Análisis estático no-lineal (Pushover) Las capacidades capacidades estáticas no lineales lineales se proporcionan proporcionan en la versión no linear de SAP2000 SAP2000 solamente. El comportamiento no linear ocurre en bisagras o nodos-plasticos (hinges) definidas por el usario . Actualmente, las bisagras se pueden introducir en objetos del marco solamente y asignar en cualquier localización a lo largo largo del marco. El momento momento desacoplado, la torsión, la fuerza axial y las bisagras del cortante están disponibles. Hay también una bisagra juntada P-M2-M3 que rinde basado en la interacción de la fuerza axial y de los momentos de flexión en la localización de la bisagra. Más de un tipo de bisagra puede existir en la misma localización; por ejemplo, un M3 (momento) y una bisagra V2 (cortante) se pueden asignar al mismo extremo de un objeto del marco.
Un análisis de pushover pushover puede consistir en más más de una carga del tipo pushover . Cada caso de la carga del pushover puede tener una diversa distribución de la carga en la estructura. Por ejemplo, un análisis típico del pushover pudo consistir en tres casos carga del pushover. El primer aplicaría la carga de la gravedad a la estructura, el segundo aplicaría una distribución de la carga lateral sobre la altura de la estructura, y el tercero aplicaría otra distribución de la carga lateral sobre la altura de la estructura. Hay cuatro diversos métodos de describir la distribución de la carga en la estructura para un caso de la carga del pushover:
1. La aceleración aceleración uniforme uniforme puede ser aplicada aplicada autom automáticamen áticamente. te. En ese caso, caso, la fuerza fuerza lateral lateral aplicada automáticamente en cada nodo es proporcional a la masa tributaria total a ese nodo. 2. La fuerza fuerza lateral lateral es proporci proporcional onal modo modo de de vibrar vibrar en base base a los los desplazamie desplazamiento nto en cada nodo nodo considerando su frecuencia angular cuadrática. El usuario puede especificar la forma del modo que se utilizará en ese caso. 3.
El patrón patrón arbitra arbitrario rio de la carga carga estática estática puede ser definido definido por el usuario. usuario.
4.
Los métodos métodos combinados combinados de los los descritos descritos en 1, 2 y 3.
Varios tipos de salida se pueden obtener del análisis estático no linear del pushover: 1. El cortante cortante basal basal versus versus el despla desplazam zamient iento o especifica especificado do en un nodo de control control puede puede ser dibujado. 2. EL cortan cortante te balsal balsal versus versus el desplazam desplazamien iento to y un especifi especificad cado o nodo de control control puede puede ser dibu dibujad jado o en form formato ato ADRS ADRS dond dondee el eje eje vert vertica icall es la aceler acelerac ació ión n espe espectr ctral al y el eje eje horizontal es el espectro de desplazamiento. La demanda espactral puede ser sobre impresa al dibujo. 3. La secuenc secuencia ia de formacion formacion de las bisagra bisagrass (nodos (nodos plastific plastificado ados) s) y el color color que da el estado estado de los nodos puede ser vista graficamente, para cada paso en el analisis pushover. 4. La fuerza fuerza de los los miembros miembros puede puede ser vista graficame graficamente nte en cada cada paso del analisis analisis 5. Tabular los los valores valores del cortante cortante basal versus versus el desplazamien desplazamiento to de cada punto punto a lo largo largo de de la curva pushover con estas fabulaciones el numero de bisagras más allá de ciertos puntos de control en su curva de la fuerza-desplazamiento las característica de la bisagra se pueden ver en la pantalla, imprimir, o guardar a un archivo
6. Tabular los los valores de la capacidad capacidad del del espectro ( ADRS curvas curvas de capacidad capacidad y demanda), demanda), el
periodo efectivo y el amortiguamiento efectivo se pueden ver en la pantalla , imprimir o salvar en documento.
La secuencia general siguiente de pasos está implicada en un análisis estático no linear ( pushover): 1. Crear el modelo 2. Definir arbitrariamente el patron de cargas estaticas , si es necesario, para el uso del analisis de pushover. Nota el programa puede construrir y definir la distribución de las cargas laterales sobre el peso de la estructura y tambien sobre la aceleración y los modos de vibracion 3. Definir los casos de carga pushover. 4. Definir las propiedades de las bisagras. 5. Asignar las propiedades de las bisagras a los elementos del marco. 6. Correr el analisis de pushover con la selección de analisis de carga no-lineal en el menu de casos de carga. Los casos de cargas estaran aviles solo si asignado a un objeto del marco una propiedad de bisagra correctamente, y debe de a haber al menos un caso de carga de pushover. Los objetos definidos del marco para ser diseñados automaticamente seran realizados antes que el analisis pushover 7. Revisar los resultados pushover 8. Si es necesario, revisar el modelo y repetir los pasos del 2 al 7
Propiedades de las bisagras Las características de la bisagra se utilizan para definir el comportamiento no linear de la fuerzadesplazamiento o de la momento-rotación que se puede asignar a las localizaciones discretas a lo largo de la longitud de los objetos del marco (línea). Estas bisagras no lineares se utilizan durante análisis no linear estático y análisis directo no linear de historico (time history) de integración solamente. Para el resto de los tipos de análisis, las bisagras son rígidas y no tienen ningún efecto sobre el comportamiento del miembro. Tres clases de características de la bisagra están disponibles en SAP2000:
1. Características bisagra automática Las características de la bisagra automática son definidas por el programa. El programa no puede definir completamente las características automáticas hasta la sección a la cual se aplican se han identificado. Así, la característica auto se asigna a un objeto del marco, y la característica resultante de la bisagra y puede ser vista. 2. Características definidas por el usario para la bisagra Las características definidas por el usuario de la bisagra pueden ser de acuerdo con características automáticas o puede ser completamente definido por el usuario.
3. Características generadas programa de la bisagra Las características generadas de la bisagra se utilizan en el análisis. Pueden ser vistas, pero no pueden ser modificadas. Las características generadas de la bisagra tienen una convención de nombramiento automática de LabelH#, donde está la etiqueta la etiqueta del objeto del marco, soportes de H para la bisagra, y # representa el número de la bisagra. El programa comienza con la bisagra número 1 e incrementa el número de la bisagra por una para cada bisagra consecutiva aplicada al objeto del marco. Por ejemplo, si una etiqueta del objeto del marco es F23, el nombre de característica generado de la bisagra para la segunda bisagra aplicada al objeto del marco es F23H2.
La razón principal de la diferenciación entre las características definidas (en este contexto, medios definidos autos y definidos por el usuario) y las características generadas es que las características de la bisagra son típicamente dependiente de la sección. Así es necesario definir un diverso sistema de las características de la bisagra para cada tipo de sección del marco adentro el modelo. Esto podría potencialmente significar que usted necesitaría definir un número muy grande de características de la bisagra. Para simplificar este proceso, el concepto de características generadas se utiliza en SAP2000. Cuando se utilizan las características generadas, el programa combina sus criterios incorporados con las características definidas de la sección para que cada objeto genere las características finales de la bisagra. El efecto neto de esto es que usted lo hace perceptiblemente menos trabajo que define las características de la bisagra porque usted no necesita definir cada bisagra. El usuario asigna características automáticas y las características definidas por el usuario a una bisagra de un objeto en el marco y el programa entonces crea automáticamente una nueva característica generada de la bisagra para cada bisagra asignada.
Defina las características definidas por el usario de la bisagra como sigue:
1. Click en Define menu > Section Properties > Hinge Properties command to access the Define Frame Hinge Properties form. 2. Elija o entre los parámetros para las áreas siguientes. •
Defined Hinge Props area. Una lista de características de la bisagra, incluyendo cualquier característica auto o definida por el usario previamente definida de la bisagra, se exhibe en esta área. Compruebe la caja de cheque generada demostración de los apoyos para incluir las características generadas de la bisagra en esta lista de la exhibición. Compruebe la caja de cheque de los detalles de la bisagra de la demostración para exhibir la información adicional sobre las bisagras en la lista (véase el relato de la caja de cheque de los detalles de la bisagra de la demostración abajo).
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Add New Property button. Chasque este botón para tener acceso a la forma de datos de la característica de la bisagra del capítulo donde una nueva característica puede ser definida.
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Add Copy of Property button.
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Destaque un nombre de característica de la bisagra definida de la caja de lista Las características generadas no pueden ser copiadas.
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Chasque la Add Copy of Property del botón de la característica para exhibir la forma de datos de la característica de la bisagra pre-cargada con las opciones de definición de la característica seleccionada de la bisagra.
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Utilice esa forma para realizar los cambios necesarios a la definición.
Modify/Show Property button. •
Destaque el nombre de característica de la bisagra que se modificará en la caja de lista definida de los apoyos de la bisagra. Observe que las características generadas no pueden ser modificadas.
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Chasque el botón de la característica de la modificación/de la demostración para exhibir la forma de datos de la característica de la bisagra del capítulo.
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Utilice esa forma para realizar los cambios necesarios a la definición.
Nota: Las propiedades generadas en las bisagras pueden ser vistas pero no modificadas
Delete Property boton: •
Destaque el nombre de la característica de la bisagra que se suprimirá en la caja de lista definida de los apoyos de la bisagra.
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Chasque el botón de la característica de la cancelación.
Nota: Si la característica destacada de la bisagra se está utilizando donde quiera en el modelo, el botón de la característica de la cancelación será gris e inactivo. Una característica de la bisagra no puede ser suprimida hasta que se haya quitado de todos los objetos del marco. Quite una bisagra seleccionando el obejto del marco y suprimiendo la asignación.
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Show Hinge Details , la caja de cheque. Cuando se comprueba esta caja de cheque, el área definida de los apoyos de la bisagra se amplía a un tipo área de la hoja de balance que tenga las columnas siguientes:
Name. La identificación asignada a la bisagra se exhibe en esta columna.
Type. El tipo de la bisagra (e.g., axial P, del cortante V, del momento M y así sucesivamente) se exhibe en esta columna.
Behavior. Esta columna identifica si la bisagra es deformación o controlado por la fuerza.
Generated. Si se exhibe el sí, la bisagra es una bisagra generada. Si nose exhibe, la bisagra es definida por el usuario o auto.
From. Si la bisagra es una bisagra generada (es decir, aparece sí en la columna Generated), las exhibiciones de esta columna la identificación de la bisagra sobre la cual se basa la bisagra generada. Si la definición de la bisagra es de programas específicos, las exhibiciones del auto mostrada en esta columna. Si N.A. aparece en esta columna, la bisagra es una bisagra definida por el usario que se basa solamente en la definición del usuario
Nota: Realice los cambios a ninguno de estos artículos primero destac ando la fila de los datos que se cambiarán. Entonces chasque el botón de Modify/Show Property para exhibir la forma de datos de la característica de la bisagra del capítulo y para hacer los ajustes necesarios. Observe que las características generadas no pueden ser modificadas.
Show Generated Props caja de check , Por defecto, las características de la bisagra que el programa genera automáticamente en cada localización de la bisagra no se enumeran en el área definida del apoyo de la bisagra de la forma de las características de la bisagra del capítulo de la definición. Compruebe la caja de cheque generada demostración de los apoyos, y SAP2000 exhibirá esas características en el área definida de los apoyos de la bisagra junto con cualquier característica auto de la bisagra que se haya asignado al modelo.
Convert Auto to User Prop, botón Este botón aparece cuando se ha asignado propiedades automáticas a las bisagras a un objeto (líneas) en el modelo y el Show Generated Props está activada. Cuando se hace clic en este botón, el programa convierte la propiedad las propiedades automáticas en definidas por el usuario , despues las propiedades automaticas ya convertdas en propiedades definidas se pueden modificar dando click en el boton Modify/Show Property de las bisagras del marco en la tabla de datos de sus propiedades.
Refenrencias
ATC, 1996. Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Volume 1, ATC-40 Report, Applied Technology Council, Redwood City, California. FEMA, 1997. NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Developed by the Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency (Report No. FEMA 273), Washington, D.C.
