A.e. Porticos Con Sap2000 v19

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Con mucho agrado y satisfacción CACP, Corporación de Asesoramiento Asesor amiento y Capacit Capacitación ación Profes Profesional ional,, presenta el material de estudio para el curso “ Análisis Anális is Estru Estructural ctural con Sap2000 v19.0.0” elaborado por el Ing. Ricardo Bermúdez Mejía, quien nos presenta un valioso documento que sintetiza parte de su exper experiencia iencia profesion p rofesional al y docencia. do cencia. CACP expresa su reconocimiento al Expositor del curso que contribuyo en la elaboración del presente material de estudio Esperamos seguir contando con sus aportes y sugerencias para la implemen implementación tación de nuevos nue vos programas pro gramas académi académicos. cos. Gracias por su interés y participación. Mijael Núñez Gómez Director E ecut ecutivo ivo CACP CACP

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1.1. ANALISIS 1.1. ANALISIS DE VIGAS RECTANGULARES Y ACARTELADAS EN SAP2000 V19 1.1.1. 1.1.2. 1.1.3. 1.1.4. 1.1.5.

VIGA DE DIFERENTES INERCIAS VIGA DE SECCION VARIABLE VIGA RECTANGULAR VIGA CON MOMENTOS VIGA PREESORZADA

1.2. ANALISIS 1.2. ANALISIS DE ARMADURAS PLANAS Y ESPACIALES EN SAP2000 V19 ARMADURA1 ARMADURA1 1.2.1. EJEMPLO 01 1.2.2. EJEMPLO 02 1.2.3. EJEMPLO 03 1.2.4. EJEMPLO 04 ARMADURA ESPACIAL 1 1.2.5. TORRE ARMADURA ESPACIAL 2 1.2.6. ARMADURA ESPACIAL ESPACIAL PUENTE ARCO ARCO ARTICULADO ARTICULADO

1.3. ANALISIS 1.3. ANALISIS DE PORTICOS DE UNA Y VARIAS CRUJIAS EN SAP2000 V19 1.3.1. PORTICO PLANO CON ROTULA 1.3.2. PORTICO CON CARGAS DE VIENTO 1.3.3. PORTICO

1.4. ANALISIS 1.4. ANALISIS DE PORTICOS CON ACATELA- VIGA EN ARCO EN SAP2000 V19 1.4.1. EJEMPLO 1 1.4.2. EJEMPLO 2

1.5. ANALISIS 1.5. ANALISIS DE UNA EDFICACION DE 9.5M DE LUZ CON ACATELAS EN SAP2000 V19 1.5.1. MODELAMIENTO 1.5.2. ANALISIS

MANUAL & SOFTWARE ING. RICARDO BERMUDEZ MEJIA

Se calcularán las reacciones de apoyo y se trazarán los diagramas de momentos flectores de esfuerzos cortantes.

 

Asignar las restricciones restricciones en los apoyos apoyos Definir Material

como no se considera el peso propio modificamos el material

CÁLCULO COMPUTACIONAL – INGENIERÍA ESTRUCTURAL

1


Definir la primera sección

Definir la segunda sección

Asignar las secciones secciones


2


Activar los ejes ejes Locales Locales de cada elemento estructural estructural

En el eje local 01 (Rojo) van las fuerzas axiales, en el eje local 02 (Verde) van las fuerzas cortantes


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6


Se Desarrollara el análisis de un pórtico plano expuesto a cargas de viento y cargas muertas en la parte p arte superior, veremos el uso de comandos como Move, Divide Frames; creacion de casos de analisis y combinaciones de carga. El Potico es el que se muestra en las figuras, las dimensiones y las cargas son las que se inician (adicionalmente se ha colocado una rotula en la parte superior).DEAD=1.40Tnf/m, WIND=2.00Tnf/m


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CONDICIONES CONDICIONE S INICIALES     

Altura de Estructura: Estructura: Mediana altura altura Altura Típica: Típica: 4.85mts Ni veles: 01 Nivel Tipos de Columnas: Columna Circular Tipos de Viga: Viga Rectangular Radial

FIGURA 01.-Vista en planta de la Estructura de sistema estructural Aporticado


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PROYECTO ANALISIS ESTRUCTURAL Ubicación

: Nuevo Chimbote

Nº de Niveles

:

Uso

: común ver tabla en la E030

Sistema Estructural

: A porticado

01 Nivel

Distribución Arquitectónica : Una crujía, con voladizos en los extremos extremos Resistencia del Terreno

: 0.8 kg/cm2 :

Concreto

2400 kg/m3

MATERIALES Y ELEMENTOS ESTRUCTURALES Se trabajará con concreto reforzado, cuyas propiedades se muestran mues tran a continuación:

Nombre del Material

: f’c = 210 Kg/cm2

Peso Específico

: ϒ m = 2400 Kg/m3

Resistencia a Compresión : f’c = 210 Kg/cm2 Módulo de Elasticidad

: E’ c = 218819.79 Kg/cm2

Módulo de Corte

: Gc = 91174.91 Kg/cm2

Módulo de Poisson

: 0.2

El módulo de Elasticidad del concreto, Ec, se calcula usando la expresión de la sección 8.5 del ACI 318 2011, cuyas unidades en Kg/cm2 se muestran a continuación:

 ] =√ √ ′ [ =  El módulo de corte, Gc se calcula mediante la siguiente relación:

 [  ]  = (+)  Acero: fy= 4200 kg/cm2 kg/cm2 con elongación elongación mínima del 9%. 9%. No se permite traslapar traslapar refuerzo vertical vertical en zonas confinadas en extremos de soleras y columnas.


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MODELO ESTRUCTURAL En la ventana de inicio se especifica el número de ejes en la dirección longitudinal y transversal indicando sus separaciones y la altura típica teniendo en cuenta que el software Sap2000 toma como altura hasta el centroide de viga, como la viga es de peralte 100cm, consideramos una altura 4.85-(1.00/2) =4.35m

Figura 05.- Acotamiento Acotamiento y apreciación de la Altura requerida para el Análisis: 4.85-(1.00/2) =4.35m

Figura 06.- Acotamiento Acotamiento y apreciación de la Altura requerida para el Análisis: 4.85-(1.00/2) =4.35m


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ESPECTRO DE DISEÑO-NTE E030 AÑO2006 Categoría: C Zona:

3

Suelo:

S3

Sistema Estructural: Aporticado RX=8 3/4Rx=6

ZUCS/Rx =0.1750

RY=8 3/4Ry=6

ZUCS/Ry =0.1750

T 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3 3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10

C 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.25 1.607 1.250 1.023 0.865 0.750 0.643 0.563 0.500 0.450 0.375 0.321 0.281 0.250 0.225

ZUCS/Rx 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.15750 0.11250 0.08750 0.07159 0.06058 0.05250 0.04500 0.03938 0.03500 0.03150 0.02625 0.02250 0.01969 0.01750 0.01575

ZUCS/Ry 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.17500 0.15750 0.11250 0.08750 0.07159 0.06058 0.05250 0.04500 0.03938 0.03500 0.03150 0.02625 0.02250 0.01969 0.01750 0.01575

0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 Sa 0.25

ZUCS/Rx ZUCS/Ry

0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

T


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CREACIÓN Y ASIGNACIÓN DE PATRONES DE CARGA Peso Propio: Lo proporciona y calcula el programa, llevará como nombre “Peso Propio” y será del Tipo “Dead”; no se asignará carga con este patrón.

Carga Muerta: Proporcionado por el peso de elementos y materiales que forman parte del edificio, tales como luminarias, acabados de cielo raso, piso terminado, tabiquerías internas como muros de subdivisión, etc . Su nombre será “CM” y será del Tipo “Super Dead”

Carga Viva de Entrepiso: Esta dado por los componentes móviles en el edificio, tales como, escritorios, mesas y sillas, estantes, mostradores, nosotros, etc. Su nombre será “Live” y será del Tipo “Reducible Live”

Carga Viva de Techo: Generalmente considera el peso de las personas que intervendrán en la colocación de las luminarias, acabados, colocación de coberturas e instrumentos. Su nombre será “LiveUP” y será del Tipo “Live” El paso siguiente es la creación de los tipos de carga que actuarán en el edificio que se definen mediante patrones de carga, para esto seguiremos seguiremos usando el comando Define, por lo que seguiremos seguiremos la ruta “Define/Load Patterns…”, asi como se muestra en la Figura 09.

Figura 09. Patrones de Carga creados, de acuerdo a la definición. Aquí también podemos crear un patrón de carga sísmico que representará el cortante estático estático en la base del edificio y se calcula de manera automática. Para hacer esto creamos un patrón de carga del tipo “Seismic” llamado “Sismo X”, que nos representará el cortante estático en la Dirección X d e análisis, asi como se muestra en la Figura 10 .

Figura 10. Patrones de Carga Sísmico Estático.


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ASIGNACIÓN DE CARGAS APLICADAS EN LOS ELEMENTOS ELEMENTOS FRAME Una vez que tenemos creados los patrones de carga que necesitamos para este proyecto, procedemos a asignar las cargas de acuerdo con el tipo de carga que se tiene. Los valores para cada tipo de carga se detallan en las imágenes.


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AMPLIFICAR LA CARGAS PARA EL DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES se debe crear las diferentes combinaciones Comb 1 - comb 2 ... y todas estas crear una envolvente la cual tomara las más críticas, para el diseño con el etabs debes agregar esta combinación como preferencia de diseño. Etabs de acuerdo a la normativa que elijas también crea varias combinaciones Eso sí verifica los diseños que cumplan con tu cuantía mínima. recordando que esta se diseña con la interacción P-M.

COMBINACIONES DE CARGAS EMPLEADAS: Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos sobre los elementos de la estructura son las siguientes: COMBO1 : 1.4D+1.7L ...............................(Linear ...............................(Linear Static) COMBO2: 1.25(D+L )+-Sx ........................(Linear ........................(Linear Static) COMBO3: 1.25(D+L )+-Sy ........................(Linear ........................(Linear Static) COMBO4: 0.9D+-Sx .................................(Linear .................................(Linear Static) COMBO5: 0.9D+-Sy ...............................(Lin ...............................(Linear ear Static) EX: C1+C2+C4

..............................(Envol ..............................(Envolvente vente X-X)

EY: C1+C3+C5

..............................(En ..............................(Envolvente volvente Y-Y)

ET: E1+E2 ................. E1+E2 ...................................... ..............................(Envolv .........(Envolvente ente General)

ACERO EN COLUMNAS -BARRAS LONGITUDINALES


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CARGA AXIAL PARA PROCEDER CON EL ANALISIS DE ZAPATAS Teniendo la carga de servicio que transmite cada columna a la fundación procedemos con el diseño de teniendo en cuenta los resultados más críticos

Reacciones A=7.61 Tonf

B=7.62 Tonf

LAS REACCIONES SON IGUALES IGUALES EN EL PROGRAMA PROGRAMA Y EN METRADO MANUAL MANUAL POR LO TANTO SE ASIGNO LAS CARGAS Y FUERZAS A LA ESTRUCTURA. ESTRUCTURA.


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DIAGRAMA MOMENTOS- ENVOLVENTE EN VIGAS PARA EL DISEÑO ENVOLVENTE DE VIGA V-30x100cm Para el diseño del pórtico en el Ejes 1-1 sacamos los momentos del d el diagrama de envolventes de las superposiciones de las combinaciones de cargas

Diagrama de envolvente de momentos flectores – flectores – Momento Momento máximo (+) 12.17 Tonf-m


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DIAGRAMA CORTANTE- ENVOLVENTE EN VIGAS PARA EL DISEÑO ENVOLVENTE DE VIGA V-30x100cm Para el diseño del pórtico en el Ejes 1-1 sacamos los momentos del d el diagrama de envolventes de las superposiciones de las combinaciones de cargas

Cortante Máximo: V2 = +/- 9.47 Tonf


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