Manual SAP Rev[1]. 1.pdf

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE Depto. de Ingeniería Ingeniería en Obras Civiles Civiles

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1. Introducción Antes de describir como trabajar en el programa, el alumno debe tener claro las ventajas y utilidades utilidades que presenta SAP 2000 para el estudio ingenieril. Algunas de éstas son: •

Permite esbozar detalladamente cualquier estructura que se desee analizar según el método de elementos finitos, sin importar cual sea su geometría. En esto, el programa prácticamente no tiene limitaciones.

•

Determinar completamente los esfuerzos y deformaciones que se producen en una estructura solicitada a cargas múltiples.

•

Diseñar los elementos que componen la estructura, sean estos de hormigón, acero u otro material.

•

Realizar el análisis sísmico de una estructura.

Para lograr lo anteriormente descrito, es importante adoptar una metodología de trabajo que facilite y asegure resultados correctos.

2. Metodología de trabajo trabajo en SAP 2000 La metodología sugerida en este manual es la siguiente: •

Verificar Consideraciones Previas.

•

Realizar las Operaciones de Archivo pertinentes.

•

Dibujar el modelo asociado a la estructura en estudio.

•

Editar las modificaciones al modelo necesarias.

•

Definir parámetros requeridos en el Análisis.

•

Seleccionar objetos para ser asignados.

•

Asignar las operaciones pertinentes a objetos seleccionados.

•

Analizar el sistema ingresado.

•

Generar el diseño de elementos estructurales.

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by: Juan Verdugo Zavala – Jean Herbage Villar


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2.1. Consideraciones Previas. Uno de los errores más frecuentes que se comenten al ingresar los datos tiene que ver con las unidades en las que estos se denominan. Por lo tanto, antes de iniciar cualquier operación, se deben definir las unidades de trabajo. Ahora bien, el programa SAP permite cambiar en cualquier momento las unidades en las que se está trabajando. Luego de realizado, este cambio es automático para todas las dimensiones y datos que se hayan ingresado. 

Solución : El cambio de unidades se realiza desde la ventana de selección desplegada para ello en la parte inferior derecha de la pantalla ( Figura 2.1.1. ).

Figura 2.1.1. Ventana para selección de unidades de trabajo.



Utilidad : Si no se desea realizar manualmente la conversión a la unidad de trabajo de cualquier dato ( El módulo de Elasticidad de un material, La Resistencia última, Fluencia del acero, etc.) basta cambiar el sistema de unidades al que acomoda y todos los valores ingresados anteriormente serán referidos al último sistema de unidades de trabajo.

2.2. Operaciones de Archivo. ( FILE ) Las operaciones de archivo se realizan en cualquier etapa de utilización del programa y se seleccionan desde la opción File del Menú principal. Estas operaciones del submenú pueden ser: •

Empezar un nuevo modelo. New Model 

Descripción : Siguiendo una metodología de trabajo amistosa , la aplicación suministra unidades espaciales o grillas que se distribuyen de acuerdo a un sistema de referencia o sistema de coordenadas, elegido por el usuario al comenzar el diseño de un modelo.

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2.1. Consideraciones Previas. Uno de los errores más frecuentes que se comenten al ingresar los datos tiene que ver con las unidades en las que estos se denominan. Por lo tanto, antes de iniciar cualquier operación, se deben definir las unidades de trabajo. Ahora bien, el programa SAP permite cambiar en cualquier momento las unidades en las que se está trabajando. Luego de realizado, este cambio es automático para todas las dimensiones y datos que se hayan ingresado. 

Solución : El cambio de unidades se realiza desde la ventana de selección desplegada para ello en la parte inferior derecha de la pantalla ( Figura 2.1.1. ).

Figura 2.1.1. Ventana para selección de unidades de trabajo.



Utilidad : Si no se desea realizar manualmente la conversión a la unidad de trabajo de cualquier dato ( El módulo de Elasticidad de un material, La Resistencia última, Fluencia del acero, etc.) basta cambiar el sistema de unidades al que acomoda y todos los valores ingresados anteriormente serán referidos al último sistema de unidades de trabajo.

2.2. Operaciones de Archivo. ( FILE ) Las operaciones de archivo se realizan en cualquier etapa de utilización del programa y se seleccionan desde la opción File del Menú principal. Estas operaciones del submenú pueden ser: •

Empezar un nuevo modelo. New Model 

Descripción : Siguiendo una metodología de trabajo amistosa , la aplicación suministra unidades espaciales o grillas que se distribuyen de acuerdo a un sistema de referencia o sistema de coordenadas, elegido por el usuario al comenzar el diseño de un modelo.

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Se dispone de dos sistemas de coordenadas: Cartesiano y Cilíndrico, y la preferencia entre uno y otro dependerá del modelo que se adecue más a la geometría de la estructura a esbozar ( Figura 2.2.1. ).

Figura 2.2.1. Ventana para definición de de Sistema de Coordenadas Coordenadas de trabajo.

•

Traer un modelo predefinido. New Model from Template 

Descripción : SAP 2000 dispone de varios modelos prediseñados, los cuales son seleccionados desde una ventana desplegada para la opción New Model from Template ( Figura 2.2.2. ).

Figura 2.2.2. Ventana para selección de de modelos predefinidos. predefinidos.

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•

Abrir un modelo existente. Open

•

Guardar el modelo en el que usted está trabajando actualmente. Save 

•

Descripción : Pueden guardarse modelos de SAP 2000 en un banco de datos con extensión .SDB o guardarse solo la geometría del modelo en un archivo con extensión .DXF.

Generar resultados. Print 

Descripción : Los resultados que pueden imprimirse incluyen datos de entrada, análisis y datos de diseño que pueden ser impresos incluso en formato de hoja de cálculo; se pueden imprimir gráficos de la ventana activa o crear videos de las deformaciones de modo animado por el time – history.

2.3. Dibujo del modelo. ( DRAW ) Esta opción permite dar forma a un nuevo modelo a analizar, no disponible en los prediseñados (New Model From Template ). Utilizando una grilla o reja de “construcción” se debe dar forma al “armazón” requerido. Para dibujar, se debe seleccionar la opción Draw del Menú Principal. Las opciones disponibles del sub menú son: Reshape element

Mueve un nudo y la barra unida a él.

Draw Special Joint

Dibuja un nudo en cualquier parte.

Draw Frame Element

Dibuja una barra en cualquier parte con sus respectivos nudos.

Draw Shell Element

Dibuja un elemento placa en cualquier parte.

Quick Draw Frame Element

Dibuja un elemento en la línea de una grilla definida.

Quick Draw Shell Element

Dibuja un elemento placa en una grilla definida.



Para selección rápida se pueden utilizar los iconos correspondientes de la barra de herramientas ubicada en el extremo inferior de la pantalla.

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En la eventualidad de que la geometría de nuestra estructura no fuera abarcada íntegramente por el modelo de grillas disponibles, ésta se puede dibujar ingresando puntos referidos al sistema de coordenadas seleccionado (Ejemplo : Cartesiano. Coordenadas X, Y, Z) y que determinen de manera óptima el esquema requerido. Este tema es abordado ampliamente en el Apéndice A “Interacción SAP 2000 – Excel”. Por otro lado, si se ha seleccionado la opción New Model From Template, la aplicación dispone de varios modelos prediseñados que podrían adecuarse al modelo de trabajo buscado. Las modificaciones necesarias tienen que ver principalmente con las dimensiones de la grilla, las que se ejecutan seleccionando la opción Edit Grid del submenú Draw. 2.4. Edición del modelo. ( EDIT ) Esta operación se lleva a cabo en elementos pórticos ( Frame ) y placas o losas ( Shell ) del modelo. Las losas se editan para generar una malla de elementos finitos, los que permitirán una descarga real en los elementos contiguos a ella. La edición se realiza seleccionando la losa a editar y luego pinchando el menú Edit < Mesh Shell.

En el caso de los elementos en pórticos, éstos son editados para: •

Corresponder los nudos perimetrales entre losas y elementos contiguos. 

Solución: Seleccionar elementos < Edit < Divide Frame < Break at intersection. < Ok

•

Definir un punto comprendido en el elemento original, sólo si posteriormente se requiere conocer su deformación, en la etapa de análisis. 

Solución: Seleccionar elementos < Edit < Divide Frame < Divide into “N°de barras” Last/First ratio 1 < Ok.

2.5. Definición de Parámetros. ( DEFINE ) Las operaciones de definición se seleccionan desde la opción Define del submenú ( no requiere una selección previa de objetos del modelo ) y se utilizan para denominar conceptos que no son parte de la geometría del modelo.

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Las definiciones más usuales, seleccionadas desde la ventana del submenú, incluyen : •

Las propiedades de los materiales. Materials 

Descripción : Por defecto el programa incorpora las propiedades del Hormigón ( Concrete ) y el Acero ( Steel ), las cuales pueden ser verificadas seleccionando la opción Modify/Show Material ( Figura 2.5.1. ).

Figura 2.5.1. Ventana para Definición de Materiales.

Para ingresar un nuevo material se debe seleccionar la opción Add new Material y señalar las siguientes características ( Figura 2.5.2. ) :

Figura 2.5.2. Ventana para designación de Propiedades de los Materiales utilizados.

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

•

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Nombre del Material. Material Name



La densidad de masa por la unidad de volumen. Mass per unit Volume ( Para computar la masa del elemento ).



La densidad de peso por la unidad de volumen. Weight per unit Volume ( Para computar Carga de Peso Propio ).



El Módulo de elasticidad. Modulus of elasticity



El Módulo de Poisson. Poisson’s ratio



Coeficiente de dilatación térmica. Coeff of thermal expansion



Indicador del tipo de diseño. Design Type ( Para señalar si la sección debe diseñarse como acero, hormigón. De lo contrario, no se diseña. )

La sección de los elementos pórticos. Frame Sections 



Descripción : Se requiere definir seis propiedades geométricas básicas, las que junto a las propiedades de lo materiales permitir computar la rigidez del elemento seleccionado. Estas son: 

El área de la sección transversal. a



El momento de inercia con respecto a cada eje local 2 y 3. i33 : Inercia c/ respecto al eje 3 por la flexión en el plano 1 – 2. i22 : Inercia c/ respecto al eje 2 por la flexión en el plano 1 – 3.



La constante torsional. j



Las áreas influenciadas por corte. as2 : Área para el corte transversal en el plano 1 – 2. as3 : Área para el corte transversal en el plano 1 – 3.

Solución : El programa permite definir tales propiedades geométricas de dos formas. Ambas se seleccionan desde la opción Clic to de la ventana desplegada para Frame Sections ( Figura 2.5.3. ). 

Las propiedades pueden computarse directamente seleccionando las dimensiones de una Sección específica de las predefinidas por el programa o proporcionada desde los Archivos del banco de datos de SAP 2000. Import / Wide...

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Figura 2.5.3. Ventana para definición de secciones de elementos pórticos.



Las propiedades geométricas pueden calcularse automáticamente en función de las dimensiones especificadas por el usuario y que son parámetros de formas simples ( Figura 2.5.4. ) . Add / Wide...

FLANGE

CHANNEL

ANGLE

PIPE – CIRCLE

BOX / TUBE

RECTANGULAR

Figura 2.5.4. Descripción de los Wide más usados.

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*

•

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Al seleccionar alguna de estas secciones simples el programa despliega una ventana en la que se deben dimensionar todos sus parámetros en la unidad de trabajo. La sección de los elementos placas. Shell Sections 

Descripción : SAP 2000 define los siguientes tipos de sección para modelar la conducta de la placa a definir : Membrane : Considera solamente la acción de fuerzas en el plano longitudinal y el normal, sin momentos flectores. Plate

: Considera solamente la acción de momentos flectores.

Shell

: Combinación de Plate y Membrane; todas las fuerzas y momentos pueden aplicarse.

Generalmente se recomienda usar el comportamiento de cáscara Shell, a menos que la estructura este diseñada y se soporta adecuadamente. 

Solución : Se deben definir los siguientes parámetros de la sección, desde la ventana desplegada para la opción Add New Section de la ventana Define Shell Sections. ( Figura 2.5.5. ).

Figura 2.5.5. Ventana para definición de secciones tipo placas.

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•

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

Nombre de la sección definida. Section Name



Material de construcción de la placa. Material



Espesor de placa que actúa de acuerdo a la modelación del tipo de sección definida. Thickness



Tipo de modelación para la sección ( placa ) definida. Type

Estados de Carga. Static Load Cases 

Descripción : Toda carga que se desee aplicar a la estructura en estudio debe primeramente ser asociada a un tipo denominado por el usuario, lo cual permite en análisis finales realizar combinaciones y mayoraciones de estados de carga para diseñar elementos.



Solución : En la ventana desplegada para esta opción, se deben llenar los cuadros de texto del menú Loads ( Figura 2.5.6. ) con los parámetros correspondientes a :

Figura 2.5.6. Ventana para definición de Estados de Carga.



Nombre de la Carga definida. Load Ejemplos : PPROPIO, SISMOX, SISMOY, etc. El nombre queda a elección del usuario. *



Tipo de estado de carga asociado. Type Ejemplos : DEAD ( carga muerta ), LIVE ( sobre carga de uso ), QUAKE ( sismo ), etc. *

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

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Factor que adiciona el peso propio de los elementos sometidos a cargas. Self Weight Multiplier

Corresponderá al número 1 sólo cuando se desea considerar junto a la carga definida la acción del peso propio de los elementos estructurales. De lo contrario se debe asignar el número 0. *

Ejemplo : Si se define el tipo de carga como LIVE y el factor como 1, se ha definido la combinación de carga PESO PROPIO + SOBRE CARGA. *

Luego de ingresada o seleccionada una línea completa se dispone de las siguientes opciones del menú Click to:

•



Adicionar la definición. Add new Load



Reemplazar la definición. Change Load



Borrar la definición. Delete Load

Cargas de presión. Joint Patterns 

Descripción : Se utiliza esta opción para denominar cierta disposición lineal de presiones asignada y parametrizada en la sección Asignación ( Ver sección XXX ). Generalmente, esta opción se ejecuta para definir presiones hidrostáticas aplicadas a una superficie particular.



Solución : Se debe digitar el nombre de la disposición de presiones que se esta definiendo en el menú Patterns de la ventana desplegada al seleccionar la opción Joint Patterns ( Figura 2.5.7. ).

Figura 2.5.7. Ventana para denominación de modelos de carga en nudos.

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Luego, se dispone de las siguientes opciones del menú Click to :

•



Adicionar la definición. Add new Pattern Name



Reemplazar la definición. Change Pattern Name



Borrar la definición. Delete Pattern Name

Combinaciones de carga. Load Combinations 

Descripción : Una vez definidos los estados de carga, se definen las combinaciones de éstos. Así se dispondrá, luego de la etapa de Análisis, de las deformaciones y esfuerzos en la estructura solicitada por aquella combinación. Estas combinaciones pueden ser consideradas para el diseño por capacidad de acero u hormigón. Sin embargo, al seleccionar un código determinado de diseño el programa automáticamente verifica las combinaciones de carga propuestas por tal código.



Solución : En la ventana desplegada para la definición de una nueva combinación ( hacer clic en Add New Combo en la opción Define Load Combinations ), se deben señalar las siguientes características ( Figura 2.5.8. );

Figura 2.5.8. Ventana para definición de Combinaciones de estados de carga.

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 

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Nombre de la combinación definida. Load Combination Name Tipo de Combinación. ADD para superposición de efectos < Load Combination Type

 

Título. Title Siguiendo el procedimiento recurrente del programa ( Add, Modify, Delete ) para ingresar datos en cuadros de texto, se debe seleccionar el nombre del Estado de Carga y su ponderación dentro de la combinación. Define Combination

2.6. Selección de Elementos. ( SELECT ) La Selección se usa para identificar los objetos a los que se le aplicará una operación, de acuerdo a la filosofía de SAP 2000 que define un concepto de “sujeto – verbo” donde el usuario hace una selección primero y luego realiza una operación. Para seleccionar, el usuario debe poner el programa en Modo Select pulsando el Botón Flecha del Menú de Herramientas Lateral, o alternativamente, seleccionando alguna opción del submenú Select del menú principal ( Figura 2.6.1. ).

Figura 2.6.1. Formas de seleccionar objetos.

Se encuentran disponibles muchos tipos de selección, los cuales incluyen : 

Seleccionando objetos individuales.

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

Dibujando una ventana alrededor de los objetos.



Dibujando una línea que intercepta objetos.



Identificando un plano en particular.



Seleccionando objetos que tiene un mismo tipo de propiedad.



Seleccionando objetos que pertenecen al mismo grupo.



Y más.

En Modo Select, el botón izquierdo del mouse se usa para seleccionar objetos y el derecho para ver las propiedades de los objetos. El Modo Draw y el Modo Select son mutuamente exclusivos. Cualquier operación, excepto dibujar, puede realizarse cuando el programa está en Modo Select. 2.7. Asignación al modelo: (ASSIGN) El objetivo de esta etapa es asignarle a los elementos ya seleccionados (losas, barras y puntos), dos funciones fundamentales:  

Las secciones y sus grados de libertad. Las cargas a las que se someterá la estructura.

En ambos casos, el trabajo a realizar dependerá del tipo de elemento seleccionado. Es decir, existen distintas funciones para nudo (Joint), barra (Frame) o losa (Shell). Veamos las principales funciones o submenú para estos tipos: 2.7.1.Nudos En este tipo asignaremos condiciones estáticamente conocidas o restricciones (Restraints). •

Los ejes locales para un nudo coinciden con los ejes globales de la estructura, por lo que existirán dos tipos de restricción: Traslación y Rotación. En la ventana de diálogo se deben activar las restricciones deseadas en los respectivos casilleros.(figura 2.7.1.)

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

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Solución: Seleccionar el (los) nudo (s) < Assign < Joint < Restraints ...< Ok.

Figura 2.7.1 Ventana que muestra el recorrido para la determinación de las restricciones en los nudos. •

También se podrá asignar cargas a los nudos, de las siguientes maneras(figura 2.7.2.) 

Como una fuerza puntual o como un momento externo aplicado Solución: Seleccionar nudo < Assign < Joint Static Loads < Forces... “selecciono la carga, valor y dirección” < Ok. 



Como una deformación inicial en la estructura ( un asentamiento por ejemplo). Solución: Seleccionar nudo < Assign < Joint Static Load < Displacements ...< Ok . 

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Figura 2.7.2. Ventana muestra recorrido de aplicación. Además se muestran a la izquierda una fuerza puntual y

2.7.2. Barras •

En este tipo de elementos será necesario asignar las secciones previamente definidas. 

Solución: Seleccionar barra < Assign < Frame < Section ...”seleccionar de la caja de diálogo” < Ok.

Además se pueden asignar relajos en el nudo inicial y final de la barra. Para ello, estos relajos deben satisfacer el comportamiento estructural de la barra dentro de la estructura. •

Recuerde que el eje 1 es paralelo a la barra, el eje 2 es perpendicular a la barra (en el plano de trabajo), y el eje 3 es perpendicular a los ejes 1 y 2 (saliendo del plano de trabajo) Es recomendable leer el anexo referido a “Sistema de ejes locales”. *

Entendiendo este recordatorio, la solución en esta etapa es: 

Solución: Seleccionar barra < Assign < Frame < Releases ...< “activar los casilleros correspondientes” < Ok.

Además esta etapa permite crear “cachos rígidos” (END OFFSETS), en que se entenderá por nudo i y nudo j, al nudo inicial y final respectivamente.(figura 2.7.3. También es recomendable leer el anexo referido a “Trechos rígidos”. •

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

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Solución: Seleccionar barra < Assign < Frame < End offsets... < “indicar largos de cacho inicial y final” < Ok .

Figura 2.7.3. Ventana que muestra el cacho rígido en la

•

Para asignar las cargas:

Una vez ingresado a los diálogos: Point and Uniform, Trapezoidal . Éstos, funcionan de manera semejante. Se debe ingresar la distancia de aplicación de las cargas (de izquierda a derecha) de dos formas: 



Distancia Absoluta: Aquí se debe ingresar la distancia según las unidades seleccionadas. Distancia Relativa: Aquí se debe ingresar la distancia según en que porcentaje de la barra se aplica la carga. Solución: Seleccionar barra < Assign < Frame Static Loads < “tipo de carga” ...< Ok . 

En el diálogo de Gravity se entiende que la carga será positiva hacia abajo y necesita valores multiplicadores de gravedad. Se pueden definir otras cargas por temperatura (Temperature) y por pre-tensado (Prestress) *

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2.7.3. Losas •

Para asignar su sección se procede idénticamente como si fuera una barra. 

Solución: Seleccionar losa < Assign < Shell < Section ... “seleccionar de la caja de diálogo” < Ok .

Ahora, para cargar las losas es necesario escoger si se dividirán éstas en mallas o si se trabajarán como un gran elemento (es recomendable trabajar con mallas) Para ello la carga se ingresará como un valor por unidad de área, con dirección negativa en el eje global Z. •



Solución: Seleccionar losa (en vista 2D) < Assign < Shell Static Loads < Uniform... < “completar valores del diálogo” < Ok.

• Si es un muro se debe ocupar carga de presión (Pressure) y en el diálogo activar By Joint Pattern. En el espacio de Pattern seleccionar la carga hidrostática previamente definida, y en Multiplier, dar el valor máximo de la carga hidrostática ( figura 2.7.4.)

Figura 2.7.4. Ventana muestra caja de diálogo de Joint Pattern Data.

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2.8. Análisis del modelo(ANALYZE)

Terminadas todas las asignaciones necesarias, comienza esta etapa en donde se escogen las opciones de análisis requeridas para el correcto estudio de nuestro modelo. Aquí, se determinan completamente los esfuerzos y deformaciones que se producen en una estructura solicitada por cargas múltiples. También podemos realizar el análisis sísmico de una estructura, obteniendo sus modos de vibrar con sus respectivos períodos de vibración. Y por último, el programa ofrece un análisis de cargas críticas P-delta. Se debe ingresar a ANALYZE, menú en el que se encuentra la opción SET OPTIONS. En esta ventana de diálogo existen tres temas: Grados de libertad (AVAILABLE DOFs ): Se deben activar los casilleros de los grados de libertad que posee el modelo, según la libertad espacial de los elementos, es decir, si se trata de un análisis de una estructura plana, una estructura tridimensional, una fundación, o una cercha, como ejemplos. •



•

Solución: Analyze < Set options < “activar los grados de libertad correspondientes” < Ok .

Ingreso de parámetros para dos análisis especiales que se pueden requerir, estos son: 

Análisis Dinámico: En este análisis se deben especificar cuántos modos se mostrarán en la salida. Además se escoge el método de análisis dinámico para el cálculo de estos modos: Eigen vectors o Ritz vectors. Para cada uno de éstos se deben definir sus sub-parámetros correspondientes (figura 2.8.1.) 



Solución: Analyze < Set options < Set Dynamic Parameters ...< “elegir tipo de análisis dinámico ( Eigen o Ritz) y llenar los parámetros necesarios” < Ok .

Análisis incluido P-delta: En este análisis se requieren los parámetros de iteración (n° y tolerancia), y definir la combinación de cargas que participará. Solución: Analyze < Set options < Set P-Delta Parameters ...< “definir valores de iteración y combinación de cargas”< Ok. 

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Figura 2.8.1. Ventana muestra la caja de diálogo para ingresar los datos del método de Eigenvectors. Se ingresa el número de modos que se ajusta al modelo, ya Seleccionar salidas: Aquí, se selecciona el tipo de resultado del análisis. Se deben activar los casilleros correspondientes de desplazamientos, reacciones, esfuerzos en las barras o losas, etc. •

Es indispensable que cada vez que se active un casillero, se seleccionen las cargas que actuarán en cada análisis. 

Solución: Analyze < Set options < Generate Output < “activar casilleros y seleccionar cargas” < Ok .

Así, con estos tres temas abordados, sólo resta seleccionar la memoria necesaria que utilizará el programa para ejecutarlo óptimamente. Por defecto demanda 2000 KB. Finalmente se debe ejecutar el programa. Si se elige Run, SAP2000 ejecutará de una sóla vez los datos de entrada. Si de elige Run Minimized, se podrá ver (o detener) lentamente los datos ingresados mientras se ejecutan. 

Solución: Analyze < Run < Ok.

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APENDICE

Gen er al S A P 2 0 0 0

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Sistemas de Coordenadas.

Cada estructura puede usar muchos sistemas de coordenadas diferentes para describir la localización de puntos y direcciones de cargas, desplazamientos, fuerzas internas y tensiones. Entender estos sistemas de coordenadas diferentes es crucial para definir el modelo e interpretar los resultados. En síntesis SAP 2000 trabaja con dos tipos sistemas coordenados. Un Sistema de coordenadas globales X–Y–Z, con respecto al cual se define todo el sistema de coordenadas del modelo ( es único ). Y Sistemas de coordenadas locales 1–2–3 que son propios de cada parte constituyente del modelo, tales como nudos, elementos o constricciones. Sistema de Coordenadas Global.

El sistema de coordenadas global es tridimensional, dextrógiro y rectangular. Los tres ejes, denotados por X, Y y Z, son mutuamente perpendiculares y satisfacen la regla de la mano derecha. SAP 2000 asume que el eje Z es vertical, con +Z ascendente. Los sistemas de coordenadas locales para los nudos, elementos y cargas de aceleración sísmicas están definidos con respecto a esta dirección ascendente. El plano X–Y es horizontal, siendo la dirección horizontal primaria +X. Sistemas de Coordenadas Locales.

Cada objeto del modelo estructural tiene su propio sistema de coordenadas local que define las propiedades de la sección, cargas y esfuerzos. Se denotan con los ejes 1, 2 y 3. El eje 1 es llamado Eje Longitudinal, pues se dirige a lo largo del elemento, siendo la dirección positiva del extremo i a j (izquierda a derecha). La orientación predefinida de los ejes locales 2 y 3 es determinada por la relación entre el eje local 1 y el eje global Z. El plano local 1-2 es vertical, paralelo al eje Z. El eje local 2 es ascendente (+Z) a menos que el elemento sea vertical, en ese caso el eje local 2 se toma como horizontal a lo largo del global –X.

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El eje local 3 siempre es horizontal, queda en el plano X-Y. Se considera que el elemento es vertical si el seno del ángulo entre el local 1 y el eje de Z es menor a 10-3.

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APENDICE

Int er acci ón S A P 2 0 0 0 - E x c e l

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Interacción SAP 2000 – Excel

Esta interacción es de gran utilidad, ya que facilita bastante la generación de estructuras o elementos estructurales que están en función de una ecuación, tales como : cúpulas, cables principales de un puente colgante, etc. La metodología es simple y consta de los siguientes pasos: Paso 1 : A partir de una planilla Excel se puede generar la geometría estructural deseada

definiendo puntos, líneas o áreas correspondientes a nudos, elementos (vigas y columnas) y losas del modelo. 

Solución : Abrir aplicación Excel para luego typear la planilla siguiendo el formato recomendado.

Paso 2 : Copiar la Planilla ingresada. 

Solución : En Excel seleccionar celdas adecuadas < Edit < Copy

Paso 3 : Pegar los parámetros copiados en SAP 2000. 

Solución : Habiendo realizado las operaciones de archivo necesarias para definir un sistema de coordenadas convenientemente referido a los parámetros copiados, desde el menú principal de SAP 2000 seleccionar < Edit < Paste

Es importante verificar las unidades en el SAP y dar las características a la hoja de cálculo, de tal manera que el programa comprenda lo que se trata de hacer al momento de realizar un sencillo “Copy – Paste ” de la hoja de calculo al SAP. Formato de Hoja de Cálculo.

Type Name POINT 1 POINT 2

Nudos

Columnas y Vigas

Losas o Placas

Type

Name

LINE

1

LINE

2

Type

Name

AREA

1

AREA

2

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Xi

X

Yi

Y

Zi

Z

Xj

Yj

Zj

X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 X3 Y3 Z3 X4 Y4 Z4



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Como se puede notar, el formato de los tipos es similar en todos los casos; se define el tipo de elemento y luego dependiendo del mismo sus coordenadas. De igual manera se puede hacer el proceso inverso, seleccionando todos los elementos que nos interesan de la estructura generada previamente en SAP; luego desde el submenú Edit seleccionamos Copy para finalmente en una planilla Excel hacer Paste. Con esto se obtendrá la geometría estructural en Excel de los elementos seleccionados, con las unidades previas al Copy de SAP. Consideraciones finales.

Al utilizar esta opción solo se puede generar geometría en SAP 2000 y no las características físicas de los elementos ni tampoco solicitaciones de carga.

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APENDICE

Iconos B a r r ra d e H e r r ra mientas

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DESCRIPCIÓN DE LOS ICONOS DE LA BARRA DE HERRAMIENTAS PRINCIPAL

Icono

Nombre del Botón

Acción

New Model

Empezar un nuevo modelo.

Open *.SDB file

Abrir archivo SAP 2000 existente.

Save Model

Salvar el modelo actual.

Undo

Deshacer el último cambio.

Redo

Rehacer el último cambio.

Refresh Window

Renovar la ventana actual usando los últimos datos.

Lock/Unlock Model

Cerrar un modelo contra cambios para protegerlo.

Run Análisis

Ejecutar el análisis.

Zoom Restore

Acercamiento visual definido por el mouse.

Full View

Restaurar la vista del modelo completo.

Restore Previous View

Restaurar la vista previa del modelo.

Zoom In

Acercamiento visual.

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DESCRIPCIÓN DE LOS ICONOS DE LA BARRA DE HERRAMIENTAS PRINCIPAL

Icono

Nombre del Botón

Acción

Zoom Out

Alejamiento visual

Pan

Mueve dinámicamente la estructura en cualquier dirección.

Show 3-d View

Muestra el modelo en tres direcciones.

Show 2-d View of X-Y / r-φ Plane

Muestra el modelo en dos direcciones paralelo al plano X-Y / r-φ.

Show 2-d View of X-Z / r-Z Plane

Muestra el modelo en dos direcciones paralelo al plano X-Z / r-Z.

Show 2-d View of Y-Z / φ-Z Plane

Muestra el modelo en dos direcciones paralelo al plano Y-Z / φ-Z .

Perspective Toogle

Perspectiva en tres direcciones.

Shrink Elements

Disminuye los elementos para mejor visualización de las conexiones.

Set Element

Ajustar la visibilidad para ver las propiedades de los elementos.

Up One Gridline

Sube una línea del grillado en un plano.

Down One Gridline

Baja una línea del grillado en un plano.

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DESCRIPCIÓN DE LOS ICONOS DE LA BARRA DE HERRAMIENTAS LATERAL

Icono

Nombre del Botón

Acción

Pointer Tool

Selecciona los elementos individualmente o dentro de una ventana.

Select All

Selecciona todos los elementos.

Restore Previous Selection

Rehabilitar los elementos previamente seleccionados.

Clear Selection

Deja libre todos los elementos seleccionados.

Set Intersecting Line Select Mode

Selecciona todos los elementos interceptados por una línea.

Reshape Element

Mueve los elementos.

Add Special Joint

Adiciona un nudo.

Draw Frame Element

Dibuja un elemento FRAME localizándolo en sus esquinas.

Draw Shell Element

Dibuja un elemento SHELL localizándolo en sus esquinas.


Dibuja un elemento FRAME directamente sobre el grillado.

Quick Draw Shell Element

Dibuja un elemento SHELL directamente sobre el grillado.

Assign Joint Restraints

Asigna restricciones de traslación y rotación.

MANUAL SAP2000



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DESCRIPCIÓN DE LOS ICONOS DE LA BARRA DE HERRAMIENTAS LATERAL

Icono

Nombre del Botón

Acción

Assign Frame Sections

Asigna secciones y propiedades materiales a los FRAMES.

Assign Shell Sections

Asigna secciones y propiedades materiales a los SHELLS.

Assign Joint Load

Asigna cargas a los nudos. (fuerzas y momentos)

Assign Frame Span Loading

Asigna cargas a los FRAMES. (fuerzas y momentos)

Assign Shell Uniform Loading

Asigna cargas distribuidas a los SHELLS.

Show Undeformed Shape

Muestra la forma original de la estructura.

Display Static Deformed Shape

Muestra la forma deformada debido a las cargas estáticas.

Display Mode Shapes

Muestra la forma modal y sus periodos.

Display Joint Reactions Forces

Muestra las reacciones en los apoyos.

Display Element Force/Stress Diagram

Muestra los datos del análisis para los elementos de la estructura.

Show Response Spectrum Curves

Muestra la curva de espectro respuesta.

Set Output Table Mode

Muestra los datos del análisis de un elemento en forma de tabla.

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APENDICE

Comandos

MANUAL SAP2000



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TRADUCCIÓN DE ALGUNOS COMANDOS

Add Auto Select...

Agregue auto selección

Add Body

Agregue cuerpo

Add Diaphragm

Agregue diagrama

Add Grid Line

Agregue línea de reja

Add I/Wide Flange

Agregue perfil I

Add New Combo

Agregue nueva combinación

Add Standard Vehicle

Agregue vehículo normal

Add To Existing Loads

Agregue a cargas existentes

Analysis Type

Tipo de análisis

Assign

Asigne

Assignment Lanes

Carriles de asignación

Auto Selection

Auto selección

Axes

Ejes

Bay Width

Ancho del vano

Beam

Viga

Bending/Tension

Flexión/Tensión

Bottom

Fondo

MANUAL SAP2000



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Break At Intersections

Rompa en intersecciones

By Joint Pattern

Por modelo del nudo

Cartesian

Cartesiano

Concrete Design

Diseño de concreto

Concrete Strength

Resistencia del concreto

Constraints

Constreñimiento

Cover To Rebar Center

Recubrimiento al centro de la barra

Change Load

Cambiar carga

Changing Member Properties

Cambiando propiedades del miembro

Damper

Amortiguador

Damping Exponent

Exponente de amortiguamiento

Define Combination

Define combinación

Depth

Profundidad

Design Input

Diseño de entrada

Design Output

Diseño de salidas

Details

Detalles

Displacements

Desplazamientos

MANUAL SAP2000



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Display Design Info

Despliegue información del diseño

Divide Frames

Divida elementos

Divide Into

Divida en

Draw

Dibuje

Dynamic Analysis

Análisis dinámico

Eccentricities

Excentricidades

Edit Grid...

Editando reja

Effective Stiffness

Rigidez efectiva

Element Overwrite Assignments

El elemento sobrescribe asignaciones

End

Extremo

Envelopes

Envolventes

Fill Diagram

Llenar diagrama

Fill Elements

Llenar elementos

Flange Thickness

Espesor de pestaña

Forces

Fuerzas

Frame Sections

Secciones de pórtico

Getting Started

Empezando

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Glue Joints To Grid Lines

Pegando los nudos a las líneas de la grilla

Height Of Truss

Altura de entramado

Import/Wide Flange

Importar perfil

Incremeant Data

Incrementa datos

Interaction

Interacción

Joint Patterns

Modelos de nudos

Joint Reaction Forces

Fuerzas de reacción de los nudos

Lebels

Etiquetas

Lanes

Carriles

Last/First

Último/Principio

Load Case Name

Nombre del caso de carga

Load Combinations

Combinaciones de carga

Lock/Unlock Model

Abrir/Cerrar modelo

Longitudinal Reinforcing

Refuerzo longitudinal

Membrane

Membrana

Mesh Shells

Cáscaras de malla

Middle

Medio

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Minimum Graphic Font Size

Tamaño mínimo del conjunto de caracteres del gráfico

Mirror

Espejo

Modify Grid Lines

Modifique líneas de la reja

Modify/Show Material

Modifique/Muestre material

Move Grid Lines

Mueva líneas de reja

Moving Load Cases

Casos de carga móviles

Multiplier

Multiplicador

New Model From Template

Nuevo modelo predeterminado

Number Of Bays

Numero de vanos

Number Of Grinds Spaces

Numero de espacios de las rejas

Number Of Output Time Steps

Numero de rendimiento de los pasos del tiempo

Number Of Spans

Numero de palmos

Number Of Stories

Numero de pisos

On-Line

En–Línea

Open Model File

Abrir archivo ejemplar

Options

Opciones

Ordinate

Ordenada

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Output Segment

Segmento del rendimiento

Outside Depth

Profundidad exterior

Pespective Toggle

En perspectiva

Plot Funtions

Graficar funciones

Point And Uniform

Puntual y uniforme

Preferences

Preferencias

Pressure

Presión


Dibuje rápidamente elemento de marco

Redefine Element Design Data

Redefina datos de diseño del elemento

Redesign

Redesigne

Refresh Window

Refrésquese ventana

Reinforcing Yield Stress

Tensión a refuerzo de influencia

Replace Autow/ Optimal Sections

Reemplace secciones óptimas auto W/

Replicate

Copia

Restore Previous Selection

Restaure selección anterior

Restraints

Vínculos

Right Arrow

Flecha derecha

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Run Analysis

Ejecute análisis

Save As

Guarde como

Save Model File As

Guarde el modelo como

Scale Factor

Factor de escala

Select All

Seleccione todos

Select Design Combos

Seleccione combos de diseño

Self Weigt Multiplier

Multiplicador de peso propio

Set 3D View

Ponga vista 3D

Set Elements

Elementos fijos

Set Intersecting Line Select Mode

Juego que corta línea en el modo selecto

Set Options

Fijar opciones

Set P-Delta Parameters

Parámetros del P-delta fijos

Shell Static Loads

Cargas estáticas de cáscaras

Show Undeformed Shape

Muestra la forma sin deformación

Spans

Palmos

Springs

Resortes

Start Design/Check Of Structure

Inicie diseño / verificación de la estructura

MANUAL SAP2000


Manual SAP Rev[1]. 1.pdf

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