MANUAL SAP 2000 CONCRETO ARMADO
www.cci.edu.pe
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Contenido I.
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 5
II.
2. GUÍA DEL USUARIO EN SAP 2000 .............................................................................. 6 2.1.
PANTALLA INICIAL ..................................................................................................... 6
2.1.1.
Lista General de Menú en pantalla. ..................................................................... 6
2.1.2.
Descripción de Iconos en Pantalla. ..................................................................... 7
2.1.3.
Menú File: Archivos. ............................................................................................. 8
2.2.
NEW MODEL INITIALIZATION ................................................................................... 9
2.2.1.
Select Template: Seleccionar Modelos Predeterminados. ..................................... 9
2.2.1.1.
Opción Blank ...................................................................................................... 10
2.2.1.2.
Opción Grid Only. ............................................................................................... 10
2.2.1.3.
Opción Beam ...................................................................................................... 12
2.2.1.4.
Opción 2D Frames ............................................................................................. 14
2.2.2.
Opción Wall: ........................................................................................................... 17
2.2.3.
Definición de líneas de Grid:.................................................................................. 18
2.2.4.
Report Setup: Configuración de Reportes ............................................................ 19
2.2.5.
Advanced Report Writer: Escribir reporte Avanzado ............................................ 19
2.2.6.
Create Setup: Generar Reportes........................................................................... 20
2.2.7.
Project Information: Información del proyect. ........................................................ 20
2.3.
MATERIALES ............................................................................................................ 21
2.3.1.
Add New Material Quick: Adicionar un nuevo material de forma rápida .............. 21
2.3.2.
Add New Material: Adicionar un Nuevo Material................................................... 22
2.4. 2.4.1.
SECTION PROPERTIES: PROPIEDADES DE LAS SECCIONES. ........................ 24 Frame Section: Sección para elementos de Pórticos (Vigas, Columnas, etc.) .... 25
2.5. COORDINATE SYSTEM/GRIDS: SISTEMAS DE COORDENADAS Y LÌNEAS DE GRID 25 2.6.
JOINT CONSTRAINTS: RESTRICCIONES EN CONJUNTO DE JUNTAS ............ 27
2.7.
COPY AND PASTE: COPIAR Y PEGAR .................................................................. 29
2.8.
REPLICATE: REPLICAS ........................................................................................... 29
2.8.1.
TIPO LINEAL ......................................................................................................... 29
2.8.2.
TIPO RADIAL ......................................................................................................... 31
2.8.3. 2.9.
TIPO SIMETRIA ..................................................................................................... 33 EXTRUDE: Extruir ..................................................................................................... 36
2.10.
EDIT POINTS: EDITAR PUNTOS ......................................................................... 42
2.11.
LOAD PATTERNS: PATRONES DE CARGA ....................................................... 48
2.12.
LOAD CASES: CASOS DE CARGA ..................................................................... 50
2.13.
LOAD COMBINATIONS: COMBINACIONES DE CARG ..................................... 51
2.14.
MENÚ DRAW: DIBUJAR ....................................................................................... 53
2.14.1. Draw Frame/Cable/tendón: Dibujar elementos de pórtico “Frame”, cables y Guayas, a partir de dos puntos (Aplica para plantas, elevaciones y en 3D ....................... 54 2.14.2. Quick Draw Frame/Cable/Tendon: Dibujo rápido de elementos de pórtico “Frame”, cables y Guayas, en una región haciendo un click (Aplica para plantas, elevaciones y en 3D). ........................................................................................................... 55 2.14.3. Quick Draw Secondary Beams: Dibujo rápido de Vigas Secundarias en una región (grid) haciendo un click (Aplica sólo para el Plano XY). .......................................... 55 2.14.4. Quick Draw Braces: Dibujo rápido de Arriostramientos en una región (grid) haciendo un click (Aplica sólo para planos XZ y YZ) .......................................................... 56 2.14.5.
Draw Section Cut: Dibujar una sección de Corte .............................................. 58
2.15.
MENÚ SELECT: SELECCIONAR ......................................................................... 61
2.16.
MENÚ ASSIGN: ASIGNAR ................................................................................... 62
2.16.1.
Joint: Asignar diferentes propiedades y tipos de restricciones a Juntas. ......... 62
2.16.1.1. Restraints: Restricciones Generales ................................................................. 63 2.16.1.2. Local Axes: Rotación de ejes Locales ............................................................... 63 2.17.
MENÚ ANALYSE: ANALIZAR ............................................................................... 64
2.18.
MENÚ DESIGN: DISEÑAR ................................................................................... 68
III.
CÁLCULO DE EDIFICIOS DE CONCRETO ARMADO CON SAP2000 ..................... 80
3.1.
Propiedades de los Materiales y Elementos ............................................................. 80
3.1.1.
Propiedades del Concreto ..................................................................................... 80
3.1.2.
Propiedades de los Componentes ........................................................................ 80
3.2.
Muros de Corte .......................................................................................................... 81
3.3.
Losas de Entrepisos .................................................................................................. 82
3.4.
Definición de las Cargas Patrón (Load Patterns) ..................................................... 83
3.5.
PASOS PARA PROGRAMAR EL PROYECTO ....................................................... 84
3.6.
Cargas Vivas Reducidas, LIVE ................................................................................. 84
3.7.
Cargas Vivas de Techo, LIVEUP .............................................................................. 85
3.8.
Cargas Sísmicas para la FLE, SISMOX y SISMO Y ................................................ 85
3.9.
Definición de las Casos de Diseño (Load Cases) .................................................... 87
3.9.1.
Ingreso del Espectro de Diseño ............................................................................ 87
3.10.
Casos de Carga para el Análisis Modal de Respuesta Espectral ........................ 88
3.11.
Definición de la Masa Efectiva Sísmica ................................................................ 89
3.12.
Dibujo del Modelo en el Sap2000.......................................................................... 92
3.12.1.
Visualización en Planta, Elevaciones y 3D ........................................................ 92
3.12.2.
Visualización de Propiedades ............................................................................ 93
3.12.3.
Asignación de Restricciones .............................................................................. 94
3.12.4.
Asignación de Brazos Rígidos ........................................................................... 95
3.12.5.
Asignación de Diafragmas Rígido...................................................................... 96
3.13.
ANÁLISIS Y REVISIÓN DE RESULTADOS ......................................................... 96
3.13.1.
Análisis del Modelo ............................................................................................ 96
3.13.2.
Visualización de Resultados – Postprocesamiento........................................... 98
3.13.3.
Visualización de Tablas de Resultados ............................................................. 98
I.
INTRODUCCIÓN
¿Qué es SAP2000? 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 más 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. Este programa posee un poderoso diseño en acero, concreto y aluminio completamente integrado, todos disponibles desde la misma interfaz usada para modelar y analizar el modelo. El diseño de miembros de acero y aluminio permite el predimensionado inicial y una optimización interactiva, y el diseño de elementos de concreto incluye el cálculo de la cantidad de acero de refuerzo requerido, considerando incluso un nivel de diseño sismorresistente. El diseño en general, se realiza a través de la aplicación códigos internacionales actualizados.
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II. 2.1.
2. GUÍA DEL USUARIO EN SAP 2000
PANTALLA INICIAL
Al entrar al programa se nos presenta una pantalla de fondo negro 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.
2.1.1.
Lista General de Menú en pantalla.
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6
Como primer paso luego de abrir el sap 2000 se debe cambiar las unidades de medidas. Estas unidades se fijan para el problema usando el menú pull-down ubicado en el extremo inferior izquierdo.
2.1.2.
Descripción de Iconos en Pantalla.
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7
2.1.3.
Menú File: Archivos.
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8
2.2.
NEW MODEL INITIALIZATION
Al seleccionar la opción “New Model” se nos presentan las diferentes estructuras predeterminadas.
Initialize Model from Default with Units: Iniciar un Modelo con las unidades seleccionadas. Initialize Model from Default with Units: Iniciar un Modelo con las unidades seleccionadas. 2.2.1. Select Template: Seleccionar Modelos Predeterminados.
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9
2.2.1.1.
Opción Blank
Se nos presenta la pantalla divida verticalmente sin ningún tipo de definiciones.
Esta opción es muy útil y recomendable si se quiere importar un modelo donde se tienen todas las definiciones preestablecidas incluyendo las líneas de Grid que funcionan como ejes referenciales en 3D. 2.2.1.2.
Opción Grid Only.
Al entrar se nos presenta una ventana donde se pueden definir las líneas de Grid para un Sistema de Coordenada Cartesiano o Cilíndrico.
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Para poder modelar una estructura el programa utiliza líneas de trabajo llamadas grid. Para crearlas se debe tener claro cuáles son las medidas generales de los elementos estructurales de la estructura. Se recomienda ingresar las grid de los elementos globales de la estructura (contorno y marcos planos principales de trabajo) como lo ilustra la siguiente figura: File-new model-grid only
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2.2.1.3.
Opción Beam
Al entrar se nos presenta una ventana donde se puede definir el número de tramos, longitud de los tramos, la sección de la Viga, Restricciones y las líneas de Grid.
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2.2.1.4.
Opción 2D Frames
Number of Stories: Número de Pisos. Number of Bays: Número de Vigas. Story Height: Altura de Pisos. Bay Width: Longitud del Tramo.
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Number of Stories: Número de Pisos. Number of Bays: Número de Tramos. Story Height: Altura de Pisos. Bay Width: Longitud del Tramo. Gap Width: Longitud del “Eslabón”.
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Number of Stories: Número de Pisos. Number of Bays: Número de Tramos. Story Height: Altura de Pisos. Bay Width: Longitud del Tramo. Number of Divisions: Numero de divisiones Internas de los elementos de Area (Mesh)
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2.2.2. Opción Wall: Al entrar se nos presenta una ventana donde se especifica el Número el Número de Divisiones, Longitud de cada división, Sección de Área, Restricciones y las Líneas de Grid
Number of Divisions: Número de Divisiones en X, Z. Division Width: Tamaño de cada elemento de Área.
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2.2.3. Definición de líneas de Grid: Para definir distancias y/o aplicaciones particulares entre los grid (Ejes) en X e Y, se tiene el siguiente cuadro.
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Grid ID: Identificación del Grid. Line Type: Permite definir el tipo de Eje. (Primary: Primario; Secondary: Secundario) Visibility: Permite definir si el grid se quiere mostrar en el modelo estructural. (Show: Mostrar; Hide: Ocultar) Bubble Loc: Permite cambiar la orientación del Eje. Bubble Size: Tamaño de los Ejes. Grid Color: Permite asignarle a cada Eje un color particular. Hide All Grid Lines: Ocultar todos los ejes. Blue To Grid Lines: Unir las líneas al Grid. Reorder Ordinates: Reordenar Coordenadas. 2.2.4. Report Setup: Configuración de Reportes
2.2.5. Advanced Report Writer: Escribir reporte Avanzado
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2.2.6. Create Setup: Generar Reportes
2.2.7. Project Information: Información del proyect.
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2.3.
MATERIALES
2.3.1. Add New Material Quick: Adicionar un nuevo material de forma rápida
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2.3.2. Add New Material: Adicionar un Nuevo Material
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Si elegimos la Opción “Switch To Advanced Property Display” obtenemos lo siguiente:
Al hacer click en “Modify/Show Material Properties” nos aparece un cuadro donde podemos agregar, copiar, modificar y/o borrar las propiedades particulares del material
Seleccionando “Modify/Show Properties at Selected Temperature” entramos a u n cuadro donde podemos modificar los parámetros correspondientes al material incluyendo los esfuerzos cedentes, esfuerzos últimos, temperatura, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, peso por unidad de volumen, masa por unidad de volumen, propiedades avanzadas, etc.
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2.4.
SECTION PROPERTIES: PROPIEDADES DE LAS SECCIONES.
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24
2.4.1. Frame Section: Sección para elementos de Pórticos (Vigas, Columnas, etc.)
2.5.
COORDINATE SYSTEM/GRIDS: SISTEMAS DE COORDENADAS Y LÌNEAS DE GRID
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25
Si seleccionamos la opción “Convert to general Grid” y hacemos click en “Modify/ShowSystem” entramos a una ventana donde podemos redefinir las líneas de Grid o agregar otras a partir de coordenadas que dan la posibilidad de líneas en diagonal
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2.6.
JOINT CONSTRAINTS: RESTRICCIONES EN CONJUNTO DE JUNTAS
Tiene como aplicación establecer una Reducción de grados de libertad.
Constraint Body: Genera que todas sus juntas incluidas se muevan juntas como un cuerpo rígido tridimensional. Por definición, todos los grados de ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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libertad en cada junta conectada participan. Sin embargo, el usuario puede seleccionar un set de grados de libertad que serían sometidos al constraint. Constraint Diaphragm: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como un diafragma plano que es rígido contra deformaciones de membrana. Efectivamente, todas las juntas se conectan entre sí por vínculos que son rígidos en el plano, pero no afectan la deformación fuera del plano (placa). Se aplica cuando en un plano los elementos que conforman la estructura poseen en conjunto una rigidez muy significativa en términos del modelo que se está analizando, obteniéndose un comportamiento general como cuerpo rígido en el plano, referido a un centro de masas. Constraint Plate: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como una placa que es rígida contra deformación de flexión. Efectivamente, todas las juntas se conectan entre sí por vínculos que son rígidos a flexión fuera del plano, pero que no afectan la deformación en el plano (membrana). Constraint Rod: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como una barra recta que es rígida contra deformación axial. Efectivamente, todas las juntas mantienen una distancia fija entre sí, en la dirección paralela al eje de la barra, pero la traslación normal al eje y todas las rotaciones no se ven afectadas. Constraint Beam: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como una viga recta que es rígida contra deformación a flexión. Efectivamente, todas las juntas se conectan entre sí por vínculos que son rígidos para deformación fuera del eje, pero no afectan las traslaciones a lo largo o la rotación sobre el eje Constraint Equal: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas con el mismo desplazamiento para cada grado de libertad seleccionado, tomado en el sistema de coordenadas local del constraint. Los otros grados de libertad no son afectados. Constraint Local: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas con el mismo desplazamiento para cada grado de libertad seleccionado, tomado en el sistema de coordenadas local separado de la junta. Los otros grados de libertad no son afectados. Constraint Weld: Permite conectar diferentes partes del modelo estructural que se define por separado utilizando mallas.
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2.7.
COPY AND PASTE: COPIAR Y PEGAR
Se selecciona Copiar y luego Pegar, en donde se obtiene la siguiente ventana:
2.8.
REPLICATE: REPLICAS
2.8.1. TIPO LINEAL
Ejemplo: Consideremos tres (3) elementos lineales ubicados en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se seleccionan los mismos, y luego se sigue la ruta:
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Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
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2.8.2. TIPO RADIAL
Ejemplo: Consideremos un elemento lineal ubicado en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho elemento y luego seguimos la ruta:
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Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
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2.8.3. TIPO SIMETRIA
Ejemplo: Consideremos un elemento lineal ubicado en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho elemento y luego seguimos la ruta:
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Ver y/o Modificar las Opciones de Réplica
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34
Esta opción permite previamente seleccionar aquellas propiedades que van a pertenecer en los elementos generados en la réplica, a partir de los objetos originales
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2.9.
EXTRUDE: Extruir
Extrude Points to Frames/Cables: Extruir puntos a Líneas
Ejemplo: Consideremos tres nodos ubicados en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se seleccionan dichos nodos y luego seguimos la ruta:
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Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
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Ejemplo: Consideremos un nodo ubicado en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho nodo y luego seguimos la ruta:
Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
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Ejemplo: Consideremos un Nodo en el plano XY. Se selecciona dicho nodo, y luego seguimos la ruta:
Ejemplo: Consideremos un elemento lineal en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho elemento, y luego seguimos la ruta:
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Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
Ejemplo: Consideremos un elemento lineal ubicado en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho elemento, y luego seguimos la ruta:
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Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
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2.10.
EDIT POINTS: EDITAR PUNTOS
Add Grid at Select Points: Adicionar una línea de Grid al Punto seleccionado.
Ejemplo: Consideremos un sistema de piso con vigas, correas y una losa Acero en el plano XY donde se tienen los ejes A, B, 1, 2 y 3 tal como se muestra en la figura. Se selecciona la junta Nro 40, y luego seguimos la ruta: MENU EDIT / EDIT POINTS / ADD GRID AT SELECT POINTS.
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Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
Merge Joints: Unir Juntas dentro de una tolerancia específica
Aligned Points: Alinear Puntos.
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Ejemplo: Consideremos un sistema de elementos lineales ubicados en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se seleccionan las juntas Nro 46 y 48 identificadas con círculos, y luego seguimos la ruta:
Una vez establecida la opción correspondiente con los datos indicados, se obtiene lo siguiente:
Edit Lines: Editar Líneas.
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Divide Frames: Dividir elementos de Pórtico “Frame”
Ejemplo: Consideremos un elemento lineal ubicado en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho elemento, y luego seguimos la ruta:
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Ejemplo: Consideremos dos elementos lineales ubicados en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se selecciona dicho elemento, y luego seguimos la ruta:
Join Frames: Unir Elementos de Pórtico “Frame”. Ejemplo: Consideremos dos elementos lineales ubicados en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se seleccionan ambos elementos, y luego seguimos la ruta:
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Trim/Extend Lines: Recortar y Extender Líneas Ejemplo 1: Consideremos dos elementos lineales ubicados en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se seleccionan ambos elementos y el nodo del extremo del elemento que se quiere extender hasta la otra línea, que en este caso es la junta número 2, y luego seguimos la ruta:
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2.11.
LOAD PATTERNS: PATRONES DE CARGA
Nota: En este caso sólo se incorpora un factor multiplicador del peso propio igual o mayor a 1.00 en el caso “PP” t ipo DEAD. Los demás casos deben t ener “0” en el “ Self Weight Multiplier” para no contemplar el peso propio otra vez. Para el caso de carga SXE tipo QUAKE “Sismo Estático en X”, se tienen diversas opciones: User Loads (SXE-1): En esta opción se Aplican directamente las cargas por piso. User Coefficient (SXE-2): En esta opción se Aplican coeficientes para la carga sísmica estática ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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CASO 2: “User Coefficient”:
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2.12.
LOAD CASES: CASOS DE CARGA
Ejemplo: Caso de carga permanente “CP”En este caso se incluye el patrón de carga SCP y PP.
Ejemplo de Pandeo Consideremos una columna en Acero de sección Doble T modelada con elementos de área y empotrada en la base. Se aplica una carga unitaria a cada nodo de su extremo superior. Luego, se realiza un análisis de pandeo donde el programa nos reporta el factor de escala de la carga total introducida conforme a cada modo de pandeo, a fin obtener la carga crítica para cada caso.
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2.13.
LOAD COMBINATIONS: COMBINACIONES DE CARG
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Si elegimos agregar una nueva combinación “Add New Combo”, obtenemos lo siguiente:
Tipos de Combinaciones: Linear Add: Todos los resultados de los casos o combinaciones se multiplican por su factor y se suman incluyendo su signo. Este tipo de combinación se utiliza para contemplar cargas gravitacionales, viento o sísmicas (espectros). Envelope: Se evalúa una envolvente de máximos y mínimos de los casos de carga o combinaciones definidos para cada resultado de los elementos y puntos. Los casos de carga que dan los máximos y mínimos son usados para esta combinación, por lo que el combo de cargas tiene dos valores para cada resultado de los elementos y puntos. Este tipo de combinación puede usarse para cargas móviles y cualquier otro caso de carga donde se requiera que la carga produzca la fuerza o esfuerzo máximo o mínimo. SRSS. Todos los resultados de los casos o combinaciones se suman aplicando la raíz cuadrada de los valores al cuadrado. Absolute Add. Todos los resultados de los casos o combinaciones se suman siempre de manera positiva. Range Add. Presenta un reporte “Máximo” proveniente de la suma de los valores máximos positivos que contribuyen (un caso con un valor Máximo Negativo no Contribuye). Por otra parte, presenta a su vez un reporte Mínimo negativo proveniente de la suma de los valores mínimos negativos (un caso con un valor Máximo Positivo no Contribuye). Si elegimos la Opción de “Add Default Design Combos” se nos presenta lo siguiente:
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2.14.
MENÚ DRAW: DIBUJAR
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2.14.1. Draw Frame/Cable/tendón: Dibujar elementos de pórtico “Frame”, cables y Guayas, a partir de dos puntos (Aplica para plantas, elevaciones y en 3D
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2.14.2. Quick Draw Frame/Cable/Tendon: Dibujo rápido de elementos de pórtico “Frame”, cables y Guayas, en una región haciendo un click (Aplica para plantas, elevaciones y en 3D).
2.14.3. Quick Draw Secondary Beams: Dibujo rápido de Vigas Secundarias en una región (grid) haciendo un click (Aplica sólo para el Plano XY). Opción 1
Opción 2
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2.14.4. Quick Draw Braces: Dibujo rápido de Arriostramientos en una región (grid) haciendo un click (Aplica sólo para planos XZ y YZ) Bracing X(Cruz de San Andrés)
Bracing V (V Invertidad
Bracing V: (V)
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Bracing Eccen Back: (Diagonal hacia la Izquierda)
Bracing Eccen Forward: (Diagonal hacia la Derecha
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2.14.5. Draw Section Cut: Dibujar una sección de Corte Esta opción permite obtener las fuerzas resultantes para los elementos seleccionados (Vigas, Columnas, Arriostramientos, Muros, Losas, etc), para una determinada carga o combinación de cargas. Para Obtener una sección de corte primero se debe ver en pantalla los diagramas de solicitaciones (el que se requiera) para cualquier régimen de cargas, y luego, ir al menú Draw / Draw Section Cut y pasar una línea que corte los elementos involucrados.
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Force (1): Fuerza Resultante en la dirección de la sección de Corte. Force (2): Fuerza Resultante en la dirección perpendicular al plano que contiene a la sección de Corte. Force (Z): Fuerza Resultante en Z. Moment (1): Momento Resultante alrededor del eje de la sección de Corte. Moment (2): Momento Resultante alrededor del eje perpendicular al plano que contiene a la sección de Corte Moment (Z): Momento Resultante alrededor del eje Z.
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2.15.
MENÚ SELECT: SELECCIONAR
Poly: Selección a través de una Poligonal. Ejemplo: Consideremos una Estructura en 3D formada por elementos Frame. Luego, trazamos una poligonal encerrando algunos objetos, tal como se muestra en la figura.
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2.16.
MENÚ ASSIGN: ASIGNAR
2.16.1. Joint: Asignar diferentes propiedades y tipos de restricciones a Juntas.
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2.16.1.1. Restraints: Restricciones Generales
2.16.1.2. Local Axes: Rotación de ejes Locales
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2.17.
MENÚ ANALYSE: ANALIZAR
Set Analysis Options: Opciones de Análisis. Análisis Plano o Espacial. Análisis Dinámico, Efecto P-Delta.
Solver Options: Opciones de Solución
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Set Load Cases to Run: Seleccionar los casos de cargas a correr.
Show Load Case Tree: Mostrar Diagrama Tipo Árbol de los Casos de Carga.
Modify Undeformed Geometry: Modificar la Geometría No Deformada.
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Show Last Run Detail: Mostrar Detalles de la última Corrida.
Show Deformed Shape: Ver Deformadas del Modelo.
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Show Forces/Stresses: Ver Fuerzas y/o Esfuerzos en Juntas, Elementos de Pórtico “Frame”, Cables, Guayas, Áreas y Sólidos.
Joints: Reacciones en Juntas.
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2.18.
MENÚ DESIGN: DISEÑAR
Steel Frame Design: Diseño de Elementos de Pórtico “Frame”, en Acero.
View/Revise Preferences: Ver y/o Redefinir Preferencias de Diseño.
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View/Revise Overwrites: Ver y/o Redefinir Parámetros de Diseño.
Select Design Group: Seleccionar Grupos de Diseño.
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Select Design Combinations: Seleccionar Grupos de Diseño.
Set Lateral Displacement Targets: Límite de Desplazamiento Lateral. A través de este formulario el programa diseña toda la estructura utilizando un parámetro de autoselección en los diferentes elementos de la misma, considerando las derivas o desplazamientos máximos previamente establecidos en las juntas correspondientes, y a su vez cumpliendo con los criterios de resistencia y flechas permitidas. Es decir, La estructura queda diseñada para cumplir con la Resistencia requerida, Flechas máximas permitidas y la Desplazabilidad máxima establecida.
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Set Time Period Targets: Establecer Límites de periodos de formas modales.
A través de este formulario el programa diseña toda la estructura utilizando un parámetro de autoselección en los diferentes elementos de la misma, considerando los Modos de Vibración previamente establecidos para cada forma modal, y a su vez cumpliendo con los criterios de resistencia y flechas permitidas. Es decir, La estructura queda diseñada para cumplir con la Resistencia requerida, Flechas máximas permitidas y los períodos Máximos Establecidos para cada forma modal. Start Design/Check of Structure: I Iniciar el Diseño y/o revisar la estructura contemplando los grupos, combinaciones, coeficientes y definiciones particulares realizadas previamente en la misma siguiendo los lineamientos normativos establecidos. Display Design Info: Mostrar la información del Diseño de acuerdo a la Norma Aplicada.
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P-M Ratio Colors & Values: Valores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión, con indicación de colores. P-M Colors / Shear Ratio Values: Colores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión. Valores de Relación Demanda/Capacidad a Corte. P-M Ratio Colors / No Values: Colores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión (sin valores) Cont. Plate Area / Doubler Plate Thickness: Area requerida de planchas de Continuidad y Espesor requerido de planchas (dobles) adosadas al alma. Beam/Column Capacity Ratios: Relación de capacidad dada por la sumatoria de Momentos Resistentes en Vigas / Momentos Resistentes en Columnas que concurren a un Nodo, en cada plano. P-M Colors / Beam Shear Forces: Colores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión. Valores de fuerzas de Corte en Vigas. PM Colors / Brace Axial Forces: Colores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión. Valores de fuerzas Axiales en Arriostramientos. Change Design Section: Cambiar la sección del Diseño
Es importante destacar que SAP2000 determina el coeficiente de Suficiencia (C.S) de cada uno de los elementos (Correas, Vigas, Arriostramientos y Columnas) que pertenecen a la estructura de conformidad con las combinaciones y la Norma Establecida. El Coeficiente de Suficiencia expresa la relación crítica de Demanda/Capacidad en la Interacción de la fuerza axial y los momentos actuando ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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simultáneamente, así como las flechas máximas permitidas, debido a ello, en cualquier caso, debe ser igual o menor a 1.00.
Para el Caso de un Sistema tipo “SMF” “Special Moment Frames” el programa Verifica si: 1) Los perfiles para las Vigas y Columnas son compactos Sísmicos 2) Las vigas posean adecuado soporte lateral. 3) El criterio Columna Fuerte-Viga Débil en cada Junta, de una manera simplificada considerando un valor de sobre-resistencia (Ry). 4) Las planchas de refuerzo en la Zona del Panel. Concrete Frame Design: Diseño de Elementos en Concreto.
View/Revise Preferences: Ver y/o Redefinir Preferencias de Diseño
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En Este Formulario se puede especificar o redefinir en la casilla correspondiente, el Código de Diseño a usar, Factores Sísmicos, Factores de Minoración de Resistencia, Máximo valor de Factor de Utilización, Coeficientes, y varios detalles del Código de Diseño en Concreto seleccionado. Los Ítems mencionados anteriormente dependerán de la Norma o Código seleccionado. View/Revise Overwrites: Ver y/o Redefinir Parámetros de Diseño.
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En este Formulario se puede especificar o redefinir en la casilla correspondiente, la Sección de diseño, Tipo de Elemento, Factores de longitud No arriostrada, Factores de longitud efectiva, Coeficientes, tanto para uno o varios elementos de Concreto. Si se coloca cero “0” el programa determina el valor por defecto. Select Design Combo: Seleccionar Combinaciones para el Diseño.
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Start Design/Check of Structure: Iniciar el Diseño y/o revisar la estructura contemplando las combinaciones, coeficientes y definiciones particulares realizadas previamente en la misma siguiendo los lineamientos normativos establecidos. Display Design Info: Mostrar la información del Diseño de acuerdo a la Norma Aplicada.
Longitudinal Reinforcing: Refuerzo Longitudinal Rebar Porcentaje: Cuantía del acero de refuerzo longitudinal Shear Reinforcing: Refuerzo de acero por Corte. Column P-M-M Interaction Ratios: Relación Demanda/ Capacidad a flexo-compresión en Columnas. (6/5) Beam/Column Capacity Ratios: Relación de capacidad dada por la sumatoria de (6/5) Momentos resistentes en Vigas / Momentos Resistentes en Columnas, que concurren a un nodo, en cada plano. Column/Beam Capacity Ratios: Relación de capacidad dada por la sumatoria de Momentos Resistentes en Columnas / Momentos Resistentes en Vigas que concurren a un Nodo, en cada plano. Joint Shear Capacity Ratios: Relación Demanda/Capacidad a Corte en las Juntas Torsión Reinforcing: Refuerzo de acero por Torsión. Change Design Section: Cambiar la sección del Diseño.
En el caso del acero por corte de la viga, el programa lo determina según el nivel de diseño del elemento. Por ejemplo, si se escoge “Sway Special” se diseña por capacidad, es decir, el área de acero por corte es función de la carga gravitacional mayorada mas
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el corte proveniente de suponer que en los extremos de la viga se generan las rótulas plásticas a flexión. Es importante destacar que el corte, La relación Columna Fuerte/Viga Débil y el chequeo del Nodo debe revisarse para los aceros reales colocados y no los calculados, por tanto vamos a proceder a indicar los aceros superiores e inferiores finales a la izquierda y la derecha de las vigas. Esto implica, quitar el análisis y luego ir al menú Define / Frame
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III. 3.1.
CÁLCULO DE EDIFICIOS DE CONCRETO ARMADO CON SAP2000 Propiedades de los Materiales y Elementos
3.1.1. Propiedades del Concreto El valor del módulo de elasticidad para concretos de densidad normal se puede tomar de acuerdo al ACI 318-08/8.5.1, como sigue:
El concreto a usar en la superestructura: columnas, muros estructurales, vigas, losas de entrepisos, tiene las siguientes propiedades: Peso Específico: 2400 Kg/m3. Resistencia a la Compresión del Concreto: 350 Kg/cm2. Esfuerzo de Fluencia del Acero: 4200 Kg/cm2. Módulo de Elasticidad: 280 624.30 Kg/cm2. Módulo de Corte: 0.417 x EC = 117 020.33 Kg/cm2. Módulo de Poisson: 0.20. 3.1.2. Propiedades de los Componentes Rigidez Las rigideces de los componentes deberán tomar en cuenta el comportamiento a flexión, corte axial y las deformaciones por deslizamiento del refuerzo. Según el ASCE/SEI 41-06 sección 6.3.1.2, se tomarán los siguientes valores para el cálculo lineal de edificios:
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3.2.
Muros de Corte
En el formulario “Area Sections” seleccionamos “Shell” en la sección “Select Section Type To Add”, luego hacemos click en el botón para crear una sección con los parámetros adecuados a usar en los muros de corte. Se tienen dos tipos de muros de corte que se diferencian por su espesor. En el formulario "Shell Section Data” ingresamos las propiedades tal como se observan en la siguiente figura. Hacemos click en el botón
para ajustar las propiedades para utilizar la rigidez efectiva
en los muros. Hacemos click en el botón “Shell“Section Data” y nuevamente click en el botón “Area Section”.
para regresar al formulario para volver al formulario
Con el mismo procedimiento creamos la sección para el muro M2. Los formularios correspondientes al muro M2. Estando en el formulario “Area Section”, hacemos click en el botón para volver a la pantalla principal del programa habiendo definido las secciones a usar en los muros de corte.
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3.3.
Losas de Entrepisos
Para definir las secciones a usar en las losas de entrepisos se sigue el mismo procedimiento para los muros de corte. Los formularios y los valores en cada propiedad, se pueden observar en la siguiente figura. No se aplican ninguna reducción para el cálculo de la rigidez efectiva, ya que una losa se considera infinitamente rígida y se calculará teniéndola en cuenta que trabaja como un diafragma rígido.
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3.4.
Definición de las Cargas Patrón (Load Patterns)
Además de las cargas por peso propio (que viene por defecto en el programa, “DEAD”) se generarán cinco cargas patrón adicionales: cargas superimpuestas (CM), cargas vivas reducidas en entrepisos (LIVE), cargas en techos (LIVEUP), y cargas sísmicas para el análisis del edificio por el método de la fuerza lateral equivalente (FLE), las cargas sísmicas se generarán en cada dirección (SISMOX y SISMOY). Las cargas patrón se definen en el formulario “Define Load Patterns”, ingresando por el menú: “Define/Load Patterns”, o por la herramienta. En el formulario “Define Load Patterns” se puede agregar ,modifica ,modificar
(patrones de cargas laterales), y borrar patrones de carga.
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3.5.
PASOS PARA PROGRAMAR EL PROYECTO
Dentro del formulario “Define Load Patterns” se tiene por defecto la carga DEAD, en la columna “Self Weight Multiplier” está el valor de “1” (100%) lo que le indica al programa calcular el peso propio de los elementos estructurales que se dibujen en el modelo, si se quisiera incluir un porcentaje del peso propio se puede variar el valor de “1” al adecuado. En cualquier caso, de carga se puede incluir el peso propio, pero es recomendable tenerlo en un patrón independiente. Generamos el patrón de cargas superimpuestas, donde ingresaremos todas las cargas muertas (acabados, mecánicas, etc.), los parámetros de la carga se pueden observar en la Figura. Una vez ingresados los valores se hace click en el botón para crear el patrón de carga.
3.6.
Cargas Vivas Reducidas, LIVE
El proceso de creación de las cargas vivas reducidas es igual al de las cargas superimpuestas, los parámetros se pueden observar en la Figura
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3.7.
Cargas Vivas de Techo, LIVEUP
El proceso de creación de las cargas de techo es similar a las cargas creadas anteriormente, los parámetros se pueden observar en la Figura
3.8.
Cargas Sísmicas para la FLE, SISMOX y SISMO Y
En las cargas sísmicas para un análisis estático por la fuerza lateral equivalente, la variación con respecto a las cargas creadas anteriormente es que al elegir como tipo “QUAKE” (terremoto o sismo) se activará la columna “Auto Lateral Load Pattern”; desde dicha columna podremos generar una carga lateral por normativas, introduciendo las cargas directamente aplicadas al centro de masas, o por medio del coeficiente de cortante sísmica en la base (“User Coeficient”). En la Figura se puede ver los parámetros para la carga lateral en la dirección X. Una vez se crea la carga lateral haciendo click en el botón procedemos a editarla, en la siguiente Figura se observan los valores a introducir. Luego se hace click en el botón para volver al formulario “Define Load Patterns”. El proceso es similar para generar la carga lateral por coeficientes de usuario para la carga sísmica en la dirección Y.Se pueden observar los parámetros de la carga en la dirección Y.
Una vez se tengan las seis cargas patrón (incluyendo DEAD), se hace click en el botón , para cerrar el formulario “Define Load Patterns” y aceptar los patrones ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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definidos. El siguiente paso definir los casos de carga para el análisis modal espectral.
Parámetros para el patrón de carga SISMOX
Parámetros de definición para el caso de cargas laterales usando coeficientes de usuario para el sismo en la dirección X.
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Parámetros de definición para el caso de cargas laterales usando coeficientes de usuario para el sismo en la dirección Y.
3.9.
Definición de las Casos de Diseño (Load Cases)
3.9.1. Ingreso del Espectro de Diseño Para definir el espectro de diseño se ingresa por el menú: “Define/Functions/Response Spectrum” o haciendo click en la herramienta; se tiene la opción de elegir espectros de diseño según normativas, ingreso de archivos o ingreso de los valores del espectro manualmente. Se elegirá “From File” desde la sección “Choose Function Type to Add” y luego click en el botón , se ubica el archivo del espectro, se verifica que se tenga marcada , y haciendo click en el botón se podrá observar el espectro de diseño. En la Figura se puede ver el formulario “Response Spectrum Function Definition” con los valores elegidos. Si se desea se puede hacer click en el botón para poder modificar los datos manualmente o para compartir el modelo sin la necesidad de disponer del archivo importado del espectro. Se hace click en el botón
para regresar al formulario “Define/Functions/Response
Spectrum”, nuevamente click en el botón y se habrá generado el espectro de diseño para usar en el análisis modal de respuesta espectral. En la Tabla se aprecian los valores para la definición del espectro de diseño.
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Espectro de diseño importado para el análisis modal de respuesta espectral según el ASCE/SEI 7-10.
Valores periodo vs aceleración espectral del espectro de diseño, según el ASCE/SEI 7-10. 3.10.
Casos de Carga para el Análisis Modal de Respuesta Espectral
Una vez se tenga el espectro de diseño se crearán los casos de carga para el análisis modal de respuesta espectral. Ingresamos por el menú: “Define/Load Cases” o haciendo ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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click en la herramienta, y en el formulario “Define Load Cases” podremos agregar, modificar, copiar y borrar casos de carga. En dicho formulario se pueden observar los seis patrones de carga con un tipo de carga “Linear Static”, además se tiene un caso “MODAL” que el programa genera automáticamente y es el caso que realizará el análisis modal (valores y vectores característicos, participación modal, etc.). Seleccionamos el caso “MODAL” y hacemos click en el botón en el formulario “Load Case Data – Modal” cambiamos el método de evaluación de los valores y vectores característicos al tipo “Ritz Modes” desde la sección “Type of Modes”. El resto de parámetros a ingresar se puede observar en la Figura 1-30. Hacemos click en el botón para aceptar los cambios y volver al formulario “Define Load Cases”. Haciendo click en el botón definiremos el sismo en la dirección X, los valores y parámetros se pueden observar en la Figura , el valor de escala es igual a 9.81 (valor de la aceleración de la gravedad) en la dirección X, ya que el espectro de diseño no tiene sus valores multiplicados por esta constante, y de esta forma el programa lo tendrá en cuenta para el cálculo. En la dirección Y el valor de escala es igual a 2.943 ya que se considerará para el análisis en la dirección X el 30% de aporte en la dirección transversal (dirección Y). Hacemos click en el botón y se habrá creado el caso para el análisis modal de respuesta espectral en la dirección X. El mismo procedimiento se aplica para generar el caso de carga en la dirección Y (ver Figura 1-32). De vuelta en el formulario “Define Load Cases” hacemos click en el botón pantalla principal con los casos de análisis dinámicos creados. 3.11.
para volver a la
Definición de la Masa Efectiva Sísmica
La masa efectiva sísmica se ingresa desde el menú: “Define/Mass Source” o por la herramienta. Según el ASCE/SEI 7-10 se considerará el 100% de la carga por peso propio y cargas muertas, pero como el edificio no es un almacén no se considerará un porcentaje de las cargas vivas. En la Figura se puede observar el formulario “Define Mass Source” con los parámetros elegidos, se hace click en el botón aceptar los cambios y se vuelve a la pantalla principal del Sap2000
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para
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Parámetros para el caso de carga “MODAL”.
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Parámetros para el caso de carga “EQXX”, dirección X
Parámetros para el caso de carga “EQYY”, dirección Y.
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Definición de la Masa Efectiva Sísmica.
3.12.
Dibujo del Modelo en el Sap2000
3.12.1. Visualización en Planta, Elevaciones y 3D Para realizar el dibujo del modelo en el Sap2000 se tienen herramientas que sirven de ayuda para visualizarlo desde distintas perspectivas de vista como en planta, elevación o 3D. A continuación, se presentarán los más importantes:
Herramientas de movimiento: ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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: “Move Up in List” y “Move Down in List”, con la primera de las herramientas se puede pasar, por ejemplo, de una vista en elevación en el Eje A al Eje B de manera inmediata, o de la vista en planta del piso 6 a la vista en planta del piso 7. La segunda de las herramientas cumple con la misma función, pero en sentido inverso. Sólo se activa en vistas en planta y elevación Herramientas de Vistas:
: “Pan”, herramienta para realizar el movimiento de paneo del modelo, en una vista dada,
: “Set Default 3D View”, nos muestra una vista 3D del modelo por defecto.
: “Set XY View”, herramienta que nos muestra vistas en planta o vistas en el plano XY. : “Set XZ View”, herramienta que nos muestra vistas en elevación o vistas en el plano XZ. : “Set YZ View”, herramienta que nos muestra vistas en elevación o vistas en el plano YZ.
: “Rotate 3D View”, herramienta que nos sirve para girar la vista en 3D.
3.12.2. Visualización de Propiedades Las imágenes previas mostradas, donde se aprecian las secciones que se usan en cada elemento, no es la que por defecto entrega el programa. El programa brinda la opción de mostrarnos una serie de propiedades de los elementos como pueden ser la etiqueta o nombre asignada, tipo de sección, ejes locales, etc.; además puede mostrarnos la extrusión en vista, los elementos “Area” rellenos, etc. En la barra de herramientas se encuentra el “Set Display Options…”, a continuación, mencionaremos algunas de las opciones que nos ofrece el programa para poder visualizar las propiedades de los objetos creados. “Set Display Options…”, nos muestra alguna de las propiedades de los nodos, “Frames”, “Areas”, sólidos, “Links” y otras características. ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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Sección General
: Nos muestra la vista extruida del modelo. : Nos muestra los elementos “Area” rellenos.
Sección Joints (Nodos) : Nos muestra las restricciones aplicadas en los nodos. : Nos muestra los resortes asignados a los nodos. Sección Joints, Frames, Area, Solids, Links : Nos muestra las etiquetas o nombres asignados a los elementos. : Nos muestra las secciones de los elementos. : Nos muestra los ejes locales de los elementos. Se han presentado algunas de las opciones del “Set Display Options…”, con las que se podrá visualizar rápidamente algunas propiedades de los objetos para su rápida identificación y edición si fuera necesario. Cabe mencionar que, en el Sap2000, los ejes locales se visualizan en colores; los ejes locales son “1”, “2”, y “3”, a los que les corresponde los colores rojo, verde y cian respectivamente
3.12.3. Asignación de Restricciones El siguiente paso es asignar restricciones al modelo, o los soportes en los nodos de la base, no se tienen soportes laterales. Se asignarán empotramientos perfectos en las columnas y apoyos fijos en los muros de corte. Nos ubicamos al nivel Z=0 y seleccionamos los nodos que corresponden a las columnas e ingresamos por el menú: “Assign/Joint/Restraints”, o por la herramienta
y elegimos el botón
del formulario
“Joint Restraints”. Hacemos click en el botón y habremos asignado empotramientos perfectos en las bases de las columnas. Se repite el procedimiento para ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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los muros de corte, pero se elige el botón asignar apoyos fijos.
del formulario “Joint Restraints”, para
3.12.4. Asignación de Brazos Rígidos Según recomendaciones del ASCE/SEI 41-06 Supplement Nº 01, cuando se requiera en el diseño por capacidad, que la relación de la suma de los momentos nominales de las columnas y la suma de los momentos nominales de las vigas sea mayor a 1.2 y la unión se modele implícitamente, sólo se asignarán brazos rígidos a las columnas y no a las vigas. Para asignar los brazos o cachos rígidos, se seleccionan todas las columnas y mediante el menú: “Assign/Frame/End (Lenght) Offsets” o también por medio de la herramienta , se tiene acceso al formulario “Frame End Length Offsets”; por medio de este formulario se pueden ingresar los brazos rígidos de manera automática, por tanto seleccionamos la opción
, y en el cuadro de texto
“Rigid zone factor” ingresamos el valor de 0.5, hacemos click en el botón para asignar los brazos rígidos a las columnas. Para facilitar la selección de los elementos, mediante el menú “Select” se tiene una serie de opciones como el elegir elementos que compartan cierta propiedad específica o seleccionar elementos que compartan ciertos parámetros.
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3.12.5. Asignación de Diafragmas Rígido Para la asignación de diafragmas rígidos a las losas de entrepisos, se seleccionan los nodos de un piso y por el menú: “Assign/Joint/Constraints”, tenemos acceso al formulario “Assign/Define Constraints” seleccionamos “Diaphragm” en la sección “Choose Constraint Type to Add” y hacemos click en ; se nos abrirá un nuevo formulario en el que le indicaremos al programa el sistema coordenado y el eje al que se desea limitar el elemento, se coloca un nombre y hacemos click en para aceptar y se habrá asignado un diafragma rígido al piso seleccionado. También se puede asignar diafragmas seleccionando todos los nodos del modelo, a excepción de los nodos en la base, pero que difieran en su coordenada en “Z”, para así facilitarnos el trabajo. Una vez completados todos los pasos mencionados hasta esta sección, en las secciones previas de este capítulo, se desarrollará como ejecutar el análisis del modelo y como disponer de las tablas de resultados. 3.13.
ANÁLISIS Y REVISIÓN DE RESULTADOS
3.13.1. Análisis del Modelo Para realizar el análisis del modelo se ingresa por el menú: “Analyze/Set Analysis Options…” y seleccionamos el botón “Space Frame” en la sección “Fast DOFs”, con esto le indicamos al programa que realice un análisis tridimensional Hacemos click en para retornar a la pantalla principal del programa.
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En el menú “Analyze” también se tiene el comando “Create Analysis Model” que sirve para generar y visualizar la malla de elementos finitos, el “Model Alive” que nos permite realizar cambios en el modelo una vez se haya hecho el cálculo sin tener que desbloquear , el “Set Load Cases to Run” para seleccionar los casos de carga a ejecutar (se activa también antes de correr el modelo “Run Analysis”). El siguiente paso será correr el modelo. Por el menú: “Analyze/Run Analysis”, o haciendo click en la herramienta , o por medio del teclado con la tecla “F5”, ingresamos al formulario “Set Load Cases to Run”, donde se tiene la opción de indicarle al programa que casos de carga ejecutar y cuáles no, también si se quiere activar el “Model Alive”. Haciendo click en el botón se inicia el proceso de análisis. Cualquier error el Sap2000 nos avisará con un mensaje en pantalla, también se puede visualizar la pantalla de ejecución o análisis en tiempo real, donde podremos seguir el proceso. Al finalizar el análisis el programa nos entrega el modelo deformado para algún caso de carga. En la Figura se puede apreciar el modelo luego del análisis. Posteriormente se podrán visualizar los resultados gráficamente y por medio de tablas.
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3.13.2. Visualización de Resultados – Postprocesamiento El programa entrega los resultados por cada caso de carga o combinación que se haya definido. Podemos tener acceso a los resultados gráficamente por la barra de herramientas de la parte superior , o también por el menú “Display”. Podemos visualizar el modelo no deformado, deformado por la acción de alguna carga, diagramas de fuerzas axiales, cortantes y momentos. En la Figura se puede ver los resultados de los momentos producidos para dos tipos de carga. Luego se puede usar el módulo de diseño y tener los resultados de las áreas de refuerzo necesarias en los elementos. 3.13.3. Visualización de Tablas de Resultados Muchos de los resultados que entrega el Sap2000, como por ejemplo la fuerza cortante en la base, se presentan en tablas que fácilmente se pueden exportar a hojas de cálculo como el Excel. Para visualizar las tablas de resultados, se ingresa por el menú “Display/Show Tables”. En la Figura se muestra el formulario “Choose Tables for Display”, en dicho formulario se tienen muchas opciones a elegir para la visualización de los resultados, escogiendo uno o varios casos de carga, si se selecciona un grupo de elementos también se pueden observar los resultados sólo para ese grupo.
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Resultados de la fuerza cortante en la base para la FLE. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE SAP2000 La principal característica de SAP2000 es su interfaz gráfica, herramienta potente y amigable. Dispone también de herramientas para visualización en 3D. Sin embargo, esta cualidad implica quizás un menor control y menores posibilidades que otros programas. Se puede afirmar que SAP2000 es un programa muy intuitivo y sencillo, fácil de manejar, pero que no ofrece tantas posibilidades de análisis. Otra característica propia de SAP2000 que no tienen otros programas de elementos finitos avanzados como ADINA o ABAQUS es la capacidad para diseñar secciones. Para ello dispone de varias normas, entre ellas los EUROCODIGOS, aunque no consta de la instrucción española EHE, por lo que su utilidad es bastante limitada. Existen tres distribuciones de SAP2000: SAP2000: La distribución básica. Como tipo de elementos sólo incluye vigas 2D y 3D, barras articuladas, y láminas. SAP2000 Plus: Además de todas las posibilidades de SAP2000, incluye más tipos de elementos, como elementos geométricos planos o sólidos 3D, y posibilidades de realizar análisis de historias temporales. SAP2000 Non linear: La más avanzada, puede además realizar análisis no lineales, como plasticidad. SAP2000 Educational permite realizar algunas de estas posibilidades, pero muy limitado en el número de nodos. Los manuales y ejemplos se encuentran en el CD de libre distribución, en formato PDF. Una de las ventajas de SAP2000 es la facilidad con la que se pueden introducir mallas sencillas. Para ello lo mejor es definir un nuevo modelo en el que designaremos el grid de tal modo que todos los nodos de la malla se encuentren en sus intersecciones. Cuando la malla no es tan sencilla, se pueden introducir en formato .DXF, el cual se puede obtener con cualquier programa de diseño asistido por ordenador. También se pueden introducir los datos de los nodos a partir de hojas numéricas, por ejemplo, de EXCEL (ver manuales). Una vez establecida la malla, para un análisis sencillo, es necesario definir el tipo de sección, los tipos de carga (permanente, sobrecarga...), las combinaciones de dichas cargas y los materiales. Luego se los asignamos a cada barra o nodo, y damos las condiciones de contorno (muelles, desplazamientos impuestos, empotramientos...). Se ejecuta el modelo y se visualizan todos los datos. Se pueden imprimir ficheros de datos con los resultados, o directamente los gráficos. Por tanto, se puede concluir: ING. GUILLERMO VÁSQUEZ BARDALES
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SAP2000 Educational es una herramienta adecuada para problemas sencillos, lineales, en los que el modelo se pueda mallar con una discretización con pocos nodos. SAP2000 Educational no es adecuado para análisis complejos, mallas complicadas, problemas no lineales o con historias temporales, etc. ESCALERAS Opción Stairs: Al entrar se nos presenta una ventana donde se puede elegir entre tres tipos de Modelos de Escaleras. En cada caso se especifican los parámetros que definen la geometría, la sección de las Áreas, Restricciones y las Líneas de Grid.
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Opción Underground Concrete Structures: Al entrar se nos presenta una ventana donde se puede generar un modelo de Losas y Muros de concreto confinado por tierra. En ese caso se especifican los parámetros que definen la geometría, la sección de las Áreas, Cargas, Resortes, Restricciones y las Líneas de Grid.
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