Tutorial Bd de Ram Elements

Ejemplo 4: Viga continua

Este ejemplo lo guiará paso a paso en la creación de una viga metálica de 2 tramos. El ejemplo será más efectivo si practica las técnicas ilustradas a medida que son presentadas. La estructura a introducir es una viga metálica sencilla cargada con dos cargas puntuales situadas a la mitad del primer tramo y a tres cuartos del segundo tramo, como se ilustra a continuación:

1) Empezando una nueva estructura

Seleccione el botón para crear una Nueva Viga Continua. Continua. En el caso de que exista un modelo abierto, Continuous Beam le preguntará si desea salvarlo. Una vez abierto el nuevo archivo, se procede a la introducción de datos en la ventana izquierda, siguiendo el orden que se muestra a continuación. Nota.- El siguiente ejemplo y los valores asumidos son simplemente ilustrativos.

2) Introduciendo unidades Seleccione con el ratón la opción Sistema de unidades. Esta acción permitirá que se habilite el menú desplegable.

 Despliegue la pestaña y seleccione las unidades del sistema inglés.

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Ejemplo 4: Viga continua

3) Introduciendo geometría A continuación vaya a la opción Geometría. Esta y las demás carpetas pueden desplegarse o cerrarse  para comodidad del usuario.

 Ingrese el número de tramos: 2 Como podrá observar, los tramos fueron generados. A continuación vaya a la opción Tramos de longitud igual , en este caso se tendrán longitudes diferentes en los 2 tramos, por lo tanto seleccione la opción No.

Seleccione la opción No Inmediatamente le aparecerá en la venta superior derecha el siguiente mensaje: ”La longitud del tramo debe ser mayor a cero (Tramo 2)”, puesto que es necesario definir las longitudes restantes. Por lo tanto vaya a la opción longitudes y despliegue la pestaña. En ese momento usted tendrá disponible una planilla electrónica en la que podrá introducir las longitudes según el número de tramos definido anteriormente.

 Introduzca 20 y 15 ft. Presione Aceptar. Nota.- Recuerde que puede editar las celdas de las planillas cada vez que lo desee o puede utilizar el

 botón

para deshacer los cambios realizados.

A continuación presione la opción Material igual en todos los tramos.

Selecccione Si. Vaya a la opción  Material  y desplegando la pestaña encontrará un menú con todos los materiales disponibles, en el ejemplo será Acero (Steel) A992 Gr 50.

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Ejemplo 4: Viga continua

 Haga clic para seleccionar el material: Steel y A992 Gr50. Presione Aceptar . Luego presione la opción Sección igual en todos los tramos.

Seleccione Si A continuación haga clic en  Sección y despliegue la pestaña. Obtendrá un menú con todas las secciones disponibles en la base de datos. Cada vez que seleccione un tipo de sección, observará las distintas dimensiones del mismo.

 Busque el tipo de sección W, seleccione la sección W6X20 y p resione el botón Aceptar. Nota.- Cuando se trata de más de una selección y se trabaja en la planilla, seleccione el material, sección u otro deseado y presione el botón para asignarlo o haga doble clic sobre el mismo

Vaya a la opción Código de diseño, en la cual encontrará 3 códigos de diseño: ASD (Diseño por  Esfuerzos Admisibles), LRFD (Diseño por Factor de Carga y Resistencia) o BS 5950 (solo para miembros de acero).

 Despliegue la pestaña y escoja el código de diseño LRFD.

4) Asignando restricciones A continuación vaya a la opción Restricciones y Usar la misma restricción. 3

Ejemplo 4: Viga continua

Seleccione Si Para asignar las restricciones no es necesario seleccionar los nudos en el gráfico, solo vaya a la opción Tipos y en la pestaña desplegable seleccione el tipo de restricción.

Seleccione Apoyo articulado Nota.- Cuando las restricciones son diferentes, usted encontrará en la opción Tipo, una planilla; donde presionando dos veces en las celdas con el ratón, tendrá para escoger 5 restricciones posibles.

Deje la opción Extremo en voladizo sin modificar ya que la viga ejemplo no presenta voladizo.

5) Introduciendo cargas En el ejemplo se introducirá una carga puntual de 7 Kips en el sentido de la gravedad como Carga Muerta. Adicionalmente se aplicará una fuerza concentrada de 8 Kips como Carga Viva. Para asignar cargas, ya sean muertas o vivas, siga los siguientes pasos:

Seleccione dentro de Carga muerta la opción de Carga puntual. 4

Ejemplo 4: Viga continua

 Presione el botón

e introduzca los datos como se muestra en la figura. Luego presione Aceptar 

Nota.- El valor de la carga debe ir sin signo, éste lo da la dirección Hacia abajo o Hacia arriba.

La distancia a la que se sitúa la carga puede asignarse en magnitud o porcentaje del total de la longitud, según requerimiento del usuario.

 Presione nuevamente Aceptar. En este ejemplo no se considerará el peso propio.

 Despliegue la pestaña y seleccione la opción No. Realizaremos el mismo procedimiento para asignar una carga puntual viva, como se muestra en la figura.

Seleccione Carga puntual.

5

Ejemplo 4: Viga continua

 Presione el botón

e introduzca los datos como se muestra en la figura. Luego presione Aceptar.

 Presione nuevamente Aceptar.

 Deje el número por defecto.

6) Generando combinaciones de carga El programa presenta las diferentes combinaciones de carga para cada código, tanto de servicio, como de diseño. El usuario podrá cargar estas combinaciones automáticamente o podrá introducirlas manualmente. Despliegue la pestaña y presione el botón

para generar las combinaciones de carga.

 Presione el botón para abrir un archivo y seleccione la combinación de cargas según el código que se esté usando, en este caso AISC-LRFD-LoadCombosService. Presione Open (Abrir). 6

Ejemplo 4: Viga continua

 Presione OK (Aceptar).

 Mantenga los combos seleccionados y presione OK (Aceptar).

 Le aparecerá un mensaje con el número de combinaciones de carga generadas. Presione OK. 7

Ejemplo 4: Viga continua

Todas las cargas que usted genere serán visibles en parte superior de la planilla. Realice el mismo procedimiento para las combinaciones de diseño.

7) Asignando datos de diseño

Cambie el valor a 180.

Se dejarán los datos por defecto.

8) Viendo resultados gráficamente Una vez terminada la introducción de datos, usted está listo para ver los resultados de análisis y diseño. Se recomienda que luego de analizar la viga, confronte los resultados con el ejemplo: Example 5 Steel.RCB que viene junto con el programa, para comprobar que haya introducido los datos exactamente como se explicó anteriormente. En caso de que existan diferencias en los resultados, por  favor revise los datos introducidos.

Para ver los diagramas de esfuerzos:

8

Ejemplo 4: Viga continua

 Presione el botón

.

En la pantalla verá los diagramas tanto de corte como de momento, para el estado de carga actualmente seleccionado. Si desea ver los resultados para otro estado de carga

 Despliegue la pestaña de  Estado en la parte superior de la pantalla y seleccione el estado o combinación de carga del cual desea ver los resultados. Nota.- Estos diagramas pueden ser exportados a un programa CAD de la siguiente manera:

 Presione el botón

 , coloque nombre al archivo y guárdelo.

Posteriormente abra el archivo desde un programa CAD, colocando la extensión DXF y obtendrá los diagramas deseados.

9) Viendo el reporte Todo el conjunto de datos y resultados puede ser observado en el reporte:

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Ejemplo 4: Viga continua

 Presione el botón. En el reporte se pueden observar 3 grandes partes:

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

Datos de entrada de la viga como: geometría, estados de carga, cargas asignadas;



Resultados del análisis como: reacciones, esfuerzos y puntos de inflexión, deflexiones y envolventes;



Resultados de diseño como: parámetros de diseño, verificaciones y parámetros calculados.

Ejemplo 4: Viga continua

 El usuario puede imprimir el reporte presionando el botón

10) Diseño: Estatus “Bien” y “Rel >1” El reporte presenta, después de una descripción detallada de los parámetros y resultados de cálculo, un Estatus para cada tramo de la viga, en el que pueden presentarse dos opciones. “Bien” cuando el elemento cumple con todas las verificaciones a flexión y corte, según la Norma.

“Rel > 1”; cuando el elemento falla a una o más verificaciones.

11) Diseño en Hormigón Armado Realizando los mismos pasos del ejercicio anterior, se introducirá una viga de hormigón armado de 2 tramos, cargada con cargas distribuidas uniformes, como se ilustra a continuación:

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Ejemplo 4: Viga continua

Datos a introducir:

L1=20 ft L2=15 ft f’c = 3000 psi fy = 40 ksi Carga muerta = 0.75kip/ft Carga viva = 1.0 kip/ft Sección: RcBeam12X20in Método de diseño: LRFD Combinación de carga de diseño: ACI 318 Una vez introducidos los datos anteriormente mencionados y tomando en cuenta que el programa no considere el peso propio, se procederá a la introducción de datos para el diseño. Como se puede observar se presenta una opción para sugerir el refuerzo, por lo tanto:

Seleccione la opción Si de Sugerir refuerzo

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Ejemplo 4: Viga continua

 Despliegue la pestaña y seleccione la barra #4. Mantenga los demás valores por defecto.

 Despliegue la pestaña y seleccione la barra #8.

 Presione con el ratón en el valor de la distancia y coloque 25 Mantenga los demás datos por defecto Una vez terminada la introducción de datos usted está listo para ver los resultados de análisis y diseño como se indicó en los incisos número 8 y 9 de este ejemplo. Se recomienda nuevamente que luego de analizar la estructura, confronte los resultados con el ejemplo: Example 5 R.C..RCB que viene junto con el programa, para comprobar que haya introducido los datos exactamente como se indicó anteriormente. En caso de que existan diferencias en los resultados, por favor revise los datos introducidos.

12) Viendo detallamiento Luego de observar los diagramas de esfuerzos usted podrá ir a la opción de Detallamiento, donde se encuentra el detalle de armado de la viga resultante según diseño. Para ello:

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Ejemplo 4: Viga continua

 Presione el botón Como puede observar, a la izquierda de su pantalla tiene una planilla electrónica en la que podrá editar la armadura. En el ejemplo se tienen 7 barras #4 en la parte superior; para mejorar esta armadura sin la necesidad de volver a la pantalla inicial de introducción de datos:  Presione datos.

cambie el tamaño de la barra para el refuerzo superior a #5 y mantenga los demás

Coloque nuevamente el tamaño de barra para el refuerzo superior y estribos. Cambie los datos como  se muestra en la figura. Presione Aceptar. Observe que la armadura tomó el nuevo valor. Nota.- Los datos de la armadura pueden ser modificados mediante la planilla que se encuentra en la  parte izquierda de la pantalla, de la siguiente manera:

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Ejemplo 4: Viga continua

Seleccione la armadura a editar, haciendo clic en la descripción de la misma.

 Presione en la celda denominada Cant., cambie el valor de 4 a 2 y presione Intro. Como puede observar el número de barras ha cambiado inmediatamente en la pantalla.

13) Diseño en madera Realizando los mismos pasos del ejercicio anterior, se introducirá una viga de madera de 2 tramos, cargada con cargas distribuidas uniformes, como se ilustra a continuación:

Datos a introducir:

L1=20 ft L2=15 ft Material: Lumber – Aspen No.2 Carga muerta = 0.2kip/ft Carga viva = 0.1 kip/ft Sección: S4S 8x16in 15

Ejemplo 4: Viga continua

Método de diseño: ASD Una vez introducidos los datos anteriormente mencionados y tomando en cuenta que el programa no considere el peso propio, se procederá a la introducción de datos para el diseño. Por lo tanto:

 Despliegue la pestaña de Condiciones ambientales y seleccione la opción Seca.

 Asigne un valor de 5 in al  Largo de entalladura, 1 in al  Ancho de entalladura  y deje los demás valores por defecto. Una vez terminada la introducción de datos usted está listo para ver los resultados de análisis y diseño como se indicó en los incisos número 8 y 9 de este ejemplo. Se recomienda nuevamente que luego de analizar la estructura, confronte los resultados con el ejemplo: Example 5 Wood.RCB que viene junto con el programa, para comprobar que haya introducido los datos exactamente como se indicó anteriormente. En caso de que existan diferencias en los resultados, por favor revise los datos introducidos.

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