sirve para dar valores de casillas separadas; por otro lado si queremos

re"erirnos a un rango de casillas (por e.emplo$ si queremos sumar todos los &alores de una

columna) deberemos utilizar los dos puntos “:” que indican que se tomarán todas las casillas

situadas entre las dos casillas que se mencionen en el rango+ o explico a continuación con el

comando m!s !sico$ la suma

=SUMA(A1;A3;A7) En este caso estamos sumando los &alores que se encuentran en las

casillas A1$ A2 % A3+

=SUMA(A1A7) ,e este modo estamos sumando todos los &alores situados entre las

casillas A1 % A3$ es decir A1$ A4$ A2$ A5$ A6$ A % A3+

7aido esto$ podremos utili#ar este criterio en muchos otros casos+

tras "ormulas que pueden resultar de inters son las siguientes

=MA!(A1;A3) En esta "órmula podemos introducir el n'mero de casillas o el rango

que queramos$ % nos dar! como resultado el ma%or de todos esos

&alores+

=MI"(A1;A3) 7e pueden introducir &alores independientes o "órmulas en sus

distintos argumentos o un rango de &alores$ % su resultado ser! elmenor de todos ellos+


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Memoria 12

=ABS(A1) Facilita el resultado en alor a!soluto (positio) es mu" #til si$ por

e%emplo tenemos &ue introducir un alor en una ra' cuadrada para

o!tener un ratio$ pero sa!iendo &ue este alor puede ser negatio en

alg#n caso

=RAIZ(A5) Esta es la *órmula de la ra' cuadrada$ tam!i+n podemos poner la ra'de una *órmula o de un alor

=POTENCIA(A5;2) Esta es la *órmula de la potencia$ si tienes una ra' un tanto extra,a

(una ra' &uinta$ por e%emplo) puedes utiliarla del siguiente modo

.P/E3A(A14156)

=PI() El valor de π.7$1 se representa siempre con la pala!ra P3() si no se

escri!en los par+ntesis aparecer9 el error :/M;i A1 es menor a 1 siempre ser9

0$ si es igual a 1$ el resultado ser9 1$ " para cual&uier alor ma"or a 1 el

resultado ser9 2)

>uele ser mu" #til com!inar las *unciones lógicas anteriores con las *unciones ? o / (a'" " !r )

= (prueba lógica 1;prueba lógica 2;…) @a *unción ? permite &ue el resultado pueda darse si se

cumplen$ a la e$ distintas condiciones .>3(?(A1.14A2.2)4142)

=O(prueba lógica 1;prueba lógica 2;…) @a *unción / permite &ue el resultado pueda darse si secumple al menos una de las prue!as lógicas &ue se muestran en

cual&uiera de los argumentos


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Memoria 13

OTRAS HERRAMIENTAS

Listas desplegables:

Excel 2010 tiene un manejo relativamente encillo! dado "ue e mu# gr$%ico! # toda u

&erramienta et$n vii'le en la 'arra uperior del programa( )i 'ien &a# alguna&erramienta "ue no et$n vii'le por de%ecto # "ue puede er *tile para la creación de una

&oja de Excel(

Ete e el cao del men* Programador ! "ue inicialmente aparece oculto! # de'er$ con%igurare

a trav+ del men* Archivo! en u 'otón de , deberemos clicar en “Personalizar

cinta de opciones” y añadir la correspondiente a la pestaña Programador (

,e ete men* &e utili-ado o'retodo la opción "ue permite a.adir lita deplega'le( /on

verione m$ antigua de Excel eta lita deplega'le e a.ad0an dede la peta.a de

“Validación de datos”; esto aún se puede llevar a cabo, pero en el caso de hacerlo desde esaopción la lita deplega'le no er$n vii'le como tale &ata "ue el uuario pinc&e en la

cailla(

En muc&a ocaione me &a intereado

motrarle al uuario "ue en alguna &oja

de'e ecoger valore de alguna lita

deplega'le! # por eo la &e introducido de

ete modo

,ede el men* programador! clicando o're lapestaña “insertar” se pueden escoger

ditinto tipo de cuadro! entre ello el

Cuadro combinado! "ue correponde a la

lita deplega'le(

2al como comenta'a ante! tam'i+n e pueden crear otro tipo de lita deplega'le "ue no

on vii'le para el uuario &ata el momento en "ue intenta modi%icar alg*n dato de la cailla!

como e en el cao de lo valore de %c! %# o lo di$metro de la 'arra( Eto valore et$n

normali-ado! # por lo tanto e pueden incluir en una lita! pero por motivo et+tico e

muetran como i %ueran una cailla de dato normal

Eto e reali-a con la opción Validación de Datos dede la peta.a de Datos(


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Memoria 14

Rastreo de fórmulas

En algunas ocasiones puede resultar muy til encontrar !u" casillas guardan relación entre s#$

por e%emplo cuando un resultado nos da algn tipo de error y tenemos !ue retroceder &asta

encontrar el origen de ese error'

Para ello &ay dos opciones muy tiles$ denominadas Rastrear precedentes y Rastrear

dependientes:

Amas se encuentran en la pestaa de Fórmulas en el sumen Auditoria de fórmulas' Al

seleccionar en una casilla y seguidamente escoger una de estas opciones aparecer*n unas

+lec&as a,ules !ue nos conducir*n a las +órmulas dependientes o precedentes' En caso de !ue

una de las +órmulas anteriores o posteriores de un error relacionado con la casilla estudiada$ la+lec&a ser* de color ro%o$ cosa !ue +acilitar* la detección del error en los c*lculos'

Protección de las hojas.

Este Excel &a sido lo!ueado para eitar !ue el usuario pueda romper o modi+icar alguna de

las +órmulas !ue contiene' Pero no se &an lo!ueado todas las casillas$ dado !ue se &an

de%ado editales todas a!uellas !ue pertene,can a la introducción de datos'

Adem*s no se &a lo!ueado el Excel entero para poderle permitir al usuario guardar los

camios !ue realice en las &o%as de c*lculo$ para !ue si tiene !ue cerrar sesión$ pueda oler a

isuali,ar los mismos datos con posterioridad sin tener !ue oler a modi+icarlos'

El primer paso a reali,ar para proteger las &o%as es seleccionar una a una las casillas !ue se

!uieren lo!uear y las !ue no' .omo en el caso de este proyecto existen m*s casillas

lo!ueadas !ue deslo!ueadas$ inicialmente se &an lo!ueado todas y posteriormente se &an

deslo!ueado las !ue se &a considerado oportunas' Para &acer esto$ se dee entrar en el

men !ue se encuentra en la lista desplegale !ue aparece al clicar

con el otón derec&o del ratón sore cual!uier casilla$ en el apartado Proteger podremos

escoger si Bloquear y/o Ocultar las +órmulas !ue contenga'

na e, &ec&o esto$ nos dirigimos a la pestaa Revisar de la arra de opciones superior$ y

desde el apartado Proteger Hoja seleccionamos las opciones de lo!ueo !ue consideremos

oportunas e introducimos la contrasea' Esto deer* repetirse &o%a por &o%a$ si no se !uiere

lo!uear la totalidad del liro'


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Memoria 15

4. COMPARATIVA CON P.I.H.E. 3.1


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Memoria 16

A finales del ao !01!" el #E$A sacó a la %enta su nue%a %ersión del Prontuario Informático de

Hormigón Estructural v.3.1 (a partir de a&ora PIHE )" en a'uel momento mi proecto a &a*a

tomado forma se encontraa en un estado astante a%an+ado, om. la decisión de 'ue

de*a apro%ec&ar la existencia de esta &erramienta para reali+ar comproaciones de mis

c/lculos" me di cuenta de 'ue el Prontuario en Excel de Hormigón Armado se asemeaa

muc&o m/s de lo 'ue esperaa al PIHE " por eso consider. oportuno redactar algunas

comparaciones de algunas de las funciones de amos aplicati%os,

Estas comparaciones no pretenden exaltar ninguno de los dos programas" pero &e de decir 'ue

&e intentado 'ue el Excel meorara algunos de los aspectos 'ue consideraa 'ue no eran del

todo óptimos en el PIHE ,

E%identemente" el &ec&o de 'ue el PIHE sea un programa facilita 'ue" en muc&os casos"

plantee di%ersas alternati%as para el c/lculo (desarrollado simplificado) o 'ue use algunos

c/lculos m/s exactos " al mismo tiempo" muc&o m/s compleos 'ue el Excel moti%o por el

cual el aspecto 'ue se &a intentado meorar en el Prontuario en Excel &a sido soretodo 'ue

sea m/s f/cil de utili+ar,

En este apartado no se comparar/n todos cada uno de los apartados 'ue se &an creado en el

Excel 'ue existen tami.n en el PIHE " sino 'ue tan solo se resean a'uellos en 'ue &aan

diferencias importantes o algunas di%ergencias ustificadas de los resultados,

INTRODUCCIÓN DE DATOS (SECCIONES)

Para introducir los datos de las dimensiones de las secciones" en el PIHE &an creado una

pestaa adicional donde introducir estos %alores, En esta pestaa se deen facilitar tanto los

%alores geom.tricos de la pie+a como las caracter*sticas de sus materiales, Esto puede ser mu

%entaoso si el usuario pretende comproar o dimensionar una misma pie+a sometida a

esfuer+os distintos,

En camio" en el Excel" pese a 'ue se podr*a &aer &ec&o lo mismo" se &a considerado

oportuno 'ue en cada &oa el usuario tenga 'ue introducir estos datos, 2a %entaa de esta otra

opción es 'ue si el usuario 'uiere &acer el dimensionado de distintas pie+as sometidas al

mismo esfuer+o" no tiene 'ue salir de la &oa de c/lculo para modificar los datos,

Adem/s" de cara la impresión de los arc&i%os" en el caso del Excel" es meor 'ue todos los datos

est.n refleados en cada &oa de c/lculo" para 'ue al pasar el documento a papel o a P34 el

usuario no dea reali+ar dos impresiones5 la de la &oa de la sección la de la &oa de c/lculo

'ue est. utili+ando en ese momento,

Datos geométricos

En el caso concreto de los recurimientos" en #E$A" en algunos casos" da por &ec&o 'ue en

toda la pie+a .stos son iguales, En el Excel &e preferido distinguir entre recurimientos

inferiores superiores" por'ue puede darse el caso de 'ue cada cara del elemento est.

sometida a un amiente distinto" 'ue por lo tanto estos recurimientos no sean iguales,


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Memoria 17

INTRODUCCIÓN DE DATOS (CARAS)

En ninguna de las pestañas de clculo! el PIHE "acilita es#uemas de disposición de las cargas$

Esto significa que el usuario debe “deducir” si los valores positivos corresponden a la tracción o

la compresión! por e%emplo$ En el caso de Excel se "acilitan unos es#uemas mu& sencillos #ue

sir'en tanto para "acilitar la comprensión de la nomenclatura! como para esclarecer cuales son

los 'alores geomtricos #ue se solicitan! como la dirección de las cargas$

!AS ARMADURAS

En el dimensionado de cual#uier sección! podremos comproar #ue PIHE suele limitar el

dimetro mximo de las armaduras a *+mm & en algunos casos a *0mm, adems no utilia las

armaduras #ue aparecen en la normati'a! sino .nicamente los dimetros comerciales$

Esto .ltimo tiene 'enta%as a la /ora de aplicar los resultados a casos reales! pero no lo /e

considerado .til para el uso docente! en el #ue no se suelen despreciar los 'alores de las

barras “no comerciales”. Además, en el caso del Excel he intentado que los cálculos se ajusten

a la normati'a! & no a las condiciones del mercado existente! por#ue es ms sencillo #ue

camie el mercado #ue no los dimetros de las arras normaliadas$

Para #ue el Excel sea .til tanto para el uso docente como para el uso pro"esional! /e decidido

no "acilitar .nicamente el resultado ms óptimo de dimensionado! sino #ue "acilito talas

donde se enseñan los resultados otenidos de la utiliación de cual#uier dimetro$ Es

necesario decir #ue esto no es exclusi'o de ste pro&ecto! sino #ue tamin se realia en el

PIHE ! pese a #ue en el Prontuario en Excel se "acilitan ms resultados por#ue utilia todos los

dimetros normaliados$

COMPARACIÓN ENTRE PIHE " Prontuario en Excel

#!E$IÓN

En todas las /o%as de "lexión simple o compuesta en el PIHE utilian el mtodo parola-

rectngulo contemplado por la EHE-08$ Este es un mtodo ms exacto #ue el #ue utilio en el

Excel! pero tamin resulta muc/o ms comple%o$ Pese a #ue el mtodo del diagrama

rectangular #ue se utilia en el Excel es muc/o ms sencillo & menos preciso! las di"erencias

"inales son casi despreciales$

tra di"erencia #ue considero importante! es #ue el PIHE no "acilita las armaduras mnimas

estalecidas por la normati'a$ Es decir! si por clculo la piea no re#uerira armadura superior!

el PIHE no le "acilita al usuario los dimetros mnimos estalecidos por la normati'a! ni en

cuanto a cuantas ni para el cumplimiento del Artículo 42.3.2$

2ado #ue en el caso concreto de la "lexión! podemos encontrarnos en "lexión simple o

compuesta! el usuario se puede encontrar con un error al introducir los datos en el PIHE ! este

error es deido a #ue la sección dimensionada para el clculo de la "lexión simple o de muc/as

otras solicitaciones (por e%emplo torsión)! no sir'e para el dimensionado o la comproación de

la "lexión compuesta$


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Memoria 18

En el PIHE facilitan 6 tipos de secciones en función del caso en el !ue se encuentre el usuario

entre ellas está el “EJEMPLO 2” que describe como “sección rectangular redondos”, y es la que

se re!uiere para el c"lculo de elementos sometidos a flexión compuesta# Esto es as$ por!ue el

prontuario entiende !ue en caso de tratarse de una flexo-compresión la distri%ución de las

armaduras no es igual & por lo tanto o%liga al usuario a cam%iarla#

En el Excel como la 'oa de lexo-*ompresión est" reali+ada a parte no da pie a error#

TORSIÓN

En este caso existen ,arias diferencias entre am%os aplicati,os la primera & m"s e,idente es

!ue el PIHE solicita m"s datos al usuario como son el valor de α y de he en cam%io estos dos

,alores el Excel los da calculados# En el caso del PIHE da por 'ec'o !ue el ,alor 'e no tiene

por!u ser igual en todas las caras de la pie+a por lo !ue permite escoger el ,alor con una

%arra mó,il & lo representa al mismo tiempo con la a&uda de un gr"fico !ue cam%ia seg.n

modificamos el ,alor de la %arra#

En el caso del Excel da por 'ec'o !ue el ,alor de ' e es uniforme en todo el per$metro & por lo

tanto lo puede calcular por si solo#

El valor de α, en cambio es un ,alor marcado por la normati,a por lo !ue no ,eo .til !ue el

prontuario permita modificarlo a antoo#

/na ,entaa !ue tiene el PIHE con respecto al Excel es !ue cuando el ,alor de d/1 es decir

cuando falla la resistencia de la sección de 'ormigón no facilita ning.n otro resultado# Esto es

positi,o por!ue e,ita un exceso de información !ue el usuario no re!uiere#

CORTANTE

En este caso encontramos cuatro diferencias ente el PIHE & el Prontuario en Excel & todas ellas

se encuentran en la introducción de datos#

2a primera es !ue el PIHE solicita !ue el usuario le facilite la

cuant$a geomtrica de la armadura longitudinal en cam%io en

el Prontuario en Excel se solicitan el di"metro & el n.mero de

%arras# He optado por facilitar las %arras & no la cuant$a

geomtrica para e,itar !ue el usuario tenga !ue 'acer elc"lculo si %ien es cierto !ue complica la introducción de datos


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Memoria 19

porque requiere del doble de inormación! "on#idero que en la ma$or%a de lo# ca#o#& el u#uario

#er' conocedor de la armadura $ no directamente de la cuant%a geomtrica! i #e diera el ca#o

de que el u#uario e# e#tudiante $ conoce *nicamente la cuant%a geomtrica& puede +acer u#o

de la +o,a 13. Cálculo de armaduras y cuantías!

na dierencia ba#tante importante e# que en PIHE el u#uario debe e#tablecer #i exi#te o no

armadura de cortante& tanto para el dimen#ionado como para la comprobación! En el

Prontuario en Excel & en el ca#o del dimen#ionado& e# la +o,a de c'lculo la que determina #i

requiere o no armadura& $ #u dimen#ionado!

PIHE #olicita que el u#uario calcule el bra.o mec'nico (z) de la #ección& mientra# que el Excel lo

da calculado!

Por *ltimo& PIHE no le permite al u#uario e#tablecer el momento lector que puede +aber

aplicado en la pie.a& en cambio en el Excel #i #e toma en con#ideración! E#te /alor #ir/e para

#aber #i la pie.a i#ura o no& dado que inlu$e en el c'lculo! E#timo que en el PIHE dan por+ec+o que la pie.a #iempre i#ura (dado que e# lo m'# +abitual)!

PUNZONAMIENTO

En el ca#o del pun.onamiento& el PIHE no permite que #e realice el dimen#ionado de la

armadura #i #ta #e encuentra di#tribuida uniormemente& tan #olo permite calcular armadura

en +a.! i el u#uario introduce la opción de la armadura uniorme autom'ticamente #alta un

error que dice En la actual /er#ión del programa el e#quema de armado para

dimen#ionamiento debe #er tipo 1 (el tipo 1 corre#ponde a la di#tribución en +a.)!

E#ta limitación e#t' moti/ada por el +ec+o de que PIHE acilita lo# re#ultado# en una tabla en la

que determina el n*mero de redondo# $ el di'metro de cada capa& $ e#ta tabla no #e puede

utili.ar en el ca#o de la armadura uniorme& dado que el n*mero de barra# /ar%a en cada

per%metro concntrico! En el ca#o del Excel #e +a tomado la deci#ión de acilitarle al u#uario el

n*mero de capa# $ el 'rea de acero nece#aria en cada una de ella#!


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Memoria 20

RASANTE

En este caso, de nuevo me vuelvo a encontrar con ue PIHE , solicita datos distintos a los m!os,

sus creadores "an considerado oportuno solicitar menos cantidad de datos, pero ue el

usuario sea el ue de#e calcularlos, en cam#io, en el Prontuario en Excel, solicito m$s cantidad

de datos pero m$s sencillos% como es el caso del valor τ r,d ue en el PIHE es un dato solicitado &

en el Excel se calcula solo, dado ue depende de b, de d & Nd '

tra dierencia es ue en el Prontuario Informático solicitan el valor de p (supericie de

contacto por metro lineal) mientras ue &o solicito el valor #, # sirve para calcular p, & es un

valor m$s amiliar para el usuario, adem$s sirve para posteriormente calcular la Tensión

Rasante (τr,d), mencionada en el p$rrao anterior'

ANCLAJE DE BARRAS

Am#as aplicaciones son mu& parecidas, si #ien el PIHE permite utili*ar el m+todo simpliicado &

el “preciso”, y en el Prontuario en Excel solo "e planteado el m+todo simpliicado'

Al comparar los resultados de las longitudes de anclae de las armaduras se o#serva una

divergencia' Esto es de#ido a ue el PIHE no solicita el recu#rimiento nominal de las #arras,

dato necesario para establecer el coeficiente β para obtener la l#,neta'

En la normativa (EHE-08, Tabla 69.5.1..b) esta#lece ue el valor de β en tracción para anclaes

con patilla, gancho o gancho en U, puede variar y ser de β=0,7 si el recubrimiento del

hormigón es superior a ! o de β=" si el recubrimiento es menor a !#

i multiplic$ramos los valores distintos de la ta#la del Prontuario en Excel por 0,. el resultadoser!a id+ntico al del PIHE '

INESTABILIDAD DE SEGUNDO ORDEN (PANDEO)

Me parece necesario mencionar un allo ue tiene el PIHE en la ic"a de c$lculo de pandeo'

/uando el usuario est$ introduciendo los datos en la "oa de pandeo, en cuanto cam#ia de

pesta$a para reali%ar dimensionado o si se dirige a la pesta$a de “secciones” para cerciorarse

de ue los datos est$n correctamente introducidos (recordemos ue el dimensionado de la

sección no se introduce en cada pestaa de c$lculo, sino ue se guarda en una distinta), al

regresar a la "oa de pandeo, se encontrar$ con ue todos los valores introducidos "an sido

borrados autom&ticamente# 'ambi(n me ha sucedido )ue el ordenador se me ha “colgado” en

al menos dos ocasiones al intentar "acer ue el programa "iciera los c$lculos de pandeo, & ue

en repetidas ocasiones "e tenido ue cerrar & volver a a#rir el programa porue, sin motivo

aparente, no permit!a la introducción de datos de la estructura' i el usuario clica en alg1n

#otón ue modiiue alguno de los encuentros superiores o ineriores de la estructura, todos

los datos introducidos se #orran, & adem$s vuelve a no permitir la introducción de datos so#re

la estructura'

En contraposición a los errores ue "e mencionado, la opción de pandeo en el PIHE es m$s

completa ue la del Prontuario en Excel , dado ue el prontuario tan solo se "a#!a planteado

como m+todo de compro#ación, & el PIHE tam#i+n sirve para el dimensionado'


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Memoria 21

DEFORMACIONES

El apartado de deformaciones es uno de los ms complicados de utili!ar por el usuario" tanto si

utili!a el PIHE como si utili!a el Prontuario en Excel # $i %ien" am%os aplicati&os no son

demasiado compara%les" dado 'ue el Prontuario Informático es muco ms completo

comple*o 'ue el Prontuario en Excel #

Este apartado ser ms extenso espec+fico 'ue el resto de apartados de esta memoria" dado

'ue pretendo demostrar lo comple*o 'ue es el procedimiento 'ue utili!a PIHE " puesto 'ue es

la *ustificación del por'u, no se a reali!ado una o*a de clculo seme*ante en Excel#

A continuación explicar, los datos 'ue solicita cada aplicati&o cómo funciona o muestra sus

resultados#

PIHE

En este programa" la introducción de datos es %astante comple*a" pero es de%ido a 'ue susclculos tam%i,n son ms completos" moti&o por el cual considero 'ue esa dificultad aadida

est *ustificada#

.n punto 'ue me a llamado la atención es 'ue admite seis tipos de secciones distintas" tanto

en función de la geometr+a como de la disposición de las armaduras" pero entre ellas no se

encuentran las secciones en /" *usto al contrario de lo planteado en el Prontuario en Excel#

ico esto" empe!ar, a explicar paso por paso los datos 'ue de%e introducir el usuario

- Primero de todo el usuario debe escoger entre tres “Tipos de Elementos”, es decir, el

tipo de &ano 'ue 'uiere calcular en función de sus encuentros# as opciones 'ue semuestran son 3i-apoado" 4oladi!o" 4ano 5nterno 4ano extremo# .na &e! escogido

esto" en la parte inferior de la pantalla se resaltarn algunas casillas" correspondientes

a la opción marcada" para 'ue" en los casos en 'ue am%os extremos no sean iguales"

pueda escoger entre 2 opciones seg6n la disposición de los mismos (se muestra el

e*emplo del &oladi!o)#

- espu,s se selecciona el tipo de sección#

- .na &e! eco esto" recomiendo 'ue se introdu!ca el &alor de las cuant+as geom,tricas

de la armadura la u! () se de al %otón de calcular" incluso antes de introducir

ninguna carga# igo esto por'ue es pro%a%le 'ue la relación lu!7canto del &ano en

cuestión" sea inferior al marcado por la normati&a" por lo tanto tal &e! no re'uiera

compro%ación de deformaciones# Esto aorrar+a un tra%a*o innecesario de

introducción de &alores" dado 'ue para o%tener esta relación solo se necesitan los

datos pre&iamente mencionados#


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Memoria 22

- Si PIHE establece ue si es necesario comprobar las !lec"as# se procede a la

introducción de las cargas a las ue est$ sometida la barra% Este es el punto m$s

comple&o# dado ue el usuario deber$ introducir un n'mero considerable de alores%

Esto es as# primero porue existen * tipos de cargas+ actuantes en el descimbrado#

otras cargas permanentes , sobrecarga de uso , luego porue puede introducir *

tipos de acciones+ .argas puntuales# Momentos /lectores# .argas uni!ormes , cargas

trapeoidales# , de cada una de ellas puede !acilitar "asta 8 alores distintos% En

resumidas cuentas# el usuario puede introducir entre 2 , 1 cargas distintas# las cuales

reuieren entre 2 , 3 datos para poder ser correctamente identi!icadas%

4na e introducidos todos estos alores# se procede al c$lculo% .on ellos el prontuario "ace

diersas combinaciones , obtiene * tipos de inercias+ una para el descimbrado# una teniendo

en cuenta solo cargas permanentes , la 'ltima ue tiene en cuenta todas las cargas%

.on estas 5nercias euialentes# se calculan las de!ormaciones de las barras# , !acilita una tabla

con las de!ormaciones instant$neas# di!eridas# totales , actias# a cada 20 centmetros por

toda la barra% Adem$s lo complementa con un gr$!ico en el ue podemos obtener las

de!ormaciones en cualuier punto de la barra%


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Memoria 23

Prontuario en Exe!El prontuario es mucho ms sencillo tanto en la introducción de datos como en los resultados

!ue el PIHE " pero se ha considerado !ue era su#iciente" dado !ue lo $nico !ue se pretende es

poder calcular la de#ormación mxima" total % acti&a de la 'arra

a introducción de datos de esta ho*a de clculo se encuentra mucho ms desarrollada en el

manual de uso" pero se har una 're&e descripción para !ue se pueda comparar con el

programa anteriormente descrito

Primero de todo" se de'e escoger entre una de las 2 ho*as de clculo creadas+ secciones

rectangulares o secciones en , na &e. en la ho*a apropiada lo primero !ue de'e hacer es

escoger !u/ tipo de &ano !uiere calcular" % el sistema estructural+

eguidamente se introducen las caracter1sticas geom/tricas % de materiales" !ue aparecen en

prcticamente todas las ho*as de clculo

na &e. hecho esto el usuario puede" si as1 lo desea" dirigirse al apartado de Cálculos Previos"

donde se muestra el clculo de la relación d e ha decidido de*arlo en ese apartado % no

mostrarlo desde un primer momento para anular todos los clculos posteriores" dado !ue

considero !ue puede ser interesante para el usuario conocer las de#ormaciones" pese a !ue

estas cumplan normati&a

ndependientemente de si se opta por compro'ar la relación d o no" el siguiente paso es la

introducción de las cargas a las !ue est sometida la 'arra e han distinguido entre cuatro

tipos+

- 4epartida trape.oidal de extremo a extremo de la 'arra+ esta carga sir&e tanto para

calcular cargas repartidas uni#ormes como triangulares

- Puntual- Momento #lector aplicado


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Memoria 24

- Repartida uniforme en un tramo de la arra!

"e e#ta# carga# #e pueden introducir do# $alore#% el de la# carga# en el momento del

descimbrado (se distinguen con el superíndice “i ”) y las cargas actuantes a los n d&a#! "ado 'ue

#e (a #implificado tanto el c)lculo* #i el u#uario tiene* por e+emplo* una carga puntual deida a

carga# permanente# , una carga puntual deida a la #orecarga de u#o* deer) introducir el

re#ultado de la #uma de ama#! o admite la introducción de $aria# carga# di#tinta# del mi#mo

tipo!

.on e#to# $alore# la (o+a calcular) autom)ticamente lo# momento# flectore# m)ximo# a lo#

'ue e#t)n #ometida# la# arra#* , con ello# e#talecer) #i fi#ura para po#teriormente

determinar cu)l e# el momento de inercia nece#ario para reali/ar lo# c)lculo# de la#

deformacione#!

En el apartado de Re#ultado#* el u#uario deer) rellenar una ca#illa m)#! o e# (aitual 'ue #e

#oliciten dato# en e#te apartado* pero #e (a con#iderado oportuno por'ue* tan #olo afecta alc)lculo del re#ultado final!

A#& pue#* #e #implifica la introducción de dato# , #e facilitan meno# re#ultado#* pero #e (an

reali/ado la# cominacione# nece#aria# para otener lo# m)# de#fa$orale#* 'ue #on* en

definiti$a* lo# 'ue #e #uelen nece#itar!


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Memoria 25

5. FICHAS

A continuación muestro ejemplos de todas las ojas de c!lculo " sus omólogas del Prontuario

#n$orm!tico de Hormigón Estructural %&'&


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Dimensiones de la sección Características de los materialeshc 0,5 m f ck,j 25 N/mm²

bc 0,3 m f ctm,fl 4,10 N/mm²

c 0,1 m Acciones *Art.49.2.4 (!"0#$, %&r& obtenci'n e β 0,40 m 0,)*f ck,j 15,00 N/mm²

β 1,30

Armadura principal a tracción+ 1) mm Area eficaz del hormigón-b 3 i%o e Ac,efic& *ir& 49.2.4.b (!"0#$

10 cm Ac,efic& 0,066 m²

As 6,03 cm²

A 1& A 1b A 2 A 3

ir&s obteni&s e ir& 49.2.4.b (!"0#$

Esfuerzos de cálculo )0 m6kN

N 0 kN * r&cci'n78

i%o e c&r&

f 32,06 m6kN

σs 310,85 N/mm²

σsr 166,11 N/mm²

sm 307,54 mm

εsm 1,33 ‰

Abertura característica de la fisura:k 0,53 mm

:m;b, >c

l&ses e e


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6. BIBLIOGRAFÍA


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Memoria 81

LIBROS:

Navé !i"a# $rancec% &loren 'ulivera# Miuel Cálcul d’estructures Edicion *P+# 1,,

N.mero de /'N 82-8301-408-01

5arc6a Meeguer# A% Mor7n +aré# $% Arro9o Portero# :+ Jimenez Montoya Hormigón Armado:15ª Edición basada en la EHE-2008 A!stada al "ódigo Modelo y al E!rocódigo E"-2.

Editorial 5utavo 5ili# ' arcelona# 400, N.mero de /'N ,;8-82-44-430;-

5óme< ernaé# Pepa% 5óme< 'errano# :oé Estr!ct!res de #ormigó armat:

$redimensionament i c%lc!l de seccions. Edicion *P+# 4004 N.mero de /'N 82-8301-8=-4

orlado# >% Mart6neeunida# 'A# a"o 1,; N.mero de /'N 82-00-=;;;-2

NORMATIVAS:

Miniterio de $omento EHE-08+ ,nstr!cción de Hormigón Estr!ct!ral . Madrid Miniterio de

$omento +entro de pulicacione# 4008 /'N ,;8-82-2,8-084-8

Miniterio de Bomento "ódigo .cnico de la Edi#icación Madrid Miniterio de $omento

+entro de pulicacione# 4008 /'N ,;8-82-4=;-1232-3

WEBS:

http:!!!.a".upm.esDepartamentosEstructurase#$%'docha(s1.pd(

C6tulo Soporte técnico de Excel Autor MicrooBthttp:o((ice.microso(t.comes%essupport)*TT+#,

C6tulo ExcelTotal (log con tutoriale para la utili


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CONCLUSIONESEn este trabajo e calculado todas las situaciones de comprobación !

dimensionado de secciones" si bien no e tenido en cuenta el

pretensado en ninguna oja#

He encontrado mucas limitaciones ! di$icultades por el eco de

utili%ar Excel" dado &ue resulta mu! complejo corregir errores o

modi$icar algunos c'lculos o procedimientos" por lo &ue e tenido &ue

in(ertir m's oras de las deseadas en algunos apartados# Pero &uiero

destacar lo pr'ctico &ue resulta de cara al usuario el poder utili%ar esteprograma" ! decir &ue se a intentado &ue ninguna oja de c'lculo

ocupe m's de dos $olios" por lo &ue resulta mu! sencilla su impresión

para poder trasladar los c'lculos al papel#

)tra caracter*stica positi(a del uso del Excel" es la posibilidad de ocular

!+o mostrar $órmulas a placer" ! lo sencillo &ue resulta el blo&ueo !

desblo&ueo de las ojas" para su modi$icación si se diera el caso#

Me a gustado muco reali%ar este trabajo por&ue me a ser(ido para

pro$undi%ar ampliamente en la normati(a ! en la comprensión delc'lculo de estructuras

01. prontuario_en_excel_ha- memoria (castellano).pdf

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