EDIFICIO 5 PÍSOS EN SAP2000 - 1ra PARTE

May 21, 2018 | Author: bolillo_uio_ec | Category: Point And Click, Computing And Information Technology, Engineering, Science, Nature
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EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

2011

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

EVALUACIÓN SISMO ESTATICO DE UN EDIFICIO DE 5 PISOS EN SAP2000

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

1

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

2

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

2011

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

2

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

2011

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

02

01

3.17

F

1.82

   1    1   .      V

06

05

03'

1.83

   1    1   .     V

   1    1    1   .

3.18

   1    1   . V   1

1

F

1

   C    U    D

   C    U    D

  .     V

   2    0    1  .    V

     B   .

   2    0    1  .    V

B

   F

        0         3  .        5

        0         3  .        5

   0    0    1  .    V

   1    1   .     V

   E

E

   2    0    1  .    V

    0    1    1   .

0

   O    I    C

E

    9     0    1   .      V

   0    0    1  .    V

   0    0    1  .    V

   D

D

   5    0    1  .    V

    0    1   .      V

   0    0    1  .    V

    0    1   .     V

   O    I    C    A    V

   3    0    1  .    V

    0    1   .

8

   6    0    1  .    V

   B    V

    0    1   .

   3    0    1  .    V

   B

B

    0    1   .      V

   0    0    1  .    V

   O    I    C

   B    V

   3    0    1  .    V

   O    I    C    A    V

   A 8   RV    E    L    A    C    S    E    E    D

   0    0    1  .    V

   6    0    1  .    V

8

   G

   0    0    1  .    V

C

B

   2    1    1  .    V

   0    0    1  .    V

V

V

        0         2  .         3

    7     0    1   .

   4    0    1  .    V

7

        0         6  .         2

    8     0    1   . V

    7     0    1   .      V

   2    1    1  .    V

D

    7     0    1   .

   A    V

   0    0    1  .    V

        0        5  .         3

   5    0    1  .    V

    7     0    1   .      V

   1    0    1  .    V

   C

C

        0         4  .        5

   E

    9     0    1   .      V     9     0    1   .     V

        0         2  .         3

   0    0    1  .    V

V

   2    0    1  .    V

   A    V

    9     0    1   .     V

        0         6  .         2

V

   B    B    O    V    V    T

   B    O    B    V    T    V

        0        5  .         3

2011

7

V

        0         4  .        5

   A

    0    1   .      V

    7     0    1   .      V

    7     0    1   .

A

A    D  .    V

     D   .     V

     D   .      V 4.20

1.60

4.20

     B   .      V

01

5

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

     D   .      V

   D  .    V

     B   .     V

03

04

06

7

V

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





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

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

6

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

DATOS: 1. MATERIALES: Concreto f’c = 210 Kg/cm2 Acero: fy = 4200 Kg/cm2

2. SECCIONES: 2.1. COLUMNAS C1: Columna L

C2: Columna T

C3: Columna 0.40 x 0.15

C4: Columna 0.40 x 0.15

2.2. VIGAS

3. OTROS DATOS: 

Uso

: Vivienda



Ubicación

: Chiclayo



Suelo

: Flexible

7

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2011

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ANÁLISIS SISMO ESTATICO Y DISEÑO DE UN EDIFICIO DE CINCO NIVELES CON LOSA ALIGERADA  – SAP2000 V14 A continuación se muestran los pasos a seguir para modelar, llevar a cabo un análisis sismo estático y diseñar el edificio de 5 niveles en el programa SAP2000 V14,

El procedimiento que se describe a continuación es similar tanto para SAP2000 Versión 12 como para el SAP2000 Versión 14.

1. PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000  Ejecutamos el programa SAP2000 Versión 14, desde el acceso directo que se encuentra en el escritorio.

 El programa se ejecutará y antes de mostrar el entorno del programa, aparecerá un cuadro de dialogo Tip of the day (Consejo del día), el que muestra algunas actualizaciones y recomendaciones para el programa y el uso de sus comandos.

 Next Tip: Siguiente Consejo  Previous Tip: Consejo Anterior  Picamos en OK y Tendremos el entorno SAP2000 14 para empezar a modelar nuestra estructura.

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2. PASO 2: DEFINIR UNIDADES  Seleccione las unidades en las que desea tr abajar. Esta opción se encuentra en la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000 V14, como se muestra a continuación.

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 Para la Versión 14 Escogemos: Tonf, m, C, sin embargo en la Versión 12 se muestra la opción

Ton, m, C. En ambos casos en el primer término las unidades son las mismas, sólo

cambiaron la forma de cómo lo escriben. Si es Tonf es tonelada fuerza para evitar confusiones con las unidades de masa que sólo sería Ton. No es necesario hacer ninguna conversión de los modelos antiguos a las nuevas versiones.

3. PASO 3: SELECCIÓN DEL MODELO  Del menú principal (parte superior), abriendo la opción de File > seleccione New Model. Esta acción lo llevará a la ventana de New Model que se muestra a continuación.

 Seleccione la plantilla 3D Frames, que es la que s e muestra acontinuacion.

 Esto lo conducirá a la siguiente ventana o pa ntalla.

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 Se deben llenar las casillas de acuerdo con las caracteristicas de nuestra estructura en 3D.

o

Number of Stories (Numero de Pisos): 5

o

Number of Bays, X (Numero de tramos en X): 16

o

Number of Bays, Y (Numero de tramos en Y): 22

o

Story Height (Altura de Piso)

o

Bays Width, X (Ancho de tramo en X)

o

Bays Width, Y (Ancho de tramo en Y)

NOTA: Asegúrese que la opción de Restraints está seleccionada. De otra manera, la estructura tendrá las juntas libres (sin apoyos).

 Chequee la opción Use Custom Grid Spacing and Locate Origin para editar la cuadrícula y localizar el origen de coordenadas y haga clic en el botón Edit Grid, lo que lo llevará a la siguiente ventana:

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 Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en función de las longitudes de los tramos y presione Ok dos veces. Esto lo conducirá a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene por omisión dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ.

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4. PASO 4: DEFINICION DE LAS CONDICIONES DE LOS APOYOS PARA EL MODELO  Para cambiar las condiciones de borde, seleccione primero las juntas a cambiar (o sea todas las de la base) para cambiar su condición.

 Luego de seleccionar las juntas seleccione en el menú principal Assign y la opción de

Joints y la sub‐opción de Restraints o presione el icono

del toolbar que se

encuentra en la parte superior de la pantalla principal. Ambas acciones lo conducirán a la pantalla que se muestra a la derecha.

 Por ahora se recomienda que utilice los botones que se encuentran en el recuadro de “Fast Restraint”. Estos significan lo siguiente: Apoyo o soporte fijo (fixed) que restringe desplazamientos y rotaciones todas las direcciones. Soporte articulado (pin) que restringe desplazamientos en dos direcciones Soporte de rodillo (roller) que restringe desplazamientos en una dirección. Junta libre de soporte.

 Seleccione de la ventana y seleccione OK.  El modelo debe ahora aparecer como se muestra en la siguiente figura:

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5. PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES  Verifique que las unidades con las que se especifican los sean las adecuadas. Para definir las propiedades de los materiales, seleccione

Define del menú principal, de la

lista que se presenta escoja la opción de

Materials como

se muestra en la figura a continuación:

 Esto lo conducirá a la pantalla que se muestra a continuación:

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DEFINIENDO EL MATERIAL: Concreto210

 Seleccione el botón de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material de los disponibles según las especificaciones, el cual lo conducirá a la pantalla de Quick  Material Property Definition que se muestra:

 Seleccione

Concrete

en

Material Type y f’c 3000psi (210 Kg/cm2 aprox.) en Specification y presione el botón Ok.

 Luego de la ventana Define

Materials

seleccione

el

material 3000psi y haga clic en el botón

Modify/Show

Material lo que lo llevará a la siguiente ventana:

 Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Concreto210) en la caja de texto de

Material

Name.  Cambie los valores a los especificados

en

la

descripción del problema. Seleccione OK dos veces.

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DEFINIENDO EL MATERIAL: Acero 4200

 Seleccione el botón de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material de los disponibles según las Especificaciones, el cual lo conducirá a la pantalla de

Material Property Definition que se muestra:

 Seleccione

Rebar

Material

y

Type

en ASTM

A615 Grade 60 (fy =4200 Kg/cm2

aprox.)

en

Specification y presione el botón Ok. Luego de la ventana Define Materials seleccione el material A615 Grade 60 y haga clic en el botón

Modify/Show

Material lo que lo llevará a la siguiente ventana:

 Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Acero4200) en la caja de texto de Material Name.

 Cambie los valores a los especificados

en

la

descripción del problema. Seleccione OK dos veces.

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Quick

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6. PASO 6: DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS VIGAS Y COLUMNAS  Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el menú principal y luego la opción Section Properties/ Frame Sections .

 Una forma alternativa es presionar el icono de

en el toolbar ubicado en la parte

superior. Cualquier opción lo conducirá a la siguiente pantalla.

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 Para el caso del modelo se tiene secciones rectangulares de concreto, para ello dar clic en el botón

Add New Property que lo llevará a la ventana Add Frame Section

Property. Del cuadro de diálogo Frame Section Property Type seleccione la opción Concrete y luego la sección Rectangular.

VIGA 15X40

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 Digite VIGA 15x40 en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja de edición Material. Digitar las dimensiones de la viga en las cajas de texto correspondientes. Hacer clic en el botón

Concrete Reinforcement y seleccione

Acero4200 de la lista Longitudinal Bars y Acero4200 de la lista Cofinement Bars del cuadro Rebar Materials. Escoger

Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defecto el

programa le da un recubrimiento (cover) al centro de la para arriba (top) y abajo (botton). Digitar

0.06 en las cajas de edición Top y Botton como se muestra:

 Hacer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario. Rectangular Section. Hacer clic en la caja de selección Display Color para escoger un color para las vigas en este caso escogeremos un color rojo y luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties.

 Repetir el procedimiento anterior para crear la sección Viga25x40, Viga15x40 (viga faldera)) y Columna30x40.

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 Hacer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario Rectangular Section. Hacer clic en la caja de selección Display Color para escoger un color para las vigas. claro y luego hacer clic en Ok para regresar al formulario

Frame

Properties. El formulario Frame Properties deberá quedar como el siguiente:

 Hacer clic en el botón Ok del formulario Frame Properties para aceptar los cambios.

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7. PASO 7: DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE LOSA ALIGERADA  La losa aligerada será modelada como un conjunto de viguetas de sección T de una altura de 0.20m, un ancho de ala de 0.40m, altura de ala de 0.05m y ancho del alma de 0.10m, como se detalla a continuación.

 Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el menú principal y luego la opción Section Properties/ Frame Sections. Una forma alternativa es presionar el icono

de en el toolbar ubicado en la parte superior. Cualquier opción lo conducirá

a la siguiente pantalla.

 Para el caso de la vigueta se requiere una sección T, para ello dar clic en el botón Add New Property que lo llevará a la ventana diálogo

Frame Section Property Type seleccione la opción Steel y luego la sección

Tee.

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Add Frame Section Property. Del cuadro de

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 Digite Vigueta en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja de edición Material. Digitar las dimensiones de la viga en las cajas de texto correspondientes. Hacer clic en el botón Concrete Reinforcement y seleccione Acero4200 de la lista Longitudinal Bars y Acero4200 de la lista Cofinement Bars del cuadro Rebar Materials. Escoger Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defecto el programa le da un recubrimiento (cover) al centro de la para arriba (top) y abajo (botton). Digitar 0.03 en las cajas de edición Top y Botton como se muestra:

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 Hacer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario Tee Section. Hacer clic en la caja de selección Display Color para escoger un color para las vigas en este caso escogeremos un color azul claro y luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties y Ok para cerrar esta ventana.

8. PASO 8: ASIGNAR SECCIONES DE LOS ELEMENTOS AL MODELO  Luego de definir las secciones y los materiales, el siguiente paso es asignar dichas propiedades a los elementos.

 Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las columnas mediante un clic encima de dichos elementoso dibujando un cuadro que cubra dichos elementos, moviendo el mouse y manteniendo apretado el botón izquierdo. Del menú de

Assign

seleccione Frame/Frame Sections, lo que lo lleva a la siguiente ventana:

 Seleccione del recuadro Properties el nombre de la sección previamente definido (para

nuestro caso

 Columna30x40. Al presionar OK, el nombre de la sección va a aparecer sobre el elemento de la estructura.

 Repita el mismo procedimiento para asignar las secciones de las vigas y el pórtico se mostrará como el siguiente:

 Para lograr una mejor visualización, la estructura ha sido extruida y girada hasta obtener esta vista.

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9. PASO 9: ASIGNAR LA LOSA AL MODELO  La losa aligerada estará constituida por un conjunto de viguetas de sección T previamente definidas, las cuales se apoyarán sobre las vigas principales, para lo cual procedemos a dibujar las viguetas.

 Para dibujar las viguetas nos ubicamos en el plano XY en el primer nivel y luego seleccionamos la herramienta Quick Draw Secondary Beams

la que nos llevará a

la siguiente ventana:

 Seleccionamos la sección a dibujar (Vigueta), la condición para momentos (Continuos) el número de viguetas a dibujar lo obtenemos de dividir la longitud que cubrirán las viguetas dividido entre 0.40 (ancho de cada vigueta) y la dirección (Paralelo al eje X) y

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procedemos a dibujar las viguetas en los paños de losas haciendo clic en la parte interior del paño, realizamos este procedimiento para todos los paños de cada piso. Luego de lo cual la estructura se mostrará como sigue:

 Para dibujar las viguetas de los siguientes niveles solo procedemos a replicarlas a una distancia de 2.8m hacia arriba (Eje Z). Seleccionamos las viguetas con la opción

Select/Select/Properties/Frame Sections

 Elegimos el elemento a seleccionar (Vigueta) y hacemos clic en el botón Ok, todos los elementos de nombre Vigueta se habrán seleccionado.

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 Para replicarlos elegimos la opción Replicate del menú Edit o también CTROL + R, la que nos llevará a la siguiente ventana:

 Indicamos el número de veces a replicar los elementos seleccionados (Number = 4) y la distancia a la cual se replicarán (dz=2.8, hacia arriba) y presionamos el botón Ok, la estructura se mostrará como sigue:

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10. PASO 10: DEFINIR SISTEMAS DE CARGAS  Antes de aplicarle las cargas al modelo es necesario definir los sistemas de cargas (por ejemplo Muerta, Viva, Viento, Sismo, etc). En este paso NO se aplican las cargas, solamente se definen cuales de ellas van a ser utilizados.

 En este problema en particular solamente se van a aplicar las cargas en el sistema de carga muerta. Para esto, seleccione

Define del menú principal y luego la opción Load

Patterns.

 Esto lo llevará a la siguiente ventana:  Inicialmente el programa tiene por omisión un tipo llamado DEAD (MUERTA). Proceda a definir los demás estados de ca rga.

 DEAD, carga muerta  LIVE, carga viva  LIVE1, caga viva alternancia 01  LIVE2, carga viva alternancia 02

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2011

11. PASO 11: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA Cargas a ser asignadas: ELEMENTO PESO DE LADRILLO DE LOSA PESO DE TABIQUERIA PESO DE ACABADOS TOTAL DEAD PESO DE LADRILLO DE LOSA PESO DE ACABADOS TOTAL DEAD

DEAD PESO ANCHO 80.0 Kg/m2 0.4 m 100.0 Kg/m2 0.4 m 100.0 Kg/m2 0.4 m

80.0 Kg/m2 100.0 Kg/m2

MUROS PERIMETRALES PESO ESPECIFICO ESPESOR 1800 0.15

PESO ESPECIFICO 1800

PARAPETOS ESPESOR 0.15

0.4 m 0.4 m

TOTAL 32.0 Kg/m 40.0 Kg/m 40.0 Kg/m 112.0 Kg/m

2°, 3° 4° y 5° piso

32.0 Kg/m 40.0 Kg/m 72.0 Kg/m

AZOTEA

H 2.6

702.0 Kg/m

H 1

270.0 Kg/m

 Se debe tener en cuenta que para la azotea tanto la carga muerta (DEAD) como la carga

viva (LIVE) tienen valores diferentes con respecto a los otros niveles.

ASIGNACIÓN DE CARGA MUERTA - DEAD  Para asignar la carga muerta uniformemente distribuida, seleccione primero el elemento a ser cargado (las viguetas correspondientes a la losa aligerada de todos los niveles excepto la azotea) y luego del menú que se abre con

Assign, escoja la opción Frame

Loads/Distributed o también puede presionar el icono superior. Esto lo lleva a la siguiente pantalla:

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ubicado en el toolbar

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PARA 2°, 3°, 4° y 5° PISO

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JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

2011

PARA AZOTEA

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2011

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA - LIVE  Para asignar la carga viva uniformemente distribuida, seleccione primero el elemento a ser cargado (las viguetas correspondientes a la losa aligerada de todos los niveles correspondientes a vivienda) ELEMENTO SOBRECARGA S/C TOTAL DEAD

LIVE PESO 250.0 Kg/m2

SOBRECARGA S/C TOTAL DEAD

100.0 Kg/m2

SOBRECARGA S/C TOTAL DEAD

400.0 Kg/m2

PARA 2°, 3°, 4° y 5° PISO

ANCHO 0.4 m

0.4 m

0.4 m

TOTAL 100.0 Kg/m 100.0 Kg/m

2°, 3°, 4° y 5°

40.0 Kg/m 40.0 Kg/m

AZOTEA

160.0 Kg/m 160.0 Kg/m

ESCALERAS

PARA AZOTEA

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA  – LIVE1  Seleccione las viguetas de los paños de la losa en forma alternada y asigne una carga viva LIVE1=100 Kg/ml para 2°, 3°, 4° y 5° piso; y para la azotea una carga viva LIVE1=40 Kg/ml

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NIVEL 1

NIVEL 2

NIVEL 3

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2011

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

NIVEL 4

AZOTEA

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JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

2011

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS  –  JOSE LUIS “EL PUMA”

2011

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA  – LIVE2  Seleccione las viguetas de los paños de la losa en forma alternada y asigne una carga viva LIVE2=100 Kg/ml para 2°, 3°, 4° y 5° piso; y para la azotea una carga viva LIVE1=40 Kg/ml

NIVEL 1

34

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

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NIVEL 2

NIVEL 3

NIVEL 4

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2011

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