Hola amigos foristas, tengo la siguiente duda: estoy tratando de modelar un marco 3d, sobre el cual aplicaria una cargada uniformemente (pudiendo ser carga de viento o cualquier otra), el problema es q al modelar la "losa de peso 0" sobre la cual iria aplicada dicha carga, me salta la duda si utilizar shell thin, shell thick..plate, o de q otra manera se puede aplicar dicha carga sobre la estructura
Hola! Haken! Te voy a explicar la diferencia entre los tipos de elementos de area que tiene el programa para que puedas escojer el mas indicado para modelar tu losa. 1.- Membrane : - Solo se deforma en su plano por lo que no permite deformaciones fuera del mismo. - Cuando se unen dos de estos elementos quedan articulados en sus nodos, por lo que solo sierve para modelar techos simplemente apoyados y transmite sus cargas por ancho tributario de manera rigida. Es ideal para modelar losetas, losacero, losas de tabelones, etc.. 2.- Plate: - Al contrario que el membrane este elemento no se deforma en su plano. - Cualquier carga en su plano genera su inestabilidad. - Es aplicable a losas cuya flexion se produsca basicamente en una sola direccion. 3.- Shell: - Permite deformacion dentro y fuera de su plano. - Permite modelar y optener la deformada espacial de muros o losas macizas resistentes a momentos, corte y fuerza axial. - A diferencia del elemento "membrane" se vincula de manera empotrada a entre si y a las vigas de apoyo. Este elemento se puede usar en sustitucion del elemento membrane y plate. 3.1.- Shell thin: El elemento thin como su nombre lo indica se usa para elementos de espesor pequeño, generalmente L/h>20, siendo L la longitud en direccion a la flexion del elemento y h la altura, en losas armadas en dos direcciones se debe usar la longitud menor. Cuando se usa shell thin el programa no contempla en el analisis las deformadas por corte. 3.2.- Shell thick: En este caso el programa considera las deformaciones por corte, se puede usar para losas de cualquier espesor pero generalmente para elementos gruesos. En conclusion puesdes usar un elemento shell, bien sea thin o thick dependiendo del espesor de tu losa.
Para que la carga sea transmitida sobre las vigas debes discretizar tu losa en elementos finitos lo suficientemente pequeños como para optener una deformada adecuadamente realista. Leyendo tu respuesta ahora me han entrado nuevas dudas: 1. En los manuales que hay de sap2000 realizados por uno de los creadores del programa, dispone que para losas (ya sean uni o bireccionales) se deben emplear elementos plates, que trabajan a flexión. Y para elementos de cortantes (shear walls) se debe emplear membrane, ya que se calculan para recibir axiles in -plane. 2. Lo que ya no sé es la unión de elementos shell, membrane o plates a vigas, pilares, etc., si vienen por defecto o lo defines tú. 3. Otra pregunta, para modelizar diafragmas flexibles a base de techos deck sin capa de hormigón, que elemento utilizas? Un saludo. La principal diferencia entre elementos, shell, membrane o plate viene dada por sus condiciones de borde, es decir, por sus grados de livertad. Los creadores del programa recomiendan usar estos elementos en los casos que tu mencionas para reducir los tiempo de analisis por el computador. Si por ejemplo tienes una losa muy grande la cual solo ha de trabajar a flexion es recomendable utilizar elementos plate, ya que a la hora del analisis el programa solo ha de incluir en la matriz de rigidez de los elementos la rigidez a flexion; mientras que si para el mismo caso usas elementos shell el programa tiene que incluir tambien la rigidez a fuerza axial por lo que la matriz seria mas grande. El mismo principio se aplica a las membranas, ellas solo trabajan en su plano, por eso es que es mas recomendable usarlas en el caso de elementos que solo reciven compresion o traccion. Las membranas tambien pueden usarse simplemente apoyadas sobre correas para que no sean inestables en su plano. Las uniones de estos elementos de area a las vigas, pilares etc, viene dada por defecto asi como sus condiciones de borde en funcion de lo que te hable anteriormente!!, esta union se hace a travez de sus nodos por lo que los mismos deben coincidir con la directriz del elemento lineal de apoyo. En cuanto a tu ultima pregunta, si el deck esta apoyado entre correas y utilizaria elementos membrana de espesor despreciable y densidad despreciable, luego al cargarlo le coloco el peso de la lamina!. El mallado debes hacer de manera tal que solo exista divicion en el sentido perpendicular de las correas y tambien entre las correas, de manera tal que las membranas queden simplemente apoyadas entre mismas.
Las dimensiones del mallado las puedes hecer igual a la distancia entre los puntos de apoyo del deck para asi transmitir la carga en los puntos deseados. Espero que te hayan quedado claras tus dudas, cualquier cosa no dudes en preguntar. es decir, las condiciones de apoyo son las siguientes: membrane: articulación en sus apoyos plate:??? shell: empotrada en sus apoyos Cabe la posibilidad de hacer un apoyo semirígido? p.e. unión de un forjado unidireccional (vigueta + bovedilla) con la viga de apoyo. Un panel sandwich o un techo deck se dimensionan por flexión, entonces no habría que definirlos como elementos plate? Un saludo y perdón por ser tan preguntón. Las condiciones de apoyo para el plate son como especie de rotulas deslizantes, es decir, liveran el desplazamiento en el plano del mismo. Desde luego puedes modelar tu diafragma flexible con los plate siempre y cuando no existan fuerzas horizontales en la estructura (viento, sismo, etc..) ya que esto crearia una inestabilidad en los mismos. En cuanto a si se puede hacer la union semirigida, pues, con los elementos de area no se puede!!, tendrias que modelar la losa nervada (forjado con bovedilla) a partir de un elemento shell con las propiedades inerciales transformadas de manera tal que sean iguales a las de la losa nervada, de esta manera tu el empotramiento depende de las rigideces entre el la viga y la losa. Tambien puedes modelar los nervios con elementos frame y la loceta con un shell o membrana!!
