Manual Sap2000 Pt

Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

Departamento de Engenharia Civil

MANUAL INICIAÇÃO SAP2000 Análise do comportamento dinâmico de modelos estruturais

Fernando Manuel Duarte Almeida

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No canto inferior direito escolhe-se a unidade de medida para o cálculo, este passo deverá ser feito antes de qualquer outro.

Para podermos criar a nossa estrutura temos de criar um grid, ou seja, um quadriculado onde o espaçamento deste é o espaçamento das vigas/pilares que desejamos.

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File/New Model

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Podemos seleccionar elementos pré feitos mas dada a especificidade única de cada estrutura vamos escolher a criação de uma grelha. Seleccionar Grid Only

Vamos criar uma estrutura a duas dimensões para o cálculo com um piso e duas consolas mais cobertura.

Nº de Vigas + 1 Valor para o comprimento das vigas,ou seja, referência para o espaçamento.

Como trabalhamos em 2D assume-se 1. Espaços Verticais onde se pode assumir os pilares.

Valor 1 pois estamos a trabalhar em 2D e não necessitamos de profundidade para a nossa estrutura.

Nº de pisos + 1

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Definição da origem das nossas coordenadas.

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Resulta na seguinte estrutura:

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Como nós não queremos as vigas todas iguais temos de clicar com o botão do lado direito do rato em cima da grelha e seleccionamos Edit Grid Data.

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Aparece esta janela e clicamos em Modify/Show System

Surge uma nova janela onde podemos personalizar a nossa grelha, ou seja, personalizar as distâncias sejam de pilares ou vigas.

Vigas

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Pilares

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Neste momento temos de definir os materiais das vigas e dos pilares (betão).

Fazemos adicionar um novo material. Vamos criar o betão C20X25.

Betão C20X25: - Peso de 25KN/m³ (2500Kg/m³) -Módulo de Elasticidade E=29GPa ou seja 29x10³ (C20/25)

do Eurocódigo 2) -Coeficiente de Dilatação Térmica α= 10X10^-6/°K (por grau Kelvin) MANUAL INICIAÇÃO – Fernando Almeida

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regime não fendilhado (Clausula 3.1.3 (4)

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-Coeficiente de Poisson 0,2 em

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Podemos criar mais materiais como aço A400 ou A500 e até mesmo outro tipo de betão, vamos desenhar a nossa estrutura com o comando à esquerda Draw Frame/Cable Object. Temos de desenhar da esquerda para a direita e de baixo para cima, caso contrário a estrutura mais tarde dá erro nas deformadas e não as desenha.

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Ferramenta para desenhar barras

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Depois de desenharmos a nossa estrutura vamos definir as secções dos pilares e das vigas.

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Define/Section Properties/Frame Sections

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Depois seleccionamos o tipo de material, neste caso concrete/betão e escolhemos a secção rectangular.

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Mais tarde se não tivermos a certeza se as secções estão bem definidas nos seus eixos, voltamos a este campo e substituímos os valores de cima para baixo e o de baixo para cima.

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Vamos criar um pilar 30X40 e outro 50X40 de betão anteriormente criado C20X25.

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Vamos criar agora as vigas 30X40 e 40X40 com betão C20X25.

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Os quatro elementos estruturais criados aparecem no seguinte quadro.

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Agora vamos atribuir à nossa estrutura os apoios, vamos seleccionar em primeiro lugar os 4 locais onde se pretendem, recorrendo ao comando Select/Select/Pointer/Window.

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Vamos atribuir os tipos de apoios em Assign/Joint/Restraints.

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Seleccionamos os 4:

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Clicamos uma vez e depois em OK. Aparece a estrutura desta forma:

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Colocamos os vistos em todas as caixas para obtermos as rotações nos 3 eixos e seleccionamos o encastramento (símbolo da esquerda).

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Aparece o seguinte quadro:

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Agora vamos atribuir as barras verticais e horizontais o papel de vigas e pilares. Temos de clicar nas barras que pretendemos atribuir, vamos começar com os pilares, há que ter em conta a existência de dois tipos.

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Às barras interiores aplicamos pilares

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Em mais pormenor observamos:

Nesta altura já temos a nossa estrutura com apoios e secções definidas. NOTAR QUE NÃO SE DESENHOU A VIGA DE FUNDAÇÃO.

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Agora vamos verificar se as secções estão bem atribuídas. Seleccionar View/Set Display Options:

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Aparece o seguinte quadro com as opções que podemos ver enquanto trabalhamos.

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Seleccionamos Extrude View e Sections.

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Activa o modo de visualização em perspectiva.

Personaliza a perspectiva movendo sem largar o botão esquerdo do rato.

Secções desalinhadas, temos de voltar a trocar as secções (largura pelo comprimento).

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Trocar as secções:

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Exemplo:

Trocou-se

Vista geral após revisão das secções com as vigas todas da mesma altura:

Para colocarmos o fundo branco ir a View/Set Display Options/White Color Back Objects. Para voltar ao fundo preto é só seleccionar View/Set Display Options/Objects.

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Secções alinhadas

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Para adicionar rótulas na estrutura. Seleccionamos o ponto onde a queremos com o comando Select/Select/Pointer/Window. Agora vamos definir o tipo de rótula Assign/Joint/Constraints.

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Fazemos adicionar nova rótula

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O próximo passo é definir as cargas a atribuir. Seleccionar Define/Load Patterns.

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Criar as combinações de cargas afectadas do seu coeficiente de acréscimo/majoração.

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Criar as seguintes cargas:

Permanentes X1,35 Sobrecargas X1,50

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Seleccionar Define/Load Combinations. Criar as 4 seguintes combinações para análise:

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Combinação 1 – Só Carga Permanente

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Combinação 2 – Só Sobrecarga

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Combinação 3 – Permanente + Sobrecarga

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Combinação 4 – Sismo da direita + COMB2

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Atribuir as combinações/cargas às vigas. Seleccionar as vigas.

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Aplicar como cargas distribuídas.

Carga Permanente 25KN/m (peso próprio)

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Carga Uniforme de 21 KN

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Carga Variável ou Sobrecarga 21KN/m (Mobília, pessoas, veículos)

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Resultado:

Valor da Sobrecarga

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Em pormenor:

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Falta-nos atribuir somente a carga exercida pelo sismo.

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Em pormenor:

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Com a fórmula de F (força) na horizontal: F=8Xh com h sendo a altura do piso em metros e F em KN.

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Seleccionar o ponto onde vai ser aplicada a força horizontal exercida pelo sismo.

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Assume-se que por cada piso a força do sismo aumenta 8 vezes.

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Estrutura sujeita ao sismo:

No primeiro piso a estrutura está sujeita a 24KN, ou seja, 8KN X 3m. No segundo piso a estrutura está sujeita a 48KN, ou seja, 8KN X 6m. MANUAL INICIAÇÃO – Fernando Almeida

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Vamos correr agora a análise à estrutura fazendo RUN. Selecciona-se as cargas sujeitas a análise, Sobrecarga, Carga Permanente e Sismo Esquerda.

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Deformação sujeita à COMB2:

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Para vermos os diagramas seleccionar Display/Show Forces/Stresses/Frames/Cables

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Seleccionar o diagrama que queremos ver e para que carga.

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Aspecto dos diagramas de momentos:

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Para uma melhor leitura barra a barra, basta clicar na barra com o botão direito do rato:

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