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DESIGN OF SLABS, BEAMS AND FOUNDATIONIS REINFORCED AND POST-TENSIONED CONCRETE
Preparado por “High Level Engineering L.L.C” www.hlengineering.com Dealers CSI CARIBE en Puerto Rico
[email protected] [email protected]
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PRIMERA PARTE
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Establecer las Unidades de Trabajo Iniciar un Modelo 2.1 Usando un Sistema Básico de Líneas de Referencia 2.2 Usando Modelos Predeterminados 2.3 Importando desde el ETABS 2.4 Guardar un Modelo Definiendo los Materiales 3.1 Modificando Materiales Existentes 3.2 Introduciendo Nuevos Materiales Definiendo Propiedades 4.1 Introducir la Estructura y Propiedades de los Soportes Dibujando los Objetos 5.1 Dibujar Losas como Área 5.2 Dibujar Losas Rectangulares como Área 5.3 Dibujo Rápido de Losa como Área 5.4 Dibujo Rápido de Área alrededor de Puntos 5.5 Dibujando Franjas de Diseño Diseño 5.6 Dibujando Vigas 5.7 Dibujo Rápido de Vigas 5.8 Dibujo de Tendones 5.9 Dibujo de Columnas 5.10 Dibujo de Muros 5.11 Dibujo de Líneas de Dimensiones 5.12 Dibujo de Barras en las Losas Selección de Objetos 6.1 Selección por el Método Grafico 6.2 Seleccionar por Características 6.3 Deseleccion 6.4 Invertir la Selección 6.5 Selección Previa 6.6 Limpiar la Selección Asignar Propiedades al Modelo Cargas Sobre el Modelo
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FLUJO DE TRABAJO
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Definiendo los Patrones de Carga 8.1.1 Multiplicar de Peso Propio 8.1.2 Patrón de Carga Viva Automático 8.2 Asignando las Cargas 8.3 Definición de Fuentes de Masa Definiendo los Casos de Carga 9.1 Revisar / Crear los Casos de Carga Ver y Editar la Geometría del Modelo 10.1 Cambiando las Vistas 10.2 Herramientas de Edición 10.2.1 Edición Iterativa de la Base de Datos Análisis y Diseño 11.1 Especificar las Opciones de Mallado 11.2 Proceso de Diseño 11.3 Correr el Análisis y Diseñar Detalle del Refuerzo 12.1 Proceso de Detalle 12.2 Preferencias 12.3 Corriendo el Detallado 12.4 Edición de los Dibujos 12.5 Creando y Manejando las Hojas de los Dibujos Despliegue de los Resultados 13.1 Despliegue gráfico y Resultados de Análisis 13.2 Despliegue gráfico y Análisis del Diseño 13.3 Despliegue de Resultados por medio de Tablas Reporte y Resultados de Salida 14.1 Reporte Resumido 14.2 Imprimir Graficas y Tablas 14.3 Exportar los Resultados
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8.1
4 SEGUNDA PARTE EXPLORANDO LOS MENUS DE SAFE
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Opciones para Iniciar un Nuevo Modelo. Descripción de la Pantalla principal del SAFE. MENU FILE MENU EDIT MENU DEFINE MENU DESIGN MENU DISPLAY MENU DETAILING
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I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII.
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Esta versión del programa SAFE nos hace pensar principalmente en la producción rápida y versátil de nuevos diseños y verificaciones de losas y fundaciones que podríamos hacer con esta poderosa herramienta. A lo largo de este documento vamos a ver como este programa integra herramientas de diseño para concreto reforzado y pos tensionado, con una interface grafica fácil de entender y de usar.
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Las nuevas herramientas de visualización nos permiten tener una apreciación mayor de los detalles del modelo que hemos creado. Con SAFE es posible visualizar las vistas con renderizado en 3D, las cuales pueden ser rotadas con facilidad, tener múltiples efectos de iluminación, opciones de textura en las barras de acero, concreto y otros materiales como también efectos de sombras.
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Con el fin de facilitar la entrada de datos el SAFE incluye una ventana para explorar rápidamente el modelo (definir, duplicar, modificar, asignar entre otras opciones) sin necesidad de entrar a través de los distintos menus.
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Un importante comando que vale la pena mencionar es el de importar o exportar la geometría de un modelo desde AutoCAD o por medio de archivos DXF y DWG. También nos permite abrir modelos creados en versiones atrasadas de SAFE y el uso de Microsoft Acces o Excel.
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Para agregar más alternativas en el momento de realizar geometrías complejas es posible definir adicional al sistema de coordenadas rectangular un sistema cilíndrico y general, donde el usuario podrá crear directamente líneas de referencia o de dibujo donde sea necesario.
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El análisis no lineal es permitido en SAFE, podemos realizar análisis de levantamiento (Uplift) usando un suelo de soporte con cero capacidad de tensión, también considerar el efecto de las grietas a corto y largo plazo en el concreto y el encogimiento instantáneo del concreto. El análisis dinámico también esta permitido y la consideración de las vibraciones en los pisos. Los espectros de respuesta y modos importantes pueden ser importados desde el ETABS.
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Otra característica importante son las opciones de mallado para el análisis por elemento finitos. El SAFE crea automáticamente mallas basándose en un tamaño máximo establecido por el usuario ayudando a mantener una relación de aspecto apropiada. En caso de existir no continuidad en las mallas se puede usar el “constrain” para garantizar una continuidad de esfuerzos.
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CSI ha incluido a diferencia de otras versiones anteriores, el modulo de detalles estructurales. Estas herramientas son bastante útiles y nos hacen ganar mucho tiempo y esfuerzos al crear de manera rápida los dibujos estructurales. Usted puede controlar aspectos del detalle tales como: Controlar el tamaño de las barras de acero. Controlar el espaciamiento deseado entre las barras independientemente del diseño. Longitudes de desarrollo de las barras según los códigos de diseño. Especificar barras alrededor de aberturas.
9 Especificar el tamaño y escala de las hojas. Importar desde AutoCAD el formato de las Hojas.
Modificación de colores.
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10 Imprimir y Exportar Dibujos
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En los capítulos posteriores seguiremos indagando sobre muchas otras capacidades del SAFE. Hemos dividido este documento en dos capítulos, el primero nos lleva sobre el proceso que debemos seguir cuando estemos trabajando con el programa y el segundo es un desglose más detallado de los menus principales y sus respectivos comandos. Esperamos que este documento sea de utilidad para todos aquellos lectores interesados en indagar sobre SAFE.
11 CAPITULO 1 Establecer las Unidades de Trabajo Este capítulo describe como especificar las Unidades usadas por la base de datos del programa. En el Caso de un Modelo Nuevo:
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En el Caso de un Modelo Existente hay dos Formas:
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Al seleccionar cualquiera de las vías anteriores para especificar las Unidades de Trabajo aparecerá un recuadro como el que se muestra en la siguiente figura:
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El recuadro anterior puede ser usado para especificar las unidades que corresponden a cualquier entrada de datos en el programa, salida de resultados y despliegue de valores. En este recuadro la Opción “Quick Units” nos permite rápidamente ajustar las unidades consistentemente según el sistema U.S, Métrico o Unidades Consistentes. Las unidades para una determinada información pueden especificarse de manera independiente. Al momento de Introducir un dato este puede entrarse especificando la unidad seguida del dato y el programa de manera automática transforma el dato a las unidades básicas especificadas en este recuadro. Las unidades seleccionadas deberán aparecer al lado de las coordenadas en la parte inferior derecha de la pantalla.
13 CAPITULO 2 Iniciar un Modelo
En este capitulo vamos a describir como crear un modelo en SAFE usando:
Un sistema básico de líneas de referencia. Un modelo predeterminado que ya existe. Un modelo que sea exportado desde el programa ETABS
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2.1 Iniciar el Modelo Usando un Sistema Básico de Líneas de Referencia
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Antes de crear el sistema de líneas de referencia necesitamos iniciar un nuevo modelo haciendo click en el Menu File > New Modelo. Hay que recordar del capitulo uno que lo primero que usted debe hacer es especificar el sistema de unidades que va a usar. Luego debe seleccionar el recuadro “Grid Only”.
El siguiente recuadro despliega las opciones para desarrollar un sistema de coordenadas, especificando el número de líneas y sus espaciamientos. Los espacios pueden ser tanto en la dirección X como en la dirección Y, y estos dos pueden ser diferentes. Esta opción describe el sistema global únicamente. Una vez especificados estos valores, podrían ser modificados usando el menú Define > Coordinate Systems > Grid > Modify/Show System.
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2.2 Iniciar el Modelo Usando un Modelo Predeterminado
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Antes de crear el sistema predeterminado necesitamos iniciar un nuevo modelo haciendo click en el Menu File > New Modelo. Los modelos predeterminados proveen una rápida herramienta para crear rápidamente un modelo. En este caso los modelos incluyen automáticamente todos los objetos con sus respectivas propiedades. Es altamente recomendable usar esta vía para iniciar un modelo, siempre que sea posible. Cuando uno de los modelo predeterminado es seleccionado se desplegara un recuadro que contiene todos los datos que aplican a cada modelo dependiendo de cual ha seleccionado (Dimensiones en planta, espaciamientos, espesor de losa o platea, cargas y dimensiones de columnas.
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Nota Importante: Cuando usamos estos modelos predeterminados, las vigas y nervios son modelados usando una altura o peralte igual a la dimensión desde el tope de la losa a la parte inferior de la viga o nervio. Las vigas son modeladas como objetos líneas, mientras que los nervios son modelados usando propiedades equivalentes de la losa.
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Luego de especificar todos los datos el modelo aparecerá desplegado en la ventana de despliegue del programa.
De la figura anterior del lado izquierdo se puede observar el “Model Explorer” el cual contiene todos los datos usados para definir un modelo.
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2.3 Importar desde el ETABS
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Las losas de piso y las plateas de fundaciones pueden ser modeladas en el ETABS y exportadas usando el “Menu File > Export > Save Story as SAFE V12 .f2k Text File
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2.4 Guardar un Modelo
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A través de esta opción podremos transferir la geometría de la losa, las propiedades de las secciones y las cargas con su respectivo caso. Las franjas de diseño hay que definirlas en el SAFE ya que el ETABS no provee esta información.
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Esta es una buena práctica. Usar el “Menu File > Save”. La primera vez que el modelo es guardado deberá especificar un nombre al archivo. Usted también puede especificar guardar automáticamente el modelo cada cierto incremento de tiempo usando el “Menu Options > Auto Save Model”. Esta opción por defecto esta desactivada porque después que el modelo es salvado, la historia de record de “Undo” se resetea y SAFE solo recordara el paso anterior y esto puede no ser favorable.
16 CAPITULO 3 Definir Materiales
3.1 Modificar Materiales Existentes
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Materiales por defecto y previamente definidos pueden revisarse y modificarse usando el Menu “Define > Materials > Modify/Show Material”
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Alternativamente podemos ingresar a estos mismos recuadros a través del “Model Explorer” ubicado a mano izquierda de la ventana del programa.
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3.2 Introducir Nuevos Materiales
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Para introducir nuevas propiedades de materiales usar el menú “Define > Materials > Add New Material Quick. En este recuadro podemos definir el concreto, barras, tendones o propiedades del acero.
Si el material no existe en este recuadro, presione Cancel y seleccione “Add New Material”. En este recuadro podrá introducir cualquier información referente a los materiales.
17 CAPITULO 4 Definir Propiedades
Propiedades de la Estructura Las propiedades estructurales de las secciones como la losa, vigas, tendones, columnas y muros se especifican por medio del menú “Define” antes de que se asignen al modelo. Los objetos de la estructura se actualizan automáticamente si usted realiza algún cambio a sus propiedades.
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Las propiedades de esprines se usan como soporte y pueden ser un punto, línea, y suelo. Pueden ser asignadas a vigas, losas y puntos, como también a elementos estructurales.
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Tipo de Objeto Área Línea Tendón Columna/Brace Muro/Rampa Área Punto Línea
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Propiedad Losa Viga Tendones Columna Muros Suelo Esprines Punto Línea de Esprines
18 CAPITULO 5 Dibujo de Objetos
5.1 Dibujar Losas Irregulares
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Hacer Click en “Draw > Draw Slabs/Areas”. También se pueden usar directamente los comandos que están en el extremo izquierdo de la ventana del programa.
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Nota: Si usted dibuja un objeto área usando las líneas de referencia o “Grid Line” debe asegurarse que el “Snap” apropiado este activado. Esta opción ayuda a que el modelo sea más simple. También a través del menú Draw > Snap Options es posible acceder a varias opciones de Snap.
En este recuadro podemos especificar al programa que active las intersecciones entre las líneas de referencia, lo cual permite mayor control sobre el dibujo realizado. Si cometemos algún error en el proceso de dibujo podemos volver a tras usando el Menú “Edit > Undo Area”.
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5.2 Dibujar Losas Rectangulares Hacer Click en “Draw > Draw Rectangular Slabs/Areas”. También se pueden usar directamente los comandos que están en el extremo izquierdo de la ventana del programa.
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5.3 Dibujar Losas Rápidamente
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Hacer Click en “Draw > Quick Draw Slabs/Areas”. También se pueden usar directamente los comandos que están en el extremo izquierdo de la ventana del programa.
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5.4 Dibujar Losas Rápidamente Alrededor de Puntos
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En algunas ocasiones es necesario dibujar varias áreas en un mismo lugar, como es el caso de un capitel. Estos objetos pueden ser dibujados rápidamente a través del menú “Draw > Quick Draw Áreas Around Points”. También se pueden usar directamente los comandos que están en el extremo izquierdo de la ventana del programa
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5.5 Dibujar las Franjas de Diseño
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Las franjas de diseño definen la localización y trayecto que deberá tener el acero de refuerzo calculado por el programa y pueden ser usadas para la colocación de los tendones. Las franjas de diseño se definen usando poli líneas, que podrían ser no ortogonales. Para dibujar solo hacer Click en “Draw > Draw Design Strips”.
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Cuando modelamos una losa con Pos Tensionado, el tipo de franja de diseño deberá típicamente establecerse como “Column Strip” únicamente. En una losa sin pos tensionado se pueden usar ambos tipos de franjas, dependiendo de la localización.
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5.6 Dibujar Vigas y Líneas Para dibujar vigas y líneas activar la vista en planta. Hacer Click en “Draw > Draw Beams/Lines”. También se pueden usar directamente los comandos que están en el extremo izquierdo de la ventana del programa.
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5.7 Dibujar Rápido de Vigas y Líneas
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Las vigas se pueden dibujar rápidamente sobre las líneas de referencia “grid” o entre dos puntos, usando el menú “Draw > Quick Draw/Lines. También se pueden usar directamente los comandos que están en el extremo izquierdo de la ventana del programa.
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5.8 Dibujo de Columnas
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Para dibujar las columnas usar el menú “Draw > Draw Columns. O usar el comando visible en el menú de dibujo situado a mano izquierda de la ventana.
El recuadro desplegado contiene varias propiedades que pueden asignarse a la columna que usted va a dibujar. La altura correspondiente de la columna también puede ser especificada.
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5.9 Dibujando los Muros
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Para dibujar las columnas usar el menú “Draw > Draw Wall. O usar el comando visible en el menú de dibujo situado a mano izquierda de la ventana
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El recuadro desplegado contiene varias propiedades que pueden asignarse al muro que usted va a dibujar. La altura correspondiente del muro también puede ser especificada.
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5.10 Dibujando las Líneas de Dimensiones
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Las líneas de dimensiones nos ayudan a ir verificando la correcta geometría del modelo. Para dibujar las dimensiones hay que colocar la vista en planta nta y usar el menú “Draw > Draw Dimensión Lines”. O usar el comando
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5.11 Dibujando Barras para la Losa
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Los objetos barras definen la localización y el trayecto de las barras de refuerzo, dibujadas por el usuario. Las barras que define el usuario son usadas típicamente para comparación con el refuerzo que calcula el programa y para especificar el acero que se usa en el análisis no lineal de agrietamiento. El usuario podrá especificar el tamaño de la barra y el material, el ancho donde se ubicaran y la ubicación vertical. Para dibujar usar el menú “Draw > Draw Slab Rebar”.
23 CAPITULO 6 Selección de Objetos
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Este capitulo describe las opciones disponibles para hacer selecciones en SAFE. La selección se usa con el fin de identificar objetos existentes, para aplicarles alguna operación posterior. Antes de asignar alguna propiedad primero hay que seleccionar el objeto. Las selecciones pueden hacerse gráficamente o haciendo referencia a varias propiedades de los objetos. Las selecciones son acumulativas. Un elemento seleccionado aparece gráficamente con líneas entre cortadas. El número de objetos seleccionados es mostrado en la barra de estatus.
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6.1 Selección Grafica de Objetos
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Click Izquierdo: Hacer un click izquierdo cuando el puntero esta sobre un objetos para seleccionar este. Si hay más de un objeto en el mismo lugar solo hay que presionar la tecla Shift del teclado y hacer una click izquierdo, esto despliega todos los objetos que existen en esta localización, lo anterior permite solo seleccionar el objeto deseado. Hacer un Recuadro de Selección (Izquierda a Derecha): Dibujar una ventana o recuadro alrededor de los objetos que deseamos seleccionar.
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El modo de selección grafica se activa usando el comando básico o a través del menú “Select > Pointer/Window. SAFE contiene dos métodos de selección en esta modalidad:
Poly: Para seleccionar uno o mas objetos encerrados dentro de un polígono, usar el menú “Select > Poly. Intersecting Poly: Esto deberá seleccionar tanto los elementos que estén dentro del polígono como los que intersectan con el polígono. Para esta opción usar el menú “Select > Intersecting Poly”. Intersecting Line: Esta forma de selección permite seleccionar todos los objetos que intersecten la línea de selección, usando el comando este comando esta visible. O usar el menú “Select > Intersecting Line.
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En adición al modo de selección con el puntero hay otras tres formas de selección grafica que podemos usar:
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6.2 Selección Por Característica El siguiente recuadro ilustra las alternativas de selección por característica (Las propiedades deben será previamente definidas): Comandos Select > Properties > Material Properties Select > Properties > Slab Properties Select > Properties > Slab Rebar Properties Select > Properties > Beam Properties
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Select > Properties > Tendon Properties
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Select > Properties > Line Spring Properties
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Select > Properties > Point Spring Properties
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Select > Properties > Column Properties Select > Properties > Wall Properties Select > Properties > Soil Subgrade Properties
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Select > Labels Select > All
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Select ect > Properties > Design Strip Layers Select > Groups
Acción Selecciona uno o más Objetos dependiendo de las propiedades del material. Selecciona losas según su propiedad. Selecciona una o mas Barras según su propiedad. Seleccione una o más propiedades de vigas según el nombre asignado a la propiedad. Seleccione una o más propiedades de Tendones según el nombre asignado a la propiedad. Seleccione cione una o más propiedades de columnas. Seleccione una o más propiedades de muros. Seleccione una o más propiedades del Suelo y todas las losas que tengan asignado este suelo deberán seleccionarse. Seleccione una o más propiedades de Esprines puntuales y todos los puntos asociados a estos esprines deberán seleccionarse. Seleccione Seleccion una o más propiedades de Esprines Lineales y todos los objetos líneas asociados a estos esprines deberán seleccionarse. Seleccione uno o mas “Strip Layer” Selecciones una Colección de Objetos según el Nombre del Grupo. Seleccione según el Nombre del elemento. Seleccione todos los elementos.
6.3 Deseleccionar Los objetos pueden ser deseleccionados en cualquier momento si hacemos un click izquierdo sobre el objeto seleccionado. Alternativamente podemos usar el menú “Select > Deselect” para acciones mas especificas de deselecciones.
6.4 Invertir la Selección Los objetos que estén fuera de una selección existente, pueden seleccionarse usando el Menu “Select > Invert Selection, esta acción selecciona los objetos que no estaban seleccionados y deselecciona los objetos que si estaban seleccionados previamente.
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6.5 Selección Previa El menú “Select > Get Previous Selection” nos permite re seleccionar las ultimas selecciones ejecutadas, de manera mas rápida.
6.6 Limpiar una Selección
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Para deshacer o limpiar el modelo de cualquier selección usar el menú “Select > Clear Selection
26 CAPITULO 7 Asignar Propiedades al Modelo
Este capitulo describe como asignar o cambiar las propiedades de los objetos estructurales en el modelo. Note que las propiedades y soportes pueden asignarse al momento de dibujar los objetos, como se describe en el capitulo 5. La definición de propiedades es explicada en el capitulo 4. La asignación de estas propiedades puede ser hecha dependiendo del tipo de objeto, como se ilustra en la siguiente tabla:
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Asignar Apoyo y Restricciones. Esprines. Vigas Propiedades. Modificadores de Propiedades Liberaciones Puntos de Inserción. Línea de Esprines. Columnas/Braces Propiedades. Modificadores de Propiedades. Liberaciones. Puntos de Inserción. Ejes Locales. Muros/Rampas Propiedades. Modificadores de Propiedades. Aberturas. Puntos de Inserción. Soportes Propiedades del Suelo. Línea de Esprines. Restricciones en Puntos. Esprines Puntuales.
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Objeto Punto
Un objeto debe ser seleccionado antes de ejecutar la deseada asignación. Lo que hemos asignado a los puntos, vigas, columnas, tendones, losa y muros puede ser revisado haciendo un click derecho con el puntero del mouse sobre el objeto deseado. Las cargas también pueden asignarse a los objetos como describe el capitulo 8.
27 CAPITULO 8 Cargas sobre el Modelo
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Este capito describe como definir y asignar las cargas al modelo. Las cargas incluyendo la muerta, viva, terremoto, nieve, temperatura y cualquier otra, son definidas por patrones los cuales se asignan a varios objetos estructurales. El SAFE crea automáticamente los casos de carga para cada patrón, los cuales son combinados debidamente para el diseño de acuerdo al código utilizado. El código de diseño puede ser seleccionado a través del menú “Design > Design Preferences”.
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8.1 Definir los Patrones de Carga
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El nombre del Patrón de carga. SAFE no permite el duplicado de nombres. Tipo de Carga, que puede ser seleccionado del listado. Multiplicador del Peso Propio. Si desea puede hacer una descripción del caso de carga en “Notes”.
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Click en el menú “Define > Load Patterns”. En recuadro desplegado podemos especificar:
8.1.1 Multiplicador de Peso Propio El peso propio de la estructura es determinado por la multiplicación del peso unitario del material de cada objeto y el volumen del objeto. El peso unitario es especificado en las propiedades del material. Es posible especificar que porción del peso propio puede ser aplicada en un determinado Patrón de carga, usando el multiplicador del peso propio. Si colocamos 1, decimos al programa que coloque el 100% del peso propio y si colocamos 0.5 decimos que solo coloque la mitad. Normalmente usamos un valor de 1 únicamente en un Patrón de carga. En todos los otros patrones colocamos cero.
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8.1.2 Patrón Automático de Carga Viva El Patrón automático de carga viva permite que un patrón de carga viva se aplique automáticamente a la losa en su forma mas critica a fin de incrementar el momento negativo y positivo en los paneles de losa y las columnas.
8.2 Asignar Cargas
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Las cargas estáticas pueden asignarse a puntos, vigas, tendones y losas. Los objetos primero deben seleccionarse, antes de que se le aplique alguna carga. Luego que el objeto es seleccionado usar el menú “Assign > Load Data”” dependiendo del objeto seleccionado tendremos distintas opciones para aplicar las cargas.
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8.3 Definir la Fuente de Masa
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Antes de realizar un análisis dinámico modal se debe especificar al programa de donde este deberá tomar la masa. Usar el menú “Define > Mass Source” para desplegar el siguiente recuadro:
En este recuadro el usuario deber especificar que patrón de carga deberá usar el programa para el cálculo de las masas. El programa deberá tomar las cargas que están asociadas a cada patrón y combinar estas cargas según el factor de escala introducido. Estas cargas combinadas el programa son divididas por la gravedad para obtener las masas. Si deseleccionamos la opción “Ignore Lateral Mass” el programas únicamente extraerá los modos y frecuencias verticales, esto podría dar resultados de inestabilidad se el modelo no esta propiamente restringido.
29 CAPITULO 9 Definir los Casos de Carga
Los casos de carga se definen como las cargas que son aplicadas a la estructura y la manera en que será calculada la respuesta de la estructura. El cálculo de la respuesta de la estructura va a depender del tipo de análisis los cuales pueden ser: Lineal, no lineal. Modal o híper estático.
9.1 Revisando y Creando los Casos de Carga
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Luego de que hemos desarrollado toda la geometría y hemos introducido todas las cargas es posible revisar, modificar o agregar mas casos de carga, usando el menú “Define > Load Cases”.
30 CAPITULO 10 Ver y Editar la Geometría del Modelo
El SAFE proporcionar muchas maneras para visualizar, revisar, seleccionar o editar el modelo. Este capitulo provee un resumen de los comandos disponibles para estos fines.
10.1 Cambios de Vistas
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Colocar la Vista en Planta por defecto.
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Acción Colocar la Vista en tres dimensiones por defecto.
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Colocar las Elevaciones.
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Esta opción es para desplegar “labels, identificadores de propiedades, muestra la extrucción y los objetos llenos. Para hacer acercamientos a un objeto especifico.
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Para restaurar la vista del modelo completo.
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Para regresar al acercamiento previo. Para acercar la estructura en pasos sucesivos. En el menú “Options > Graphics Preferences” se puede modificar el porcentaje de acercamiento. Para alejar el acercamiento en pasos previos de manera sucesiva. En el menú “Options > Graphics Preferences” se puede modificar el porcentaje de lejanía. Permite que el modelo pueda moverse alrededor de la ventana activa.
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Comando
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SAFE siempre iempre inicia por defecto con una vista en planta. Para desplegar mas de una ventana podemos usar el menú “Options > Windows”, en cada una de estas ventanas podemos colocar una vista diferente. En la siguiente tabla se muestran algunos comandos usados para colocar distintas vistas.
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10.2 Herramientas de Edición En el transcurso de creación de un modelo, tal vez sea necesario editar el modelo. En la gran mayoría de los casos primero hay que seleccionar el objeto y luego editarlo, en otros casos la acción es inmediata como lo es el caso de los comandos “Undo y Redo” o por medio del uso de recuadros que permiten especificar el tipo de edición que queremos hacer, por ejemplo cuando usamos el menú “Edit > Replicate. Los tipos de comandos y opciones disponibles van a depender del objeto que se va a editar. La siguiente tabla muestra los comando de edición disponibles en SAFE. Comando Undo y Redo
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Cut, Copy, and Paste
Acción El “Undo” borra la ultima acción y el “Redo” restaura el ultimo paso. Generalmente similar a los comandos estándares del Windows. Borra los objetos seleccionados y todas las asignaciones que tengan los objetos. Permite que el sistema de coordenadas sea modificado, modificado, eliminado o crear un sistema nuevo. Permite agregar líneas de referencia en el punto seleccionado y en la orientación deseada. Habilita o deshabilita la opción para pegar puntos a una línea de referencia permitiendo en caso de que la línea de referencia se mueva, refe también el punto lo haga. Habilita o deshabilita la opción para efectuar movimientos a las líneas de referencia. Es posible realizar ediciones a bases de datos externas, en Excel usando este comando. Duplica los objetos seleccionados. Para unir puntos que estén separados dentro de ciertos limites de tolerancia. Alinear puntos seleccionados con la coordenada X, Y o cualquier línea cercana seleccionada. Movimiento de Objetos puntos. División de líneas en múltiples objetos líneas. Juntar dos o más Líneas Colineales en un punto final común. Convertir una línea a un elemento área tipo losa. Las dimensiones en planta será la misma que el ancho y la longitud de la viga y el espesor de la losa será igual a la altura de la viga. Convertir los objetos áreas seleccionados que están juntos o sobre lapados a una sola área total. Únicamente dos objetos podrán ser unidos a la vez. Expande el tamaño del área seleccionada.
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Grid Data > Add/Modify Grids
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Grid Data > Add Grid at Selected Points
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Grid Data > Glue Points to Grids
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Grid Data > Lock On Screen Grid System Edit
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Replicate Merge Points
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Interactive Database Editing
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Align Points/Lines/Edges
Move Points/Lines/Areas Edit Lines > Divide Lines Edit Lines > Join Lines Edit Lines > Convert Beams to Slab Areas
Edit Areas > Merge Areas
Edit Areas > Expand/Shrink Areas
32 Edit Areas > Split Area Edges Edit Areas > Remove Points from Areas Edit Areas > Modify/Show Slab Edge Type Edit Areas > Modify/Show Wall Curve Type
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Add/Edit Tendons > Add Tendos in Strips Add/Edit Tendons > Add Tendons in Strips Add/Edit Tendons > Edit Plan Layout (Horizontal) Add/Edit Tendons > Edit Vertical Profile
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Add/Edit Tendons > Reset Support and Spans to Default
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Add/Edit Tendons > Copy Vertical Profile
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Add/Edit Tendons > Paste Vertical Profile
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Add/Edit Design Strips > Add Design Strips
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Add/Edit Slab Rebar > Add Slab Rebar Add/Edit Slab Rebar > Edit Slab Rebar
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Add/Edit Design Strips > Edit Strip Widths
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Divide áreas en un número específico de segmentos. Remover los puntos seleccionados desde los objetos áreas. Permite modificar la geometría de los extremos de una losa, puede ser recto o curvo. Permite modificar la geometría de un muro, puede ser recto o curvo. Añade un tendón a una tira de diseño específica. Añade un tendón a una viga. Permite la modificación geométrica del tendón, puede ser curvo o recto en planta. Permite la modificación de la geometría vertical del tendón. Resetear a como estaba por defecto los puntos de soporte de un tendón antes de haber modificado la geometría vertical. Copiar la geometría vertical de un Tendón Tendó a otro. Pegar la geometría vertical copiada a una serie de tendones seleccionados. Permite colocar un refuerzo (Acero). Permite modificar las barras seleccionadas de una losa. Provee un método rápido para definir tiras de diseño a lo largo de las líneas de referencia, basado en los soportes estructurales. Permite que el ancho de las tiras sea modificado.
33
10.2.1 Edición Iterativa de la Base de Datos
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
Esta opción permite que el modelo sea editado directamente en SAFE o transferido a Excel para ser editado y luego ser leído otra vez por SAFE. Usar el menú “Edit > Interactive Database Editing”
C
ur so
s.
C
on
st
Primero debemos seleccionar los objetos desde la tabla anterior y luego presionar Ok para que aparezca un recuadro como el siguiente en el caso de haber seleccionado un objetos línea.
La data puede ser editada directamente desde el recuadro anterior, modificando los valores listados. Alternativamente la data puede ser exportada a Excel.
34 CAPITULO 11 Análisis y Diseño Después que toda la geometría y las cargas han sido entradas al modelo, este ya estará listo para ser analizado y diseñado. Este capitulo provee un resumen para este proceso.
11.1 Sestear las Opciones para las Mallas de Elemento Finito
Ap
re
nd
e.
co
m
Antes de ejecutar el análisis, especifique las opciones de malla, usando el menú “Run > Automatic Slab Mesh Options”.
s.
C
on
st
ru
Este recuadro nos permite especificar el tipo de malla y el tamaño máximo a usar. La malla rectangular muestra tres alternativas. Durante el análisis SAFE hace la malla automáticamente según estos parámetros especificados a fin de crear el modelo de elemento finito. La generación de estas mallas son influenciadas por la localización de la losa, aberturas, vigas, esprines, columnas, muros y restricciones. Para hacer una revisión antes de correr el análisis use el menú “View > Set Display Options.
ur so
11.2 Proceso de Diseño
C
El diseño iseño se puede efectuar de manera automática junto con el análisis si lo corremos con la opción “Run Analysis & Design”. SAFE puede diseñar tanto las vigas de concreto como las losas de concreto, y código de diseño se especifica a través del menú “Design > Design chequear el corte por punzonado. El códig Preferences”. Como parte de estas preferencias de diseño podemos especificar el recubrimiento del acero, los límites de esfuerzo del pos tensionado y el tamaño preferible de las barras. En adición a las combinaciones que el programa crea automáticamente el usuario también puede definir las que desee.
11.3 Correr el Análisis y el Diseño Para iniciar el análisis ir al menú “Run > Run Analysis & Design. En la parte inferior izquierda de la pantalla de la barra de estatus se mostrara estatus del análisis. Cuando el análisis este completo se mostrara de manera automática la deformada de la estructura y el modelo será bloqueado.
35 CAPITULO 12 Detalle del Refuerzo Luego de haber completado el análisis y el diseño, el detallado del refuerzo puede ser ejecutado. Este capitulo provee un resumen del proceso de detalle de dibujos basado en los resultados del análisis y el diseño. Volver a ejecutar una corrida para detalle no ejecuta otra corrida de análisis, estos procesos son independientes. Si se realiza algún cambio que pueda afectar el diseño es necesario entonces volver a correr el análisis y el diseño antes de ejecutar la corrida para el detalle.
12.1 Proceso de Detalle
co
Dibuja vistas de los objetos en detalle, como elevaciones, plantas, secciones y tablas. Dibuja un ensamble de todas las hojas en distintas vistas.
e.
m
El detallado en SAFE genera básicamente dos formas de salida:
st
ru
Ap
re
nd
El detalle de refuerzo se basa en las preferencias definidas por el usuario. Las preferencias por defecto son un punto de inicio, pero se recomienda sean revisadas y modificadas como sea necesario antes de correr el detalle. Las hojas de detalles que genera el programa pueden ser actualizadas y editadas, con el fin de incluir notas, formato de texto y permitir y total control sobre la información que contienen los detalles. Los dibujos pueden ser imprimidos directamente desde el SAFE o exportadas a aplicaciones en CAD.
on
12.2 Preferencias
C
ur so
s.
C
Las preferencias de detallado especifica varios parámetros como: normas, unidades de dimensiones, tamaño preferible de barras, longitud máxima y mínima de longitud de barras, tamaño de las hojas, escala, estilos de línea entre otros parámetros.
36
on
st
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
Las preferencias para definir el tamaño de la hoja, escala y titulo son definidas usando el menú “Detailing > Drawing Sheet Setup”.
C
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s.
C
Las preferencias para la losa, vigas, mat y fundaciones pueden sestearse en el menú “Detailing > Slab/Mat Reinforcing Preferences y Beam Reinforcing Preferences.
37
12.3 Corrida del Detalle
co
m
Para iniciar la corrida ir al menú “Run > Run Detailing. La primera vez que este comando es ejecutado el programa el programa crea un set de dibujos por defecto. Luego en las siguientes corridas el programa permite sincronizar el detalle y actualizar dibujos que ya existen o iniciar un detalle nuevo.
nd
e.
12.4 Edición de los Dibujos
ru
Ap
re
Como ya hemos mencionado es posible realizar modificaciones a los dibujos generados por el programa, por ejemplo estos cambios podrían ser cambios del acero detallado, modificar textos, propiedades ect. Por ejemplo el refuerzo detallado puede ser modificado usando el menú “Detailing > Edit Reinforcement. Es recomendable que cualquier cambio sea realizado con cautela ya que nos debemos asegurar que se cumpla con los códigos.
C
on
st
La definición de “Section Cuts” genera detalles de secciones adicionales. Las secciones son generadas por defecto la primera vez que corremos el detalle. Estas pueden modificarse o borrarse, también agregar secciones adicionales usando el menú “Detailing > Add/Modify Sections.
ur so
s.
12.5 Creación y Manejo de Hojas de Dibujos
C
Las hojas de dibujo son una colección de dibujos a escala, listos para imprimir o exportar. La lista de dibujos puede modificarse usando el menú “Detailing > Edit Drawing Sheets List”. También es posible agregar hojas adicionales haciendo un click derecho sobre el árbol de hojas y seleccionando “Add Blank Drawing Sheet”. Los dibujos también pueden ser eliminados de manera individual usando “Delete Drawin Sheet”. Los componentes de un dibujo pueden moverse de un lugar a otro solo hay que arrastrar el dibujo a la posición deseada. Los componentes de un dibujo pueden borrarse si hacemos un click derecho sobre el componente y seleccionamos “Delete View”.
38 CAPITULO 13 Despliegue de Resultados
Después que el modelo ha sido analizado, diseñado y detallado, los resultados pueden ser desplegados gráficamente en las ventanas o por medio de tablas.
13.1 Despliegue Rápido de los Resultados de Análisis
e.
co
m
Para desplegar los resultados del análisis hacer click en el menú “Display” y despliegue el tipo de resultado deseado. La siguiente tabla muestra las opciones de despliegue para los resultados del análisis disponible en SAFE. Acción Muestra la Estructura sin deformar.
Show Loads
Despliega las cargas que hemos asignado a puntos, vigas, tendones y objetos losas.
Show Deformed Shape
Despliega la configuración deformada basada seleccionado. en el caso de carga seleccionado
Show Reaction Forces
Despliega las fuerzas de reacción o presión de suelo basado en el caso de carga seleccionado.
ur so C
Show Beam Forces/Stresses
s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
Comando Show Undeformed Shape
Despliega las fuerzas y esfuerzos en las vigas basado en el caso de carga seleccionado.
Show Slab Forces/Stresses
Despliega las fuerzas y esfuerzos sobre las losas basado en el caso de carga seleccionado.
Show Strip Forces
Despliega las fuerzas en las tiras de diseño.
39
13.2 Despliegue Grafico de los resultados de Diseño
Acción Despliega el acero de refuerzo requerido o los esfuerzos de pos tensionado, usando el diseño en la franja por elementos finitos.
Show Beam Design
Despliega el acero que se requiere en la viga o esfuerzos en los tendones de pos tensionado.
Show Punching Shear Design
Despliega la relación demanda / capacidad a punzonado.
re
nd
e.
co
Comando Show Slab Design
m
La siguiente tabla muestra las opciones de despliegue para los resultados del análisis disponible en SAFE.
Ap
13.3 Despliegue tabular de resultados
C
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s.
C
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ru
Tanto to los resultados del diseño como los del análisis pueden ser desplegados en forma tabular. Usar el menú “Display > Show Tables”.
40 CAPITULO 14 Salida y Reporte de Resultados
14.1 Reporte En SAFE es posible crear un reporte usando el menú “File > Create Report”. Este reporte es creado de manera automática con SAFE, es compatible con Microsoft Word y puede contener los siguientes ítems dependiendo de modelo.
m
co
e.
Ap
14.2 Imprimir Graficas y Tablas
nd
Pagina que contiene la información del Proyecto, la cual debe ser introducida por el menú “File > Modify/Show Project Información. Tabla de contenido. Definición del Modelo. Resultados del análisis. Resultados de diseño. Detalles de Diseño.
re
on
st
ru
Las graficas y las tablas también pueden ser impresas directamente a un printer o ser capturadas en varios formatos. Los que esta desplegado en cada ventana activa se puede imprimir usando el menú “File > Print Graphics”. El despliegue grafico también puede ser capturado a través del menú “File > Capture Picture”.
ur so
s.
C
El menú “File > Print Tables” presenta una forma similar a la descrita anteriormente pero en este caso es para imprimir tablas.
14.3 Exportar los resultados
C
Los resultados del análisis y el diseño pueden ser exportados usando el menú “File > Export Model. Los resultados pueden exportarse en formato DXF/DWG, en Excel y en Microsoft Acces.
co
SEGUNDA PARTE
m
41
C
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s.
C
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ru
Ap
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nd
e.
Explorando los Menús
42
st
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Ap
re
nd
e.
co
m
I. OPCIONES PARA INICIAR UN NUEVO MODELO.
C
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s.
C
on
Al iniciar un Nuevo modelo el usuario puede especificar el código de su preferencia y la información relacionada al diseño (recubrimiento e información del pre esfuerzo). También las Unidades de trabajo, información del proyecto y varias opciones de modelos predeterminados para iniciar rápidamente un modelo (ver pagina siguiente).
43
Los distintos modelos predeterminados que tenemos disponibles en SAFE a fin de iniciar un modelo rápidamente son los siguientes:
Esta opción permite iniciar un modelo con la pantalla en blanco.
co
m
En este caso no hay parámetros predefinidos y la geometría debe al que las propiedades y cargas. ser creada desde cero, al igual
e.
Este modelo predeterminado nos permite crear una losa plana,
C
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s.
C
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st
ru
Ap
re
nd
por medio de especificar sus dimensiones, espesor, columnas, cargas y capiteles.
Definición de Parámetros:
44 Left and Right Edge Distance: Es la distancia desde el “grid line” al extremo de la losa en dirección X. Number of Spans: Cuantos “grid lines” y a que separación estarán a lo largo de X o Y. Top and Bottom Edge Distance: Es la distancia desde el “grid line” al extremo de la losa en dirección Y. Slab Thickness: Especificar el espesor de la losa como una fracción como una fracción de la dimensión libre mayor más algún valor adicional o introduzca el espesor
m
directamente.
co
Column Dimensions: Introduzca las dimensiones de la columna y la altura debajo del
e.
plano.
nd
La opción “Model Column Intersection as Stiff” es para tomar en cuenta el incremento
Ap
re
de la rigidez que tendrá la losa en donde se localizan las columnas. Load: Introducir la carga en la superficie de la losa (muerta en adición al peso propio y
st
ru
viva).
on
Create Auto Live Load Patterns: Esta es una opción es para que el programa genere de
C
manera automática el patrón de carga viva, de lo contrario de hay que definirlo.
s.
Drop Panel: Esta opción permite especificar las dimensiones y el espesor de los
C
ur so
capiteles en donde quiera que se ubique una columna.
Este modelo predeterminado nos permite crear una losa plana con vigas en el perímetro, por medio de especificar sus dimensiones, espesor, columnas, cargas y capiteles. La información suministrada para crear la geometría es la misma que el caso anterior la única diferencia es que hay que introducir las dimensiones de las vigas que serán ubicadas en la dirección X y Y. Este modelo predeterminado nos permite crear una losa plana con vigas en el perímetro de cada paño de losa, por medio de especificar sus dimensiones, espesor, columnas y cargas. La información suministrada para crear la geometría es la misma que el caso anterior la única diferencia es que hay que introducir
45
Este modelo predeterminado nos permite crear una losa de fundación por medio de especificar sus dimensiones, cargas puntuales y propiedades. En este caso se requiere modulo del
e.
co
m
suelo en unidades de fuerza/longitud/área.
el
cual
puede
ser
cartesiano
re
referencia
nd
Este modelo predeterminado define un sistema de líneas de o
cilíndrico
con
Ap
espaciamientos uniformes. Si se desea que los espaciamientos no
ru
sean uniformes es posible editar las líneas de referencia para
st
variar los espacios usando la opción “Edit Grid”. También
on
podemos variar el nombre o “label” de las líneas de referencia
ur so
s.
C
usando “Grid Labels”.
Este modelo predeterminado nos permite crear una losa con
C
nervios (viguetas de concreto) en las dos direcciones) y considerando capiteles en los apoyos de columnas. Como entrada de datos la única información que difiere de la ya conocida es la relacionada a la información de los nervios, donde, la altura de los nervios deberá incluir el espesor de la losa ya que el programa deberá
tomar
esta
información
para
calcular
una
rigidez
equivalente de la losa. Adicionalmente el programa crea vigas rectangulares en el interior de los grids. Este modelo predeterminado nos permite crear una losa con viguetas de acero (Steel Joist) en una dirección y vigas transversales.
46
Este modelo predeterminado nos permite crear una zapata aislada por medio de especificar sus dimensiones, cargas (axial y
nd
e.
co
m
momento bidimensional) y el modulo del suelo.
re
Este modelo predeterminado nos permite crear una zapata
Ap
combinada por medio de especificar sus dimensiones, cargas
ru
(axial y momento bidimensional) en las dos columnas y el modulo
C
ur so
s.
C
on
st
del suelo.
II. DESCRIPCION DE LA PANTALLA PRINCIPAL DEL “SAFE”.
47
1 2 5
3
6 Pantalla de Despliegue del Modelo
4
7
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
(Interface Grafica)
st
1. Nombre, versión del programa usado y nombre del archivo que se esta
on
trabajando.
C
2. Menú del programa SAFE.
s.
3. Barra de Herramienta con distintos comando que también pueden obtenerse a
ur so
través de los distintos menús disponibles. 4. Barra de Herramienta con distintos comando que también pueden obtenerse a
C
través de los distintos menús disponibles. 5. Explorador del modelo, usado para acceder de manera mas rápida a todos los parámetros y propiedades del modelo. 6. Vista del modelo. 7. Coordenadas del puntero y unidades.
48
C
ur so
s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
III. MENU FILE.
Import y Export:
49 Este comando es para traer o sacar un modelo al SAFE por medio de un formato de archivo. Estos formatos pueden ser: SAFE.F2k, es un archivo de texto creado por una versión actual o anterior de SAFE. DXF/DWG y DXF/DWG, Architectural Plan, son archivos de dibujo creados por programas como AutoCAD y otros CAD programas. Access. Mdb File, esta opción se puede usar para una base de datos por tablas, desde un archivo generado por “Access”.
m
Excel .xls File, esta opción se puede usar para una base de datos por tabla creada en
co
Excel.
nd
e.
Export Drwing:
re
Esta opción es para sacar un dibujo creado por SAFE a otro formato de archivo, que
Ap
puede ser .dxf, dwg, xml.
ru
Project Information:
st
Este comando despliega una tabla usada para introducir información relacionada al
on
proyecto. Esta información deberá ser usada en la página principal del reporte que crea
ur so
Comments and Log:
s.
C
el programa.
Este comando genera una ventana donde el usuario puede introducir comentarios, por
C
ejemplo cuales cambios fueron hechos en el modelo. También el programa genera algunos comentarios. Cualquier comentario puede ser borrado o modificado. Create Video: SAFE puede crear videos con animación de la configuración deformada de la estructura. Los videos pueden ser guardados en archivos con formato .avi. Las opciones para crear un video son: 1. Duración requerida en segundos: Para un despliegue lento del video es necesario incrementar el número de segundos y disminuir el número de ciclos
50 de duración. Para un despliegue más rápido hay que disminuir la duración e incrementar el número de ciclos. 2. Número de Ciclos en Duración: Use el valor por defecto o especifique otro número de ciclos. 3. Tamaño del Cuadro (Pixeles): Mientras mas pixeles mayor será el tamaño del archivo. Print Graphics: Este comando despliega una ventana con varias opciones para imprimir el grafico del
m
modelo. Esta ventana muestra una vista preliminar del grafico, opciones para hacer
co
acercamientos (zoom), modificar el tamaño y mover el grafico a un lugar deseado.
nd
e.
Print Tables:
re
Este comando es usado para imprimir todas o solo una selección de tablas (entrada de
Ap
datos, definiciones del modelo y resultados de análisis y diseño). También es posible
ru
imprimir resultados con los patrones de carga deseados.
st
Print Drawings:
on
Este comando es usado para imprimir los dibujos de detalles seleccionados o todos los
s. ur so
Report Setup:
C
dibujos a la vez.
Este comando es usado para especificar cuales resultados queremos incluir en nuestro
C
reporte, si no todos. Podemos usar el reporte que imprime el programa por defecto o también en que formato deberán estar las tablas. Create Report: Este comando imprime en un archivo de manera instantánea el reporte, basado en las opciones especificadas en el report setup. Advanced Report Writer: Este comando es usado para crear reportes extrayendo o combinando la información desde una base de datos existente, como Excel, archivos de texto. Los tipos de
51 formatos de archivos que se pueden usar para los reportes son los siguientes: RTF, TXT, HTML. Capture Picture: Este comando es para capturar una foto de la pantalla grafica del SAFE. Show Input / Output Text Files: Este comando nos permite ver archivos de introducción de datos o salida de resultados
co
m
en archivos de textos asociados con el programa SAFE.
C
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s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
e.
IV. MENU EDIT.
52
Grid Data:
Add/Modify Grids…. Este comando despliega un recuadro usado para agregar un nuevo sistema de
m
líneas de referencia (Grids), una copia de un sistema existente, modificar o Add Grid at Selected Points….
e.
co
mostrar un sistema existente y borrar un sistema existente.
nd
Este comando agrega una línea de referencia en punto seleccionado. Glue Points To Grids
re
Este comando es usado cuando nosotros queremos mover un grid y queremos Lock OnScreen Grid System Edit
ru
Ap
que los puntos asociados a este grid también se muevan junto con el grid.
ur so
s.
g: Iteractive Database Editing:
C
on
st
Este comando permite bloquear cambios al sistema de grids.
Este comando despliega una tabla que nos permite editar, borrar o modificar algunas
C
tablas con información relacionada al modelo. Cualquier cambio es aplicado inmediatamente al modelo y se puede apreciar en la pantalla de despliegue. Los objetos y otras entidades son identificados por su nombre en la tabla, no use este comando para renombrar elementos o agregar elementos. Replícate: Este comando es para realizar replicas de cualquier objeto. Las replicas pueden ser lineal, radial o a manera de un espejo. En el caso de ser lineal hay que especificar el incremento o distancia que tendrá la nueva replica en relación a la existente, en que
53 dirección será hecha y cuantas replicas queremos hacer, también si queremos borrar el
co
m
elemento original.
e.
Por ejemplo el recuadro anterior muestra la información para una replica en la
C
ur so
s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
dirección Y, de una viga a una distancia de 5 ft, según se ilustra en la siguiente grafica.
Viga Original
En la replica radial la coordenadas X, Y corresponden al centro de rotación, el incremento de los ángulos corresponde a los ángulos entre las líneas replicadas radiales que parten desde el centro y el numero de incrementos representa el número de líneas imaginarias menos uno.
ur so
s.
C
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ru
Ap
re
nd
e.
co
m
54
C
La opción “mirror” nos permite hacer un espejo con tan solo especificar las coordenadas de dos puntos a lo largo de una línea según se ilustra a continuación.
55
Merge Point: Este comando nos permite juntar o conectar puntos que estén dentro de la tolerancia especificada. Primero hay que seleccionar estos puntos y siempre uno de estos puntos
m
tendrá prioridad, para que los demás se unan a él. Por ejemplo, los puntos que estén
co
en una línea de referencia o grid line tendrán prioridad seguido por puntos que estén
nd
e.
conectados a columnas o soportes.
C
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C
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ru
Ap
re
Align Points to Nearest Selected Line/Edge::
Viga Original
C
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s.
C
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st
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
56
Move Points/Lines/Areas: Este comando es para mover puntos, líneas y áreas según las coordenadas globales especificadas. Únicamente los puntos que no están en el plano del modelo pueden moverse en la dirección Z, por ejemplo la parte superior e inferior de muros y columnas. Edit Lines:
57 Este comando es usado para dividir los objetos líneas. Divide Lines:
Divide into # Objects: Divide el objeto línea seleccionado en un número específico de líneas equidistantes.
Divide at Intersections with Selected Lines and Points Divide el objeto línea seleccionado donde quiera que exista una intersección con otra línea o punto seleccionado. Divide at Intersections with Visible Grid Lines
m
co
Divide el objeto línea seleccionado en cualquier localización donde intersecte
nd
e.
una línea de referencia (Grid Line).
Ap
re
Join Lines:
Este comando une de manera automática las líneas seleccionadas. Las líneas
st
ru
seleccionadas deben ser coloniales.
on
Convert Beams to Slab
ur so
Modify/Show Line Type
s.
C
Este comando deberá convertir un objeto línea en un objeto área.
modelo.
C
Esto comando solo puede ser usado con elementos líneas que están en el plano del
Name: Es el nombre (label de la línea). Deberán aparecer más de un nombre si hay más de una línea seleccionada.
Line Type: Estas opciones deberán modificar la geometría de la línea como se muestra en las siguientes graficas.
58
Ap
re
nd
e.
co
m
Circular Curve
ru
nd S Spline pline Curve Multilinear Curve, Bezier and
st
Definen una geometría según las coordenadas de cada punto que
on
especifique el usuario. En el grafico solo se especifica que hay un solo
C
ur so
s.
C
punto el cual se movió según las coordenadas introducidas.
Edit Areas: Divide Areas: Este comando es usado para dividir objetos tipo área.
Cookie Cut Slab at Selected Line Objects Divide el área a lo largo de una línea recta seleccionada.
59
Cookie Cut Slab at Selected Points at Degrees Este comando divide el área en un ángulo específico referido desde un punto previamente seleccionado. La dirección positiva es en contra de las manecillas del reloj.
Divide Quads at/Triangles into Divide el área en pares por ejemplo 2 x 2
Divide Quads at Donde Intercepte un Grid Donde hay un punto seleccionado.
m
Donde hay una línea seleccionada.
e.
co
Merge Areas:
C
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s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
Con este comando podemos unir dos áreas según se ilustra en la siguiente grafica.
60
Expand/Shrink Areas: Este comando es para expandir o achicar un objeto área según el “offset” especificado. Un valor negativo achica el área y un valor positivo agranda el área. Los elementos ligados al área no necesariamente son expandidos o contraídos.
co
m
Split Area Edges:
nd
e.
Este comando es para dividir un área en una serie de objetos áreas.
re
Chamfer Slab Corners:
C
ur so
s.
C
on
st
ru
Ap
Este comando es usado para biselar o redondear las esquinas de un área o losa.
re
nd
e.
co
m
61
ru
Ap
Modify/Show Slab Edge Type:
st
Con este comando es posible editar la geometría de la losa según se ilustra a
C
ur so
s.
C
on
continuación:
Esta losa en su estado original tiene cuatro lados (Edge), si quisiéramos alterar la geometría de uno de los lados podemos hacerlo de la siguiente forma:
C
ur so
s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
62
Modify/Show Wall Curve Type: Con este comando es posible editar la geometría de los muros según se ilustra a continuación:
m
co
e.
nd
re
Ap
ru
st
on
C
s.
ur so
C
63
64
ur so
s.
C
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st
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
MENU DEFINE.
C
V.
Slab Properties: Este comando nos permite introducir las propiedades de la losa, luego, estas propiedades
pueden
ser
65 asignadas a un elemento área. El espesor de losa depende del tipo de losa seleccionada por ejemplo si seleccionamos “Waffle” hay que introducir la altura total de las vigas principales, el espesor de la losa,
re
nd
e.
co
m
el ancho de las viguetas y espaciamientos.
Ap
Beam Property:
ru
Hay v arias opción para definir las propiedades de las vigas como se ilustra en el
C
ur so
s.
C
on
st
siguiente recuadro.
66
Beam Shape Type:
L and T Beam:
(d)
(e)
(a)
(a)
m
(b)
(c)
co
(c)
nd
e.
(d)
Ap
re
(b)
ru
(e)
st
(a)
ur so
s.
C
on
(c)
(b) ze : Reinforcing Bar Size:
Viga Invertida
C
Este comando deberá desplegar una tabla con distintos tamaños de barras, los cuales pueden ser modificados o eliminados, también podemos agregar otras barras si deseamos. Estas barras son usadas por el programa cuando se lo especificamos o cuando este calcula el acero.
67
Column Property: Este comando nos permite introducir los datos para columnas. Estos datos pueden ser
m
modificados o eliminados. La información definida es este recuadro se puede asignar a
co
objetos líneas de tipo columna o a elementos inclinados. La información suministrada
e.
se resume en geometría, materiales y dimensiones.
C
ur so
s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
Rectangular, Circular, Tipo “T”, Tipo “L” “L”, General.
Wall Property:
Incluir de manera automática capiteles y paneles para evitar el efecto de punzonado en el tope de las columnas.
68 Este comando nos permite introducir los datos para los muros y rampas. Estos datos pueden ser modificados o eliminados. La información definida es este recuadro se puede asignar a objetos tipo área. La información suministrada se resume en los materiales y el espesor.
re
nd
e.
co
m
Incluir de manera automática que el muro pueda tomar momento fuera del plano y zona rígida en la unión de losa y muro.
Ap
Soil Subgrade:
Este comando nos permite definir el modulo de suelo que usaremos en una fundación.
ru
Este puede ser asignado a un objeto área. Este dato es definido en unidades de
C
ur so
s.
C
on
st
“fuerza/longitud/área”.
Point Spring Properties: Este comando nos permite definir propiedades de resortes que representan cierta rigidez y se asignan a puntos. Las rigideces pueden especificarse en las direcciones de traslación o de rotación. Las opciones de no lineal únicamente aplican a la dirección Z. Los resortes pueden trabajar a tensión o a compresión según usted especifique. Line Spring Properties:
69 Este comando es para especificar las propiedades de rigidez para los resortes en dirección vertical y rotacional por unidad de longitud.
Groups: El comando grupos nos permite crear una serie de nombres que pueden ser usados para crear un grupo de objetos bajo dichos nombres. Una vez creado los nombres de los grupos bajo este comando estos pueden ser asignados a los objetos previamente
ur so
Mass Source:
s.
C
on
st
ru
Ap
re
nd
e.
co
m
seleccionados.
El programa SAFE permite realizar el análisis modal y la masa usada es calculada con la
C
combinación de los patrones de carga que especifiquemos en este comando. El valor absoluto de la carga neta que actúa en la dirección Z es dividido por la aceleración de la gravedad para obtener la masa en cada dirección. Típicamente solo los modos verticales son considerados en SAFE.
70
co
m
Load Patterns:
Este comando nos permite definir los patrones de cargas estáticas y el tipo de carga
e.
asociado a estos patrones. No hay límites para los patrones de carga. Para realizar las
nd
estructur combinaciones de diseño SAFE usa los tipos de carga. El peso propio de la estructura
re
se determina al multiplicar el peso por unidad de volumen del material de cada objeto
Ap
por el volumen del objeto. Al usar 1 en el multiplicador del peso propio estamos diciendo que en dicho tipo de carga el programa deberá incluir todo el peso de la
C
ur so
s.
C
on
st
ru
estructura. Si usamos 0.5 estaremos incluyendo solo la mitad del peso propio.
Load Cases: Este comando es para especificar como las cargas serán aplicadas al modelo y como será calculada la respuesta estructural. No hay límites de casos que el usuario pueda definir. Los patrones de carga no crean resultados en si mismos, estos deben usarse con este comando para poder generar el análisis y obtener resultados. Cada vez que
71 usted crea un patrón nuevo de carga, el programa automáticamente deberá crear un
Ap
re
nd
e.
co
m
correspondiente caso de carga para el análisis.
Hay distintas formas en que podemos combinar las cargas: Lineal, envolvente, absoluta, raíz cuadrada de la suma de los cuadrados o rangos.
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Load Combinations: Este comando es usado para crear, modificar o borrar combinaciones de carga. No hay límites para el número de combinaciones que se pueden crear.
La combinación creada debe ser identificada bajo uno de estos diseños.
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Add Default Design Load Combinations: Este comando nos permite especificar los tipos de diseño usados por el programa
Convert Combinations to Nonlinear Uplift Cases:
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e.
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según los códigos a fin de crear las combinaciones de diseño automáticamente.
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Esta conversión permite tomar en cuenta el análisis por “Uplift”, la combinación es
st
MENU DESIGN.
C
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C
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VI.
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reformulada para usar la nueva combinación no lineal con un factor de escala igual a 1.
Design Preferences: Este comando despliega un recuadro con las preferencias de diseño, tales como:
Código usado.
Recubrimientos mínimos para el acero de refuerzo, pos tensado y refuerzo mínimo.
Recubrimientos mínimos en vigas para el acero de refuerzo y el Pos tensado.
Limites de Esfuerzo para el diseño de Pre Esfuerzo.
73
Design Combos: No es necesario correr el análisis antes de usar este comando. Las combinación creadas de manera automática por el programa SAFE son las que deberán aparecer en el recuadro del lado derecho. Todas las combinaciones listadas en este recuadro deberán ser usadas para el diseño. Estas combinaciones pueden trasladarse de un
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Ap
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recuadro a otro para excluirlas del diseño.
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Slab Design Overwrites: writes
Strip Based Slab Design: Cuando el diseño se basa en las franjas de diseño el acero es colocado paralelo y perpendicular a la dirección de la franja. Finite Element Based Slab Design: En este caso el refuerzo es colocado en el objeto losa a lo largo de los ejes locales 1 y 2 de la losa. En el caso de existir un panel bajo una columna el acero es colocado en el panel en la dirección de los ejes 1 y 2.
Beam Design Overwrites:
74 Este comando no permite re emplazar algunas preferencias de diseño como lo es el recubrimiento, el cual puede ser tomado desde la sección (cuando definimos la sección de la viga), desde las preferencias o desde una distancia especifica al centro de las barras. También es permitido es permitido especificar un factor para reducir la carga viva, lo cual es permitido por algunos códigos basado en el computo de área tributaria. Las fuerzas resultantes del patrón de carga “Reducible Live” en las vigas seleccionadas deberán multiplicarse por el factor de reducción de carga viva. Si usamos un factor de 0.75, estamos diciendo que la carga viva será reducida en un 25%.
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Punching Check Overwrites:
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Este comando nos permite modificar los parámetros de diseño del punzonado de corte
e.
en los puntos previamente seleccionados. Estos puntos pueden ser columnas o
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soportes.
VII.
MENU DISPLAY.
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El menú de despliegue es usado para desplegar todos los resultados obtenidos luego de haber efectuado el análisis y el diseño.
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Show Undeformed Shape:
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Una vez el análisis o diseño es completado el programa despliega automáticamente la
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configuración deformada, este comando permite colocar la configuración original no
on
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deformada de la estructura.
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Show Load:
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Muestra las cargas que hemos asignado al modelo (puntuales, superficiales,
C
distribuidas o por temperatura) bajo un patrón de carga especifico.
Show Deformed Shape: Muestra la configuración de deformación para un caso de carga o combinación especifica. Show Reactions: Muestra las reacciones en los puntos de apoyo en las distintas direcciones restringidas y bajo un patrón de carga especifico.
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Show Beam Forces/Stresses:
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Muestra las fuerzas y los esfuerzos en las vigas según se ilustra a continuación.
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Show Slab Forces/Stresses:
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Display Options Para cualquiera de estas tres opciones de despliegue de resultados (despliegue de resultados con la estructura no deformada, despliegue con la estructura deformada y despliegue con la estructura en extrusión) es posible visualizar los resultados de fuerzas y esfuerzos al colocar el puntero sobre la superficie de la losa. Es posible animar la estructura en 3D o en elevación. Scaling Este factor es para escalar la visualización de la estructura mientas mayor es el factor mas exagerada será la deformada, aunque esto no altera los resultados, solo es visualización grafica. Contour Averaging at Nodes Por Objetos: Esta opción hace que el programa despliegue un promedio de los esfuerzos por cada objeto área de manera independiente. Por grupos seleccionados: Cuando esta opción es seleccionada únicamente el promedio de los esfuerzos en los elementos áreas que contiene el grupo son desplegados. Contour Range Esta opción es para especificar los rangos máximos y mínimos de contorno (limites) de fuerzas o esfuerzos en las losas. El valor por defecto de cero indica que el rango es máximo y se desplegaran los mayores esfuerzos. Component Type Los esfuerzos en las losas (No fuerzas) tendrán valores diferentes en el tope o en la parte inferior debido a la flexión en la losa, esta opción nos permite pedir al programa donde queremos visualizar los resultados independientemente de si el modelo este en 3D o no. Component
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Interpretación de las direcciones de los esfuerzos y fuerzas, como también del sistema de coordenadas de un elemento área cuadrado.
78 La orientación de los ejes locales 1 - 2, y la orientación positiva del eje local 3, depende del tipo de orientación del objeto área. El eje local 3, siempre es normal al plano del objeto área. Este eje está dirigido hacia usted cuando la numeración de los nudos es contraria a la manecilla del reloj como se muestra en la siguiente figura.
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El plano conformado por los ejes locales 3-2, es un plano vertical, paralelo al eje global Z. El eje local 2, X-Y. es en la dirección del eje global +Y. El eje local 1, es siempre horizontal y se encuentra en el plano X-
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Fuerzas Internas:
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Las fuerzas internas y los esfuerzos en un elemento “Shell” actúan en todo el elemento, estos están presentes en todos los puntos de la superficie media del “Shell”. El programa reporta la información de las fuerza internas en los nodos del elemento. Las fuerzas internas son reportadas, como fuerzas y momentos por unidad de longitud en su plano. Las fuerzas y los momentos se identifican como: F11, F22, F12, M11, M22, M12, V13 y V23.
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La siguiente figura muestra la fuerza interna F11, actuando en la superficie media.
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Superficie Media del Shell Element
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Posible distribución Real de F11
Valores que calcula SAFE
Asunción hecha por SAFE, solo para propósito de plotear gráficamente.
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La siguiente figura ilustra las direcciones positivas de las fuerzas F11, F22, F12, V13 y V23
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La siguiente figura ilustra las direcciones positivas de los momentos M11, M22 y M12. El programa reporta únicamente los valores de los momentos por unidad de longitud en los extremos de la cara del elemento emento en la superficie media.
Esfuerzos Internos:
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Los esfuerzos son definidos como S11, S22, S12, S13 y S23. El termino Sij, (el termino i puede ser igual a la cara 1 o a la cara 2 del elemento, el termino j puede ser igual a 1,2 y 3) es un esfuerzo que ocurre sobre la cara i del elemento en la dirección j. El programa reporta los esfuerzos en las cuatro esquinas de una cara del elemento A, B, C y D como se muestra en la siguiente figura:
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Esta figura representa los esfuerzos de membrana en S11.
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Esta figura ilustra los esfuerzos cortante de membrana S12 = S21
Esta figura ilustra los esfuerzos cortantes transversales S13
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Los esfuerzos internos son reportados en la parte superior e inferior del “Shell Element”. En la siguiente figura los puntos A y C, corresponden a la parte superior, los puntos D y B, corresponden a la parte inferior del elemento.
J1 y J2, definen la superficie media del elemento
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Distribución real de esfuerzos.
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Valores reportados por el programa
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Show Strip Forces:
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Las fuerzas en las franjas de diseño pueden visualizarse con este comando. Como se
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había mencionado, estas franjas previamente deben ser establecidas (dibujadas) en el
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modelo. Podemos visualizar las franjas a través del menú View > Set Display Options.
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Design Basis and Display Type: La base usada para el diseño puedes ser por elementos finitos o por las fuerzas en las franjas. Los resultados se pueden desplegar como refuerzos por flexión o por cortante. Note que se puede pedir al programa que compute el refuerzo mínimo según el código seleccionado en preferencias de diseño. Rebar Location Shown: Usado para desplegar el acero en la parte superior o inferior de la losa. Reinforcing Display Type: Despliega el área de acero por unidad de ancho de franja, área total en la franja o cantidad de barras de un tamaño que nosotros especificamos. Reinforcing Diagram: Nos permite visualizar el diagrama envolvente de fuerza conjuntamente con el refuerzo o solo mostrar el refuerzo. Choose Strip Direction: Los Layer representan la dirección X o Y de las franjas de diseño. Show Rebar Above Specified Value: None: El programa muestra el acero requerido.
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Show Slab Design:
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VIII.
Typical Uniform Reinforcing Specified Below: Con esta opción podemos verificar lo que ocurre al colocar el refuerzo deseado directamente en esta ventana, en la parte inferior “Typical Uniform Reinforcing”. Reinforcing Specified in Slab Rebar Objects: El programa deberá usar el refuerzo que hemos colocada anteriormente en la losa.
MENU DETAILING.
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Una vez el detalle sea ejecutado aparecerá en el “Model Explorer” a mano izquierda una nueva pestaña llamada “Detailing”. En esta nueva pestaña podremos tener acceso a todas las opciones para ver y modificar los detalles.
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Para que este menú sea activado primero debemos correr el detalle usando el menú “Run > Run Detailing”.
Detailing Preferences
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Como habíamos mencionado con anterioridad los detalles pueden ser modificados.
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Modify/Show Format
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Units: US o Métrico Dimension Units: Las unidades de dimensiones varias dependiendo del sistema de unidades estándares que hemos seleccionado en la opción anterior. Bar Mark and Material Quantly Units: Estas opciones son únicamente para especificar formatos de presentación de unidades y marcas de las barras. Seleccione según su preferencia.
Usar el formato de unidades Ft – in.
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Notación usada para especificar pies y pulgadas.
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Esta opción es para redondear el espaciamiento calculado por el programa. El espaciamiento siempre es redondeado hacia abajo.
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Usar el formato de unidades en forma decimal, especificando cuantos dígitos tendremos.
Usar el formato de unidades en forma decimal, especificando cuantos dígitos tendremos.
Notación usada para especificar pies y pulgadas.
Slab/Mat Reinforcing Preferences
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Este comando es usado únicamente para losas y plateas de fundaciones.
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Rebar Curtailment Options Estas opciones son usadas para especificar como serán detalladas las longitudes de desarrollo en los planos. o Apply Curtailment Rules
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Reinforcement Extent Base on Design Only: Usa alas longitudes de desarrollo desde el código de diseño.
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El gancho de las barras pueden ser a 90 grados o a 180 grados, las longitudes de desarrollo están dadas como una proporción de la longitud del tramo de centro a centro o longitud de tramo libre. También hay que especificar que porciento del refuerzo total se va a colocar.
Show Additional Bars Above Typical Estas opciones permites o mostrar todas las barras que pueda tener el elemento producto del diseño o detallar las barras según introducidas en “Show Addtional Bars Above Typical”.
Slab Sections Estas opciones son para especificar el formato para los “labels” o nombres que llevaran las secciones a lo largo de la losa, como también la cantidad de secciones que queremos detallar con un máximo de 5 secciones.
Rebar Calls Include Especifique cual de estos nombres deberá aparecer en los detalles para las barras.
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Rebar Section Rules o Smallest Bar Size: La barra mas pequeña que deberá usarse en el detalle. o Largest Bar Size: La barra mas grande que deberá usarse en el detalle. o Min. Number of Bars: Cantidad mínima de barras que deberá aparecer en el detalle. o Max. Excess Area (%): Porciento máximo de exceso en el área de acero. o Min. Spacing of Bars: Mínimo espaciamiento permitido. o Max. Spacing of Bars: Máximo espaciamiento permitido. o Smallest Rebar Length: Longitud mas pequeña de barras que pueden aparecer en el detalle.
Preferred Rebar Sizes o Column Strip, Top: Tamaño preferido de las barras superiores en las franjas de las columnas. o Column Strip, Bot: Tamaño preferido de las barras inferiores en las franjas de las columnas. o Middle Strip, Top: Tamaño preferido de las barras superiores en las franjas centrales. o Middle Strip, Bot: Tamaño preferido de las barras inferiores en las franjas centrales.
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Beam Reinforcing Preferences
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Enforce User Minumum Reinforcement Esta opción permite que el usuario forcé a un mínimo refuerzo en términos del porcentaje del acero provisto. User Minimum Reinforcement-Waffles and Ribs o Top Slab Rebars: Permite colocar el acero de refuerzo en el tope de las losas con nervios. o Rib Rebars: Permite el acero arriba y abajo en las vigas secundarias, como también la separación de estribos. Rebar Around Openings Permite que el usuario pueda especificar la cantidad de barras, el tamaño y el desarrollo en la losa que tendrán las barras alrededor de las aberturas en las losas.
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Rebar Curtailment Options Es lo mismo que en el caso de las losas (refiérase a la pagina 78) Mínimum Bars Estas opciones permiten introducir el número mínimo y el tamaño de las barras en la parte superior e inferior de las vigas. Numbering Format Es el prefijo que se usa para nombrar a las vigas en el detalle y deberá aparecer antes del número de la viga. Default Section for New Drawin and General Rebar Calls Es lo mismo que en el caso de las losas (refiérase a la pagina 79)
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Beam Reinforcing Preferences
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Longitudinal Bars o Smallest Bar Size: La barra mas pequeña que deberá usarse en el detalle. o Largest Bar Size: La barra mas grande que deberá usarse en el detalle. o Max. Excess Area (%): Porciento máximo de exceso en el área de acero. o Smallest Rebar Length: Longitud más pequeña que tendrán las barras. o Mínimum Lap Length: Longitud mínima de solape. Preferred Rebar Sizes Nos permite introducir el tamaño máximo de las barras en el tope, abajo y de estribos. Stirrup Bars Estas opciones nos permiten especificar el tamaño mas pequeño, mas grande, espaciamiento mínimo, espaciamiento máximo y ángulos de inclinación de los estribos. User Minimum Reinforcement Estas opciones forzan a usar un porcentaje de acero máximo y mínimo en la parte superior en inferior de la viga.
Drawing Sheet Setup
Por defecto todos los objetos áreas tienen propiedades de análisis de losa y estas se combinan para crear un solo objeto losa para fines de detalle. Todas las vigas y paneles dentro de las propiedades de un “Mat” son detallados como un simple objeto “Mat” o sea no son objetos detallados por separados. Estos detalles que están así por defecto pueden ser alterados, por ejemplo si creamos un grupo para unas áreas específicas y luego usamos este comando para pedir al programa que detalle este grupo como un Mat, Slab, Indivudual Footing.
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Las hojas de dibujo pueden ser ajustadas según nuestra necesidad. Este comando permite ajustar el tipo de hoja, el tamaño de la hoja, el tipo de escala, tamaño de texto y símbolos, margen, bordes y bloque de titulo y prefijo por hojas.
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Drawing Format Properties Use este comando para especificar colores, dimensiones y estilos de líneas y objetos que deberán aparecer en los detalles.
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Slabs/Mats: Este comando nos permite modificar y agregar nuevas secciones de detalles para las vigas. Las secciones agregadas pueden colocarse en cualquier lugar a lo largo de la viga solo hay que arrastrar la sección con el puntero a donde desee.
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Beams: Este comando nos permite modificar y agregar nuevas secciones de detalles para las vigas. Las secciones agregadas pueden colocarse en cualquier lugar a lo largo de la viga solo hay que arrastrar la sección con el puntero a donde desee.
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Add/Modify Section
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Slabs/Mats: Editar el refuerzo de cada franja de losa colocando el tamaño deseado de las barras.
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Edit Reinforcement Beams: Editar el refuerzo de vigas colocando el tamaño deseado de las barras.
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Edit Drawing Sheets List Esta opción nos permite editar los títulos de cada hoja y organizar el índice de planos.
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Detailing Este comando es para desplegar los resultados de diseño en la pantalla de SAFE.
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