ANALISIS ESTRUCTURAL SAP 2000 v11 – Método de Cross
Nombre: César Cortés Diaz Carrera: Ingeniería (E) en Proyectos Estructurales
INTRODUCCION Para otorgar un grado de seguridad y respaldo a los cálculos de análisis estructurales, es conveniente simular de manera virtual las reacciones, fuerzas y gráficos de las estructuras. Por ello después de realizar el cálculo a mano alzada de los ejercicios a través del método de Cross, se desarrolló el mismo ejercicio en el programa de análisis llamado SAP 2000 v11. Aquí se muestra el progreso y ejecución paso p aso a paso del ejercicio.
INTRODUCCION Para otorgar un grado de seguridad y respaldo a los cálculos de análisis estructurales, es conveniente simular de manera virtual las reacciones, fuerzas y gráficos de las estructuras. Por ello después de realizar el cálculo a mano alzada de los ejercicios a través del método de Cross, se desarrolló el mismo ejercicio en el programa de análisis llamado SAP 2000 v11. Aquí se muestra el progreso y ejecución paso p aso a paso del ejercicio.
DESARROLLO EJERCICIO EJERCICIO 1 PASO 1_____CREACION DEL MARCO__________________________ 1-1- Abrimos el programa para su ejecución.
1-2- Antes de cualquier cosa, debemos asegurarnos de trabajar con las unidades de medidas correctas, por ello debemos cambiarlas en la parte inferior derecha del programa. * Cambiar a toneladas – metros.
1-3- Al clickear, a un nuevo archivo, aparece este cuadro de opciones y según nuestro ejercicio seleccionamos la opción 2D Frames (Marcos en 2D).
- Nuevo Modelo.
1-4- Inmediatamente aparece un nuevo cuadro de opciones donde nos permite definir nuestro marco. - En nuestro caso es de 2x2 espacios (bays – stories) y las alturas son 3 mts para store y 3,5 para Bay.
1-5- Este mismo cuadro de opciones nos permite dar las características de las vigas y las columnas. 1-6- Al hacer clic en el icono , aparece un cuadro de propiedades. En él no hay ninguna configuración por defecto. 1-7- Para agregar una configuración, pinchamos (Add New Property)
1-8- Inmediatamente en el cuadro siguiente definimos el material de nuestra estructura. (Concrete) y la definición Rectangular.
1-9- Definimos nuestra Viga con el nombre de (V20/40) y sus dimensiones en metros. - Depth: Profundidad - Width: Ancho
- Tenemos nuestra configuración y presionamos Ok.
1-10- Ya tenemos configurada nuestra Viga. Ahora volvemos a presionar (Add New Propierty) para configurar las columnas.
1-11- Bajo los mismos parámetros configuramos la columna, concreto y sección rectangular. Asignamos nombre y sus dimensiones.
1-12- Solamente queda definir a cada elemento sus dimensiones creadas y presionamos Ok.
1-13- Entonces nos queda definido nuestro marco y para asimilarlo a nuestro ejercicio le borramos la viga y columna que sobran. 1-14- Seleccionar haciendo click y suprimir.
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Izquierda: Vista en 3D Derecha: Vista en 2D
PASO 2_____ASIGNAR CARGAS PUNTUALES__________________ 2-1- Para asignar cargas, comenzaremos con las puntuales. 2-2- Seleccionamos haciendo click en ambas vigas sometidas a las mismas cargas. - Las vigas seleccionadas se tornan con líneas de segmento.
- En nuestro ejercicio son iguales en distribución de dimensión y carga.
2-3- Pinchamos en la barra desplegable la de Asignación (Assign) y definimos Point, lo que significa, cargas puntuales del marco.
2-4-- A las opciones de cargas puntuales del marco, escribimos las distancias respectivas y el peso de cada una de ellas. - Es importante cambiar distancias absolutas.
-
Distancia Peso
- Se visualizan de inmediato al dar Ok.
PASO 3_____ASIGNAR CARGAS DISTRIBUIDAS_________________ 3-1- Para asignar cargas distribuidas, repetimos del paso 2 el punto 2-2, selección de la viga.
3-2- Repitiendo el paso 2-3, pero ahora cambiando a carga distribuida.
3-3- Verificamos que esté seleccionada la opción Absolute Distance y en Uniform Load escribimos 4. - Vista previa de la carga distribuida.
PASO 4_____CONFIGURAR SOPORTES_________________________ 4-1- Para configurar los soportes debemos seleccionarlos con una ventana sobre ellos.
- Al estar seleccionados aparece una x amarilla en su punta.
- Ventana con línea de segmento, es de selección.
4-2- Luego en la barra desplegable Assign – Joint – Seleccionamos, Restraints (Uniones restringidas)
4-3- Activamos la unión restringida y damos un OK. - Vista previa de los soportes.
PASO 5_____ANALISIS_______________________________________ 5-1- Al terminar de definir las cargas y los soportes debemos analizar nuestro marco. Para ello verifiquemos si están correctas nuestras configuraciones. - Pinchando el ícono show frame load, (mostrar cargas) verificamos si estan todas las cargar que fijamos anteriormente.
- Show Frame Load
5-2- Si tenemos todo listo, pinchamos el icono mostrado.
5-3- Verificamos si las cargas mostradas están activas (Run) y presionamos (Run Now)
PASO 6_____VISUALIZACION DE DIAGRAMAS_________________ 6-1- La barra de herramientas que permite la visualización de los gráficos y diagramas es la –Display-
6-2- El icono
visualiza el marco sin la solicitación de las cargas.
6-3- El icono
visualiza el marco con la deformada.
- Importante activar en las opciones Wire Shadow y Cubic Curve.
6-4- El icono visualiza el marco con el resultado de las fuerzas. - Si lo presionamos, saldrá este cuadro de opciones. (Fuerzas de reacción)
- OK y muestra las Fuerzas de reacción
6-5- Las opciones del icono, son diversas en ellas tenemos los diagramas. Si presionamos –Frames/cables- Seleccionamos –Moment 3-3- y en opciones –Fill Diagram-
* Diagrama de Momento relleno (Fill Diagram).
* Diagrama con los valores mostrados (show values on diagram)
6-6- Repitiendo el paso 6-5, pero activando Axial Forces, tendremos la fuerza o carga axial. * Diagrama de Cargas Axiales relleno (Fill Diagram).
* Diagrama de Cargas Axiales con los valores mostrados (show values on diagram)
6-7- Repitiendo el paso 6-5, pero activando Shear 2-2, tendremos la fuerza de corte. * Diagrama de Corte con los valores mostrados (show values on diagram).
* Diagrama de Corte con relleno (Fill Diagram).
DESARROLLO EJERCICIO 2 PASO 1_____CREACION DEL MARCO__________________________ 1-1- Abrimos el programa para su ejecución.
1-2- Antes de cualquier cosa, debemos asegurarnos de trabajar con las unidades de medidas correctas, por ello debemos cambiarlas en la parte inferior derecha del programa. * Cambiar a toneladas – metros.
1-3- Al clickear, a un nuevo archivo, aparece este cuadro de opciones y según nuestro ejercicio seleccionamos la opción 2D Frames (Marcos en 2D).
- Nuevo Modelo.
1-4- Inmediatamente aparece un nuevo cuadro de opciones donde nos permite definir nuestro marco.
- Esta vez los datos son los siguientes. - Number of Stories: 1 - Number of Bays: 4 - Story Height: 3,5 1-5- Muy importante, esta vez seleccionamos la opcion (Use Custom Gris Spacing and Locate Origin) y presionamos (Edit Gris…) *Con esto comenzaremos a elegir arbitrariamente el inicio del pivote y el resto de los apoyos.
1-6- Ahora definimos nuestras Columnas y Vigas.
1-7- Este mismo cuadro de opciones nos permite dar las características de las vigas y las columnas. 1-8- Al hacer clic en el icono , aparece un cuadro de propiedades. En él no hay ninguna configuración por defecto. 1-9- Para agregar una configuración, pinchamos (Add New Property)
2- Inmediatamente en el cuadro siguiente definimos el material de nuestra estructura. (Concrete) y la definición Rectangular.
2-1- Definimos nuestra Viga con el nombre de (V20/40) y sus dimensiones en metros. - Depth: Profundidad - Width: Ancho
- Tenemos nuestra configuración y presionamos Ok.
2-2- Ya tenemos configurada nuestra Viga. Ahora volvemos a presionar (Add New Propierty) para configurar las columnas.
2-3- Bajo los mismos parámetros configuramos la columna, concreto y sección rectangular. Asignamos nombre y sus dimensiones.
2-4- Solamente queda definir a cada elemento sus dimensiones creadas y presionamos Ok.
- Vista en 3D y en 2D.
2-5- Lo siguiente es quitar las columnas centrales para igualarlo a nuestro ejercicio. *Las seleccionamos y suprimimos. *Se borran también los apoyos.
2-6- Ahora seleccionamos los 3 puntos donde iban las columnas. Con un clic o con ventana de selección.
2-7- Luego en la barra desplegable Assign – Joint – Seleccionamos, Restraints (Uniones restringidas)
2-8- Activamos la unión restringida y damos un OK. - Vista previa de los soportes. *Según ejercicio el primero es movil.
PASO 2_____ASIGNAR CARGAS DISTRIBUIDAS_________________ 3-1- Para asignar cargas distribuidas, seleccionamos las vigas.
PASO 2 _____CARGA DISTRIBUIDA__________________________ 2-1- Hacemos clic a las vigas.
2-2- Seleccionamos (Assign) y las cargas distribuidas.
2-3- Verificamos que esté seleccionada la opción Absolute Distance y en Uniform Load escribimos 10. - Vista previa de la carga distribuida.
PASO 3_____ANALISIS_______________________________________ 3-1- Si tenemos todo listo, pinchamos el icono mostrado.
3-3- Verificamos si las cargas mostradas están activas (Run) y presionamos (Run Now)
*Comienza el proceso de cálculo y cuando termina presionamos Ok.
PASO 4_____VISUALIZACION DE DIAGRAMAS_________________ 4-1- La barra de herramientas que permite la visualización de los gráficos y diagramas es la –Display-
4-2- El icono
visualiza el marco sin la solicitación de las cargas.
4-3- El icono
visualiza el marco con la deformada.
- Importante activar en las opciones Wire Shadow y Cubic Curve.
4-4- El icono visualiza el marco con el resultado de las fuerzas. - Si lo presionamos, saldrá este cuadro de opciones. (Fuerzas de reacción)
- OK y muestra las Fuerzas de reacción
4-5- Las opciones del icono, son diversas en ellas tenemos los diagramas. Si presionamos –Frames/cables- Seleccionamos –Moment 3-3- y en opciones –Fill Diagram-
* Diagrama de Momento relleno (Fill Diagram).
* Diagrama con los valores mostrados (show values on diagram)
4-6- Repitiendo el paso 4-5, pero activando Axial Forces, tendremos la fuerza o carga axial.
* Diagrama de Cargas Axiales relleno (Fill Diagram).
* Diagrama de Cargas Axiales con los valores mostrados (show values on diagram)
4-7- Repitiendo el paso 4-5, pero activando Shear 2-2, tendremos la fuerza de corte. * Diagrama de Corte con los valores mostrados (show values on diagram).
* Diagrama de Corte con relleno (Fill Diagram).