Sap2000

ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Aplicación 01.Edificio Sistema Estructural de Pórticos y Muros de Cortante de cinco niveles. Análisis Sísmico Dinámico por Combinación Modal Espectral.      

Uso Ubicación Suelo Vigas XX Vigas YY Columnas



Muros

: Oficinas : Chiclayo : Flexible : 0.30m*0.50m : 0.30m*0.60m : Rectangular Circular : e=0.20m

Concreto Acero

f’c= 210 Kg/cm2 fy = 4200 Kg/cm2

: 0.45m*0.45m : D=0.60m

Ing. Ovidio Serrano Zelada – [email protected]

ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Solución SAP2000 V.16.Paso 1 [Seleccionar Unidades]: Ejecute el programa Sap2000 V.16. Seleccione las unidades iniciales en las que desea trabajar. Esta opción se encuentra en la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000, como se muestra a continuación.

Paso 02 [Selección del modelo]: Del menú principal (parte superior), abriendo la opción de File seleccione New Model. Esta acción lo llevará a la ventana de New Model que se muestra a continuación.

Seleccione la plantilla 3D Frames. Esto lo conducirá a la siguiente ventana:

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Escriba 1, 3 y 5 en las cajas de texto de Number of Stories (número de pisos), Number o Bays X (número de tramos en X) y Number o Bays Y (número de tramos en Y), respectivamente, y 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:

Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en función de las longitudes de los tramos y presione Ok dos veces. Esto lo conducirá a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene por omisión dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ. Nota: Asegúrese que la opción de Restraints está seleccionada. De otra manera, la estructura tendrá las juntas libres (sin apoyos).

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Nos desplazamos hacia el techo del primer nivel y procedemos a borrar los elementos adicionales para lograr la geometría correcta, seleccionándolos y presionando la tecla Supr.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 03 [Definición 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/Materials/Add New Material… Definiendo el material Concreto210

Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Concreto210) en la caja de texto de Material Name and Display Color. Cambie los valores a los especificados en la descripción del problema. Seleccione OK dos veces.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Definiendo el material Acero4200

Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Acero4200) en la caja de texto de Material Name and Dispay Color. Cambie los valores a los especificados en la descripción del problema. Seleccione OK dos veces.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 04 [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. Viga-30*50.-

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Viga-30*60.-

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Col-45*45

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Col-D60.-

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 04 [Definición de las secciones de los elementos Losas y Muros]: Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el menú principal y luego la opción Section Properties/ Area Sections. Losa15.-

Muro25.-

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 05 [Asignar secciones de los elementos al modelo]: Asignar Columnas.Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las columnas rectangulares. Assign/Frame/Frame Sections…

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a la columna circular. Assign/Frame/Frame Sections…

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Asignar Vigas.Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las vigas en la dirección X (Viga-30*50). Assign/Frame/Frame Sections…

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las vigas en la dirección Y (Viga-30*60). Assign/Frame/Frame Sections…

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 06 [Dibujar la Viga Curva]: Seleccionar el punto de la intersección D5 y haciendo centro en la intersección C5 (X=11,Y=24), Edit/Extrude/Extrude Points to Frames/Cables…

Para lograr una mejor visualización, la estructura ha sido extruida en la ventana 3D: View/Set Display Options…

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Paso 07 [Asignar las losas al modelo]: Losas Rectangulares.Para asignar la losa al modelo, nos ubicamos en el plano XY, Draw/Draw Rectangular Area

Procedemos a dibujar la losa en las zonas rectangulares. Para lograr una mejor visualización, en la ventana XY: View/Set Display Options…

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Losa en zona de viga curva.Seleccionar la viga del eje 5 entre los ejes C y D y haciendo centro en la intersección C5 (X=11,Y=24), Edit/Extrude/Extrude Lines to Areas…

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Paso 08 [Asignar muros de corte al modelo]: Para asignar los muros al modelo, nos ubicamos en el plano vertical (XZ o YZ) en el eje donde se ubicará el muro de corte, Draw/Draw Rectangular Area

Procedemos a dibujar el muro correspondiente

Procedemos de manera similar para dibujar el resto de muros.

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Paso 09 [Asignar muros de ascensores al modelo]: Ascensor Rectangular.Para asignar los muros al modelo, nos ubicamos en el plano horizontal XY y procedemos a dibujar puntos en las coordenadas correspondientes a las esquinas de los muros del ascensor. Draw/Draw Special Joint

Proceder de igual forma hasta dibujar todos los puntos.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Dibujar una línea que una los puntos dibujados. Draw/Draw Frame/cable/Tendon

Seleccionar las vigas dibujadas en el paso anterior. Edit/Extrude/Extrude Lines to Areas…

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Ascensor Circular.Para asignar los muros al modelo, nos ubicamos en el plano horizontal XY y procedemos una viga curva. Dibujar un punto en la coordenada (0,1.5) referente a la intersección A4 (3,18). Draw/Draw Special Joint

Seleccionar el punto dibujado. Edit/Extrude/Extrude Points to Frames Cables…

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Seleccionar las vigas dibujadas en el paso anterior. Edit/Extrude/Extrude Lines to Areas…

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Paso 10 [Discretizar elementos Área]:.Discretización de Muros de Corte.Seleccionar los muros a discretizar (no incluir muros de ascensores). Edit/Edit Areas/Divide Areas…

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Proceder de manera similar para los muros de ascensor, teniendo en cuenta el número de divisiones en cada dirección.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Discretización de Losas de techo.Seleccionar las losas a discretizar. Assign/Area/Automatic Area Mesh…

Paso 11 [Asignar 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. Assign/Joint/Restraints…

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Paso 11 [Definir patrones 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 las que van a ser utilizadas. Define/Load Patterns… DEAD, carga muerta LIVE, carga viva LIVE1, caga viva alternancia 01 LIVE2, carga viva alternancia 02

Paso 12 [Asignar las cargas a la estructura]: Carga Muerta: DEAD Peso de losa Peso tabiquería sobre losa Peso acabados Total DEAD Carga Viva : LIVE S/C Total LIVE

= 0 Kg/m2 (el programa considera el peso de la losa) = 200 Kg/m2 (metrado de tabiquería) = 100 Kg/m2 = 300 Kg/m2 (Pisos inferiores) 150 Kg/m2 (Azotea) = 250 Kg/m2 = 250 Kg/m2 (Pisos inferiores) 100 Kg/m2 (Azotea)

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Asignación de Carga Muerta – DEAD Seleccionar las losas. Assign/Area Loads/Uniform Shell…

Asignación de Carga Viva - LIVE Seleccionar las losas. Assign/Area Loads/Uniform Shell…

Paso 13 [Replicar la estructura para tener los cinco niveles]: Seleccionar toda la estructura. Edit/Replicate

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Paso 14 [Cambiar la altura del primer nivel a4.00m y crear ejes en altura faltantes]: Ubicarse en la cimentación y seleccionar todos los apoyos. Edit/Move

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 15 [Mover la estructura 1.00m hacia arriba]: Seleccionar toda la estructura. Edit/Move

Paso 16 [Asignar la Carga Viva alternada y cambiar las cargas de la Azotea].Seleccionar las losas de piso en forma alternada y excepto en la azotea. Assign/Area Loads/Uniform Shell… Primer Nivel: LIVE1

Siguientes niveles alternados.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Primer Nivel: LIVE2

Siguientes niveles alternados. Paso 17 [Asignar peso de muros sobre las vigas].Seleccionar las vigas que tengan muros sobre ellas. Assign/Frame Loads/Distributed

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16 Paso 17 [Asignar Brazos Rígidos].Seleccionar las vigas y columnas del modelo. Asign/Frame/End (Length) Offset…

Paso 18 [Definir Diafragmas Rígidos de Entrepiso] Seleccionar todo el piso que se desea modelar como diafragma rígido (Primer Piso).

Assign/Joint/Constraints…

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Repetir este procedimiento para cada piso.

Paso 19 [Definición de la cargas de sismo – Análisis Estático] Parámetros Sísmicos Z = 0.4 U = 1.0 S = 1.4 Tp = 0.9 C = 2.5(Tp/T)