Manual de Sap 2000 v15 Mecanica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

SAP 2000 Versión 15 AUTOR: CARLOS CARLOS EYZAGUIRRE EYZAGUIRRE ACOSTA ACOSTA

SAP 2000 2000 Versión 15 Nivel 1

INDICE

INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN .............................................................. ................................................................................................. .......................................................... .......................6 1.

INICIO Y HERRAMIEN HERRAMIENTAS TAS PARA PARA EL DISEÑOS DISEÑOS ............................................................... ....................................................................... ........ 8

1.1.

INGRESAR AL PROGRAMA PROGRAMA SAP2000. SAP2000. .................................................................. .............................................................................. ............ 8

1.2.

DEFINIR DEFINIR LAS UNIDADES UNIDADES DE TRABAJO. TRABAJO. ............................................................... .......................................................................... ........... 10

1.3.

MENUS DESPLEGABL DESPLEGABLES.............................. ES............................................................... .................................................................. ................................. 11

1.4.

VENTANAS VENTANAS DE TRABAJO ............................................................. .............................................................................................. ................................. 15

2.

MODELO MODELO 1 .............................................................. ........................................................................... .............¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.1.

INICIAR EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA.............. ESTRUCTURA....... .............. ............... ........¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.2.

DEFINIR LAS SECCIONES DE CONCRETO A USAR. ............... ....... ........¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.3.

DIBUJAR DIBUJAR LAS SECCIONES. SECCIONES................................................... ..................................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.4.

ASIGNAR APOYOS............................................................. .............................................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.5.

DEFINIR Y ASIGNAR CARGAS A LAS SECCIONES. .............. ....... ......... ..¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.5.1.

Definir Definir las cargas........................ cargas.......................................................... ....................................¡Error! Marcador no definido.

2.5.2.

Asignar la carga viva a la viga ........................................ ........................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.6.

ASIGNACIÓN ASIGNACIÓN DE BRAZOS RIGIDO ...................................... ......................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.7.

ANÁLISIS DE RESULTADOS RESULTADOS ................................................ ................................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

3.

MODELO MODELO 2 .............................................................. ................................................................................................. ........................................................ ..................... 17

3.1.

ESTRUCTURA ESTRUCTURA A ANÁLISAR ............................................................... ........................................................................................... ............................ 17

3.2.

INICIO DE NUEVO MODELO MODELO ............................................................. ......................................................................................... ............................ 18

3.2.1.

ELEGIMOS ELEGIMOS MODELO MODELO 2D FRAME ............................................................... ............................................................................... ................ 19

3.2.2.

DEFINIR DEFINIR LAS LÍNEAS GUIAS............................... GUIAS.................................................................. ........................................................ ..................... 20

3.2.3.

DEFINIR DEFINIR Y ASIGNAR SECCIONES........ SECCIONES.......................................... .................................................................... ...................................... .... 22

3.3.

DEFINIR DEFINIR MATERIAL MATERIAL ............................................................... .................................................................................................. ....................................... .... 26

3.4.

MODIFICAMOS EL TIPO DE MATERIAL EN LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS ............ ....... ..... 27

3.4.1.

PRESENTACION PRESENTACION DE LAS SECCIONES SECCIONES ............................................................... .......................................................................... ........... 29

3.4.2.

MODIFICAR MODIFICAR LAS SECCIONES SECCIONES ............................................................... ..................................................................................... ...................... 30

3.4.3.

PRESENTACION PRESENTACION DE LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA ............................................................. ........................................................................ ........... 32

3.5.

APOYOS............................................................... .................................................................................................. ........................................................ ..................... 33

3.6.

DEFINIR DEFINIR Y ASIGNAR CARGAS................................................................... ........................................................................................ ..................... 35

Pág. 2

INFOUNI


INDICE

INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN .............................................................. ................................................................................................. .......................................................... .......................6 1.

INICIO Y HERRAMIEN HERRAMIENTAS TAS PARA PARA EL DISEÑOS DISEÑOS ............................................................... ....................................................................... ........ 8

1.1.

INGRESAR AL PROGRAMA PROGRAMA SAP2000. SAP2000. .................................................................. .............................................................................. ............ 8

1.2.

DEFINIR DEFINIR LAS UNIDADES UNIDADES DE TRABAJO. TRABAJO. ............................................................... .......................................................................... ........... 10

1.3.

MENUS DESPLEGABL DESPLEGABLES.............................. ES............................................................... .................................................................. ................................. 11

1.4.

VENTANAS VENTANAS DE TRABAJO ............................................................. .............................................................................................. ................................. 15

2.

MODELO MODELO 1 .............................................................. ........................................................................... .............¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.1.

INICIAR EL DISEÑO DE LA ESTRUCTURA.............. ESTRUCTURA....... .............. ............... ........¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.2.

DEFINIR LAS SECCIONES DE CONCRETO A USAR. ............... ....... ........¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.3.

DIBUJAR DIBUJAR LAS SECCIONES. SECCIONES................................................... ..................................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.4.

ASIGNAR APOYOS............................................................. .............................................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.5.

DEFINIR Y ASIGNAR CARGAS A LAS SECCIONES. .............. ....... ......... ..¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.5.1.

Definir Definir las cargas........................ cargas.......................................................... ....................................¡Error! Marcador no definido.

2.5.2.

Asignar la carga viva a la viga ........................................ ........................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.6.

ASIGNACIÓN ASIGNACIÓN DE BRAZOS RIGIDO ...................................... ......................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

2.7.

ANÁLISIS DE RESULTADOS RESULTADOS ................................................ ................................................¡Error! ¡Error! Marcador no definido.

3.

MODELO MODELO 2 .............................................................. ................................................................................................. ........................................................ ..................... 17

3.1.

ESTRUCTURA ESTRUCTURA A ANÁLISAR ............................................................... ........................................................................................... ............................ 17

3.2.

INICIO DE NUEVO MODELO MODELO ............................................................. ......................................................................................... ............................ 18

3.2.1.

ELEGIMOS ELEGIMOS MODELO MODELO 2D FRAME ............................................................... ............................................................................... ................ 19

3.2.2.

DEFINIR DEFINIR LAS LÍNEAS GUIAS............................... GUIAS.................................................................. ........................................................ ..................... 20

3.2.3.

DEFINIR DEFINIR Y ASIGNAR SECCIONES........ SECCIONES.......................................... .................................................................... ...................................... .... 22

3.3.

DEFINIR DEFINIR MATERIAL MATERIAL ............................................................... .................................................................................................. ....................................... .... 26

3.4.

MODIFICAMOS EL TIPO DE MATERIAL EN LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS ............ ....... ..... 27

3.4.1.

PRESENTACION PRESENTACION DE LAS SECCIONES SECCIONES ............................................................... .......................................................................... ........... 29

3.4.2.

MODIFICAR MODIFICAR LAS SECCIONES SECCIONES ............................................................... ..................................................................................... ...................... 30

3.4.3.


3.5.

APOYOS............................................................... .................................................................................................. ........................................................ ..................... 33

3.6.


Pág. 2

INFOUNI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENERÍA MECÁNICA

3.6.1.

DEFINIR DEFINIR CARGAS............................................................... .................................................................................................. ....................................... .... 35

3.6.2.

ASIGNAR CARGAS ................................................................... .................................................................................................... ................................. 36

3.7.

ASIGNAR BRAZOS RIGIDOS RIGIDOS .............................................................. .......................................................................................... ............................ 40

3.8.

DEFINIR DEFINIR COMBINACIO COMBINACIONES NES ............................................................... ........................................................................................... ............................ 42

3.9.

ANÁLISIS DE RESULTADOS RESULTADOS ............................................................... ........................................................................................... ............................ 44

3.9.1.

DEFINIR DEFINIR EL TIPO DE ANALISIS .................................................................... ................................................................................... ............... 44

3.9.2.

PRESENTACION PRESENTACION DE DEFORMADAS DEFORMADAS .................................................................. ........................................................................... ......... 45

3.9.3.

PRESENTACIÓN DE LA FUERZA AXIAL Y MOMENTOS. ............... ....... ............... .............. .............. ............... ........... ... 49

4.

MODELO MODELO 3 .............................................................. ................................................................................................. ........................................................ ..................... 51

4.1.

ESTRUCTURA ESTRUCTURA A ANALIZAR. ANALIZAR. .............................................................. .......................................................................................... ............................ 51

4.2.

INICIO DEL MODELO MODELO ................................................................... .................................................................................................... ................................. 52

4.2.1.

ELEGIMOS ELEGIMOS MODELO MODELO 2D TRUSSES TRUSSES ................................................................... ............................................................................. .......... 52

4.2.2.

DEFINIR DEFINIR LAS DIMENSIONE DIMENSIONESS ................................................................. ...................................................................................... ..................... 54

4.2.3.

DEFINIR DEFINIR LAS SECCIONES SECCIONES IMPORTANDO IMPORTANDO.............................................................. .................................................................... ...... 55

4.2.4.


4.3.


4.3.1.

DEFINIR DEFINIR CARGAS............................................................... .................................................................................................. ....................................... .... 62

4.3.2.

ASIGNAR CARGAS ................................................................... .................................................................................................... ................................. 63

4.4.

DEFINIR DEFINIR COMBINACIO COMBINACIONES NES ............................................................... ........................................................................................... ............................ 68

4.5.

ADICIONAR ADICIONAR LAS COLUMNAS COLUMNAS ................................................................... ........................................................................................ ..................... 71

4.5.1.

MOVER MOVER ................................................................... ..................................................................................................... ................................................. ............... 71

4.5.2.

MODIFICAR MODIFICAR LAS LINEAS GUÍAS GUÍAS .................................................................. ................................................................................. ............... 73

4.5.3.

DEFINIMOS DEFINIMOS MATERIALES MATERIALES ............................................................. ......................................................................................... ............................ 75

4.5.4.

CORREGIMOS CORREGIMOS LAS SECCIONES SECCIONES DE ACERO ................................................................. ................................................................. 78

4.5.5.

DEFINIMOS LAS SECCIONES DE CONCRETO ............... ........ .............. ............... ............... .............. .............. ............... ........... ... 80

4.5.6.

DIBUJAMOS DIBUJAMOS LAS COLUMNAS COLUMNAS .................................................................... ................................................................................... ............... 82

4.6.

ASIGNAMOS ASIGNAMOS LOS APOYOS........................................... APOYOS............................................................................. ................................................. ............... 83

4.7.

ANÁLISIS DE RESULTADOS RESULTADOS ............................................................... ........................................................................................... ............................ 85

4.8.

CHEQUEAR CHEQUEAR EL USO DE DE LAS SECCIONES SECCIONES DE ACERO. ACERO. ....................................................... ....................................................... 89

4.8.1.

DESACTIVAR DESACTIVAR EL PROCESO PROCESO ................................................................... ........................................................................................ ..................... 91

4.8.2.

CREAR UN LISTADO LISTADO DE SECCIONES SECCIONES ............................................................... .......................................................................... ........... 91

4.8.3.

ASIGNAMOS LA SECCIÓN LISTA AUTOMATICA (AUTO1) .............. ....... ............... ............... .............. .............. ....... 95

4.8.4.

PROCESAMOS EL PROGRAMA Y CHEQUEAMOS LAS SECCIONES DE ACERO .............. ....... ....... 96

Autor: Carlos Augusto Eyzaguirre Acosta

Pág. 3

SAP 2000 Versión 15 Nivel 1

4.8.5. 5.

PORCENTAJE DE TRABAJO DE LAS SECCIONES. ......................................................... 98

MODELO 4 .................................................................................................................... 101

5.1.

ESTRUCTURA A ANALIZAR. ........................................................................................ 101

5.2.

INICIO DEL MODELO ..................................................................................................102

5.2.1.

ELEGIMOS MODELO SHELLS ................................................................................... 102

5.2.2.

DEFINIR MATERIAL ................................................................................................105

5.3.

DEFINIR Y ASIGNAR LAS AREAS AL CILINDRO.............................................................. 107

5.3.1.

DEFINIR LAS AREAS ................................................................................................107

5.3.2.

ASIGNAR AREA AL CILINDRO .................................................................................. 111

5.4.

ADICIONAR UN NUEVO MODELO ............................................................................... 119

5.4.1.

MOVER EL CILINDRO ..............................................................................................119

5.4.2.

ADICIONAR EL DOMO CILINDRICO ......................................................................... 121

5.5.

DEFINIR CARGAS....................................................................................................... 125

5.5.1.

DEFINIR CARGAS.................................................................................................... 125

5.5.2.

DEFINIR PATRONES PARA LA CARGA ...................................................................... 126

5.5.3.

ASIGNAR LA CARGA DE AGUA. ............................................................................... 129

5.5.4.

ASIGNAR LA CARGA VIVA. ...................................................................................... 131

5.6. 6.

ANÁLISIS DE RESULTADOS ......................................................................................... 132 MODELO 5 ...........................................................................¡Error! Marcador no definido.

6.1.

ESTRUCTURA A ANALIZAR. ...............................................¡Error! Marcador no definido.

6.2.

INICIO DEL MODELO .........................................................¡Error! Marcador no definido.

6.2.1.

ELEGIMOS MODELO 3D FRAMES ...................................¡Error! Marcador no definido.

6.2.2.

DEFINIMOS LAS DIMENSIONES DE LA ESTRUCTURA ......¡Error! Marcador no definido.

6.2.3. DEFINIMOS Y ASIGNAMOS LAS SECCIONES DE LAS COLUMNAS Y VIGAS. .......... ¡Error! Marcador no definido. 6.2.4.

PRESENTACION DE LA ESTRUCTURA .............................¡Error! Marcador no definido.

6.3.

ASIGNAR APOYOS EMPOTRADOS .....................................¡Error! Marcador no definido.

6.4.

DEFINIR MATERIAL ...........................................................¡Error! Marcador no definido.

6.5.

ASIGNAR BRAZO RIGIDO Y DIAFRAGMAS ........................¡Error! Marcador no definido.

6.5.1.

ASIGNAR BRAZO RIGIDO ...............................................¡Error! Marcador no definido.

6.5.2.

ASIGNAR DIAFRAGMAS EN CADA NIVEL. ......................¡Error! Marcador no definido.

6.6.

Pág. 4

DEFINIR Y ASIGNAR CARGAS ............................................¡Error! Marcador no definido.

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6.6.1.

DEFINIR CARGAS...........................................................¡Error! Marcador no definido.

6.6.2.

ASIGNAR LAS CARGAS...................................................¡Error! Marcador no definido.

6.7.

DEFINIMOS LAS COMBINACIONES. ...................................¡Error! Marcador no definido.

6.8.

ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................¡Error! Marcador no definido.


Pág. 5


INTRODUCCIÓN El SAP 2000 es un programa de cómputo dirigido para el diseño de estructuras principalmente metálicas y de concreto desarrollado por la empresa Computer & Structures Inc. (CSI). El programa nos muestra una serie de modelos preexistentes de estructuras para poder ser usados y nosotros solo cambiar sus dimensiones. También tiene la alternativa de dibujar o importar dibujos de otros programas. Es importante definir al inicio las unidades con las cuales vamos a trabajar en el desarrollo del diseño y definir el material de las secciones que usaremos para nuestra modelo. Definiremos y asignaremos las secciones a la estructura y algunas propiedades propias del modelo. Luego definiremos y asignaremos las cargas y las combinaciones de estas y finalmente pasamos a procesar y analizar los resultados que el programa nos muestra. La separata está estructurada en forma didáctica, con ejemplos aplicativos donde se aplican las herramientas del programa y de esta forma el alumno aprenda paso a paso el uso del SAP2000. El presente trabajo entonces pretende ser una herramienta de ayuda para todos los alumnos que están empezando a trabajar con SAP 2000, está por lo tanto dirigido a un primer nivel, queda pendiente una segunda publicación para un nivel intermedio.

Pág. 6

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1. INICIO Y HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑOS 1.1. INGRESAR AL PROGRAMA SAP2000. Para ingresar al programa SAP 2000, debemos de usar el icono de acceso directo que se encuentra en la pantalla de escritorio o utilizamos el botón inicio y seleccionamos SAP 2000 15 tal como vemos en la figura 01.01

Fig. 01.01 Al ingresar nos muestra la pantalla que nos muestra la figura 01.02, que está compuesta por un menú desplegables (figura 01.03), barras de herramientas horizontales (figura 01.04), verticales (fig. 01.05), cuadro de unidades (figura 01.06) y una gran área gráfica de trabajo dividida en dos (figura 01.07).

Fig. 01.02. Pág. 8

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Fig. 01.03

Fig. 01.04

Fig. 01.05

Fig. 01.06


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Fig. 01.07

1.2. DEFINIR LAS UNIDADES DE TRABAJO. Al inicio es muy importante definir las unidades con las cuales vamos trabajar en programa, para ello nos ubicamos en el cuadro de unidades que se encuentra en la parte inferior derecha dela ventana de trabajo tal como vemos en la Figura 01.08 y seleccionamos las unidades de fuerza, longitud y temperatura.

Fig. 01.08

Pág. 10

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1.3. MENUS DESPLEGABLES Para poder trabajar en SAP 2000 el programa nos muestra las herramientas de trabajo ordenadas en los menús desplegables. Tenemos por ejemplo el menú File (figura 01.09).

Menú File (Archivo) Nos sirve para realizar los trabajos de administración de archivo, tales como:

New Model Open Save, Save As

Import Export Print Report Capture Modify

Exit

Nuevo Modelos Abrir los archivos creados. Guardar o guardar como los archivos que se están creando. Importar archivos Exportar Archivos Imprimir gráficos, tablas. Configurar y crear reportes Capturar imágenes. Modificar información general del proyecto o realizar comentarios. Salir del programa

Fig. 01.09

Mostramos los otros menús desplegables.

Menú Edit


Pág. 11


Fig. 01.10

Fig. 01.11

Menú View Menú Define

Menú Draw

Fig. 01.12 Pág. 12

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Fig. 01.13 Menú Select

Menú Assign

Fig. 01.14

Fig. 01.15 Menú Analyze Menú Display

Fig. 01.16


Pág. 13


Fig. 01.17 Menú Design

Menú Options

Fig. 01.18

Fig. 01.19 Menú Tools

Menú Help

Fig. 01.20

Fig. 01.21

Pág. 14

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1.4. VENTANAS DE TRABAJO El programa al iniciar nos muestra dos ventanas de trabajo, pero nosotros podemos adicionar más ventanas (ventanas menú) 

Al presionar sobre la flecha del lado derecho de cada uno de los títulos de las ventanas , nos muestra la opción Add New Window (Adicionar una nueva ventana) Figura 01.22.

Fig. 01.22 

En la figura 01.23 nos muestra que en la primera ventana se encuentra activa una ventana pero está lista la segunda ventana para el lado izquierdo.

Fig. 01.23 

En la figura 01.24 nos muestra en las dos ventana cada una con dos ventanas listas para ser mostradas, en este caso, en el lado derecho la figura en 3d y en plano XY, y en el lado derecho para los planos XZ y YZ


Pág. 15


Fig. 01.24

Pág. 16

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2.

MODELO 2

En este ejercicio seleccionamos el modelo predeterminado 2D, definimos sus características, asignamos cargas y mostramos los resultados.

2.1. ESTRUCTURA A ANALIZAR La estructura es un pórtico de tres pisos y cuatro espaciados como lo muestra la figura 02.01, las dimensiones y las secciones de cada uno de las columnas y vigas las tenemos en la figura 02.02.

Fig. 02.01


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Fig. 02.02

2.2. INICIO DE NUEVO MODELO Para diseñar una nueva estructura ingresamos al menú File y seleccionamos la opción New Model. (Figura 02.03).

Fig. 02.03 Con esta opción el programa nos muestra el cuadro de dialogo New Model, donde elegimos 2D Frame. (Figura 02.04)

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Fig. 02.04

2.2.1.ELEGIMOS MODELO 2D FRAME Para diseñar nuestro pórtico elegimos el modelo 2D Frames (Figura 02.05).

Fig. 02.05 EL programa nos muestra un cuadro de diálogo (figura 02.06), donde definimos las dimensiones y las secciones.


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Fig. 02.06 En Portal Frame dimensions (figura 02.07) digitamos: Número de pisos= 3

Altura de pisos= 4

Número de luces= 4

Ancho de luces= 5

Las alturas y luces son diferentes, digitamos la que más se repiten.

Fig. 02.07

2.2.2.DEFINIR LAS LÍNEAS GUIAS Para modificar las líneas guías, para dibujar la estructura marcamos Use Custom Grid and Locate Origen y presionamos el botón Edit Grid…. (Fig 02.08)

Fig. 02.08 El cuadro de diálogo Define Grid System Data, nos muestra las coordenadas de cada uno de los puntos en X,Y y Z (Figura 02.09).

Pág. 20

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Fig. 02.09 Marcamos Spacing en Display Grid as y el programa nos muestra la distancia entre las líneas guias (Figura 02.10).

Fig. 02.10


Pág. 21


En el cuadro modificamos las distancias de acuerdo a nuestro diseño (Figura 02.11) y presionamos ok.

Fig. 02.11

2.2.3.DEFINIR Y ASIGNAR SECCIONES Regresamos al cuadro de diálogo del pórtico (Figura 02.12), ahora picamos el signo + en Beams y Columns en Section Properties.

Fig. 02.12

Pág. 22

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Ahora seleccionamos Add New Property… (Figura 02.13), para definir las secciones de concreto.

Fig. 02.13 En Select Property Type/Frame Property Type seleccionamos concreto, y En Click to Add a Concrete Section damos un clic en Rectangular. (Figura 02.14).

Fig. 02.14 Definimos la columna concreto 40x40, en Section Name digitamos COL 40X40, en Dimensions Depth y en Width digitamos 0.40 (Figura 02.15).


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Fig. 02.15 De la misma forma para el resto de secciones: COL 30x30

COL 25x25

VIG 40x60

VIG 25x50

VIG 30x60

En el caso de las vigas no olvidemos de seleccionar Concrete Reinforcement (Figura 02.16) y marcar Beam (figura 02.17).

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Fig. 02.16

Fig 02.17 Al final tenemos todas las secciones como vemos en la figura 02.18.

Fig. 02.18 Finalmente presionamos el botón ok dos veces, el programa nos muestra el pórtico con las dimensiones y las secciones asignadas (Figura 02.19).


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Fig. 02.19

2.3. DEFINIR MATERIAL Ahora debemos definir las propiedades del concreto fć = 210 kg/cm2, para ello usamos el menú Define/Materials… (Figura 02.20)

Fig. 02.20 En el cuadro Define Materials seleccionamos Add New Material… (Figura 02.21)

Fig. 02.21

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En el cuadro Material Property Data (Figura 02.22), para un concreto fć= 210 Kg/cm2. Primero en Units seleccionamos Kgf, cm, C En Material Name and Display Color digitamos CONC 210. En Material Type seleccionamos Concreto En Weight per Unit Volume (2400 KG/M3) digitamos 2.4 E-03 En Modulus of Elasticity, E digitamos 210000 En Poisson´s Ratio, U digitamos 0.2 Y en Specified Concrete Compressive Strength, fć digitamos 210

Fig. 02.22

2.4. MODIFICAMOS EL TIPO DE MATERIAL EN LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS Para modificar el material de las secciones ingresamos al menú define /Section Properties/ Frame Sections… (Figura 02.23). Autor: Carlos Augusto Eyzaguirre Acosta

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Fig. 02.23 El cuadro Frame Properties (Figura 02.24), seleccionamos cada uno de las secciones y usamos la opción Modify/Show Property.

Fig. 02.24 Y en cuadro Rectangular Section (Figura 02.25), en Material seleccionamos CONC210.

Fig. 02.25 De la misma forma para cada sección.

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2.4.1. PRESENTACION DE LAS SECCIONES Vamos a realizar una presentación de las secciones. PRESENTACIÓN DE LAS SECCIONES Para que el programa nos muestre las secciones utilizadas en la estructura usamos el icono casilla (figura 02.26) ó ingresamos al menú View y seleccionamos Set Display Options.

Fig. 02.26

Fig. 02.27 El programa nos muestra el cuadro de diálogo Display Options For Active Windows (figura 02.28) en Frames/Cables /Tendons marcamos Sections.

Fig. 02.28 El programa nos muestra el pórtico señalándonos las secciones en cada elemento (Figura 02.29).


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Fig. 02.29

2.4.2. MODIFICAR LAS SECCIONES Las columnas tienen secciones COL 40X40 y las Vigas VIG 25X50 (Figura 02.30), para modificar seleccionamos las columnas del segundo piso.

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Fig. 02.30 Usamos el menú Assign /Frame/Frame Sections… (Figura 02.31).

Fig. 02.31 En el cuadro Frame Property (Figura 02.32), seleccionamos COL 30x30 y presionamos el botón OK. De la misma forma seleccionamos el resto de columnas y vigas y le asignamos las secciones respectivas como vemos en la figura 02.33.

Fig. 02.32


Pág. 31


Fig. 02.33

2.4.3. PRESENTACION DE LA ESTRUCTURA Ahora regresamos al cuadro Display Options For Active Windows, desmarcamos Sections de Frame en General marcamos Extrude View (Figura 02.34) y presionamos el botón ok.

Fig. 02.34

Pág. 32

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El programa nos muestra una representación de las secciones rectangulares en la parte derecha de la Figura 02.35.

Fig. 02.35

2.5. APOYOS En los puntos inferiores de las columnas tiene apoyos empotrados, para dar estas restricciones seleccionamos estos puntos (Figura 02.36) y seleccionamos el menú Assign/Joint/Restraints… (Figura 02.37).

Fig. 02.36


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Fig. 02.37 En cuadro Joint Restraints (Figura 02.38) seleccionamos apoyo empotrado.

Fig. 02.38 Al dar ok el programa nos muestra el empotramiento de los puntos de apoyo de l as columnas (Figura 02.39).

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Fig. 02.39

2.6. DEFINIR Y ASIGNAR CARGAS En esta parte definiremos las tipos de carga que vamos a utilizar y luego asignaremos las cargas en los puntos o secciones respectivas.

2.6.1. DEFINIR CARGAS Usamos el menú Define /load Patterns… (Figura 02.40).

Fig. 02.40


Pág. 35


En este cuadro (figura 02.41), en load Pattern Name digitamos VIVA, en type seleccionamos LIVE y usamos el botón Add New Load Pattern para fijar la nueva carga (figura 02.42) y finalmente presionamos el botón Ok.

Fig. 02.41

Fig. 02.42

2.6.2. ASIGNAR CARGAS Para asignar las cargas seleccionamos las vigas del primer piso (figura 02. 43).

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Fig. 02.43 Seguidamente usamos el menú Assign/Frame Load/Distributed.. (Figura 02.44).

Fig. 02.44 La carga que vamos a asignar es carga muerta distribuida uniforme de 800Kgf/m, en el cuadro Frame Distributed Name (Figura 02.45), en Uniform Load digitamos 800.

Fig. 02.45 En la figura 02.46 observamos la carga que hemos asignado.


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Fig. 02.46 De la misma forma cargamos las carga vivas en el cuadro (figura 02.47) en Load Pattern Name seleccionamos la carga VIVA y en Uniform Load digitamos 500.

Fig. 02.47 En la figura 02.48 vemos la carga viva seleccionada.

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Fig. 02.48 De la misma forma cargamos al resto de vigas: Carga Muerta Primer y segundo piso 800 Kg/m Tercer piso 400 kg/m Carga Viva

Primer y segundo piso 500 Kg/m Tercer piso 200 kg/m

En la figura 02.49 observamos en el lado izquierdo las cargas vivas y en el lado derecho las cargas muertas.


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Fig. 02.49

2.7. ASIGNAR BRAZOS RIGIDOS Para asignar la propiedad de brazos rígidos, seleccionamos toda la estructura y usamos el menú Frame/End (Length) Offset… (Figura 02.50).

Fig. 02.50 En el cuadro Frame Offset Along Length (Figura 02.51), Marcamos Automatic from Connectivity y en Rigid-zone factor digitamos 0.5.

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Fig. 02.51 Al presionar el botón OK, se asigna los brazos rígidos, esto observamos en la figura 02.52.

Fig. 02.52


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2.8. DEFINIR COMBINACIONES Para el análisis debemos de definir las l as combinaciones de las cargas, esto lo realizamos ingresando al menú Define / Load Combinations…. (Figura 02.53)

Fig. 02.53 En el cuadro de diálogo de la figura 02.54, seleccionamos Add New Combo…

Fig. 02.54

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En el cuadro de diálogo de la figura 02.55, dejamos el nombre de la combinación COMB1 y COMB1 y en la opción Load Combination Name seleccionamos DEAD en Scale Factor digitamos 1.5 y presionamos el botón Add y adicionamos el valor de la carga muerta.. muerta..

Fig. 02.55 De la misma forma en Load Combination Name seleccionamos VIVA en Scale Factor digitamos 1.8 y presionamos el botón Add y la combinación queda como en la figura 02.56. COMB1=1.5LD+1.8LL.


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Fig. 02.56 Finalmente presionamos el botón OK, de esta forma queda adicionada la Combinación 1.

2.9. ANÁLISIS DE RESULTADOS Finalmente vamos a procesar la información que hemos adicionado adici onado al programa para ello ell o definimos el tipo de análisis, procesamos y revisamos revi samos los resultados.

2.9.1. DEFINIR EL TIPO DE ANALISIS Para definir el análisis ingresamos al menú Analyze/Set Analysis Options.. (Figura 02.57).

Fig. 02.56 En el cuadro de la figura 02.57, seleccionamos Plane Frame para que el análisis se realice en el plano XZ.

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Fig. 02.57 Luego usamos la opción Set Load Case to Run de la figura 02.58.

Fig. 02.58 En el cuadro de diálogo de la figura 02.59 seleccionamos Modal y marcamos Run/Do Not Run Case y luego de presionamos Run Now.

Fig. 02.59

2.9.2. PRESENTACION DE DEFORMADAS El programa nos muestra una presentación por defecto, para ver la presentación de la deformada de la carga muerta. Ingresamos al menú Display / Show deformed Shape… (Figura 02.60)


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Fig. 02.60 En el cuadro de diálogo Deformed Shape (Figura 02.61), en la opción Case/Combo Name seleccionamos DEAD, en Options marcamos Wire Shadow y Cubic curve.

Fig. 02.61 En la figura 02.62 observamos el comportamiento de la estructura por acción de la carga muerta (Dead), si nos ubicamos en uno de los puntos observamos que aparece el desplazamiento del punto respecto a su ubicación original.

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Fig. 02.62 En la otra ventana también podemos hacer lo mismo pero esta tiene la opción extrude.

Fig. 02.63 Seleccionamos ahora la carga viva y el programa nos muestra como en la figura 02.64.


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Fig. 02.64 Ahora seleccionamos la carga comb1viva y el programa nos muestra como en la figura 02.65.

Fig. 02.65

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2.9.3. PRESENTACIÓN DE LA FUERZA AXIAL Y MOMENTOS. Para ver los resultados de las fuerzas, cortantes y momentos nos ubicamos en el menú Display y elegimos Frame/Cables/Tendons.. (Figura 02.66).

Fig. 02.66 En el cuadro de la figura 02.67, seleccionamos que carga queremos ver y que resultado, en este caso marcamos COMB1 y en Component seleccionamos Axial Force.

Fig. 02.67 La figura 02.68 nos muestra en el lado derecho el diagrama de fuerzas axiales y en el lado izquierdo el diagram de momentos de la combinación 1.


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Fig. 02.68 Ahora si nos ubicamos en una de las vigas, usando el mouse nos ubicamos sobre ella y damos un clic derecho, el programa nos muestra un cuadro como la figura 02.69, enla opción Display Options marcamos Show Max.

Fig. 02.69

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3.

MODELO 3

3.1. ESTRUCTURA A ANALIZAR.

Fig. 03.01

C1=0.40X0.40 cm

Fig. 03.01


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3.2. INICIO DEL MODELO Para diseñar una nueva estructura ingresamos al menú File y seleccionamos la opción New Model. (Figura 03.03).

Fig. 03.03

3.2.1.ELEGIMOS MODELO 2D TRUSSES Con esta opción el programa nos muestra el cuadro de dialogo New Model, donde elegimos 2D Trusses (Figura 03.04)

Fig. 03.04 Elegimos armaduras en 2D (Figura 03.05)

Fig. 03.05

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En el cuadro de diálogo de la figura 03-06, vamos a elegir el tipo de armadura en 2D TRUSS TYPE, luego las dimensiones y las secciones.

Fig. 03.06 Elegimos el tipo de armadura Pratt Truss (Figura 03.07).

Fig. 03.07


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3.2.2.DEFINIR LAS DIMENSIONES Para ver las dimensiones de la armadura usamos la opción Parametric Definition figura 03.08, donde observamos las características de la armadura.

Fig. 03.08 Con esta información digitamos los valores en Prat Truss Dimensions (Figura 03.09)

Fig. 03.09

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3.2.3.DEFINIR LAS SECCIONES IMPORTANDO En Section Properties, presionamos el botón + de Chords e ingresamos al cuadro de diálogo de la figura 03.10. En este cuadro presionamos el botón Import New Property

Fig. 03.10 En el cuadro diálogo de la figura 03.11 en Frame section Property Type seleccionamos Steel y en click to Import a Steel Section elegimos Double Angle

Fig. 03.11 Autor: Carlos Augusto Eyzaguirre Acosta

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EL programa necesita un catálogo de las secciones y nos muestra una ruta de archivos figura 03.12, donde existen varios catálogos, nosotros elegimos SECTIONS.PRO

Fig. 03.12 El programa nos muestra la lista de ángulos dobles figura 03.13, nosotros elegimos 2L2x2x1/4 y 2L3x3x1/4.

Fig. 03.13

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Al elegir por ejemplo 2L2x2x1/4 el programa nos muestra en la figura 03.14 l as propiedades de la sección.

Fig. 03.14 Al presionar el botón OK dos veces regresamos al cuadro de diálogo 2D TRUSSES (Figura 03.15) donde en la opción Section Properties debemos elegir las secciones en Chords elgimos 2L3x3x1/4 y en Braces 2L3x3x1/4 (Figura 03.16)


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Fig. 03.15

Fig. 03.16 Finalmente presionamos el botón ok y el programa nos muestra la estructura diseñada figura 03.17.

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Fig. 03.17

3.2.4.PRESENTACION DE LA ESTRUCTURA Para ver las secciones que estamos utilizando en la estructura entramos al menú View y seleccionamos Set Display Options e ingresamos al cuadro de diálogo de la figura 03.18, donde marcamos la opción Sections del cuadro Frames/Cables/Tendons, luego presionamos el botón ok y el programa nos muestra las secciones en la armadura (Figura 03.19)

Fig. 03.18


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Fig. 03.19 Si queremos ver la armadura simulada de acuerdo a las secciones adicionadas ingresamos al cuadro de diálogo de la figura 03.20 y marcamos en el cuadro General la opción Extrude view, y al presionar el botón ok el programa nos muestra la armadura como observamos en la figura 03.21 en el plano xz o en la figura 03.22 en 3D.

Fig. 03.20

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Fig. 03.21

Fig. 03.21


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3.3. DEFINIR Y ASIGNAR CARGAS En esta parte definiremos las tipos de carga que vamos a utilizar y luego asignaremos las cargas en los puntos o secciones respectivas.

3.3.1.DEFINIR CARGAS Usamos el menú Define /load Patterns… (Figura 03.22).

Fig. 03.21 En este cuadro (figura 03.22), en load Pattern Name digitamos VIVA, en type seleccionamos LIVE y usamos el botón Add New Load Pattern para fijar la nueva carga (figura 03.23) y finalmente presionamos el botón Ok.

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Fig. 03.22

Fig. 03.23

3.3.2.ASIGNAR CARGAS Como observamos en la figura 03.24, tenemos que asignar cargas puntuales en los extremos es de 500kgf y los nudos internos es de 100kgf.

Fig. 03.24.

Para asignar las cargas seleccionamos los puntos de los apoyos extremos (figura 03.25).


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Fig. 03.25 Nos ubicamos en el menú Assign /Joint Load /Forces… (Figura 03.26).

Fig. 03.26 En el cuadro de diálogo de la figura 4.27, verificamos en Load Pattern Name la carga DEAD y en Force Global Z digitamos -500, presionamos el botón ok y el programa nos muestra las cargas (figura 03.28)

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Fig. 03.27

Fig. 03.28 De la misma forma seleccionamos los nudos intermedios (figura 03.28), e ingresamos al cuadro de la figura 03.29 y digitamos -1000 en Force Global Z y al presionar el botón ok el programa nos muestra las cargas como podemos observar en la figura 03.30.


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Fig. 03.29

Fig. 03.30 De la misma forma asignaremos las cargas vivas, seleccionamos los puntos de apoyo y en al cuadro de la figua 03.31, en la opción Load Pattern Name seleccionamos la carga VIVA y digitamos -1000 en Force Global Z y al presionar ok el programa nos muestra la carga viva en la figura 03.32

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Fig. 03.31

Fig. 03.32 De la misma forma asignamos las otras cargas (figura 03.33) y finalmente el programa nos muestra todas las cargas vivas asignadas (figura 03.34)


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Fig. 03.33

Fig. 03.34

3.4. DEFINIR COMBINACIONES Para el análisis debemos de definir las combinaciones de las cargas, esto lo realizamos ingresando al menú Define / Load Combinations…. (Figura 03. 35)

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Fig. 03.35 En el cuadro de diálogo de la figura 03.36, seleccionamos Add New Combo…

Fig. 03.36 En el cuadro de diálogo de la figura 03.37, dejamos el nombre de la combinación COMB1 y en la opción Load Combination Name seleccionamos DEAD en Scale Factor digitamos 1.5 y presionamos el botón Add y adicionamos el valor de la carga muerta..


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Fig. 03.37 De la misma forma en Load Combination Name seleccionamos VIVA en Scale Factor digitamos 1.8 y presionamos el botón Add y la combinación queda como en la figura 03.38. COMB1=1.5LD+1.8LL.

Fig. 03.38 Finalmente presionamos el botón OK, de esta forma queda adicionada la Combinación 1

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3.5. ADICIONAR LAS COLUMNAS La armadura es solo una parte de nuestra estructura (figura 03.39), necesitamos adicionar las columnas de concreto, para ello primero movemos la armadura para luego adicionamos un nuevo modelo utilizando el origen de coordenadas

Fig. 03.39

3.5.1.MOVER Para mover la armadura primero la seleccionamos, para ello utilizamos el botón select all (figura 03.40)

Fig. 03.40 Ahora nos ubicamos en el menú EDIT y usamos la opción Move….(Figura 03.41)


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Fig. 03.41

Como queremos adicionar las columnas que tiene una longitud de 5 metros en el cuadro Move (figura 03.42), en Z digitamos 5 y presionamos el botón ok.y la estructura queda como en la figura 03.43.

Fig. 03.42

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Fig. 03.43

3.5.2.MODIFICAR LAS LINEAS GUÍAS Para modificar las líneas guías ingresamos al menú Define Coordinate Systems/Gridss. (figura 03.44).

Fig. 03.44 En el cuadro de la figura 03.45 seleccionamos la opción Modify/Show System…


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Fig. 03.45 En el cuadro Define Grid System Data, en Z Grid Data agregamos el punto Z3 en Grid ID y cambiamos en la columna Orninate en Z2= 5 yZ3 = 7.(Figura 03.46) y queda como observamos en la figura 03.47

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Fig. 03.46

Fig. 03.47

3.5.3.DEFINIMOS MATERIALES Antes de adicionamos las dos columnas de concreto definiremos los materiales de acero y concreto Para definir seleccionamos el menú Define /Material…(figura 03.48).

Fig. 03.48 El cuadro de figura 03.49 seleccionamos Add New Material Quick.. Para adicional el acero 36.


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Fig. 03.48 En Specification seleccionamos ASTM A36 (Figura 03.49)

Fig. 03.49

Al presionar el botón ok el programa regresa al cuadro Define Materials (Figura 03.50), y presionamos el botón Add New material para adicionar CONCRETO fć= 210 Kg/cm2.

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Fig. 03.50 En el cuadro de la figura 03.51 en Material name and Display color digitamos CONC210, en Weight per Unit Volume corregimos a 2400, en Specified Concrete Compressive Strength. fć digitamos 2100000 (debido a que en unidades estamos en metros)


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Fig. 03.51 Al presionar el botón OK, el programa nos muestra los materiales definidos (Figura 03.52)

Fig. 03.52

3.5.4.CORREGIMOS LAS SECCIONES DE ACERO Ingresamos al menú Section Properties/Frame Sections.. (Figura 03.53)

Fig. 03.53 En el cuadro de la figura 03.54 seleccionamos cada una de las secciones de acero y presionamos Modify/Show Property…

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Fig. 03.54 En el cuadro Double Angle Section (figura 03.55), solo modificamos en material donde seleccionamos A36.

Fig. 03.55


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De la misma forma para la sección 2L3X3X1/4 (Figura 03.56).

Fig. 03.56

3.5.5.DEFINIMOS LAS SECCIONES DE CONCRETO En el mismo cuadro de Frame properties (Figura 03.57), presionamos el botón Add New Property…

Fig. 03.57

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En el cuadro Add Frame Section Property (figura 03.58), en Frame Section Property type seleccionamos Concrete y en Click to Add a Cocnrete Section presionamos el botón Rectangular.

Fig. 03.58 En el cuadro de la figura 03.59 Rectangular Section digitamos COL40x40 en Section name, en Material seleccionamos CONC210 y en dimensions digitamos 0.4 en Depth y 0.4 en Width y finalmente presionamos OK dos veces.

Fig. 03.59


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3.5.6.DIBUJAMOS LAS COLUMNAS En el área de trabajo usamos el icono Draw Frame/Cable y en el cuadro de Properties of Object/Section seleccionamos COL40x40 (Figura 03.60) y dibujamos las columnas. (Figura 4.61)

Fig. 03.60

Fig. 03.61

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3.6. ASIGNAMOS LOS APOYOS Seleccionamos los punto de apoyo de las columnas (figura 03.62)

Fig. 03.62 Nos ubicamos en el menú Assign/Joint/Restraints… (Figura 4.63).

Fig. 03.63 Seleccionamos el botón apoyo empotrado (Figura 03.64)


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Fig. 03.64 Para mostrar la estructura completa, usamos el cuadro Display Options For Active Windows seleccionamos Extrude View.(figura 03.65). al presionar el botón OK vemos la estructura como en la figura 03.66.

Fig. 03.65

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Fig. 03.66

3.7. ANÁLISIS DE RESULTADOS Para ver los resultados seleccionamos el menú Analyze/ Se t Load Case to Run… (Figura 03.67).

Fig. 03.67 En el cuadro Set Load Case to Run desactivamos la carga Modal y presionamos el botón Run Now.(Figura 03.68).


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Fig. 03.68 Para ver la deformación por la carga muerta usamos el menú Display/Show Deformed Shape… y en cuadro Deformed Shape seleccionamos en Case/Combo Name la carga DEAD.(Figura 03.69).

Fig. 03.69 Si nos ubicamos en el punto superior de la columna de la derecha (figura 03.70) podemos observar su desplazamiento.

Fig. 03.70

De la misma forma podemos definir (Figura 03.71) para ver los la deformación para la combinación de cargas (Figura 03.72).

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Fig. 03.71

Fig. 03.72 Para ver el diagrama de momentos de la combinación de cargas, usamos el menú Display usamos la opción Show Forces/Stresses/Frames y en el Frame/Cables/Tendons… (Figura 03.73)


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Fig. 03.73 En el cuadro de la figura 03.74 en Case/Combo Name seleccionamos COMB1 en Component marcamos Moment 3-3 y el programa nos muestra el diagrama en la figura 03.75.

Fig. 03.74 Pág. 88

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Fig. 03.75

3.8. CHEQUEAR EL USO DE LAS SECCIONES DE ACERO. Antes de chequear la secciones necesitamos designar el código AISC LRFD 99 para el análisis, usamos el menú Design/Steel Frame Design/ View/Revise Preferences.. (Figura 03.76).

Fig. 03.76 En el cuadro de la figura 03.77, en Design Code seleccionamos el código AISC-LRFD 99.


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Fig. 03.77 Para chequear usamos el menú Design/Steel Frame Design/Start Design/Check of Structure. . (Figura 03.78)

Fig. 03.78 El programa nos muestras las secciones de colores, que nos señala el uso de cada uno de ellos, en este caso existen muchas secciones de color rojo que significa que están trabajando a más de 100% de su capacidad. (Figura 03.79)

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Fig. 03.79

3.8.1.DESACTIVAR EL PROCESO Para poder hacer cambios debemos de desactivar el icono del candado, esto lo hacemos presionando con el icono (Figura 4.80).

Fig. 03.80.

3.8.2.CREAR UN LISTADO DE SECCIONES Ingresamos al menú Define y usamos la opción Section properties / Frame Sections , en el cuadro de la figura 03.81 seleccionamos la opción Import New Property…


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Fig. 03.81. Antes de importar seleccionamos Steel en el primer cuadro y presionamos el botón Double Angle, en el segundo cuadro marcamos en material la opción A36 y seleccionamos las secciones 2L2x2x1/4 hasta 2L 4X3.5x5/16-3/8.y presionamos el botón ok (Figura 03.82).

Fig. 03.82. Al dar ok el programa regresa al cuadro de la figura 03.83, en el presionamos la opción Add New Property…

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Fig. 03.83. En este cuadro presionamos el botón Auto Select List (figura 03.84).

Fig. 03.84. En el cuadro Auto Selection Section seleccionamos las secciones ángulo doble y presionamos el botón ADD y pasan al otro sector. (Figura 03.85) al final presionamos el botón ok.


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Fig. 03.85. La lista automática que adicionada como una sección (Figura 03.86).

Fig. 03.86.. Para asignar la lista automática seleccionamos las secciones de acero (Figura 03.87)

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Fig. 03.87.

3.8.3.ASIGNAMOS LA SECCIÓN LISTA AUTOMATICA (AUTO1) Ingresamos el menú Assign / Frame Sections… (Figura 03.88.) y seleccionamos la sección AUTO1 y presionamos el botón ok (Figura 03.89).

Fig. 03.88.

Fig. 03.89.


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Las seccione nos muestra las sección AUTO1 (Figura 03.90)

Fig. 03.90.

3.8.4.PROCESAMOS EL PROGRAMA Y CHEQUEAMOS LAS SECCIONES DE ACERO Ahora volvemos a procesar el programa (Figura 03.91), presionamos el botón Run Now el programa nos muestra la figura 03.92 con el diagrama de momentos.

Fig. 03.91.

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Fig. 03.92. Y luego chequeamos la estructura del acero ingresando a la opción Start Desig/Check of Structure (Figura 03.93).

Fig. 03.93. El programa asigna de la lista automática las secciones más recomendables que soporte la estructura y sus cargas (Figura 03.94).


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Fig. 03.94.

3.8.5.PORCENTAJE DE TRABAJO DE LAS SECCIONES. Para saber a cuanto están trabajando las secciones asignadas, utilizamos el icono VIGA I y seleccionamos Display Design Info… (Figura 03.95).

Fig. 03.95. En el cuadro de la figura 03.96 dejamos la opción por defecto y presionamos la opción ok.

Fig. 03.96. Observamos por ejemplo que en una sección aparece 0.943 es decir está trabajando al 94.3%. (Figura 03.97).

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Fig. 03.97.


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Pág. 100

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4.

MODELO 4

4.1. ESTRUCTURA A ANALIZAR. La estructura que vamos analizar es un reservorio de concreto con una radio de 3 metros, con una altura de 8 metros y un domo de 1 metro, tal como se ven las figuras 04.01 y 04. 02.

Fig. 04.01

Fig. 04.02


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4.2. INICIO DEL MODELO Para diseñar una nueva estructura ingresamos al menú File y seleccionamos la opción New Model. (Figura 04.03).

Fig. 04.03

4.2.1.ELEGIMOS MODELO SHELLS Con esta opción el programa nos muestra el cuadro de dialogo New Model, donde elegimos SHELLS (Figura 04.04)

Fig. 04.04 Modelo Shells (Figura 04.05)

Fig. 04.05

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En el cuadro de diálogo de la figura 04.06, en Shell Type Type dejamos CYLINDER, luego modificaciones las dimensiones. dimensiones .

Fig. 04.06 Las dimensiones en Cylinder Dimensions (Figura 5.07): Cylinder height (altura del cilindro)= 8 Num. of divisions, divisions, Z( Nro. De divisiones en Z)= 16 Radius (Radio Radius (Radio del cilindro) = 3 Num. of divisions, Angular (Nro de divisiones angulares, multiplo de 4)= 32

Al presionar el botón Ok, el programa nos muestra el cilindro (Figura 04.07).


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Fig. 04.07.

Mejoramos la presentación activando el extrude en el cuadro de diálogo Display Options For Active Windows (Figura 04.08)

Fig. 04.08 En la figura 04.09 se muestra el cilindro, que el programa genera.

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Fig. 04.09

4.2.2.DEFINIR 4.2.2.DEFINIR MATERIAL En el caso del cilidro sus paredes serán de concreto por lo cual debemos definir el material, para ello usamos el menú Define Define y la opción Materials… (Figura 04.10).

Fig. 04.10 En el cuadro de figura 04.11, presionamos el botón Add New Material y en el cuadro de la figura 04.12, digitamos las propiedades propiedades del concreto concreto 210.


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Fig. 04.11

Fig. 04.12 Al presionar el botón ok queda definido el material.

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Fig. 04.13

4.3. DEFINIR Y ASIGNAR LAS AREAS AL CILINDRO 4.3.1.DEFINIR LAS AREAS Ahora vamos a definir las paredes del cilindro, para ello ingresamos al menú define y seleccionamos Section Properties y usamos la opción Area Sections… (figura 04.14).

Fig. 04.14 Nos muestra el cuadro diálogo de la figura 04.15 Shell Section Data.


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Fig. 04.15 En este cuadro (figura 04.16), hacemos los siguientes cambios en: Section Name digitamos AREA 1. Type

seleccionamos Shell thick (cascara gruesa).

Material Name seleccionamos CONC210 Membrane

digitamos 0.25

Bending

digitamos 0.25

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Fig. 04.16 De la misma forma definimos las áreas como el área 2 (figura 5.17) y el área 3 (figura 5.18)


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Fig. 04.17

Fig. 04.18

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Al presionar el botón ok las áreas quedan definidas, finalmente volvemos a presionar ok, el cuadro de la figura 04.19.

Fig. 04.19

4.3.2. ASIGNAR AREA AL CILINDRO En el caso del cilindro la forma de seleccionar parte de él, se hace de otra manera, nosotros elegimos el uso de la herramienta set limits. Usamos el menú View y la opción Set limits.. (Figura 04.20). cambia parte de el

Fig. 04.20. En el cuadro de la figura 04.21. modificamos la opción SetZ Axis limits en Min dejamos 0 y en Max digitamos 3.


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Fig. 04.21. Al presionar el botón ok, el programa nos muestra la parte del cilindro definido (Figura 04.22).

Fig. 04.22. Ahora seleccionamos esta sección como la mostramos en la figura 04.23.

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Fig. 04.23. Ingresamos al menú Assign y seleccionamos Area / Sections… (Figura 04.24).

Fig. 04.24. En el cuadro Area Sections (Figura 04.25), seleccionamos AREA1 y presionamos el botón ok.


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Fig. 04.25. En la figura 04.26 nos muestra la nueva área en el cilindro.

Fig. 04.26. De la misma forma definimos la sección de 3 a 6 en Z (Figura 04.27).

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Fig. 04.27. Seleccionamos la sección (figura 04.28) y asignamos el área 3 (Figura 04.29).

Fig. 04.28.


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Fig. 04.29. La sección queda como en la figura 04.30.

Fig. 04.30.

Ahora seleccionamos de 6 a 8 en Z (Figura 04.31).

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Fig. 04.31. El programa nos muestra parte del cilindro, lo seleccionamos y asignamos el área 3 (figura 04.32)

Fig. 04.32. Al mostrar todo el cilindro queda como mostramos en la figura 04.33.


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Fig. 04.33. Para ver parte del cilindro y observar la diferencia de las áreas, en el cuadro de la figura 04. 34 en Set Y Axis limits digitamos 0 en Min.

Fig. 04.34. Observamos la mitad del cilindro y vemos la diferencia de las áreas (Figura 04.35).

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Fig. 04.35.

4.4. ADICIONAR UN NUEVO MODELO En esta parte adicionaremos un domo esférico, para ello moveremos el cilindro en forma vertical 8 metros, para utilizar el eje de coordenadas para el domo.

4.4.1.MOVER EL CILINDRO Seleccionamos todo el cilindro. Desplegamos el menú define y usamos la opción Move (Figura 04.36).

Fig. 04.36.


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En el cuadro Move digitamos en delta Z -8 (figura 04.37)

Fig. 04.37. Al presionar el botón ok el programa mueve el cilindro como podemos observar en la figura 04.38.

Fig. 04.38.

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4.4.2.ADICIONAR EL DOMO CILINDRICO Para adicionar el nuevo modelo utilizamos el menú edit en el la opción Add to Model From Template (Figura 04.39)

Fig. 04.39. El programa nos muestra nuevamente el cuadro de diálogo New Model (figura 04.40.), donde seleccionamos el modelo Shells.

Fig. 04.40. En el cuadro de diálogo Shell en Shell Type selecciomos Spherical Dome (Figura 04.41). Autor: Carlos Augusto Eyzaguirre Acosta

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Fig. 04.41. El programa nos muestra el siguiente cuadro (figura 04.42), donde debemos definir las dimensiones de cúpula esférica, para tener claro las dimensiones presionamos el botón Parametric Definition y el programa nos muestra el significado grafico de las dimensiones solicitadas (figura 04.43).

Fig. 04.42.

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Fig. 04.43. En nuestro caso la altura del domo es de 1 metro, el radio del cilindro es 3metros (figura 04.44), por lo tanto despejando tenemos: R^2 = (R-1)^2+ 3^2 => R^2 = R^2-2R +1 + 9 => 2R= 10 => R= 5metros R= Radio del domo

T= Ángulo del domo

R+1= 4 metros Entonces tenemos un triángulo conocido 3,4,5 por lo tanto T = 37°

Fig. 04.44


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Con estos datos ingresamos la información en el cuadro Shells (Figura 04.45)

Fig. 04.45. Al presionar el botón OK, el programa nos muestra los dos modelos el cilindro y el domo (Figura 04.46).

Fig. 04.46.

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4.5. DEFINIR CARGAS En esta parte definiremos las tipos de carga que vamos a utilizar y luego asignaremos las cargas en los puntos o secciones respectivas.

4.5.1.DEFINIR 4.5.1.DEFINIR CARGAS Usamos el menú Define /load Patterns… (Figura 04.47).

Fig. 04.47. En este cuadro (figura 04.48), en load Pattern Name digitamos VIVA, en type seleccionamos LIVE y usamos el botón Add New Load Pattern para fijar la nueva carga, de la misma forma adicionamos la carga AGUA en type seleccionemos other (figura 05.49) y finalmente presionamos el botón Ok.


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Fig. 04.48

Fig. 04.49

4.5.2. DEFINIR PATRONES PARA LA CARGA Para asignar la carga de agua necesitamos definir patrones en las secciones del cilindro y asignarles una función. Definir el patrón de juntas Usamos el menú Define y Define y seleccionamos Joint Patterns... (Figura 04.50), el programa nos muestra el cuadro de diálogo Define Pattern Names donde en Patterns digitamos PRESION y presionamos el botón Add New Patterns Name y que definido como observamos en la figura 04.51, luego presionamos el botón ok.

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Fig. 04.50

Fig. 04.51 ASIGNAR LA FUNCIÓN AL PATRON Ahora le asignamos la función a este patrón, para ello seleccionamos el cilindro (Figura 04.52) e ingresamos al menú Assign y seleccionamos Joint patterns (Figura 04.53)

l Fig. 04.52


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Fig. 04.53 La presión que vamos asignar es del agua consideramos un peso específico de 1000 kg/m3, la presión varía de acuerdo a la altura de agua, el programa nos muestra la ecuación Ax+By+Cz+D, en este caso solo varía Z y en forma negativa. En este cuadro de diálogo en Pattern Name seleccionamos PRESION y en Constant C digitamos -1 (Figura 04.54), el eje de coordenadas para el cilindro se encuentra en la parte superior al tomar un valor este será negativo, por ello que escribimos un valor de -1.

Fig. 04.54.

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Al presionar el botón ok el programa nos muestra el patrón de cargas en los juntas (figura 04.55).

Fig. 04.55

4.5.3.ASIGNAR LA CARGA DE AGUA. Seleccionamos el cilindro, desplegamos el menú Assign y seleccionamos la opción Area Loads/Surface Pressure (All) (Figura 04.56).

Fig. 04.56 En la superficie de presión hacemos los siguientes cambios (Figura 04.57): En load Patterns Name, seleccionamos AGUA. En Pressure, activamos By Joint Pattern y en Pattern seleccionamos PRESION


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En Face seleccionamos Bottom.

Fig. 04.57 Al presionar el botón ok el programa nos muestra el cilindro con las presiones (Figura 04.58)

Fig. 04.58

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4.5.4.ASIGNAR LA CARGA VIVA. Seleccionamos el domo, desplegamos el menú Assign y seleccionamos la opción Uniform (Shell)… (Figura 04.59).

Fig. 04.59 En el cuadro ÁREA Uniform Load, seleccionamos carga viva y en load digitamos 100kg/m2 (Figura 04.60)

Fig. 04.60


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4.6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Para ver los resultados seleccionamos el menú Analyze/ Set Load Case to Run… (Figura 04.61). En el cuadro Set Load Case to Run desactivamos la carga Modal y presionamos el botón Run Now

Fig. 04.61

Para ver la los resultado por la cargas usamos el menú Display/Show Forces/Stresses / Shells… (Figura 04.62).

Fig. 04.62 En el cuadro de diálogo de la figura 04.63, seleccionamos el tipo de carga que necesitamos ver y los componentes.

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Fig. 04.63 Para la fuerza en F11 mostramos para la carga Dead y Viva (Figura 04.64).

Fig. 04.64. Para la carga de agua, fuerza F11 y F22 (Figura 04.65.).


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Manual de Sap 2000 v15 Mecanica

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