manual sapv.12.rupap

ANALISIS Y DISEÑO

ESTRUCTURAL

Presenta: Roberto Calderón Morán. Ingeniero Consultor. FECHA: Octubre 2009

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Sap-2000 V.12.0

Presenta : Ing. Roberto Calderón

CAPITULO 1: INTRODUCCION 1A - 01 OBJETIVO DEL CURSO Aprender los fundamentos básicos para la comprensión y manejo del software SAP2000.

1A - 02 ALCANCE Al terminar el curso el estudiante estará en capacidad de Modelar Estructuras en el plano y en el espacio utilizando los elementos FRAME y SHELL, utilizando los criterios de Diseño del Reglamento Nacional de la Construcción RNC-07 y los códigos internacionales para diseño de Estructuras de acero y concreto reforzado.

1A - 03 METODOLOGIA Duración total: 40 horas clase. Numero de sesiones: 8 Duración de cada sesión: 5 horas clase por sesión

1A - 04 CONTENIDO DEL CURSO 1. Introducción

1.1. Identificación del programa. 1.2. Reconocimiento de la interfase. 1.3. Diferentes elementos implementados en el programa y sus aplicaciones.

2. Creación de modelos

2.1. Idealización.

2.2. Herramientas utilizadas para la creación de modelos. 2.2.1. Utilización de los modelos predeterminados por el programa (Templates). Definiciones básicas. 2.2.2. Creación del modelo partiendo de cero. 2.2.2.1. Construcción de la malla (grid). Diferentes alternativas. 2.2.2.2. Definición de los diferentes materiales a utilizar. Opciones del programa. 2.2.2.3. Reconocimiento de los tipos de elementos involucrados en el modelamiento.

2.3. El elemento FRAME.

2.3.1. Características. 2.3.2. Aplicación.

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2.3.3. Creación del elemento. 2.3.3.1. Estudio de las diferentes secciones geométricas.

2.3.3.1.1. Creación y asignación. 2.3.3.2. Restraints.

2.3.3.2.1. Estudio de los tipos de restraints 2.3.3.2.2. Asignación. 2.3.3.2.3. Aplicación en estructuras reales.

2.3.4. Creación y asignación de Cargas.

2.3.4.1. Definición de cargas estáticas. 2.3.4.1.1. Tipos de cargas incorporadas en el programa.

2.3.4.2. Aplicación de cargas al elemento. 2.3.4.2.1. Cargas de gravedad. 2.3.4.2.2. Cargas puntuales y uniformemente distribuidas. 2.3.4.2.3. Cargas trapezoidales.

2.3.4.2.3.1. Aplicación práctica. 2.3.4.3. Aplicación de cargas en los nodos del elemento.

2.3.4.3.1. Aplicación de cargas. 2.3.5. Las condiciones de apoyo del elemento. 2.3.6. Ejemplos de aplicación del elemento frame y utilización de las diferentes herramientas implementadas en el programa.

2.3.6.1. Elemento frame en el plano. 2.3.6.1.1. Vigas continuas. 2.3.6.1.2. Pórticos.

2.4. Elemento SHELL.

2.4.1. Definición. 2.4.2. Tipos de elemento shell implementados en el programa.

2.4.2.1. Elemento Plate. 2.4.2.2. Elemento Membrana. 2.4.2.3. Elemento Shell.

2.4.3. Creación de secciones. 3. Estudio del módulo de diseño incorporado en SAP 2000.

3.1. Diseño de estructuras en acero. 3.2. Diseño de estructuras en concreto reforzado.

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1A - 05 CONCEPTUALIZACION ¿ Qué es SAP 2000 ? Sap2000 es un programa sofisticado y de fácil manejo desarrollado por CSI (Computers and Structures INC) en la universidad de Berkeley, California. ¿ Qué facilidades ofrece? A través de una misma interface es posible crear y modificar un modelo, ejecutar el análisis del mismo, así como revisar y optimizar el diseño de cada elemento. Los resultados se presentan de una manera gráfica en tiempo real. Posee una rápida solución de ecuaciones, esfuerzos y desplazamientos inducidos por cargas, elemento frame de sección no prismática, elemento shell muy exactos, análisis dinámicos y múltiples sistemas de coordenadas. Sap2000 posee un módulo completo de diseño para acero y concreto reforzado incluido en la misma interface usada para crear y analizar el modelo. El método de análisis de SAP2000 se basa en la teoría elemento finito, la cual básicamente es dividir el elemento en cuestión en partes pequeñas las cuales poseen las siguientes características:

1. Geometría: sistema de referencia. 2. Material: ley constitutiva. 3. Condiciones de frontera esenciales: apoyos. 4. Condiciones de frontera naturales: cargas.

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CAPITULO 2: INTERFACE DEL PROGRAMA SAP-2000 2A - 01 INTERFACE

Unidades: deben definirse antes de comenzar a crear el modelo.

MENU FILE

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New Model: permite crear un nuevo modelo

Viga

- Restraints: asignar apoyos en cada nodo.

- Number of Spans: número de luces.

- Span Length: longitud de cada luz.

- Section Properties: Asigna una sección transversal por defecto (FSEC1)

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Pórtico en el Plano


- Number of Stories: número de pisos

- Number of Bays: número de luces en la dirección x

- Story Height: altura del piso

- Bay Width: Ancho de cada luz en la dirección x

- Section Properties: Asigna una sección transversal por defecto (FSEC1) tanto para viga o

columnas o bien se puede asignar una sección determinada.

Pórtico rigidizado en el plano

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- Number of Bays: número de luces en la dirección x


- Bay Width: Ancho de cada luz en la dirección x

- Section Properties: Asigna una sección transversal por defecto (FSEC1) tanto para vigas,

columnas y arriostres o bien se puede asignar una sección determinada. Cabe mencionar que en

este modelo de plantilla los arriostres son colocados en la zona central del marco.

Pórtico Espacial



- Number of Bays X: número de luces en la dirección x

- Number of Bays Y: número de luces en la dirección x


- Bay Width X: Ancho de cada luz en la dirección x

- Bay Width X: Ancho de cada luz en la dirección y

- Section Properties: Asigna una sección transversal por defecto (FSEC1) tanto para viga o

columnas o bien se puede asignar una sección determinada.

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Pórtico perimetral

Para el caso del pórtico perimetral los datos geométricos son similares al caso del pórtico espacial

con la diferencia que en este caso no existen vigas y columnas internas, solamente se consideran

los elementos verticales y horizontales externos.

Armaduras en el plano


- Number of Divisions: número de divisiones en la cuerda inferior

- Height: altura de la armadura

- Division Length: longitud de las divisiones en la cuerda inferior

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- Section Properties: Asigna una sección transversal por defecto (FSEC1) tanto para las cuerdas

como para las diagonales o bien se puede asignar una sección determinada.

Armaduras espaciales – Tridicerchas


- Number of Bays X: número de divisiones en la cuerda inferior en la dirección X

- Number of Bays Y: número de divisiones en la cuerda inferior en la dirección Y

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- Span Length X: longitud de las divisiones en la cuerda inferior sobre la dirección X

- Span Length Y: longitud de las divisiones en la cuerda inferior sobre la dirección Y

- Number of Divisions X: número de divisiones en la cuerda inferior

- Number of Divisions Y: número de divisiones en la cuerda inferior

- Height: altura de la tridicercha

- Section Properties: Asigna una sección transversal por defecto (FSEC1) tanto para las cuerdas

como para las diagonales o bien se puede asignar una sección determinada.

MENU EDIT

Dentro del menú edit se encuentran herramientas básicas para la modificación y creación de los

modelos. A continuación se listan las más utilizadas:

Undo: Deshace el comando anterior

Redo: Anula el comando undo

Cut: Corta los elementos seleccionados para después ser pegados en otro espacio del modelo que

se esté trabajando.

Copy: Copy los elementos seleccionados para después ser pegados en otro espacio del modelo

que se esté trabajando.

Paste: Pega los elementos, cortados o copiados en un sitio definido por los incrementos en los tres

ejes de coordenadas.

Delta X: diferencia en el eje X entre la posición inicial y la posición de pegado del elemento

Delta Y: diferencia en el eje Y entre la posición inicial y la posición de pegado del elemento

Delta Z: diferencia en el eje Z entre la posición inicial y la posición de pegado del elemento

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Delete: Borra los elementos seleccionados previamente.

Add to model for template: Incorpora un Nuevo modelo de la plantilla a un modelo previamente

definido.

Move: Permite mover un elemento o un conjunto de elementos en el sistema de coordenadas del

modelo, de la siguiente manera:

1. Seleccione los elementos a mover

2. Elija el comando mover

3. Después asigne la diferencia de coordenadas en el cuadro de diálogo.

Replicate: Permite copiar los elementos seleccionados en cualquier lugar del sistema de

coordenadas. Análogamente es la unión de los comandos copy y paste.

1. Seleccione los elementos a copiar

2. Aparecerá el siguiente cuadro de diálogo:

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Linear: permite crear un copia de los elementos distanciados según los valores asignados en

X, Y y Z.

Number: permite definir el número de veces que serán copiados los elementos

En la siguiente figura podemos observar el resultado

Cabe mencionar que el comando permite también que el objeto original sea borrado activando la

opción “delete original objects”.

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Radial: permite crear un copia de los elementos alrededor de uno de los ejes del sistema de

coordenadas.

Number: permite definir el número de veces que serán copiados los elementos

Se necesita crear 4 elementos más con un ángulo

De 45° entre cada uno de ellos, es decir:

Mirror: permite copiar elementos utilizando la herramienta espejos.

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Edit lines – Divide Frames : Divide elementos previamente seleccionados, en partes iguales o bien

en 2 partes con diferentes distancias indicando “Last/First Ratio”.

En el siguiente cuadro de diálogo se indica que se dividirá uno o varios elementos seleccionados

en 2 partes iguales.

En el siguiente cuadro de diálogo se indica que se dividirá uno o varios elementos seleccionados

en 2 partes con longitudes diferentes. Ejemplo: Para una viga de 10 mts de longitud simplemente

apoyada se desea dividirla en dos partes, una de 9 mts y la otra de 1 mts, siendo la parte final de la

viga de 1 mts por lo que 1/9 = 0.11111111

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MENU VIEW

Set display Options:

Permite seleccionar las condiciones de presentación de cada uno de los elementos que componen

el modelo.

JOINT

Labels: permite ver el número de nodo deseado

Restraints: permite ver o ocultar los apoyos asignados al modelo

Springs: permite ver o ocultar los resortes asignados a los nodos en el modelo

Local Axes: permite ver o ocultar los ejes locales de los nodos

Invisible: oculta de la pantalla los nodos

Not in view: oculta de la pantalla los nodos y las restricciones.

FRAME/CABLE/TENDONS

Labels:

Sections:

Releases:

Local Axes:

Frames not in view:

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GENERAL

Shrink Objects: permite ver los elementos separándolos de sus nodos

Extrude View: permite ver las secciones reales de los elementos. Este comando es útil para

verificar la correcta disposición de los elementos frame

Fill Objects: Permite ver las superficies positivas y negativas de los elementos shell.

Show Edges: Permite ver las líneas de contorno de los elementos.

Show Reference Lines: Muestra o oculta las líneas de referencia

Rubber Band Zoom: (Tecla asociada F2) Permite ampliar el sector seleccionado de la pantalla

picando con el botón izquierdo del Mouse el punto inicial, manteniéndolo oprimido y liberando en

el punto final.

Restore Full View: (Tecla asociada F3) Permite ver el modelo en su totalidad

Previous Zoom: Permite ver la vista anterior

Zoom in one Step: Permite ampliar la imagen paso a paso

Zoom out one Step: Permite reducir la imagen paso a paso

Pan: (Tecla asociada F8) Permite desplazar la imagen a través de la pantalla.

Show Grid: (Tecla asociada F7) Permite ver o ocultar la malla o grilla.

Show Axes: Permite ver los ejes

Show Selection Only: Permite ver solamente los elementos seleccionados previamente.

Show All: Permite ver todos los elementos que forman el modelo.

Vistas en 3d y por planos:

- 3-d : permite ver el modelo en 3 dimensiones. - XY: muestra el plano XY. - XZ: muestra el plano XZ. - YZ: muestra el plano YZ. - Lentes: Muestra el modelo en perspectiva o en Isométrico.

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Permite desplazamiento por los planos. No se activa en vista 3D.

MENU DEFINE

Materials: Permite definir los materiales que serán utilizados en el modelamiento. Dos materiales

están predeterminados, es decir, son definidos previamente por el programa, ellos son: concreto

de 4000 psi y acero con esfuerzo de fluencia de 50ksi.

Para el caso del acero a continuación se muestra el cuadro para definir las características del

material : Haciendo clic en “Add new material quick”

Seleccionamos el acero A-36, que es uno de los más comunes en el mercado nacional (Esfuerzo de

fluencia de 36 ksi) y luego hacemos clic en modify/show material….

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Material Name and display color: Nombre del material y color

Material Type: Tipo de Material Acero

Weight per unit volume: Peso volumétrico del material

Mass per unit volume: Masa por unidad de volúmen

Isotropic Property Data: material isotrópico. Es un material en el cual las propiedades físicas no

presenta variaciones en sus tres ejes principales. También el material puede ser ortotrópico en el

cual las propiedades físicas varían en sus tres ejes principales.

Modulus of Elasticity: Módulo de elasticidad

Poisson´s Ratio: Radio de poisson

Coeff of Thermal Expan: Coeficiente de expansión térmica.

Shear Modulii (G): módulo de cortante o de rigidez del material.

Minimum Yield Stress: Esfuerzo de fluencia mínimo

EL ELEMENTO FRAME

El elemento Frame es utilizado para modelar vigas y columnas.

El elemento se compone de un nodo inicial y un nodo final y posee ejes locales que se presentan a

continuación.

El eje 1 siempre va del nodo inicial al nodo final y es axial al elemento.

El eje 2 es ortogonal al eje1 y por defecto tiene la misma dirección del eje Z.

El eje 3 resulta de implementar la regla de la mano derecha

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Section Properties – Frame Sections: Define la sección a utilizar de los elementos Frame del

modelo.

Import new Property: permite importar secciones preestablecidas en una base de datos. Al

seleccionar una sección para importarla se deben buscar los archivos que se encuentran en el

directorio principal SAP2000. Los archivos de secciones son: Aisc.pro, Cisc.pro, Euro.pro,

Sections.pro.

Add new Property: permite adicionar una sección. Las siguientes son algunas de las secciones que

se pueden adicionar.

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En la figura anterior se muestran diversas secciones metálicas en las que se encuentran: Secciones

“W”, canales. Tee, angulares, dobles angulares, dobles canales, tubos, cajas, cerchas joist y la

opción auto selección de secciones.

A continuación se muestran las características geométricas de algunas de las secciones que

pueden ser adicionadas.

Wide Flange Section

Outside height (t3): altura total de la sección

Top flange width (t2): ancho patín superior

Top flange thickness (tf): espesor del patín superior

Web thickness (tw): espesor del alma de la sección

Bottom flange width (t2b): ancho del patin inferior

Bottom flange thickness (tfb): espesor del patín inferior

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Channel Section

Outside depth (t3): altura total de la sección

Outside flange width (t2): ancho total de la sección

Flange thickness (tf): espesor de los patines

Web thickness (tw): espesor del alma de la sección

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Tee Section

Outside stem (t3): altura total de la sección

Outside flange (t2):ancho total de la sección

Flange thickness (tf): espesor de los patines

Stem thickness (tw): espesor del alma de la sección

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Angle Section

Outside vertical leg (t3): altura total de la sección

Outside horizontal leg (t2): ancho total de la sección

Horizontal leg thickness (tf): espesor del elemento horizontal

Vertical leg thickness (tw): espesor del elemento vertical

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Doble Angle Section

Outside depth (t3): altura total de la sección.

Outside width (t2): ancho total de la sección. No incluye la separación de los ángulos.

Horizontal leg thickness (tf): espesor del elemento horizontal.

Vertical leg thickness (tw): espesor del elemento vertical.

Back to back distance: separación de los elementos verticales

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Pipe Section

Outside diameter (t3): diámetro exterior de la sección.

Wall thickness (t2): espesor de la pared del tubo

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Box Tube Section

Outside depth (t3): altura total de la sección.

Outside width (t2):ancho total de la sección. No incluye la separación de los ángulos.

Flange thickness (tf): espesor del elemento horizontal.

Web thickness (tw): espesor del elemento vertical.

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Rectangular Section

Depth (t3): altura de la sección.

Width (t2): ancho de la sección

Además se debe indicar el acero de refuerzo. Estas características serán estudiadas en el aula de

clases.

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Una herramienta muy importante dentro de la definición de las secciones transversales en el

programa es la opción “Properties” que muestra las características mecánicas de la sección

definida de la siguiente conforme el siguiente cuadro:

Cross – section (axial) area: área de la sección

Torsional constant: constante de torsión = Ixx+Iyy.

Moment of inertia about 3 axis: momento de inercia alrededor del eje 3 del elemento Frame.

Moment of inertia about 2 axis: momento de inercia alrededor del eje 2 del elemento Frame.

Shear area in 2 direction: área de cortante en dirección del eje 2 del elemento frame.

Shear area in 3 direction: área de cortante en dirección del eje 3 del elemento frame.

Section modulus about 3 axis: módulo de sección alrededor del eje 3 del elemento frame.

Section modulus about 2 axis: módulo de sección alrededor del eje 2 del elemento frame.

Plastic modulus about 3 axis: módulo plástico alrededor del eje 3 del elemento frame.

Section modulus about 2 axis: módulo plástico alrededor del eje 2 del elemento frame.

Radius of gyration about 3 axis: radio de giro alrededor del eje 3 del elemento frame.

Radius of gyration about 2 axis: radio de giro alrededor del eje 2 del elemento frame.

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TIPOS DE CARGAS

Nuestra reglamentación RNC-07 en el artículo No.8

establece que además del peso propio de la estructura

se debe considerar cargas vivas, cargas sísmicas y cargas

Especiales cuyo origen obedezcan a la naturaleza especial

de la estructura, para lo cual el programa tiene la

herramienta “Define Load Patterns”, en donde se define

el nombre de la carga, el tipo y coeficientes aplicables

a cada carga en particular.

El término “Self Weight Multiplier” cuando es igual a 1

Considera el peso propio de la estructura y cuando es cero

no lo considera.

User Coefficient: Nos permite aplicar los coeficientes

Sísimicos determinados con el RNC-07 ya sea para

estructuras con análisis en el plano o con análisis espacial.

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MASS SOURCE (MASAS)

Dado que el programa tiene la herramienta de calcular automáticamente las fuerzas sísmicas

únicamente con la aplicación de las cargas verticales, es necesario definir las masas que el

programa tomará en cuenta para el análisis. Ejemplo: En el cuadro anterior se indica que de las

cargas aplicadas (entiéndase, cargas muertas y vivas) el programa tomará en cuenta el 100% de la

carga muerta y un 40% de la carga viva aplicada. Recordemos que la fuerza sísmica es igual a

(CM+CVR)xc, por lo que para el caso del cuadro anterior se tomó en cuenta que el destino de la

estructura era residencial entonces CV es de 200 kg/m2 y la CVR es de 80 kg/m2. Dado que a la

estructura se le aplicará la CV total en el sentido gravitacional el programa interpretará que para

calcular la fuerza sísmica se tomará en cuenta una parte de la carga viva aplicada (80/200 = 0.4).

Esto será profundizado con los ejercicios realizados en el salón de clases.

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LOADS COMBINATIONS (COMBINACIONES DE CARGA)

De igual manera que para el caso anterior, el RNC-07 en su Articulo N0.15, sección II establece que

se determinaràn las combinaciones de carga para usar en el diseño de estructuras verticales que

produzcan los esfuerzos más críticos sobre las mismas, tomando en cuenta dos Métodos de

Diseño, RESISTENCIA ULTIMA Y ESFUERZOS PERMISIBLES.

Haciendo clic en “Add new combo” aparecerá un cuadro en donde se deberá seleccionar las cargas

que dispongamos formarán parte de la combinación de acuerdo con el Método de Diseño

Seleccionado.

Para Estructuras de Concreto Reforzado se utiliza el Método de Resistencia Ultima y para

Estructuras de Acero se utiliza el Método de Esfuerzos Permisibles.

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MENU ASSIGN

RESTRAINT (RESTRICCIONES – APOYOS)

Existen diferentes tipos de apoyos que se pueden asignar a una estructura de acuerdo a la

idealización y a tipo que se utilizará en la estructura real.

Para asignar restricciones es necesario seleccionar primero los nodos a restrigir y después elegir el

menú que se presenta a continuación:

Empotramiento total. Restringe los seis grados de libertad existentes.

Articulación. Restringe los tres grados de libertad correspondientes a las traslaciones.

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Rodillo. Restringe el grado de libertad correspondiente al desplazamiento en el eje 3 (eje Z

por defecto).

Nodo libre. Libera los seis grados de libertad, es decir, no existen restricciones.

RELEASES (LIBERACIONES)

Los releases son una herramienta utilizada para modelar condiciones especiales en los elemento

Frame como por ejemplo articulaciones en las cuales no deben existir momentos.

Para asignar un releases debe seleccionarse con anterioridad el elemento al cual se le asignará el

releases correspondiente.

A continuación presentamos el menú de asignación del release:

Al seleccionar

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Los releases están referenciados a los ejes locales del elemento Frame al cual se asignarán.

A continuación presentamos el caso más común para la utilización de Releases.

El pasador funciona como una rÓtula que permite rotación de los elementos frame alrededor del

eje local 3.

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Al ejecutar el análisis del modelo se obtendría que el diagrama de momentos indica que en el

punto liberado no hay momento flexionante:

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CARGAS ASIGNADAS AL ELEMENTO FRAME (Puntuales y Distribuidas)

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Load Pattern Name: determina el tipo de carga a aplicar

Load Type and Direction: determina si se quiere asignar fuerzas o momentos.

Coord Sys: Sistema de coordenadas que se está utilizando

Direction: Dirección en la cual estará actuando la carga asignada.

Point Load: determina el valor de la carga a aplicarse

Es importante mencionar que las distancias a las cuales se pueden aplicar las cargas puntuales en

el elemento frame pueden ser indicados de dos maneras, la primera como distancias relativas y la

segunda como distancias absolutas. Ejemplo:

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Los valores de asignados en cargas puntuales eligiendo la opción “Relative Distance From End.i

serán:

donde:

Distancia 1=1.00/4.50 = 0.22 Distancia 2=1.80/4.50 = 0.40

Distancia 3=2.50/4.50 = 0.56 Distancia 4=3.80/4.50 = 0.84

Los valores asignados en cargas puntuales eligiendo la opción Absolute Distance from End-i serán:

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Uniform Load: Es la carga uniforme que puede aplicar al elemento frame.

Trapezoidal Load: Es la carga trapezoidal que puede aplicarse al elemento frame, ejemplo:

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ELEMENTO SHELL

El elemento Shell se puede utilizar para modelar muros, placas, vigas de gran altura, etc.

Geometría

Podemos generar elementos Shell de 4 nodos o de 3 nodos.

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El elemento Shell tiene las siguientes clases:

Elemento Membrana:

Permite deformaciones axiales y rotación alrededor del eje local 3. Se utiliza para modelar muros

de cortante.

Elemento plato:

Permite deformaciones en el eje 3 solamente y rotación en los ejes locales 1 y 2.

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Se utiliza para modelar placas de entrepiso las cuales están sujetas a deformaciones por flexión.

Elemento Shell:

Es la combinación de los elementos anteriormente descritos, es decir permite rotaciones y

desplazamientos alrededor de todos los ejes locales del elemento ( se recomeinda utilizar siempre

este elemento).

Creación de la sección del elemento Shell

Para definir la sección del elemento seleccionamos el siguiente menú:

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Haciendo clic en “Add New Section”

Section Name: asigna el nombre a la sección.

Material Name: Material del cual esta compuesta la sección.

Material Angle: se utiliza cuando se trabaja con materiales Ortotrópicos.

Thickness: se refiere al espesor de la sección.

Membrane (th): se utiliza para calcular la rigidez del elemento shell y membrana, así coma para

calcular el peso propio y la masa de cada sección.

Bending (thb): se utiliza para calcular la rigidez para la flexión en elemento Shell y plato.

Normalmente estos dos valores son iguales y solo se necesita definir th. Sin embargo, en algunas

aplicaciones, tales como el modelamiento de superficies corrugadas el comportamiento de

membrana y el de plato no pueden ser adecuadamente representados por un material con un

único espesor. Para este propósito usted puede definir un valor de thb que es diferente a th.

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Type: define que tipo de comportamiento será considerado por el elemento. Se recomienda

seleccionar shell thick para elementos de espesor importante y thin para elementos de espesores

pequeños menores o iguales a los 10 cms . En el salón de clases estudiaremos la forma de definir

las placas de mampostería confinada como ejemplo de aplicación para las estructuras más

comunes que vemos en nuestro país.

MENU DISPLAY

El menú display incorpora dos herramientas muy importantes:

Show undeformed shape (Tecla Asociada F4): Muestra la estructura sin cargas y deformaciones.

Show Load Assigns: Muestra los valores de carga puntuales en nodos o bien distribuidas y

puntuales en los frames. También muestra los valores de cargas asignados a las shell si los hubiere.

Show Deformed Shape (Tecla asociada F6): Muestra la estructura deformada bajo la carga o

combinación de carga indicada como se muestra en el siguiente cuadro:

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Case/Combo Name: indica el tipo de carga para el cual deseamos determinar la deformación.

Wire Shadow: permite mostrar la posición original del elemento deformado en relación con la

deformación actuante en el mismo.

Show Forces/Stresses: permite determinar los valores de reacción en los nodos, fuerzas internas

cortantes, momentos flexionantes y cargas axiales en los elementos frame.

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Case/Combo Name: indica el tipo de carga para el cual deseamos determinar las fuerzas internas

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

Fill Diagram: Muestra los diagramas de fuerzas internas de la siguiente forma:

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Show values on Diagram: Muestra los diagramas de fuerzas internas de la siguiente forma:

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MENU DESIGN (MODULO DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Y CONCRETO)

En este menú se resumen las aplicaciones propias del diseño de las estructuras en lo relacionado a

selección de códigos de diseño y selección de combinaciones de diseño como datos de entrada

antes del análisis. Como información de resultados para estructuras de acero se obtienen valores

que relacionan la demanda con la capacidad de los elementos metálicos estableciendo los

siguientes radios de interacción:

El programa clasifica por colores desde 0 hasta 1 la relación entre la demanda y la capacidad del

elemento siendo el estado crítico el color rojo. Además se encuentra la opción de presentar un

resumen de las fuerzas internas del elemento como se muestra a continuación:

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Para el caso de las estructuras de concreto el programa revisa los requerimientos axiales, de

flexión y cargas cortantes, indicando las áreas de acero longitudinal y transversal de la siguiente

manera:

El acero de la parte superior va colocado en la parte superior de la viga. De igual forma se deduce para el acero inferior. Para ver los detalles del diseño de acero longitudinal procedemos de la siguiente forma: 1. Seleccionamos el elemento a chequear. 2. Sobre el elemento seleccionado damos click con el botón derecho del ratón y obtenemos el

siguiente cuadro de dialogo:

COMBO ID: es la combinación de carga bajo la cual se esta diseñando. STATION LOC: es la distancia, desde el nodo inicial, en la cual se esta calculando el area de acero requerida. TOP STEEL: área de acero requerida en la parte supreior de la sección de la viga. BOTTOM STEEL: área de acero requerida en la parte inferior de la sección de la viga.

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SHEAR STEEL: relación del área de acero utilizada contra la separación de los estribos.

Por ejemplo del cuadro anterior tenemos un valor de 0.010 luego:

Estribo a utilizar en la vigueta: 1 rama Ø3/8 equivalente en área a 0.71 cm2.

Separación =0.71 cm2/0.010 cm.

Separación= 71 cm.

Tomamos disposiciones de separación mínima de d/4 en los nodos a una distancia de 2d, y d/2 en

el resto de la viga, y de esa manera se resolvería el caso específico, sin embargo, abordaremos en

el salón de clase el diseño por corte más profundamente.

CAPITULO 3: RECOMENDACIONES

- La principal causa de obtención de errores y malos resultados ha sido el descuido con la

correcta definición de las unidades en el momento de interactuar con los diversos

componentes del análisis estructurales, tales como, geometría del modelo, geometría de

secciones transversales, asignaciones de carga etc. Por lo tanto es muy importante revisar

constantemente que las unidades en las que estamos trabajando las diferentes etapas

sean las correctas.

- Es importante no perder el enfoque del Diseño Estructural en lo que respecta a conceptos

básicos de Estructuración y Análisis.

- Es necesario señalar que esta herramienta de Análisis y Diseño Estructural facilita de gran

manera las actividad de cálculo y diseño, sin embargo estas actividades deben de ir

acompañadas de una buena práctica en la elaboración de los planos constructivos de las

edificaciones y la supervisión técnica de la obra misma en desarrollo, de lo contrario el uso

y manejo de estas aplicaciones no contribuyen en nada al correcto desempeño de

nuestras estructuras.

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CAPITULO 4: ANEXOS

DESCRIPCIÓN DE LOS ICONOS DE LA BARRA DE HERRAMIENTAS PRINCIPAL

Icono Nombre del botón Acción

New Model Empezar un nuevo modelo

Open *SBD file Abrir un archivo de SAP2000 existente

Save Model Salvar el modelo actual

Undo Deshacer el último cambio

Redo Rehacer el último cambio

Refresh Window Renovar la ventana actual usando

los últimos datos

Lock/Unlock Model Cerrar un modelo contra cambios

para protegerlo

Run Analysis Ejecutar el análisis

Zoom Restore Acercamiento visual definido por

el mouse

Full View Restaurar la vista de modelo

completo

Restore Previous View Restaurar la vista previa

del modelo

Zoom In Acercamiento visual

Zoom Out Alejamiento visual

Pan Mueve dinámicamente la estructura

en cualquier dirección

Show 3-d (XYZ) view Muestra el modelo en tres direcciones

Show 2-d (XY) view Muestra el modelo en dos direcciones

paralelo al plano X-Y

Show 2-d (XZ) view Muestra el modelo en dos direcciones

paralelo al plano X-Z

Show 2-d (YZ) view Muestra el modelo en dos direcciones paralelo al plano Y-Z

Perspective Toggle Perspectiva en tres direcciones

Shrink elements Disminuye los elementos para mejor

visualización de las conexiones

Set Element Ajustar la visibilidad para ver las

propiedades de los elementos

Move Up in List Sube una línea del grillado

en un plano

Move Down in List Baja una línea del grillado en un plano

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Set Select Mode Selecciona los elementos individualmente

o dentro de una ventana

Select All Selecciona todos los elementos

Restore Previous Selection Rehabilitar los elementos

previamente seleccionados

Clear Selection Deja libre todos los elementos

Seleccionados

Set Intersecting Line Select Mode Selecciona todos los elementos

Interceptados por una línea

Reshape Element Mueve los elementos

Draw Special Joint Adiciona un nudo

Draw Frame Dibuja un elemento FRAME localizándolo

en sus esquinas

Draw Poly Área Dibuja un elemento SHELL localizándolo

en sus esquinas

Quick Draw Frame Element Dibuja un elemento FRAME directamente sobre el grillado

Quick Draw Área Element Dibuja un elemento SHELL directamente

sobre el grillado

Assign Joint Restraints Asigna restricciones de traslación

y rotación

Assign Frame Sections Asigna secciones y propiedades

materiales a los FRAMES

Assign Área Sections Asigna secciones y propiedades

materiales a los SHELLS

Assign Joint Forces Asigna cargas a los nudos

(fuerzas y momentos)

Assign Point Loads Asigna cargas a los FRAMES

(fuerzas y momentos)

Assign Área Uniform Loads Asigna cargas distribuidas a los

SHELLS

Show Undeformed Shape Muestra la forma original de la estructura

Show Deformed Shape Muestra la forma deformada

de la estructura

Show Forces/Stresses Muestra los datos del análisis para los elementos de la estructura

Define Loads Define las Cargas Estáticas

Define Reponse Combinations Define las Combinaciones a la cual será

sometida la Estructura

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TRADUCCIÒN DE ALGUNOS COMANDOS Y CONCEPTOS

Add Auto Select… Agregue Auto Selección

Add Body Agregue Cuerpo

Add Diapragm Agregue Diafragm

Add Grid Line Agregue Línea de Reja

Add I/Wide Flange Agregue Perfil I

Add New Combo Agregue Nueva Combinación

Add Estándar Vehicule Agregue Vehículo Normal

Add to Existing Loads Agregue a Cargas Existentes

Analysis Type Tipo del Análisis

Assign Asigne

Assignment Lanes Carriles de Asignación

Auto Selection Auto Selección

Axes Ejes

Bay Width Ancho del Vano

Beam Viga

Bending/Tensión Flexion/Tensión

Bottom Fondo

Break at Intersections Rompa en Intersecciones

By Joint Pattern Por Modelo del Nudo

Cartesian Cartesiano

Concrete Design Diseño de Concreto

Concrete Strength Resistencia del Concreto

Constraints Constreñimiento

Cover to Rebar Center Recubrimiento al Centro de la Barra

Change Load Cambiar Carga

Changing Member Properties Cambiando Propiedades del Miembro

Dámper Amortiguador

Damping Exponent Exponente de Amortiguamiento

Define Combination Defina Combinación

Depth Profundidad

Design Input Diseño de Entrada

Design Output Diseño de Salidas

Details Detalles

Displacements Desplazamientos

Display Design Info Despliegue Información del Diseño

Divide Frames Divida Elementos

Divide Into Divide en

Draw Dibuje

Dynamic analysis Análisis Dinámico

Eccentricities Excentricidades

Edit Grid Editando Reja

Effective Stiftness Rigidez Efectiva

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Element Overwrite Assignments El elemento reescribe Asignaciones

Element Section Sección del Elemento

End Extremo

Envelopes Envolventes

File Archivo

Fill Diagram Llenar Diagrama

Fill Elements Llenar Elementos

Flange Thickness Espesor de la Pestaña

Forces Fuerzas

Frame Sections Secciones del Pórtico

Frame Static Loads Cargas Estáticas del Pórtico

Getting Started Empezando

Glue Joint to Grid Lines Pegando los nudos a las Líneas de la Grilla

Heigth of Truss Altura del Entramado

Import I/Wide Flange Importar Perfil I

Increment Data Incrementando Datos

Interaction Interacción

Joint Patterns Modelos de Nudos

Joint Reaction Forces Fuerzas de Reacción de los Nudos

Labels Etiquetas

Lanes Carriles

Last/First Ultimo/Principio

Load Case Name Nombre del Caso de Carga

Load Combinations Combinaciones de Carga

Lock/Unlock Model Abrir/Cerrar el Modelo

Longitudinal Reinforcing Refuerzo Longitudinal

Membrana Membrana

Mesh Shells Cascaras de la Malla

Middle Medio

Minimum Graphic Font Size Tamaño mínimo del conjunto de caracteres del Grafico

Mirror Espejo

Modify Grid Lines Modifique Líneas de la Reja

Modify/Show Material Modifique/Muestre Material

Move Grid Line Mueva Línea de Reja

Moving Load Cases Casos de Cargas Móviles

Multiplier Multiplicador

New Model From Template Nuevo Modelo del Predeterminado

Number of Bays Numero de Vanos

Number of Grids Spaces Numero de Espacios de las Rejas

Number of Output Time Steps Numero de Rendimiento de los Pasos del Tiempo

Number of Spans Numero de Palmos

Number of Stories Números de Pisos

On-Line En-Línea

Open Model File Abrir Archivo Ejemplar

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Options Opciones

Ordinate Ordenada

Output Segment Segmento del Rendimiento

Outside Depth Profundidad Exterior

Perspective Toggle En Perspectiva

Plot functions Graficar Funciones

Point and Uniform Puntual y Uniforme

Preferences Preferencias

Presurre Presión

Quick Draw Frame Element Dibuje rápidamente Elemento de Marco

Redefine Element Design Data Redefina Datos de Diseño del Elemento

Redesign Rediseñe

Refresh Window Refrésquese Ventana

Reinforcing Yield Stress Tensión a Refuerzo de Fluencia

Replace Auto W/Optimal Sections Reemplace Secciones Optimas Auto (W)

Replicate Copia

Restore Previous Selection Restaure Selección Anterior

Restraints Vínculos

Rigth Arrow Flecha Derecha

Run Analysis Ejecute Análisis

Save As Guarde Como

Sabe Model File As Guarde el Modelo Como

Scale Factor Factor de Escala

Select All Seleccione Todos

Select Design Combos Seleccione Combos de Diseño

Self Weigth Multiplier Multiplicador de Peso Propio

Set 3D View Ponga Vista 3D

Set Elements Elementos Fijos

Set Intersecting Line Select Mode Juego que corta Línea el Modo Selecto

Set Options Opciones Fijas

Set P-Delta Parameters Parámetros del P-Delta Fijos

Shell Static Loads

Cargas Estáticas de Cascaras

Show Undeformed Shape Muestra la Forma sin Deformación

Spans Palmos

Springs Resortes

Star Design/check of Structure Empiece Diseño/Verificación de la estructura

Steel Acero

Story Heigth Altura del Piso

Thickness Espesor

Title Titulo

Top Cima

Truss Bay Length Longitud de Vano de la Cercha

Uniform Uniforme

Unlock Abrir

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Update Analysis Sections Actualice Secciones del Análisis

Updating Analysis Section will unlock Model

Actualizando Sección del Análisis abrirá el Modelo

Vehicule Classes Clases de Vehículos

Vertical Truss Cercha Vertical

View Vista

View Direction Angle Angulo de Dirección de Vista

Web Thickness Espesor de la Placa

manual sapv.12.rupap

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