analisis de estructura SAP

Análisis y Diseño Estructural con SAP2000 – Nivel Avanzado

Extensión Profesional – Ingeniería Civil

SAP2000 – Nivel Avanzado Análisis y Diseño Estructural con SAP2000 Profesor Prof esor:: E-mail:

M.I. M.I. José Jo sé Velásq Velásquez uez Varg Vargas as jv j v el elasq asq u ez@ ez@u u p t r u j i l l o .edu .pe




Tema 1: Diseño Sismorresistente integral de un edificio edifi cio de concreto armado de 5 pisos

Utilizando un modelo pseudo-tridimensional (3 grados de libertad por piso) se modelará el de la hoja adjunta.

M.I. José Velásquez Vargas – jvelasquez@uptrujillo [email protected] .edu.pe

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Tema 1: Diseño Sismorresistente integral de un edificio edifi cio de concreto armado de 5 pisos

Utilizando un modelo pseudo-tridimensional (3 grados de libertad por piso) se modelará el de la hoja adjunta.


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En este ejercicio se va a considerar el modelamiento de las placas de concreto armado como elementos de tipo área y se comparará los resultados en cuanto a propiedades dinámicas (períodos de vibración y modos), desplazamientos de entrepiso y fuerzas internas (momentos y cortantes). En general, para modelar losas y muros (elementos bidimensionales) con el programa SAP2000 se requiere definir tanto el material como la sección de los elementos. Las losas son elementos bidimensionales (elementos de área) que tienen características y comportamiento diferente a los elementos de tipo barra. La sección de las losas se define a partir del espesor, del material y del tipo de comportamiento que se modelará:

Nombre del Material Tipo de shell)

Sección

a) Espesor de deformaciones en el b) Espesor de deformaciones fuera

(escoger

tipo

membrana: plano. flexión: del plano.

para para

Tipo de Comportamiento



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Subdivisión de Elementos Los elementos modelados con losas y muros tipo shell se deben subdividir de manera de alcanzarse una distribución adecuada de fuerzas internas. Para ello se subdivide en: -

Elementos cuadrados, de ser posible. Elementos limitados por el cruce con barras o nudos. Una cantidad adecuada de elementos (por lo menos cuatro).

cuatro

Seleccionar el elemento de área:

- Dividir en una cantidad de sub-elementos. - Dividir según los nudos que se tengan. - Dividir en la intersección con las líneas guía.

M.I. José Velásquez Vargas – [email protected]


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por



A los elementos tipo “Área” se les asigna cargas por unidad de área. Para ello se seleccionan los elementos de área y se asigna mediante:



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A continuación describa los pasos más importantes del procedimiento para modelar las losas como diafragmas rígidos ( ). Además, explique el procedimiento para asignar a los vigas longitudes de brazo rígidos ( ) y simular algunos elementos con barras infinitamente rígidas.



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Tema 2: Análisis Sísmico ESPECTRAL (Norma de Diseño Sismorresistente NTE.E030)

En la parte anterior se ha descrito el procedimiento para desarrollar el análisis estático. Ahora se describe el procedimiento para definir el de la NTE.E030. Estimar los desplazamientos máximos y respuestas máximas de interés considerando un análisis espectral. Compare estos valores con los del análisis estático.

Describa el procedimiento para incluir los patrones/estados de carga de gravedad (carga viva y carga muerta) considerando que la losa



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Extensión Profesional – Ingeniería Civil aligerada está techada en la dirección X-X. Utilizar la opción de cargas “Uniform (to frames)” en los elementos de tipo SHELLS.

Realice el diseño sismorresistente integral de su edificio destacando algunos resultados más importantes.



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Tema 3: Reservorio apoyado de Concreto Armado Los reservorios para almacenamiento de agua y otros líquidos se caracterizan porque la configuración estructural está gobernada por el criterio estructural. En consecuencia, se utilizan elementos curvos que trabajan como estructuras laminares. Éstos elementos de tipo “área” (Shells en SAP2000) aprovechan óptimamente las propiedades resistentes de los materiales que la conforman. Para este ejemplo se realizará el análisis por flexión consistente en determinar las fuerzas axiales, cortantes y momentos debido a las solicitaciones en los extremos o cargas de bordes así como la presión del líquido (agua).

La relación óptima de la flecha con el diámetro (f/D) para domos esféricos está entre 1/10 a 1/5. Para nuestro caso tomaremos en cuenta la relación de f/D=1/8 por lo que para el diámetro del cilindro D=8 la flecha es f=1m.



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Extensión Profesional – Ingeniería Civil La altura económica de reservorios está estimados según “Prestressed Cocrete Cylindrical Tank” (L.R. Gressy-1961).

Cambiar la unidades a kgf,m,c Presionar en la barra de herramientas siguente figura:

y aparecera la

Elegir el boton presionando sobre él con el botón principal del mouse. Se presentará la siguiente ventana:

En la ventana Shells, elija de la etiqueta Shell Type la opción y cambie los valores geométricos del cilindro de altura a 5m, radio de 4m, numero de divisiones verticales z=5, numero de divisiones angulares igual a 16 y presiones sobre el boton para mostrar los valores generados del cilindro, tal como se muestra en la siguiente figura:



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Seleccione todo el cilindro con posición del cilindro hasta un z=-5, en la barra del En la ventana cambiar Delta z=-5, sobre el botón OK. Con ésto se cambia la posición parte superior central del cilindro.

. Para mover la Menu seleccionar luego presionar del origen a la

Para insertar el domo esférico como tapa del cilindro del reservorio, seleccionar en (ó Ctrl+T). Se visualiza la ventana . Luego, seleccionamos la opción mostrando una ventana con el mismo nombre. Bajo la etiqueta seleccionamos . Modificamos los valores de acuerdo a:



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Definir el tipo de material. Para este modelo se usará un concreto con una resistencia a la compresión de f´c=100 kg/cm2 y el módulo de elasticidad se calculará como E=15000*SQR(210)*10000.

Definir los espesores del domo como una membrana de espesor constante e=6cm. La pared del cilindro como Shell e=25cm y el



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Extensión Profesional – Ingeniería Civil encuentro entre el domo y la pared como una viga de compresión de 0.35x0.50m. En el menú seleccionar , opción Shell, y hacer click en . Se muestra la ventana . Ingresamos el nombre y las características de los elementos.



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Para visualizar sólo la parte del domo, del menú View se escoge el comando Set Limits y apareceré la ventana que se presenta en la siguiente figura en donde colocaremos en el Set Z Axis Limits los valores de 0 para Min y 1 para Max. Presionando el botón OK aceptaremos los cambios efectuados.

Seleccionaremos los elementos correspondientes al domo y en la barra de menú elegiremos . Luego de la ventana seleccionamos la opción “domo” y luego se presiona en OK. Las propiedades se asignarán solo al domo del reservorio.



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