UNIVERSIDAD PRIVADA “ALAS PERUANAS” FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUIYECTURA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CURSO
:
ANALISIS ESTRUCTURAL I.
TEMA
:
ANALISIS DE UNA VIGA ENVOLADIZO.
ALUMNA
:
ZAFRA DIAZ, GREIS YANINA.
DOCENTE
:
ING: HUAMAN ITURBE JULIO
CICLO
:
VII.
Cajamarca 21Abril de 2014.
Ejemplo: PORTICO EN D2. Analizar la estructura y encontrar sus fuerzas tanto en la viga como en la columna, fuerzas cortantes, fuerzas de momento, desplazamientos y deflexiones.
Luego de haber hecho el respectivo análisis y haber corroborado con el respectivo análisis pasamos hacer el diseño: PASO #01: Abrimos el SAP.
Cambiamos las unidades de trabajo (Tonf.m.c).
Tonf.m.c
Ahora damos clic en nuevo para crear nuestra plantilla del pórtico en 2D.
File o nuevo
Clic en 2DFrames
Obtenemos una nueva ventana donde cambiamos datos del pórtico. | Número de pisos (1)
Altura (4.5)
Número de tramos (1)
Longitud del tramo
ok
Ahora tenemos dos pantallas pero como este caso vamos a trabajar solo en 2D.
Clic en close para serrar
Trabajamos en la pantalla 2D donde cambiaremos los apoyos fijos que nos sale por defecto a apoyos empotrados como nos pide en el ejercicio; seleccionamos de izquierda a derecha de tal forma que se seleccione los apoyos.
Asignamos (Assingn) a los apoyos (joint) unas restricciones (restraints) de tipo empotramiento.
Assingn Restraints Joint
Obtenemos esta ventana donde seleccionamos la primera ventana gráfica.
Clic en la primera ventana grafica
Clic en ok
Guardamos el trabajo en una nueva carpeta creada.
PASO #02: Ya una vez hecho el pórtico voy a definir mis materiales, concreto de 210kg/cm2. Vamos a Define, materiales
Define Materiales
Obtenemos una ventana donde modificaremos los materiales.
Modificar los materiales
Cambiamos algunos datos: nombre del concreto f´c 210kg/cm2, peso por unidad de volumen (2.400), módulo de elasticidad (15000*sqr(210)).
Cambiamos nombre del concreto Cambiamos módulo de elasticidad Cambiamos peso por unidad de volumen Clic en ok
Así como nos hecho para el concreto también hacemos para el acero. Añadir nuevo material, clic en Rebar.
Añadir nuevo material
Cambiar el nombre del material
Clic en ok
Ahora modificamos el acero
Modificamos el material
Modificamos el material mostrado: esfuerzo de fluencia del acero es de 4200kg/cm2, módulo de elasticidad 2100000.
Cambiamos nombre del material
Módulo de elasticidad Fluencia del acero
Clic en ok Ahora ya tenemos nuestro concreto de 210kg/cm2 y nuestro acero de 4200kg/cm2 solo damos ok.
Clic en ok
Ahora definimos nuestras secciones; clic en define, propiedades de sección (secction properties), Frame sections.
Ahora añadimos nueva propiedad, desglosamos la pestaña para buscar la plantilla de concreto
Concreto
Elegimos la sección rectangular porque nuestras vigas y columnas son rectangulares.
Definimos primero nuestras vigas, entonces cambiamos el nombre viga principal, cambiamos medidas de la viga y reforzamos el concreto.
Cambiamos nombre Vp 70x35 0.70 0.35
Clic en ok
Clic en biga (beam)
Clic en ok
Clic para reforzar Ahora asemos lo mismo para la columna: clic en Define, propiedades de sección, Frame sections…
Ahora sale una nueva ventana clic en añadir nueva propiedad
Añadir nueva propiedad
Seleccionamos tipo rectangular
Cambiamos nombre de la columna, y sus longitudes.
Columna 35x35 Peralte de la columna (0.35)
Base de la columna (0.35)
Reforzamos el concreto de la columna (concrete reinforsement).
Seleccionamos columna
Clic en ok
Ahora asignamos las secciones creadas; seleccionamos primero la viga, asignar (assing) ese marco (frame) la sección (frame secctions…).
Seleccionamos viga.
Seleccionamos viga (vp 70x35)
Clic en ok
Ahora selecciono las columnas; asignar (assing) ese marco (frame) la sección (frame secctions…).
Selecciono columnas.
Columna de 35x35
Clic en ok
Finalmente ya tenemos el diagrama de cuerpo libre del pórtico.
Ahora definimos las cargas: carga viva, carga muerta y sismo. Vamos a define, loads paterns
define
Patrón de carga
Creamos las cargas:
-
Peso propio. Carga viva. Carga muerta. Carga de sismo.
Factor de carga
Añadir patrón de carga
Crear las cargas
Clic en ok
Ahora asignamos a la estructura, seleccionamos la viga, vamos asignar (Assing) carga a la viga (Frame Loads) de tipo distribuida (Distributed).
Cambiamos carga muerta
Carga uniformemente distribuida Clic en ok
obtenemos la carga distribuida.
Asignamos la carga viva; nuevamente asignamos la viga vamos a asignar (assing) una craga a ese marco (Frame Loads) del tipo distribuida (Distributed).
Asignar
Asignar carga distribuida
Cambiamos carga viva
Cambiamos la carga
Clic en ok
Carga 3.5
Asignamos la carga de sismo; seleccionamos el nudo de izquierda a derecha, vamos a asignar una carga e ese nudo de tipo fuerza.
Carga tipo fuerza
Valor de la Carga
Carga sísmica en el eje x Clic n ok
La carga de sismo
Asignamos los brazos rígidos: seleccionamos la estructura vamos a asignar a esos marcos brazos rígidos.
Conexión automática rigidez de la estructura Clic n ok
Combinamos cargas. Vamos a define, combinación de cargas.
Define
Combinación de cargas
Vamos añadir una combinación de las cargas
Añadir nueva combinación
Clic
Cargas Añadir
Clic en ok
Vamos a diseñar, diseñar marcos de concreto (Concrete Frame Desing), seleccione la combinación de diseño (Select Desing Combos…).
Vamos hacer una única combinación a la que se le ha llamado Carga última lo seleccionamos la carga y clic en añadir para que pase al otro lado.
Añadir
Clic en ok
Carga combinada
Corremos el programa. Clic para correr el programa
Clic
Obtenemos la deformación de la estructura .
Finalmente damos respuestas. Fuerza Axial; vamos al icono Show Forces /Stresses, mostrar fuerzas en los cables por la carga ultima y que nos muestre los esfuerzos en el diagrama
Show Forces/ Stresse s Fuerza axial Carga ultima
Esfuerzos en el diagrama Clic en ok
.
Para ver la carga axial total damos clic derecho en la columna.
Clic en show max
Para que nos muestre el esfuerzo desplegamos la estaña Case y elegimos Stress (S11)
Esfuerzo Stress (S11)
Punto cero Stress (S11)
ro
Cambio de unidades Stress (S11)
Hacemos lo mismo para la viga.
ro
Deflexión de la viga. Vamos a fuerzas y esfuerzos en los marcos (Show Forces /Stresses,)
Obtenemos esta ventana; ahora damos clic derecho en la viga para ver la deflexión se cambia las unidades en cm, para saber si mejoramos la viga
Ahora para evaluar el acero damos clic en
