modelacion de portico de tres niveles en sap2000.pdf

UNIVERCIDAD: NACIONAL SIGLO XX

AÑO: 2016

SAP 2000

NOMBRE:WILFREDO HUAYRAJE SARZUSA

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CONTENIDO Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………..……3 Pantalla inicial……………………………………………………………………………………………………………………………..4 Lista general de menu de pantlla descripcion de iconos de pantalla Nuevo modelo Ejemplo………………………………………………………………………………………………………………….……………………8 datos . Materiales 2. secciones: 2.1. Columnas 2.2 vigas 3. cargas 3.1. Primer piso 3.2. Segundo piso 3.3. Tercer piso 1. paso 1: abrir el programa sap2000 …………………………………………………..…………………………………..9 2. paso 2: definir unidades ………………………………………………………………………………………………………10 3. paso 3: selección del modelo ………………………………………………………………………………………….…..11 4. paso 4: definicion de las condiciones de los apoyos para el modelo ……………………………….….14 5. paso 5: definicion de propiedades de los materiales………………………………………………………..…15 Definiendo el material: concreto210 Definiendo el material: acero 4200 6. paso 6: definición de las …………………………………………………………………………….….……………………18 Secciones de los elementos vigas y columnas 7. paso 7: asignar secciones de los elementos al modelo ………………………………………………………22 8. paso 8: definir sistemas de cargas ………………………………………………………………..……………………25 9. paso 9: asignar las cargas a la estructura …………………………………………………………..………………26 Asignación de carga muerta tercer piso – dead Asignación de carga viva primer y segundo piso - live Asignación de carga viva – live1 Asignación de carga viva – live2 Asignación de carga viva – live3 Asignación de carga viva – live4 Asignación de carga viva – live5 10. paso 10: definir brazos rígidos para las vigas y columnas …………………………..……………………33 11. paso 11: definición de las combinaciones de carga ……………………………..………………………….35 12. paso 12: analizar la estructura: ………………………………………………………………….………………..….36 13. paso 13: lectura e interpretación de los resultados: ………………………………………………………..38 13.1 reacciones en los apoyos: 13.2 diagrama de esfuerzos 13.3 diagrama de esfuerzo axial 13.7 resultados en tablas y exportarlos al excel 14. paso 14: diseño de acero ……………………………………………………………………………………………..…43 Detalle del refuerzo longitudinal

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Introducción El programa SAP2000 es un software líder en la ingeniería estructural. Se pueden analizar cualquier tipo de estructuras con este programa, e incluso diseñar elemento por elemento de manera precisa con los reglamentos más conocidos ACI SAP2000 es un programa desarrollado por la empresa CSI, Computer and Structures, Inc. En Berkeley, California, EEUU. Se presenta en varias versiones (Standard, Plus y Advanced). Desde hace mas de 30 años ha estado en continuo desarrollo, para brindarle al ingeniero una herramienta confiable, sofisticada y fácil de usar sobre la base de una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos de modelaje, análisis y diseño estructural a la vanguardia a nivel mundial. En relación a la creación de modelos SAP2000 cuenta con una serie de plantillas predeterminadas que permiten generar la geometría de los mismos de forma rápida y eficiente. Por otra parte, maneja un sistema espacial de líneas de referencia (Grid Lines) asociadas a un determinado sistema de coordenadas (cartesiano o cilíndrico), que sirven de guía para establecer cada uno de lo elementos que conforman el modelo. SAP2000 es capaz de manejar los más grandes y complejos modelos impulsados por un motor de análisis incomparable e instrumentos de diseño para ingenieros que trabajan en el área de transporte, industrial, trabajos públicos, deportes, y otras instalaciones. En términos de uso permite realizar diversos Análisis Estáticos y Dinámicos de forma lineal y No Lineal a través de funciones espectrales y Tiempo-Historia. Pueden incorporarse cables, guayas, resortes, amortiguadores, aisladores, Disipadores, secciones no prismáticas, etc. SAP2000 determina a través del método de elementos finitos la respuesta en términos de fuerzas, esfuerzos y deformadas en los elementos de área y sólidos, presentando una salida gráfica y por tablas, haciéndolo la herramienta predilecta para ingenieros estructurales dedicados a la investigación, desarrollo de proyectos y construcción.

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PANTALLA INICIAL Al entrar al programa se nos presenta una pantalla de fondo negro - blanco con dos ventanas separadas verticalmente. Allí en la parte inferior derecha se despliega un menú con las unidades a utilizar en la generación del modelo estructural, mientras que en la parte superior izquierda se encuentra activo el menú File donde se puede abrir o importar un modelo existente, o bien, generar un nuevo modelo. Por otra parte, en la parte superior se encuentra el menú Help.

Pantalla de trabajo del programa

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LISTA GENERAL DE MENU DE PANTLLA

DESCRIPCION DE ICONOS DE PANTALLA

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MENU FILE : archivos

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NUEVO MODELO…. Al seleccionar la opción “New Model” se nos presentan las diferentes estructuras predeterminadas.

En el cual se nos presente distinto modelos de presentación, grillas, figuras predeterminadas de estructuras de 2D y 3D, también se nos presenta cerchas y escaleras,etc.

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Ejemplo # 2 Modelar y calcular un pórtico de tres niveles, en el cual calcular el área de asero de vigas y columnas, de la siguiente figura.

DATOS: 1. MATERIALES: Concreto f’c = 210 Kg/cm2 Acero: fy = 4200 Kg/cm2 2. SECCIONES: 2.1. COLUMNAS C1: 25x25

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2.2 VIGAS V: 25x35

V: 25x30

3. CARGAS Las cargas que se presentan a continuación, tanto la carga viva como la carga muerta, se obtuvieron de haber realizado el metrado de cargas para el pórtico dado. (Ancho tributario, Peso de Aligerado, Peso de Acabados, Peso de Tabiquería, Peso de Muro sobre la viga, Sobrecarga, etc.).No se incluye el peso propio de la viga. El Programa SAP2000 para facilitar el metrado de cargas tiene definido por defecto el PATRON DE CARGAS: DEAD (Muerta) que calcula de manera automática el PESO PROPIO de los elementos estructurales a los que se les ha asignado una sección previamente definida. Por lo tanto para el modelamiento del pórtico se asignara CARGA VIVA Y CARGA MUERTA, en esta última no se considera el peso propio de la viga. 3.1. PRIMER PISO Carga Muerta: 2.88 Ton/m

Carga Viva: 0.85 Ton/m

3.2. SEGUNDO PISO Carga Muerta: 2.88 Ton/m

Carga Viva:

0.85 Ton/m

3.3. TERCER PISO Carga Muerta: 1.76 Ton/m

Carga Viva: 0.43 Ton/m

1. PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000 Seleccionamos el icono del el programa SAP2000 Versión 16, desde el acceso directo que se encuentra en el escritorio.

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El programa se ejecutará y antes de mostrar el entorno del programa, aparecerá un cuadro de dialogo (license expiration) en el cual muestra la licencia del programa

Picamos en CANCEL y Tendremos el entorno SAP2000 16 para empezar a modelar nuestra estructura.

2. PASO 2: DEFINIR UNIDADES Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta opción se encuentra en la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000 V16, como se muestra a continuación.

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Para la Versión 16 Escogemos: Tonf, m, C, sin embargo significa tonelada fuerza , que el programa estará definida en toneladas y metros. 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.

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Seleccione la plantilla 2D Frames, que es la que se muestra acontinuacion. Esto lo conducirá a la siguiente ventana o pantalla Opción 2D Frames: Al entrar se nos presenta una ventana donde se puede elegir entre tres tipos de Pórticos Planos. En cada caso se especifica el Número el Número de Pisos, Altura de Pisos, Número de vigas, Longitudes de los Tramos, Secciones, Restricciones y las Líneas de Grid.

Number of Stories (Numero de Pisos): 3 Number of Bays (Numero de tramos): 3 Story Height (Altura de Piso): 2.80 Bays Width(longitud de tramo): 4.25

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: UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en función de las longitudes de los tramos. Cabe resaltar que podemos utilizar las celdas de esta ventana como si fuesen celdas de excel, quiere decir que si realizamos una operación aritmetica dentro de la celda, este al presionar enter muestra el resultado. Si le colocamos por ejemplo: 3.5 + 2.8 y Enter, se obtendra el resultado 6.3 A continuación aparece la siguiente pantalla:

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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 de epotramiento 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.

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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:

DEFINIENDO EL MATERIAL: Concreto210 Seleccione el botón de Add New of material para adicionar un nuevo material de los disponibles según las especificaciones, el cual lo conducirá a la pantalla de add Material Property que se muestra: UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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En el cuadro de dialogo de add Maetrial property, región-united stales, Material Type-concreto, standard – custumary e grade - f’c 3000psi (210 Kg/cm2 aprox.) 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: Concreto 210) en la caja de texto de Material Name. Cambie los valores a los especificados OK dos veces. UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

en

la descripción del problema. Seleccione

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DEFINIENDO EL MATERIAL: Acero 4200 Seleccione el botón de Add New Material para adicionar un nuevo material de los disponibles según las Especificaciones, el cual lo conducirá a la pantalla de Add Material Property que se muestra:

En el cuadro de dialogo seleccione, región-united stales, en Material Type - rebar , standard ASTM A615, Grade 60 (fy =4200 Kg/cm2 aprox.) 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:

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

valores

a

los especificados en la descripción del problema. Seleccione OK

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.

Y luego presionar kip izquierdo automática mente aparece la ventana frame propertises

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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.

Inmediata mente aparece la siguiente figura

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Digite VIGA 25x35 y VIGA 25x30 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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acer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos Repetir el procedimiento anterior para crear la sección Columna25x25

Para el caso de las columnas en la opción Concrete Reinforcement se tiene:

Luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties. El formulario Frame Properties deberá quedar como el siguiente:

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Hacer clic en el botón Ok del formulario Frame Properties para aceptar los cambios. 7. PASO 7: 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 elementos 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:

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Seleccione del recuadro frame Properties el nombre de la sección previamente definido (para nuestro caso) Columna 25x25. 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: Borramos las columnas del eje E que no son parte del modelamiento, quedando de esta manera un volado.

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Para lograr una mejor visualización de las secciones asignadas nos colocamos en la ventana 3D y se procede a hacer clic en el icono seleccionan las casillas Extrude View y Sections

, aparecerá la siguiente ventana y se

El pórtico se mostrara como se muestra en la figura siguiente:

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8. PASO 8: 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 se va a aplicar la carga VIVA y MUERTA, esta ultima como lo aclaramos al inicio no incluirá el peso propio de la viga, El SAP2000 calcula automáticamente el peso propio de los elementos estructurales con el PATRON DE CARGAS: DEAD (Muerta). Para definir el sistema de cargas, seleccione Define del menú principal y luego la opción Load Patterns.

Esto lo llevará a la siguiente ventana, donde inicialmente el programa tiene por defecto el patrón de carga DEAD (MUERTA). Proceda a definir los demás estados de carga. DEAD, carga muerta LIVE, carga viva LIVE1, caga viva alternancia 01 LIVE2, carga viva alternancia 02 LIVE3, carga viva alternancia 03

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LIVE4, carga viva alternancia 04 LIVE5, carga viva alternancia 05

Load Pattern Name: Nombre del Patrón de Carga. Type: Tipo de Patrón de carga DEAD: Muerta LIVE: Viva QUAKE: Terremoto WIND: Viento OTHER: Otros SELF WEIGHT MULTIPLIER: Multiplicar el Peso propio En esta casilla por defecto para DEAD el programa establece 1, quiere decir que el peso propio de la estructura que calcula de manera interna, lo está multiplicando por la unidad. En el caso de otro tipo de cargas se le asigna 0 (cero), como es el caso de la carga VIVA, ya que esta carga se asignara de los cálculos que hayamos hecho nosotros en el metrado de cargas. 9. PASO 9: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA 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 PRIMER Y SEGUNDO PISO - DEAD Para asignar la carga muerta uniformemente distribuida, seleccione primero las vigas del primer piso, luego del menú Assign, escoja la opción Frame Loads/Distributed.

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PARA 1° PISO

En Load Pattern Name: Nombre de Patrón de Carga o DEAD En Load Type and Direction: Tipo de carga y Dirección o Forces: Fuerzas o Moments: Momentos o Coord sys: Sistema de coordenadas: Se escogerá entre Global y Local; Se debe tener en cuenta que para el caso Global que el eje 1, 2 y 3 coinciden con los ejes X, Y y Z respectivamente; Mientras que para el eje Local se tiene la siguiente asignación:

Para nuestro ejemplo escogeremos el Global. Direction: Dirección de la carga: Dentro de las opciones tenemos X, Y, Z y Gravity. Debemos tener en cuenta que podemos escoger Z o Gravity pero cuando escojamos este último, se colocara para nuestro ejemplo 2.88 (dirección hacia abajo, por ser gravedad), sin embargo si colocamos Z se tendrá que colocar -2.88 debido que la carga esta en sentido negativo al eje de las Z. Options: En esta parte se tiene las opciones: Add to Existing Loads: Añadir a cargas existents.

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Replace Esiting Loads: Remplazar cargas existentes. Delete Existing Loads: Eliminar las cargas existentes. Escogemos Remplazar las cargas existentes, por si es que hubiese sido cargada por equivocación Trapezoidal Loads: Se utiliza cuando se tienen cargas distribuidas triangulares en forma de trapecio. o Uniform Load: Carga uniforme que es la que utilizaremos en este ejemplo: 2.88 Ton/m (Ojo: Se debe tener en cuenta que las unidades deben estar en Tonf, m, C) O Picamos en OK y el pórtico quedara cargado tal como se muestra.

ASIGNACIÓN DE CARGA MUERTA TERCER PISO – DEAD

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La carga en el tercer piso (AZOTEA) es de 1.76 Ton/m debido a que no existe tabiquería equivalente, muro sobre la viga. Luego se obtendrá el pórtico cargado de la siguiente manera:

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA PRIMER Y SEGUNDO PISO - LIVE Para asignar la carga viva uniformemente distribuida, seleccione primero el elemento a ser cargado (Las vigas del primer y segundo piso luego las del tercer piso. PARA 1° y 2° PISO

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PARA 3° PISO

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ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE1 Seleccione las vigas alternando (dejando un tramo), y asignarle la carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE1 = 0.85 Ton/m para 1° y 2° piso; y para el tercer piso una carga viva LIVE1= 0.43 Ton/m.

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ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE2 Seleccione las vigas alternando como se muestra y asignarle la carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE 2= 0.85 Ton/m para 1° y 2° piso; y para el tercer piso una carga viva LIVE2= 0.43 Ton/m

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE3

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ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE4

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE5

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10. PASO 10: DEFINIR BRAZOS RÍGIDOS PARA LAS VIGAS Y COLUMNAS Seleccionar las vigas y columnas del modelo.

presionando clip izquierdo automáticamente aparese el siguiente cuadro de dialogo

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Luego luego Asign/Frame/End (Length) Offset Seleccionar la opción Automatic from Connectivity y en Rigid zone factor digitar 0.5 y Ok.

Luego el Portico se mostrara con los brazos rigidos en cada nudo. Los Brazos rigidos se colocan para que el programa SAP2000 al momento de realizar el analisis muestre los momentos negativos de las vigas y de columna a una distancia establecida medida desde el nudo.

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11. PASO 11: DEFINICIÓN DE LAS COMBINACIONES DE CARGA COMB1 : 1.2DEAD+1.6LIVE

Linear ADD

COMB2 : 1.2DEAD+1.6LIVE1

Linear ADD

COMB3 : 1.2DEAD+1.6LIVE2

Linear ADD

COMB4 : 1.2DEAD+1.6LIVE3

Linear ADD

COMB5 : 1.2DEAD+1.6LIVE4

Linear ADD

COMB6 : 1.2DEAD+1.6LIVE5

Linear ADD

Después de realizar todas las combinaciones indicadas, se realiza una última que es la superposición de todas las combinaciones escogiendo la envolvente como resultado: ENVOLVENTE Para lo cual primeramente se deberá hir ala pantalla superior del programa Define/Load Combinations/Add New Combo

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12. PASO 12: ANALIZAR LA ESTRUCTURA: Antes de ejecutar el programa, Elegimos en base a que sistema se llevara a cabo el analisis, para nuestro ejemplo es PLANO XZ. Por lo tanto, Analyze/ Set Analysis Options, escogemos PLANO XZ y OK.

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El procedimiento seguido hasta el Paso anterior desarrolla lo que es la entrada de datos al programa o Pre-Procesamiento. Lo que procede ahora es resolver el problema o sea continuar con la etapa de solución, para lo que del menú Analize, seleccionar la opción Run Analysis. Nos aparecera la siguiente ventana del cual solo haremos una modificacion seleccionar MODAL y clic en Run/Do Not Run Case. Esta opcion se mantendra activa siempre y cuando se estee realizando un analisis dinamico con sismo. y luego la opción Run Now.

Si no hemos grabado nuestro trabajo, nos pedirá un nombre y una ubicación. Se recomienda, dado que son muchos los archivos que crea, asociados al descriptivo de la geometría, utilizar una carpeta nueva para cada uno de ellos, a fin de tenerlos separados fácilmente. Despues que el programa realizó el analisis nos muestra en la ventana 3D una simulacion de la deformacion conjunta de todo el portico debido a la aplicación de cargas.

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13. PASO 13: LECTURA E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS: 13.1 REACCIONES EN LOS APOYOS: Las reacciones en cada apoyo del portico seran 3 (2 fuerzas y 1 momento), para que el SAP lo muestre nos vamos a Display/ Show Forces/ Stresses/ Joints Aparcera el cuadro de dialogo Joint Reaction Forces, donde Case/ Combo Name: Escogeremos el tipo de combinacion para el que queremos calcular las reacciones. Para el calculo de los ACEROS DE DISEÑO se deben utilizar los esfuerzos que nos da la ENVOLVENTE.

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Show results as Arrows: Mostrar los resultados como flechas, por defecto ya viene activado. OK, y apareceran las reacciones (FUERZAS) en los apoyos como se muestra en la imagen siguiente:

El SAP2000 solo muestra la fuerza de los ejes X y Z (1 Y 3), mas no muestra los momentos; Para ver los momentos tenemos que picar en el punto y hacer anticlic, de esa manera nos mostrará un cuadro especificando si es un momento o fuerza y en que eje esta aplicandose.

EJE X: -2.637 Ton. EJE Z: 270.456 Ton. EJE Y: -3.948 Ton-m. De igual manera se obtiene los esfuerzos en todos los apoyos y nudos.

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13.2 DIAGRAMA DE ESFUERZOS Para ver los esfuerzos de columnas y vigas nos vamos a Display/ Show Forces/ Stresses/ Frames/ Cables Aparecera el cuadro de dialogo Member Force Diagram for Frames, en Case/ Combo Name se escoge el tipo de combinacion del que se quiere visualizar los esfuerzos axiales, ENVOLVENTE.

En Component se dan las siguientes opciones: Axial Force: Fuerza Axial en el elemento. Shear 2-2: Cortante en el eje local 2. Shear 3-3: Cortante en el eje local 3. Torsión: Torsión en torno al eje local 1. Moment 2-2: Momento en torno al eje local 2. Moment 3-3: Momento en torno al eje local 3.

En Scaling tenemos opciones que nos permiten aumentar o disminuir el tamaño de los diagramas de esfuerzos en el caso que fuesen demasiado pequeños o grandes respectivamente; Auto (Automatico) y de escogerse Scale Factor se coloca dentro de la casilla un valor que multiplicado con el esfuerzo nos dara la medida Ejemplo: 55 Tonf * 0.02 = 1.1 m (Magnitud visualizada del esfuerzo); Debemos UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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tener en cuenta que el factor de escala introducido no altera en ningun caso los valores de los esfuerzos. En Options si picamos en Fill Diagram, el diagrama dibujado se rellanará con un determinado color; Para el caso en que se escoja Show Values on Diagram se mostraran los diagramas con sus valores más representativos (Máximos y mínimos) 13.3 DIAGRAMA DE ESFUERZO AXIAL

Para tener un mejor detalle del esfuerzo axial a lo largo de todo un elemento, se hace anticlic sobre el elemento y aparecera una ventana como la siguiente, el elemento seleccionado se encontrara parpadeando de amarillo.

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13.7 RESULTADOS EN TABLAS Y EXPORTARLOS AL EXCEL. Para visualizar los resultados en una tabla desplegamos el Menú Display/ Show Tables o Shift + F12.

En ANALYSIS RESULTS seleccionamos la casilla del resultado que se desea visualizar (para nuestro caso Displacements), luego en Select Load Cases seleccionamos la combinación de carga del cual queremos ver los desplazamientos y finalmente OK dos veces.

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De la misma manera se pueden observar los resultados de Esfuerzo Axial, Cortante, Momentos, Reacciones y otros. Para Exportar al Excel la tabla con los resultados, nos vamos al menú File/ Export All Tables/ To Excel y el programa SAP2000 abrirá una hoja de Excel conteniendo la tabla.

14. PASO 14: DISEÑO DE ACERO El cálculo de acero manualmente se calcula con dos formulas que son iterativas o también con la formula cuadrática que se despeja de aquellas; En cambio el Programa SAP2000 realiza el cálculo internamente mostrando el valor del área necesaria al detalle para cada elemento estructural. Para llevar a cabo el cálculo del área de acero en el programa se debe definir antes el Codigo o Reglamento de Construcción con el que se trabajará. Design/ Concrete Frame Design/ View/ Revise Preferences y aparecerá la siguiente ventana:

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DONDE: Design Code: Código de Diseño (Norma o Reglamento de Diseño): Se escoge el Reglamento de Construcción con el cual se desee diseñar que para nuestro caso escogemos ACI 318-11. Los otros datos posterior a éste se modificarán automáticamente de acuerdo al código seleccionado (También se pueden editar). Time History Design: Envelopes Number of Interaction Curves: Número de curvas de interacción: El número de curvas de la interacción de dos dimensiones utilizados para alcanzar la superficie de interacción en tres dimensiones. Este elemento debe ser mayor o igual a 4 y divisible por 4. Number of Interaction Points: El número de puntos utilizados para definir una curva de la interacción de dos dimensiones. Este elemento debe ser mayor que o igual a 5. Consider Minimum Eccentricity: Considere la posibilidad de excentricidad mínima: Si o No para considerar si la excentricidad mínima debe ser considerada o no respectivamente en el diseño. UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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Seimic Design Category: Categoría de Diseño Sísmico. Esto es "A", "B", "C", "D", "E" o "F", las características de cada categoría se encuentran en la tabla N°03 de la Norma E.030 SISMORESISTENTE. Phi (Tension Controlled): El factor de reducción de resistencia para las secciones de tensión que es 0.9. Phi (Compression Controlled Tied): El factor de reducción de la fuerza de compresión con estribos que es 0.65. Phi (Compression Controlled Spiral): El factor de reducción de la fuerza de compresión con refuerzo en espiral es 0.70. Phi (Shear and/ or Torsion): El factor de reducción de la fuerza cortante y torsión es 0.75. Phi (Shear Seismic): Phi (corte sísmico): El factor de reducción de la resistencia a cortante de las estructuras que se basan en momento tan especial resistencia a los marcos especiales o muros de hormigón estructural para resistir los efectos del terremoto es 0.60. Phi (Joint Shear): El factor de reducción de la fuerza de corte conjunta de las estructuras que se basan en momento tan especial resistencia a los marcos especiales o muros de hormigón estructural para resistir los efectos del terremoto es 0.85. Pattern Live Load Factor: El factor de carga viva para la generación automática de las combinaciones de cargas que implican cargas patrón de carga viva y cargas muertas es 0.75. Utilization Factor Limit: El límite de la relación de esfuerzos que se utilizará para la aceptación es 0.95. Relaciones de esfuerzo que están igual o inferior a este valor se consideran aceptables. Después de haber definido los parámetros de diseño de acuerdo al Reglamento ACI318-11 debemos seleccionar los grupos de diseño Se puede seleccionar los grupos de diseño Design/ Concrete Frame Design/ Select Design Combos, de la Lista de Combinación de Cargas seleccionar ENVOLVENTE, clic en Add y OK.

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Para realizar el diseño en Acero, en el Menú Design/ Concrete Frame Design/ Star Design/ Check of Structure. También podemos correr el diseño haciendo clic sobre.

Las Áreas de acero que se muestran tienen las mismas unidades establecidas al inicio, es decir están en metros cuadrados (m2); En la parte inferior derecha cambiamos las unidades a Centímetros (Tonf, cm, C), de esa manera obtendremos las áreas en centímetros cuadrado (cm2) facilitando al diseñador al momento de escoger la combinación de diámetros a utilizar. UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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El acero de la parte superior va colocado en la parte superior de la viga. De igual forma se deduce para el acero inferior. DETALLE DEL REFUERZO LONGITUDINAL Para ver los detalles del diseño de acero Longitudinal seleccionamos el elemento a chequear y sobre el elemento seleccionado damos clic con el botón derecho del ratón y obtenemos el siguiente cuadro de dialogo:

Descripción: COMBO ID: Es la combinación de carga bajo la cual se está diseñando. STATION LOC: Es la distancia, desde el nodo inicial, en la cual se está calculando el área de acero requerida. TOP STEEL: Área de acero requerida en la parte superior de la sección de la viga. UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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BOTTOM STEEL: Área de acero requerida en la parte inferior de la sección de la viga. SHEAR STEEL: relación del área de acero utilizada contra la separación de los estribos. Cada fila en el recuadro anterior representa el detalle a cierta distancia para un determinado elemento, para la imagen tenemos el detalle del ELEMENTO y muestra el detalle a cada 0.50m, empezando desde 0.125 (No inicia desde 0 debido al brazo rígido que se colocó) A través de summary (Resumen) se tiene acceso a una hoja ordenada y resumida que muestra todos los detalles del análisis y diseño en esa sección.

Descripción: 1. Nos muestra el Nombre de la norma o Reglamento que se utilizó para el diseño, así como las unidades en las que están todos los detalles siguientes. 2. Longitud del elemento = …………… cm. Elemento:………… Station Loc (Ubicación en el elemento) = ……………. cm. UNIV. WILFREDO HUAYRAJE S.

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Section ID: Tipo de Sección: …………….. Combo ID: Tipo de combinación con el que se diseñó: ……….. 3. D (Peralte de viga) = ……… cm. B (Base de la viga) = ……cm. dct (Recubrimiento cara superior de la viga) = ……. cm dcb (Recubrimiento cara inferior de la viga) = …… cm E: Modulo de Elasticidad =………….Ton/cm2 f’c: Resistencia a la Compresión del concreto = ………Ton/cm2 fy: Esfuerzo de fluencia del Acero = ………. Ton/cm2 4. Los coeficientes de reducción por flexión, cortante y Torsión que se utilizaron. 5. Design Moments, M3: Momentos (positivo y negativo) de diseño a….. cm del elemento. 6. Refuerzo a flexión para el momento Top (+2 Axis): (Cara Superior – 2 ejes) Required Rebar: Barras de refuerzo necesario :…….. cm2 + Moment Rebar: Refuerzo para el momento Positivo : ……….. cm2 Moment Rebar: Refuerzo para el momento Negativo : …….cm2 Minimun Rebar: Refuerzo Mínimo

: ……. cm2

Bottom (-2 Axis): (Cara Inferior – 2 ejes) Required Rebar: Barras de refuerzo necesario :……… cm2 + Moment Rebar: Refuerzo para el momento Positivo : ……..cm2 Moment Rebar: Refuerzo para el momento Negativo : ……..cm2 Minimun Rebar: Refuerzo Mínimo

: ……… cm2

7. Shear Reinforcement: Refuerzo por Corte. 8. Reinforcement for Torsión: Refuerzo por Torsión.

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