Guia Sap2000.v14

Guía sap2000-v14

UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE E.A.P.: INGENIERIA CIVIL “GUIA SAP2000-V14 PARA LA RESOLOCION DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO DE SECCION CONSTANTE” DOCENTE.: Ing. SAÚL J. J. LIMA VÁSQUEZ

EJEMPLO.01.: Calcular los esfuerzos de diseño en el pórtico mostrado (análisis por gravedad).

V- 0.30mx0.60m C-0.30mx0.60m u = 0.15 E = 2173706.51t/m2 CM (pisos) = 1.2 Tn/m CM (azotea) = 0.8 Tn/m CV (pisos) = 0.7 Tn/m CV (azotea) = 0.35 Tn/m

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RESOLUCIÓN La resolución de este pórtico consiste en calcular los momentos máximos de diseño tanto para la viga como para la columna, así como los esfuerzos por cortante para el diseño de estribo (en vigas y columnas), y finalmente la carga axial máxima y de servicio (cv + cm) para el diseño de columnas y zapatas. Hacer doble click en el icono del sap2000-v14; una vez abierto presionar control+N, y aparecerá la pantalla para el primer paso.

PASO 01.: Definimos las unidades con la cual trabajaremos (unidades que son definidas por las fuerza que actúan sobre el pórtico, y las distancia entre los apoyos); así mismo elegimos la planilla con la cual trabajaremos.

PASO 02.: Luego definimos la geometría del pórtico (# de pisos, altura de piso, # de vano, espacio entre vanos).

En la 1era flecha se pone el # de pisos. En la 2da flecha la altura de piso. En la 3era flecha el # de vanos. En la 4ta flecha la distancia entre vano.

PASO 03.: Luego editamos la geometría final del pórtico, colocando las medidas reales, de acuerdo al ejercicio propuesto.

En la 1era flecha hacemos check. En la 2da flecha damos click.

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Luego llevamos la coordenada al eje A, desde allí damos las demás distancia hacia los otros ejes, tanto altura

como en espacio de vanos.

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Finalmente la geometría del pórtico queda definida, con las medidas propuestas en el ejercicio dado.

PASO 04.: Asignamos los apoyos que corresponde a nuestro pórtico (en este caso lo modelamos como empotrados todos los apoyos). Seleccionamos todos los nudos y seguimos como la gráfica indica.

Vamos con el mouse hacia Assign, luego seleccionamos restrainsts

Luego sale la ventana que Se muestra, y damos click En el icono de empotrado

Finalmente tenemos los apoyos empotrados.

muestras

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Las flechas nos que los apoyos cambiaron de simple a

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Empotrado.

Nota.: Si tuviésemos otros tipos de apoyos, repetimos el mismo paso, seleccionando primero el nudo. PASO 05.: Definimos (creamos), el tipo de material y las características que tendrá nuestro pórtico de concreto armado. A continuación se muestran los pasos gráficamente.

Seleccionamos DEFINE Luego MATERIALS

Luego hacemos click en Add new material

1era flecha: Escribimos el nombre 2da flecha: Seleccionamos el tipo De material. 3era flecha: Peso específico del C°A (tn/m3) 4ta flecha: Modulo de elasticidad (tn/m2) Del concreto. 5ta flecha: Modulo de poison.

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6ta flecha: Coeficiente de expansión Térmica. 7ma flecha: f´c de la viga (en tn/m2).

PASO 06.: Definimos la sección de nuestra viga y columna en nuestro pórtico en estudio (30cm de base y 60cm de altura). Lo describiremos gráficamente este paso.

Seleccionamos DEFINE luego

Section properties, después FRAME SECTIONS

Haremos click en ADD NEW PROPERTY

1era flecha: Elegimos el tipo de material 2da flecha: Seleccionamos la sección geométrica

1era flecha: Escribimos el nombre 2da flecha: Seleccionamos el tipo De material que creamos. 3era flecha: Ponemos la altura de la viga 4ta flecha: Ponemos la base de la viga 5ta flecha: Hacemos clic k para darle color a la viga.

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Y le damos OK.

Nota01: Para la sección de la columna, se realiza los mismos pasos. Nota02: No es necesario decirle al programa que elemento es viga o columna, ya que solo deseamos calcular esfuerzos, mas no calcular áreas de acero.

PASO 07.: Asignamos la sección de viga y columna creada conjuntamente con el material establecido para ello. Lo describiremos gráficamente este paso. Primero asignaremos para la viga.

Seleccionamos los tramos de la viga arrastran_ Do el mouse de abajo hacia arriba.

Luego damos click en ASIGNE, después seleccionamos FRAME SECTIONS

Luego seleccionamos El nombre de la sección creada Y le damos OK.

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Finalmente la viga del pórtico queda asignada con su sección y material creado para este.

Nota01.: Para el caso de añadir la sección a la columna es similar a los pasos descritos en vigas. Nota02.: Si deseamos verlo en forma de relieve (3d), realizamos lo siguiente.

1era flecha: Hacemos click 2da flecha: Seleccionamos extrude

View. 3era flecha: Seleccionamos sections

Y le damos OK.

Luego tenemos la vista del pórtico

Con la sección de viga y columna Asignadas. 8 Resistencia de Materiales II

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PASO 08.: Definimos las cargas que existirán sobre el pórtico, en este caso CM (que es la carga debido al acabado, tabiquería, peso del techo), así mismo existirá la s/c, pero este actuara en varios estados de carga (ya que la norma peruana nos exige), es por ello que para nuestro caso existirán s/c1, s/c2, s/c3, s/c4 y s/c5. Lo describiremos gráficamente este paso. Nota: También existe la carga debido al peso de vigas y columnas, pero este metrado de cargas lo hace el programa, que lo denomina DEAD.

Seleccionamos DEFINE, luego nos Vamos a LOAD PATTERNS

1era flecha: Ponemos el nombre. 2da flecha: Seleccionamos LIVE. 3era flecha: Hacemos click en ADD LOAD PATTERN

Luego le damos OK.

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Nota: De forma similar, se añadirá el resto de los estados de sobrecarga, así mismo la carga muerta debido al peso de acabados, tabiquería y peso de techo (CM). La s/c5 no se amplifica ya que este actuara en toda la viga del pórtico, por lo tanto nos servirá para calcular la viva total que actúa sobre las columnas.

PASO 09.: Definimos la combinación de cargas, es decir le diremos al programa que calcule los esfuerzos generados por la carga muerta total más las s/c actuando en de forma simultánea. Cabe señalar que la norma peruana de diseño (E.060) nos exige amplificar estas cargas, además de realizar combinaciones con los diferentes estados de s/c que se puedan presentar. En nuestro pórtico de análisis tenemos 04 estados de sobrecargas, que se combinaran con la carga muerta total. Las cuales son: 1.4 CARGA MUERTA TOTAL + 1.7 S/C1 1.4 CARGA MUERTA TOTAL + 1.7 S/C2 1.4 CARGA MUERTA TOTAL + 1.7 S/C3 1.4 CARGA MUERTA TOTAL + 1.7 S/C4 CARGA MUERTA TOTAL + S/C5

Ahora describiremos gráficamente los pasos para añadir las combinaciones al programa.

Seleccionamos DEFINE, luego nos Vamos a LOAD COMBINATIONS

Luego le damos click en ADD NEW COMBO

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1era flecha: Ponemos el nombre 2da flecha: Seleccionamos LINEAR ADD 3era flecha: Seleccionamos s/c1, DEAD CM. 4ta flecha: Ponemos 1.7 si es s/c y 1.4 Si DEAD o CM. 5ta flecha: Damos click en ADD 6ta flecha: Damos click en OK

Nota01.: Las flechas se cuentan de arriba hacia abajo, y de izquierda hacia la derecha. Nota02.: De forma similar se añaden las otras cuatro combinaciones. Nota03.: La combinación 5 (COMB5), nos sirve para obtener los esfuerzos de servicio, es por ello que no se amplifican. OBS: Ahora le diremos al programa que nos dé una combinación con los máximos esfuerzos (envolvente). Lo describiremos gráficamente este paso. Pero antes de ello repetimos los siguientes pasos.   

Seleccionamos DEFINE, luego nos Vamos a LOAD COMBINATIONS Luego le damos click en NEW COMBO 1era flecha: Ponemos el nombre 2da flecha: Seleccionamos ENVELOPE 3era flecha: Seleccionamos COM1, COM2, COM3 COM4 4ta flecha: Ponemos 1 para todos los combos 5ta flecha: Damos click en ADD 6ta flecha: Damos click en OK

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PASO 10.: Asignamos la CM, a la viga de todos los pisos del pórtico; cabe señalar que el DEAD ya está metrado por el software. Lo describiremos gráficamente este paso.

Asignamos la CM, en pisos:

Seleccionamos el tramo de viga A cargar.

Seleccionamos ASSIGN, luego FRAME LOADS, y finalmente DISTRIBUTED Por ser una carga distribuida.

1era flecha: Seleccionamos CM creada 2da flecha: Seleccionamos Ton, m, C 3era flecha: Seleccionamos FORCES 4ta flecha: Seleccionamos GLOBAL 5ta flecha: Seleccionamos GRAVITY 6ta flecha: Seleccionamos ABSOLUTE DISTANCE FROM END 7ma flecha: Colocamos el valor de la carga distribuida 8va flecha: Finalmente le damos OK.

Nota01.: Las flechas se cuentan de arriba hacia abajo, y de izquierda hacia la derecha. 12 Resistencia de Materiales II

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Nota02.: Para cargar la carga CM en la azotea, los demás estados de cargas (s/c1, s/c2, s/c3, s/c4 y s/c5), se procede de manera similar.

Luego aparecerá la viga del pórtico Cargado de siguiente Manera.

Nota03.: A continuación mostraremos los 5 estados de cargas que se pueden presentar en nuestro pórtico de estudio, la manera de como cargarlo al sap2000-v14, se realiza de manera análoga que en el caso de la CM.

S/C1.:

S/C2.:

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S/C3.:

S/C4.:

S/C5.:

Nota.: Si deseamos ver las cargas, puestas en las vigas del pórtico, se realiza lo sgte.

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Seleccionamos DISPLAY, luego SHOW LOAD ASSIGNS y finalmente FRAME/CABLE/ TENDON

1era flecha: Seleccionamos la carga Que deseamos ver, en este caso la s/c1 2da flecha: Damos OK.

Finalmente la viga se verá con toda la s/c que le pusimos.

PASO 11.: Asignamos el brazo rígido correspondiente a vigas y columnas; es decir le diremos al programa que nos arroje los esfuerzos en la cara de las columnas, así mismo de las vigas. Describiremos este paso gráficamente.

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Presione Control + A

Seleccionamos ASSIGN, FRAME, END (LENGTH) OFFSETS.

1era flecha: Seleccionamos AUTOMATIC FROM CONNECTIVITY 2da flecha: Seleccionamos OK

El pórtico asignara los brazos rígidos de la siguiente manera

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Las flechas indicas los bra_ Sos rígidos, pero en todas Los nudos se están dando Esta asignación.

PASO 12.: Resolvemos la viga. Lo describiremos gráficamente este paso; pero para ello presionamos F5 en primer lugar.

1era flecha: Seleccionamos MODAL 2da flecha: Desactivamos modal 3era flecha: Le damos RUN NOW .

A continuación presentamos los resultados de los diagramas, de los esfuerzos calculados en el pórtico.

RESULTADOS REACCIONES.:

Seleccionamos SHOW FORCES/STRESSES

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(es el icono del pórtico resuelto) Luego seleccionamos JOINTS

1era flecha: Seleccionamos el estado de carga del cual deseamos Ver las reacciones que genera en la viga, en este caso Seleccionamos a COMB5 2da flecha: Le damos OK.

Finalmente se observa en pantalla las reacciones en cada apoyo del pórtico.

Aquí apreciamos las reacciones Que llegan a cada apoyo de Zapata, debido a CM+DEAD+S/C5. Así mismo se verifica el equilibrio De las fuerzas en el eje “x”.

DFC.: Seleccionamos SHOW FORCES/STRESSES (Es el icono del pórtico resuelto) Luego seleccionamos FRAME/CABLES

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1era flecha: Seleccionamos el estado de carga del cual deseamos sus reacciones que genera en la viga, en este caso Seleccionamos Max. Esf. 2da flecha: Seleccionamos SHEAR 2-2 3era flecha: Seleccionamos SHOW VALUES ON DIAGRAM 4ta flecha: Damos OK.

Aquí observamos el envolvente de diagrama de fuerzas cortantes producidas en el pórtico, por los distintos estados de cargas.

Estos datos, servirá para el Diseño de estribos en ambos Elementos estructurales.

DMF.:

Seleccionamos SHOW FORCES/STRESSES (Es el icono del pórtico resuelto) Luego seleccionamos FRAME/CABLES

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1era flecha: Seleccionamos el estado de carga del cual deseamos Ver los momentos que genera en el pórtico, en este caso Seleccionamos a Max. Esf. 2da flecha: Seleccionamos MOMENT 3-3 3era flecha: Seleccionamos SHOW VALUES ON DIAGRAM 4ta flecha: Damos OK.

Aquí observamos el envolvente de diagramas de momento flector producidas en el pórtico, por los distintos estados carga.

Estos datos, servirá para el Diseño de acero longitudinal en ambos Elementos estructurales.

D.F.A.:

Seleccionamos SHOW FORCES/STRESSES (Es el icono del pórtico resuelto) Luego seleccionamos FRAME/CABLES

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1era flecha: Seleccionamos el estado de carga del cual Deseamos Ver los momentos que genera en el pórtico, en este caso Seleccionamos a Max. Esf. 2da flecha: Seleccionamos MOMENT 3-3 3era flecha: Seleccionamos SHOW VALUES ON DIAGRAM 4ta flecha: Damos OK.

Estos datos, servirá de complemento para el Diseño de acero longitudinal en las columnas y zapatas.

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