HIGH LEVEL ENGINEERING L.L.C (DEALER CSI PUERTO RICO)
INTRODUCION AL CONCEPTO DE CSIBridge ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTES MECE ANEURIS HERNANDEZ VELEZ Mayo del 2011
Este documento nos perímete echar un vistazo a las herramientas y conceptos usados por CSIBridge para el modelo de puentes. Cabe mencionar que el fin de este documento es desglosar todos los comandos usados por el programa como primer paso para introducir a un nuevo usuario a esta poderosa herramienta.
Nota Importante El objetivo de este trabajo es ofrecer un material didáctico a los participantes de los diplomados de Ingeniería de puentes usando el programa CSIBridge. Aunque la referencia usada es directamente desarrollada por los creadores de este programa, no se garantiza que las traducciones estén totalmente libres de errores. Los usuarios son totalmente responsables por el buen uso del programa y el autor no asume ninguna responsabilidad por el uso incorrecto del programa y de este manual.
DESCRIBIENDO EL MENU “Orb” .
Este menú está localizado en la parte superior izquierda del programa. Este menú está relacionado a todo lo que es el mantenimiento de los archivos “Files” (Crear Nuevo Archivo, Abrir un Archivo existente, Salvar un Archivo), Producir salidas de resultados (Gráficos, Reportes, Videos de Animación), y para establecer unos rangos de parámetros usados por el programa (Unidades, Tolerancias, Despliegue de Colores, Sonido, Información de Proyecto y Comentarios). El botón “Recent Models” despliega los últimos archivos de modelos que hemos abierto o us ado, el botón “Re sourc es está r elacionado a la ayuda que tiene el progra ma”.
Secuencia de Pasos para Iniciar un Nuevo Modelo Usando “Quick Bridge” (Opción de Modelo Rápido).
Figura 1
1.
Orb > New
Este comando es para desplegar un nuevo modelo fi gura 1. Esta for ma tiene disti ntas opciones para iniciar desde unos modelos predefinidos con propiedades por defecto que luego el usuario debe modificar. Note que también se pueden definir las unidades que se van a usar. Las unidades seleccionadas en este paso serán las unidades de “base” que el programa va a usar en dicho modelo. Si en el transcurso de nuestro trabajo estas unidades son cambiadas el programa i nternamente l a c onvier te a l a unidad de “base” y cada vez que abrimos el modelo s e abre en estas unidades. También observe que es posible iniciar un modelo desde un archivo existente “Initialize Model from an Existing File” en este ca so podemos traer un archivo de un m odelo exi stente e ini ciar un nuevo modelo s in alterar el archivo que seleccionamos ya existente. Esta opción se puede usar si el modelo existente tiene propiedades en común con el nuevo modelo que vamos a generar. La opción “Quick Bridge” típicamente produce estruc turas con espaciamientos uniformes, aunque este se puede modificar luego. Podríamos describir algunas opciones dentro del recuadro “New Mod el”: Templates “Blank” :
Esta opción permite abrir el programa en bla nco si ningún modelo. Esta opción puede ser útil cuando Importamos algún modelo para i niciar nuestro trabajo. También si querem os generar el modelo desde cero usa ndo las pestañas (Ribbon) o mejor aun si queremos us ar el “Bri dge Wizard” (Definido más adelante). Templates “Quick Bridge”:
Esta opción es para generar un modelo rápidamente, solo hay que especificar al programa la longitud y el tipo de sección que compone al puente en la Súper Estructura. Una vez generado el modelo es posible también usar el “Bri dge Wizard” o las pestañas para hacer modificacio nes o i ntroducir información. Templates “Cable Bridge”:
Esta opción es usada para crear un puente en suspensión con cables, basado en el ancho de la losa, pandeo mínimo de cabl es, y el número de di visiones que contiene un tramo (Span). Templates “Caltrans BAG”:
Este es el generador de Análisis de Puente, el cual genera un modelo para desarrollar un análisis dinámico de respuesta espectral y un análisis estático para un puente de concr eto armado. Es una opci ón que normal mente se usa para cumplir con los requerimientos del departamento de trans portación y Obras Pública s de Cali fornia. Templates “Beam”:
Usado para crear un modelo simple de viga, solo hay que especificar el número de tramos (spans), su respectiva longitud y la propiedad de la s ección a usar. Templates “2D Frame”: Para usar un modelo de pórtico en dos dimensiones basado en los parámetros especificado s.
2.
Orb > Open
Luego que el modelo es creado y salvado, este puede abri rse usa ndo el comando “Open”. 3.
Orb > Save
Este comando es para guardar y al macenar el archivo en uso. La exte nsi ón de los archivos es .BDB 4.
Orb > Import
Este comando es usado para traer datos de un modelo en varios formatos. Entre los formatos que se pueden importar están: -
.XLS (Excel) .mdb ( Acces) .b2k (Text) .STP (CIS/2) .dxf (Auto Cat) .ifc (IFC) .jgs (IGES) .dat (Nastran) .std/.gti (STAAD/GTSTRUDL) StruCAD*3D
5.
Orb > Export
Este comando es usado para exportar el modelo generado en CSIBridge a una variedad de formatos (todos los anteriores, incluyendo el Perform 3D y Perfor m 3D Structure. 6.
Orb > Print
Este comando está compuesto por tr es s ubcomandos: 123-
Print Gra phis: La grafica que se despliega en la ventana activa es envia da a i mprimir en una i mpresora. Print Tables: Para especificar e i mprimir datos en el pr ograma. Print Setup: Este comando es usado para especificar la impresora que se usara por defecto, orientación del papel y otras opciones.
7-
Orb > Report
Comando “Create Report”: Genera un reporte para el file, usando la fuente de datos, el formato de salida y los
tipos de datos s eleccionados usa ndo el “Report Setup”. Comando “Report Setup”: Este comando no es para generar un reporte sino mas bien cuál será el contenido del reporte, formato, tipo de salida, grupos, orientación de la página, componentes del reporte, datos de entrada,
parámetros de s alida y si se requiere incluir los nombres de todos los obj etos en la salida de res ultados . Comando “Advanced Report Writer”: Este comando permite que el usuario seleccione desde cero el contenido y el formato que ten drá el reporte, y entonc es crea el reporte en función de lo especificado.
8-
Orb > Pictures
Este comando despliega un menú de sub comandos que permiten capturar la imagen en la pantalla del programa que esta activa, también es posible crear videos de animación múltiple o cí clica. 9-
Orb > Setting
Este comando despliega un menú de sub comandos que puede ser usado para especificar las unidades de salida y de entra da de datos , tolerancias, la tabla de base de datos, col ores entre otras cosas. 10- Orb > Language Las lenguas validas en CSIBridge son el Ingles y el chino.
DESCRIBIENDO EL “HOME” . Ir a Home > Bridge Wizard. Es ta opción guia ra al usuario a través de los pasos ne cesa rios pa ra crear un nuevo modelo. Para que es te comando sea activo a l igual que todos los TAB p ri mero se debe haber selecci onado la pantalla en blanco en la opción nuevo modelo o crear un nuevo modelo con p ropiedades p or defecto usando el comando “Qui ck Bri dge” . El B ridge Wizard se ha diseñado pa ra trabajar con la pantalla en blan co.
El recuadro desplegado mostrara cada paso que us ted debe segui r en el proceso de crear su nuevo modelo. Si usted selecciona un paso determinado en la tabla de sumario “Summary Table” La descripción pertinente aparecerá en el recuadro localizado en la parte superior. A mano izquierda están las opciones para comenzar a traba ja r con la definición del modelo. Al sele ccionar cualquier opción en el recuadro de definición también aparece la definición del mismo en el recuadro derecho. Puede ir deslizándose a tra vés de cada paso con las fle chas que se encuentra n en la pa rte in ferior en “Step”. También puede visualiza r todo el contenido en la tabla de sumario deslizando las flechas en “Form Layout”. La columna “Note” en la tabla de sumario presenta la palabra “Required” y “Component….”, lo requerido siempre deberá definirse pa ra poder crear el modelo, mientras que l os o tros pa rámetros son a vanzados poco usuales. Cuando usted usa la opción “Quick Bridge” para iniciar su nuevo modelo el programa asigna propiedades por defecto a todo el puente. Estas propiedades pueden revisarse y modificarse a través del “Bridge Wizard”. También otra forma de interactuar con las propiedades del puente es na vegando a través de cada TAB. PASOS A SEG UIR CUANDO USAMOS EL “BRIDGE WIZARD”
2. 3. 4. 5. 8. 9.
Definir la Alineación Horizontal y Vertical del Puente “LAYOUT LINE”. Definir las Propiedades Básicas de los Materiales, Secciones y Link (Cuando Aplique). Definir las características Especificas del Puente (Sección de la Losa, Diafragmas, Restricciones, Asientos, Esprines usados en las Funda ciones entre otras cosas). Desde l os pasos 5 hasta el 7 definir los objeto s del puente, esto después de haber definido l a geometría en l os pasos anteriores. Dibujar y asignar las propied ades a los objetos del puente. Desde l os pasos 9 hasta el 13 definir l os parámetros básicos del análisis (Lin eas , vehículos, casos de ca rga y opciones de salida).
Observe que hay pasos que no p ueden ser de finidos hasta que un paso previo es te definido por ejemplo no es posible definir los objetos del puente hasta que el “Layout” y las propiedades del “Deck” no estén definidos. La asignación a los objetos del puente no se puede completar hasta que los objetos no sean definidos. Para definir “Lanes” es necesario primero haber definido el “Layout” y deben existir los objetos “Frame” en el puente. DEFINICION DE LAYOUT LINE. Las líneas de Layout son líneas de referencia usadas para definir la longitud de los tramos del puente, como también su alineación, el cual puede ser curvo o recto. En el caso de haber inic iado el modelo con el “Quick Bridge” el programa crea au tomáticamente las líneas de “Layout” y algunas Definiciones del “Lane”. Estas definiciones pueden ser vistas desde la pestaña (Tab) “Layout”. En el casos de haber iniciado el modelo usando el “Bri dge Wizard” es posible seleccionar (High lighting) el I tem “Layout Line” y el “Lane” en la tabla de s umario y entonces hacer click en “Define/Show Layout Lines y Define/Show Lanes, otra alternativa es usar la pestaña. Los comando de Layout, también pueden ser usados si se inicia desde un modelo en blanco desde cero. Esta opción es para generar básicamente las líneas de referencia usadas para definir la alineación vertical y horizontal del puente. Tambié n se usan pa ra espe cificar las l íneas vehicula res. Las l íneas de trazos pueden ser re ctas , con dobles, con curvas tanto ve rti cales como hori zontales. Si ha cemos doble Cli ck en “La yout Line” que se en cuentra en la tabla de sumari o pod remos entrar al recuadro “Define Bridge Layout Line”.
Al presionar “Set Preferences….” En esta opción usted puede modificar la orientación de la flecha Norte, la cual dependerá del ángulo que usted introduzca medido en dirección contraria a las manecillas del reloj. Si
colocamos 0 gados el norte estará en la dirección global X y si colocamos 90 gados el norte estará en la dirección global Y. También usted puede refina r la cu rva del puente colocando el ángulo en grados, mientras más pequeño más discreta será la curva del puente.
Si presionamos “Add New Line…” se desplegara el recuadro “Bridge Layout Line Data” mostrado a continuación. Note que también usted puede a cceder a estos mismos re cuadros a través del Tab “Layout” en la barra de herramientas.
Modify Layout Line Station:Esta o pción es usada para mover las líne as de trazado, de dos form as : Shift Distance: Para mover la estación inicial del “Layout” seleccionado , especificar la distancia a partir de eje global longitudinal. Todas las demás estaciones serán referenciadas según esta nueva estación inicial.
New Starting S tation: Mover la esta ción ini cial espe cificando una nueva es ta ción.
Coordinates of Initial Station: Esta opción es usada para mover el punto donde comienza el “Layout”. Por defecto este punto está en el srcen de los e jes globales de referencia . Initial Statio n (m): Aquí usted puede introduc i r una nueva es ta ción inicial, sin e mba rgo solo se modifi cara di cha es ta ción la s demás se quedaran igual. Initial Grade Percent: Representa el porciento de inclinación del puente. End Station: Modifica la estación final sin alterar las demás estaciones. Horizontal Layout Data: Esta opción despliega un recuadro que puede s er usado para definir el alineamiento horizontal de l puente. Es posible definir una combinación de layout usando ya sea múltiples líneas rectas o curvas, a partir de una estación previa de asien tos (bearing) , o de una nueva esta ción . Las curvas pueden se r tanto a la de recha como a la izquierda . Las estaciones se especifican como longitud medida desde la izquierda a la derecha, desde la estación inicia.
Si seleccionamos “Quick Start” aparece el siguiente recuadro para hacer una definición rápida del alineamiento horizontal.
Vertical Layout Data: Es ta opción despliega un re cuadro que puede se r usado pa ra de fini r el alineamiento vertical del puente. Es p osible definir una combinación de la you t vertical con múltiples al turas, ya s ea consta nte desde una es tación p revia con su respecti vo grado o elevación , o desde una nueva elevación. La lo calización de las estaciones se miden en lo ngi tud de derecha a izquierda desde la lo calización de la estación inicial.
DEFINICION DE CARRILES (Layout > Lanes). Los ca rriles se definen para el análisis del modelo bajo la ca rga vi va . Esta definición se usa cuando agreg amos los casos de ca rga móvil y en la definici ón de los patrones de ca rga vi va los cuales que a la vez se usan en los casos de ca rga estático y dinámico con múltiples pasos. La carga viva vehicular pasa directamente sobre el “Lane” (Carril) definido, puede definirse uno o más carriles. Estos carriles pueden satis facer l os requerimientos del código . Los carriles no necesariamente tienen que ser paralelos o tener la misma longitud. En puentes simples con una carretera, los carriles usualmente son paralelos y con espaciamiento uniforme, recorriendo toda la longitud del puente. También es posible defini r múltiples pa trones de ca rriles para estudia r el e fecto de diferentes posicio nes vehi cula res paralelas. Pa ra propósitos de diseño se debe defini r y ca rgas un solo carril . El factor de distribución de la ca rga vi va se debe definir usando las opciones disponibles cuando definimos la súper estructura. En la siguiente figura se ilustran los comandos para definir los carriles.
Ver Si guiente página para des cripción de u na nueva línea .
Con este comando es posible alinear la geometría del puente definida a través del “Layout” con el “Lane” que se está definiendo. Note que los cuadros de edi ción pueden usarse para especific ar la localiza ción de la estación medida de izquierda a derecha en relación al inicio del puente, la distancia de separación referente al “Layout” y el ancho del “Lane”. La separaci ón entre el “Lane” y el “Layout” puede variar por estación. La línea completa puede ser movida usando botón “Move Lane” , el cual se puede usar para cambiar la separación entre el “Layout” o mo viendo el i nicio de la línea a otra posición deseada. Note que para definir un simple “Lanes” se requiere como mínimo dos datos correspondientes al inicio y al final .
Este recuadro es usado para referenciar el “Lane ” a un elemento “Fra me” el cual se especif i ca con el label correspondiente al elemento. Es posible utilizar, múltiples elementos como referencia para definir el “Lane” en caso de que el “Lane” sea mayor que uno de los elementos de referencia, en este caso hacemos referencia a otro elemento.
DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “COMPONENTS”.
En la p estaña “Component” se encuentra el “Properties Panel” usado para agregar, copiar o modificar definiciones de materiales, elementos, cables, tendones, link. Esta el “Superstructure Panel” usado para secciones de losas, diafragmas, variaciones paramétricas. Esta el “Substructure Panel” usado para bearing, restricciones, esprines de fund a ciones , abutment y columnas. También existe un co mando en “Properties Panel” usado para especificar el tamaño de las barras , como ta mbién un co mando para borrar una definición existente. Si el usuario ha usado el “Quick Bridge” para iniciar el modelo el p rograma deberá crear automáticamente definiciones por defecto para los materiales, propiedades de elementos, sección de la losa, bearing, abutment y columnas. Todas estas definiciones por defecto pueden visualizarse a través de la pestaña “Components”. También se puede tener a cceso a toda esta información a través de las opciones del “Bridge Wizart”. Los comandos de la pestaña “Components” también pueden usarse si se a usado la opción “Blank” para iniciar un nuevo modelo y todavía no se ha usado el “Bridge Wizart”.
COMPONENTS > MATERIALES
Al seleccionar “Type” se despliega una lista de propiedades y el nombre del panel cambiara en función de la propiedad seleccionada en la lista. Si hacemos click en expandir se desplegaran una de los siguientes recuadros.
Recuadros que Corresponden a la Definición de los Ma teriales.
Si seleccionamos esta opción y presionamos “Add New Material”
Recuadros que Corresponden a la Definición de los Elementos “FRAMES”.
EL SECTION DESIG NER
Caltrans Section Properties
El “Section Designer” provee una poderosa medida para definir secciones con geometrías complejas, incluyendo la disposición irregular de las barras y tomando en cuenta tanto las barras longitudinales como también las transversales.
Recuadro q ue Corresponde a la Definición de los Cables.
Recuadro q ue Corresponde a la Definición de los Tendones .
Recuadro q ue Corresponde a la Definición de los Link.
Recuadro que Corresponde a las Propiedades de Barras.
COMPONENTS > SUPER ESTRUCTURA La Super Es tructura del Modelo de un puente consiste en la Sección del Deck, Diafr a gmas y es so portada p or la Sub Estructura. Las dimensiones de la Sección del Deck pueden varias de acuerdo con la definición de variación paramétrica.
A continuación se muestran los recuadros relacionados a cada Item.
Recuadro para Definir la Sección del Deck o Sección Transversal de la Losa del Puente.
Usando este recuadro es posible la definición de secciones tales como: secciones de concreto que incluyen cajones (Box), Cajones con múltiples celdas, Vigas T, Losa Plana, Vigas AASHTO pretensadas y otros tipos de vigas pretensadas y Secciones con Vigas de Acero. Entre los parámetros que debes especificar podemos mencionar: Dimensiones del Deck, Localizacion de parapetos (Esto es usado por el programa para determinar la extensión de la carga vehicular a través de la sección del Deck, para determinar los factores de distribución de la carga viva LLDF).
Al presiona “Add New Section” aparecerá el siguiente recuadro.
Recuadro para Definir los Diafragmas del Puente.
Los tipos de diafragma pueden ser: Sólidos (únicamente para puentes de concreto), con diagonales (únicamente para puentes de a cero), o vi gas simples (únicamente en puentes de a cero). Para Puentes de Concreto: Se usan diafragmas sólidos y su definici ón es basada en el ancho del diafrag ma y su altu ra. Para Puentes de Acero: En el caso de un diafragma con diagonales, la definición debe incluir las propiedades de la sección a usarse en la parte en la cuerda superior e inferior y en los elementos de brazos (estos pueden ser V, V invertida, X), como también especificar los puntos de trabajo en función del cambio en elevación. También e n puentes de a cero se pueden usar diafr a gmas como vi ga simple, la definición incluye las propied ades de la se cción y la especifica ción e n el cambio de elevac ión e n sus e xtremos .
Recuadro para Definir la Variación Pa ra métrica del Puen te.
La variación paramé tri ca s e refiere a como varia la se cción del Deck en su vista l ateral a lo la rgo del puente. La va ria ción puede ser: Lineal, Pa rabólica o Ci rcular. El bo tón “Qui ck Start” puede se r usado para agiliz a r el p roceso. El re cuadro pa ra es pecificar la variación pa ramé tri ca es el siguiente.
COMPONENTS > SUB ESTRUCTURA La Sub Es tructura del Modelo de un p uente consiste e n los Asientos (Bearing), res tri cciones, esp rines de funda ciones , estribos (Abutment) y Viga transversal para apoyar la Super a través de los asientos (BENT).
Una vez hemos seleccionado el Item desde el listado podemos seleccionar el despliegue de Items para ver el recuadro que corresponde al Item seleccionado. A continuación se ilustran los recuadros que corresponden a cada Item.
Recuadro q ue Corresponde a la Definición de los “Bearing”. Las p ropiedades del Bearing son usadas en el Abutment, en el Bent y asig naci ón de Hinge a los objetos del puente. Por ejemplo en l os Abutment los Bearing son usados en la conexión entre l os girders y la Sub Estructura, e n el Ben t los Bearing son usad os en la conexión entre los gi rders y el Bent Cap Beam, en el Hinge los Bearing son usados en la conexión entre los gi rders y las dos caras del Hinge. Las propiedades de los Bearing pueden ser especificadas como “Soportes Link” o pueden definirse por el usuario que es mas recomendado. Cuando el usuario define el Bearing debe especificar las condiciones de restricción en los seis grados de libertad (Fijo, libre o parcialmente restringido) con una constante específica de resorte.
Recuadro que Corresponde a la Definición de “Cable de Restricción”. Las res tri cciones básicamente so n usadas donde hay disconti nuidad, po r ejemplo cuando la super es tructura es discontinua sobre el abutment o el bent. Esta opción permite conectar la super estructura con la sub estructura en la localización del Bearing a través de un cable de restricción o inmovilización (Cable Restrainers). El usuario puede definir las propiedades especificando un Link o definiendo las propiedades directamente lo cual es recomendado, en tal caso el programa calcula automá ti camente las propiedades del Link desde las características de cable especificadas por el usuario. El Li nk de res tri cción se l ocalizara en el mismo lu gar donde se lo caliza el Li nk del Bearing, aun que en realidad lo que es tamos haciendo es conectar el Link de restri cción a la super y al Bearing, mientras que el Link del beari ng se conecta al Bent Ca p. En resumen definim os: Restricción definida por un Link: Se genera un simple Link que conecta el Bent Cap con el Bearing. Restricción definida por el usuario a través de las caracterís ti cas de un Cable para que el p rograma cal cule automáticamente las propiedades del Link: Se generan dos Links conectando el Bent Cap con el Bearing. Un Link tiene propiedades de Gap y el otro Link tiene propiedades de Hook. Esto es para simular que el cable es únicamente efectivo cuando la super estructura se mueve en sentido opuesto a la sub es tructura.
Recuadro que Corresponde a l a Definición de “Esprines para las Fundaciones”. Los esp rines para las funda ciones son usados para conectar la Sub Es tructura al s uelo. Es tas p ropiedades p ueden usa rse en el Abutment y en el Bent. En el Bent los esprines para las fundaciones son usados en la base de cada columna como esprines puntuales al igual que el Abutment. La propiedad de estos esprines en por unidad de longitud. Las propiedades de un esprín pueden especificarse como Link o definidas por el usuario lo cual es recomendado. En tal caso las propiedades pueden darse en los seis grados de libertad (Fijo, libre y parcialmente restringido) con una constante de esprín específica. Esta definición de esprín también puede usarse para apoyar vigas continuas se debe especificar un factor indicando la longitud sobre la cual dichas propiedades deben aplicar.
Rigidez (ejemplo KN/m) /1 m
Rigidez (ejemplo KN/m) /1 m^2
Recuadro que Corresponde a la Definición del Estribo “Abutment”. Este recuadro es para especificar las condiciones de soporte en l os e xtremos del p uente. Permite especific ar la conexión entre el abutment y los girders ya sea como integral o conectado a la base del girder úni camente , permi tiendo la conexión a través de una serie de esprines puntuales (uno en casa girder) o sobre una viga continua transversal.
Recuadro que Corresponde a la Definición del “Bent”. Es te recuad ro es pa ra especificar la geome tría y las propie dades de la sección del “Bent Cap” y del “Bent Columns”. También se especifica las condiciones de soporte en la base de las columnas, la conexión entre abutment y girders ya sea integral o conectada en la base de los girders únicamente, una simple línea de bearing continua o una línea de bearing doble. La super estructura del puente deberá tomarse como continua o discontinua basado en el tipo de Bent a usarse. El botón “Modify/Show Columns Data”, desplegara los datos para las columnas del Bent (Lo caliza ción, altura y condi ción de soporte en la base).
DESCRIBIENDO LA PESTAÑA LOAD “CARGAS” La pes taña “Ca rgas” ( Load), permi te el a cceso eficiente a los da tos necesari os para agregar, copiar o modificar definiciones de vehículos y clases de vehículos, pa trones de ca rga , espectros de respuesta, funciones de carga e n el tiempo, cargas puntu ales, lineales y cargas de áreas. Esta también disponible un comando para borrar una definición especifica. Si se usó el “Qui ck Bridge” para ini cia r el modelo, el p rograma deberá tener creado defini ciones de vehículos por defecto , clases de vehículos, patro nes de carga, ect. Todas estas definiciones pueden visualizarse usando los comandos de la pestaña “Loads” o también usando el “Wizard”. Los comandos de esta pestaña también pueden ser usado s si se usa la opción en blanco pa ra iniciar el nuevo modelo. Los vehículos deben s er definidos para analizar el m odelo de un puente bajo carga viva vehi cular. En el progra ma CsiBri dge la carga vehicular son aplicadas a la estructura a través de los “Lanes”. Cada definición de los vehículos consiste de una o más cargas concentradas o cargas uniformes.
Luego de haber sele ccionado una opción del listado de I tem para los vehículos (Vehi cles, Vehicles Classes) podemos hacer cli ck en la flecha “expandir” para tener a cceso a los si guientes recuadros de de fini ción.
Define Vehicles: Hay un gran número de vehículos estánda res definidos en el programa, es te recuadr o es usado para añadir cualquiera de estos vehículos. Define Vehicles Classes: Esto es s implemente un grupo de uno o más vehículos que so n usados en un análisis con carga móv il (Un vehículo a la vez). Esta definición por clase permite evaluar la máxima y mínima respuesta del puente de la más extrema de varios tipos de vehículos. La opción para definir clases de vehículos no está habilitada hasta que no se haya definido un vehículo estándar.
Si hacemos Click en “Add Vehicle” en el recuadro “Define Vehicles”, tendremos acceso al recuadro “Standart Vehicle Data”. En este recuadro tenemos una gran variedad de tipos de vehículos que representan la carga viva, en base a varios códigos de diseño. El factor de escala que se introduce en algunos vehículos es para especificar el peso nominal en las unidades en cuestión, por ejemplo para un H o HS las unidades son en Toneladas, para vehículos UIC las unidades son en k N/m y así po r el estilo. En la carga dinámica permisible se especifica la adición al porcentaje para incrementar las cargas concentradas y de ejes, la carga uniforme no se afecta, si este número es 33 todas las cargas concentradas de ejes serán multiplicadas por 1.33.
Si del recuadro “Define Vehicles”, seleccionamos “Add General Vehicle”, y luego ha cemos cli ck e n “Add Vehicle” tendremos el siguiente recuadro para agregar un vehículo general:
Un vehículo gene ral consiste en “n” e jes con una distancia especifica e ntre uno y otro. Cargas concen tradas en l os ejes . Carg a uniforme entre pares de ejes. Rango de variación en la distancia entre ejes y distancia fija. Si en el recuadro “Define Vehicles Clases” hacemos Cli ck en “Add New Class …..” tendremos el recuadro:
LOADS > LOAD PATTERNS Los patrones de carga se componen por un nombre, tipo de carga y distribución espacial de fuerzas, desplazamientos, temperatura , entre otros efectos que a ctúan sobre la es tructura. Estos pa trones de ca rga u na vez se definen deben se r apli cados a la estructura. También es posible generar un patrón con múltiples pasos de carga vi va el cual es usado en un anál isis estáti co de pasos múl tiples o en un anál isis dinámico de pasos en el tiempo. Si ha cemos click en la pestaña “DL Load Pa tterns” se despilega el siguiente recuadro:
Cada patrón de ca rga debe tene r un nombre ú nico. Los tipos de carga que se despliegan en este recuadro están definidos e n el Código AASHTO LRFD. Lo s tipos de carga son usados pa ra determinar las combinaciones au tomáticas de ca rga. No te q ue en el caso de ca rga “Bridge Li ve” p odemos tener a cceso al recuadro “Multi Step Bridge……..”, en este recuadro se p ueden especifica r uno o más vehículos para que transiten por un carril (Lane) especifico a una cierta velocidad, dirección y un determinado tiempo de inicio. El multiplicado de peso propio es un factor de escala que mul tiplica el peso de la estructura y aplica es ta fuerza en dirección de la gravedad (-Z). El peso propio de la estructura es determinado al multiplica r el peso específico del material por el volumen de cada objeto con propiedades estructurales. El pa trón automáti co de carga lateral se aplica en l os casos de terrem otos , olas y vientos. Con es ta opción el usuario puede especificar los códigos para que el programa haga los cómputos internamente. Otra alternativa es aplicar manualmente estas cargas usando la pestaña “Advanced” esto se explicara más adelante.
LOADS > FUNCTIONS
En referencia a la función espectral podemos decir que es una función que relaciona el pe riodo versus la aceleración espectra l. Los valores de la a celeración son normalizados o sea sin u nidades de es ta f orma las unidades son asociadas al fa ctor de escala que es el multiplicador de la función el cual se debe especificar cuando se define la función. Existen muchas opciones para definir la función espectral, principalmente AASHTO 2006 y AASHTO 2007. En el caso de AASHTO 2006, hay que especificar en los valores el coeficiente de amortiguamiento y el tipo de suelo, los valores de periodo y aceleración están por defecto, podemos también convertir di cha función a definida por el usuario y entonces modificar valores de periodos y aceleracio nes. En el caso de AASHTO 2007, el prog rama CSIBridge se basa en los procesos descritos en “AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design”, Seccion 3.4.1. Los valores de Ss, S1 y PGA deben tomarse de los mapas USGS y AASHTO los cuales están internamente incluidos en CSIBridge, también el usuario puede especificar directamente estos valores.
En referencia a la función “Time History” podemos decir que consiste en un listado de valores de tiempo y de la función que ocurren en intervalos igualmente espaciados. Los valores de la función representan la aceleración del terreno y están normalizados.
Nota: Una vez he mos definido la función espectral y de a celeraciones en el tiempo, se p ueden usa r en la definición de los casos de carga.
LOADS > DISTRIBUTIONS
Recuadro para Definición de Carga Puntual:
Esta opción permit e definir una ca rga pun tual única en u na di rección, l ocalizaci ón e in tensidad específ i ca. Esta carga puede ser un momento o una fuerza y el sistema de coordenada puede ser local o global. La localización de la carga puntual en la dirección transversal se hace en referencia al extremo derecho o izquierdo del deck.
Recuadro para Definición de Carga Lineal:
Esta opción permite definir una única carga lineal, en dirección y localización especifica. Puede ser una fuerza o un momento. El sistema de coordenadas pude ser local o global. La localización de la carga lineal en la dirección transversal se hace en referencia al e xtremo de recho o izquierdo del deck.
Recuadro pa ra Definir una Ca rga po r unidad de Área :
Es ta op ción permite defini r una única carga por unidad de área, en di recci ón y localización especifica. Puede se r una fuerza o un momento. El sis tema de coo rdenadas pude se r local o global. La l ocaliza ción de la ca rga en la dirección transversal se hace en referencia al extremo derecho o i zquierdo del deck. Ambas dis tancias son requeridas para definir las condiciones de borde en los extremos de la carga por unidad de área.
Recuadro pa ra Definir el Gradiente de Tempera tura :
El gradiente de temperatura esta creado para el cumplimiento con los requerimientos del código AASHTO o el Código Chino JTG D60 o ta mbién puede ser definido por el usua rio.
DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “BRIDGE”
La pestaña “Bridge” se compone de comandos para agregar, copiar o modificar definiciones de objetos, como también borrar y actualiza r defini ciones p revias. Otros comando permite n a cceder a formas de datos para la revisión de tramos ( Dia fragmas, rotulas y discreti zaci ón), s oportes (Abutmen y Ben t), s úper eleva ción , tendones de pretensado y cargas. También hay otros comandos para agregar ba rras a las vigas y para definir los g rupos que componen la secuencia de cons trucción. Si para iniciar el modelo se usa el “Qui ck Bridge” el programa habrá generado automáticamen te l os objetos del puen te usando l as definiciones por defe cto, las cuales pueden visualiza rse a tra vés de la pestaña “Bridge”. Si se ha usado el “Bridge Wizard” para ini cia r el modelo, podemos acceder a todos los comando que están en la pestaña “Bridge”, a través de “Bridge Object Asignments” . Todos los comando de la pestaña “Bridge” también pueden usarse si se inicia el modelo con la opción “Blank” El modelo de un puente está repre sentado paramétricamente por una serie de objetos. Al usar la pestaña “Bridge” lo que hacemos es reunir todos estos objetos en un mismo modelo llamado “Bridge Object”, ya sea como sólido , línea o á rea. En o tras palabras el “Bridge Object” representa toda l a estructura del puente. Al hacer click en “New” aparece el siguiente recuadro:
Todas las asi gnaciones que se pueden hacer al “Bridge Object” apa recen en la lista u bicada a mano derecha de este recuadro. Si seleccionamos un “Item” y presionamos “Modi fy……” aparecen los mismo recuadros disponibles en la pestaña “Bridge”.
Asignando el Span al “Bridge Object”
El comando Span despliega el recuadro usado para poder asignar la sección del “Deck” previamente definida a través de la pestaña “Components’. A través de este recuadro se puede aplicar la variación paramétrica a través de “Section Varies” o “Modify/Show……….”
Asignando D iafragmas al “Bridge Object” La asignación del diafragma debe incluir la selección del tramo o span, en donde se ubicara el diafragma (a lo largo de la longitud), la identificación de las p ropiedades del diafragma, la lo calización medida desde el comienzo del tra mo y la indi ca ción de asientos .
Asignando Junta de Expansión“Hinge” Esta opción es usada para especif i ca r zonas de expansión (Disco ntinuidad). Pa ra asignar una discontinuidad, junta, rotula o expansión es necesario especificar su localización y orientación, propiedades de asiento, elevación, y ángulo de rotación, propiedades de restricciones , propiedades de diafra gma antes y después de la discontinuidad, la a bertura inicial (Gap) arriba y debajo de la sú per estructura.
Asignando Puntos de Discretización En la gran mayoría de modelos no es ne cesa rio discre tizar, debido a que el programa discretiza cuando actualizamos el modelo. Sin embargo al usa r es ta opci ón reemplazamos lo que ha ce el progra ma controlando la división del tramo a lo la rgo del puente. Este recuadro permite especificar los puntos donde el tramo será discretizado. Esta opción también es usada cuándo requerimos la salida de resultados en un punto específico. También se puede especificar un Skew asociado a un punto de discretización.
Asignando los Soportes Abutment: Pe rmi te la asignación en el inicio y e n el final del puen te de: I nclinaci ones ( Skew) , Propiedades de Diafragma en los extremos, sub estructura en el abutment, propiedades, elevación vertical y localización horizontal de la sub estructura, propiedades de l os asientos e ct. La ele va ción de los asientos se refiere a l os puntos de a cción o punto en el cual ocurren todas las traslaciones y rotaci ones.
Bent: Permite la asignación de la súper estructura incluyendo propiedades de diafragmas (En el caso de súper estructura discontinua una propiedad de diafragma se puede especificar en cada extremo, también como propiedades de restricciones, abertura arriba y abajo), propiedades del Bent y orientación, elevación vertical y localización horizontal, propiedades de asientos , elevación y án gulo de rotación. Pa ra bent con súper estructur a discontinua se debe espe ci fica r un asiento en los dos extremos de l a dis continuidad.
Asignando la Super Elevación. La súper ele vación indica la rotació n de la súper estructura a lo la rgo de su e je l ongitudinal y está se referenciada a la l ínea de “Layout”. La súper ele va ción se es pecifica en porcentaje.
Asignando los Tendones de Pretensado. Para asignar los tendones de pre tensado debemos especificar la localiza ción del inicio y el final del tendón, la configuración (geometría) vertical y horizontal, propiedades de la sección transversal del tendón, parámetros para las perdidas y opciones para el “Jacking” o disposi ti vo que se usa para tensa r los ca bles, fuerza o es fuerzo a apli ca rse en e l cable y modelamiento del tendón como carga o como elemento.
Asignando Barras de Acero a la Viga. Es posible a tra vés de este comando asignar el a cero longitudinal y tra nsversal a cada viga. Es te acero es usado en el cálcu l o del “Load Rating”. El refuerzo transversal se espe ci fica en términos del área, espaciamiento, número de espacios y localización de inicio y final. Similarment e el refuerzo longi tudinal se especific a p or el á rea de la barra, y la dista ncia desde el tope o el inferior de la vi ga con una localización inicial y final a lo la rgo de la longitud de la viga.
Carga Puntual. Este comando es para aplicar cargas puntuales que se han definido previamente a un patrón de carga determinado como parte de la definición del “Bridge Object”. La ca rga puntual y los patrones de ca rga pueden defini rse usando los comandos apropiados sobre la pestaña “Load”. Los patrones de carga pueden ser usados en los casos de carga.
Carga de Linea. Este comando es para a plica r ca rgas u niformes o lineales que se han definido p reviamente a u n patrón de carga determinado como parte de la definición del “Bridge Object”. Los patrones de carga pueden ser usados en las combinaciones de carga.
Carga por Unidad de Área. Este comando es para aplicar cargas en un á rea.
Carga por Temperatura. La asigna ción del cambio de temperatura puede ser uni forme o como gradiente sobre la altu ra de la súper estructura.
Grupos (Usados para la Secuencia de Construcción) Este comando es usado para agregar nu evos g rupos al modelo. Los grupos se pueden usar en la definición de los casos de carga por secuencia de construcción.
COMANDO “ACTUALIZACION” (UPD ATE).
Una ve z hemos definido todos l os objetos del puente estos no so n ensamblados hasta que n o actualicemos el modelo.
Cada vez que se actualiza el modelo la condición de definiciones previa a la actualización se reemplazan por la nueva actualización. Por otro lado si efectuamos cambios de edición fuera de la pestaña “Bridge” estos cambios pueden perderse si actualizamos nuevamente el modelo. En la actualización automática el programa hará actualizaciones automáticamente cada vez que se realicen cambios al modelo.
DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “ANALYSIS” La pestaña “Analysis” nos permite el acceso a los comandos necesarios para la definición de los casos de carga, programa de construcción (Schedule) el cual es usado cuando desarrollamos un análisis de secuencia de construcción, conversión de combinaciones de carga a casos no lineal, especificación de los resultados a salvarse para todos los casos de carga móvil y la ejecución del análisis. Esta pestaña también tien e comandos pa ra bloquear y desbloquear el modelo, ver deformada y coloca r la condición n o deformada del modelo.
Los casos de carga definen como las cargas serán aplicadas a la estructura (Eje. Estáticamente o Dinámicamente), como la estructura responde (Eje. Lineal o No lineal) y como será ejecutado (Eje. Integración Directa o Modal).
Para el análisis sísmico los casos usados son el estático, respuesta espectral y historial de tiempo. El casos pushover puede emplearse para el análisis es tá ti co no lineal, como ta mbién el análisis de se cuencia cons tructi va se desa rrolla usando casos estáticos no lineales. Hay algunas opciones disponibles para analizar con carga viva vehicular, para computar las líneas de influencia a fin de obtener los valores máximos y mínimos de la respuesta. Para el análisis de la respuesta en el tiempo de la estructura mediante integración directa es posible definir un caso de carga dinámico de pasos múltiples (Multi – Step Dynamic) a fin de obtener la respuesta de uno o mas vehículos moviéndose a través del puente, también se puede definir un casos estático de pasos múltiples para estos fines (Multi – Step Static). Estos casos de pasos múltiples usan pa trones de ca rga viva que es tán en función de la dirección, tiempo de ini cio y velocidad del vehículo que se mue ve a través del puente. Defini ción de los Tipos de Ca rga .
“ALL” > New
Este recuadro es general para definir todos los casos de carga.
CASOS ESTATICOS “STATICS” Lineal: Para definir casos los casos de carga más usuales estáticos (Lineal o No lineal).
Nonlinear: Usado para el Análisis Pushover.
Nonlinear Staged Construction: En este análisis las ecuaciones de toda la estructura son resueltas mediante un análisis de integración directa “Time Hystory” en cada paso de tiempo a diferencia de un análisis modal “Time History” que usa el método de súper p osición modal.
CASO ESTATICO LINEAL DE MULTIPLES PASOS“LINEAR MULTI STEP STATIC” Un caso de múl tiples pasos de carga es tática desarrolla un análisis lineal es tá ti co en distintas posi ciones vehi culares, tomando en cuenta el efecto de varios vehículos a la vez sobre el puente. En este caso de ca rga no es posible la consideración del e fecto dinámi co, de ser necesario la evalua ción del efecto dinámico ha y que efectuar un análisis diná mico “time history”.
CASO “MODAL”
Un análisis modal es un análisis diná mico pa ra cal cular los modos de deforma ción usando l os métodos “Eigenvector” y Ritz Vector”. Un análisis modal siempre es lineal . El análisis usando el método “Eigenvector” determina la vibración libre no amortiguada de la estructura determinando las deformaciones y las frecuencias de cada modo. El método “Ritz Vector” es usado para determinar los modos que son excitados baja cargas particulares y es recomendado cuando usamos espectros de respuesta o time his tory, que son basados en superposi ción modal.
CASO DE R ESPUESTA ESPECTRAL “RESPONSE SPECTRUM”
Un análisis de respuesta espe ctral es usado para en función de una demanda estadística de a celeraciones cal cular la respuesta de la estructura. Antes de definir este caso de carga es necesario haber definido la función espectral.
CASO DE R ESPUESTA HISTORIAL EN EL TIEMPO “TIME HISTORY”
En es te caso de ca rga se apli ca a la estructura cargas que va rían con el tiempo. Antes de definir este caso de ca rga es ne cesario definir la función de carga en el tiempo. La solución puede ser por los métodos de súper posición modal o por integración directa y puede ser lineal o no lineal. En la aplicación a puentes se puede usar este análisis para determinar la respuesta dinámica producto de una determinada carga viva vehicular.
CASO DE CARGA MOVIL“MOVING LOAD” Antes de proceder con la definición del caso de carga móvil es necesario haber definido los vehículos, carriles y clases de vehículos . El caso de ca rga móvil es pa ra calcular la respuest a mas se vera que puede result a r del mo vimiento de vehícu los a lo la rgo de l os ca rriles del puen te. Los vehículos son mo vidos en am bas direcciones a lo la rgo de cada ca rril . Usando la superficie de i nfluencia los vehículos son ubi cados automáti camente en distintas posic iones a lo la rgo del an cho y longi tud del ca rril a fin de produ ci r la respuesta máxima y mínima sobre la estructura. Se puede permitir qu e un vehículo a ctué en un solo carril o que se mueva en varios carriles.
CASO DE PANDEO “BUCKLING”
Este caso de ca rga es para cal cular el modo de pandeo bajo aplicación de cargas. El análisis lineal de pandeo busca la los modos de inestabilidad de una estructura, como resultado del efecto P-delta en un determinado conjunto de cargas. El termino es llamado factor de pandeo. Este es el factor de escala que debe multiplicarse por las cargas aplicadas para causar el modo de pandeo. Se recom ienda un mínimo de 6 modos de pandeo. Es im portante en tender que el modo de pandeo va a depender de las cargas.
CASO DE CARGA “STEADY STATE”
Este caso de carga es usado para evaluar la respuesta de una estructura bajo cargas cíclicas en una o más frecuencias de interés. Luego que el análisis es ejecutado es posible visualiz ar la deformada de la es tructura y las fuerzas y esf uerzos en la frecuencia deseada y en al gún á ngulo de fase o sea si usamos un ángulo de fase de 0 grados obtendremos el comporta miento dado a la carga horizontal más un componente de amortiguamiento dado a la carga vertical. La magnitud de la respuesta en una f recuencia deter mina da es dada po r la raíz cuadrada de l a s uma de los cuadra dos de la respuesta de los componentes en 0 grados y 90 grados (imaginarios).
CASO DE CARGA “POWER SPECTRAL DENSITY”
Al igual que el “Steady State” este a nálisis es para obtener la respues ta de la es tructura resultante de ca rgas cícli cas , sobre un rango de frecuencias a diferencia de que se obtiene un espectro resultante en el rango de frecuencia.
CASO DE CARGA “HIPERSTATIC”
Este caso es para calcular la respuesta lineal de la estructura asumiendo que todos los soportes se han removido y se han reemplazado por una reacción que p roviene del anális is de o tro caso de carga. Es te análisi s es usado para calcular las fuerza s secundarias bajo cargas de pretensado.
COMANDO CALENDARIO DE FASE CONSTRUCTIVA “SCHEDULE STAGES” .
Este comando es usado para identi fica r las a cti vidades de cons trucción según su programa ción, duración, ta reas a completarse antes de q ue se pueda completar otra tarea y la opera ción que espe cifica como la tarea afecta el desarrollo de la construcción. Una e tapa (stage) es una colección de ope ra ciones que deben ejecu ta rse en un momento dado. Cada e tapa debe tener definido su du ra ción en días (Un número entero igual o mayor a ce ro). Cada e tapa ini cia con una condición ini cial igual al final de la etapa p revia.
COMANDO PARA COMBERTIR COMBOS A UN CASO NO LINEAL “NL CONVERT COMBOS” .
Use esta opción para especificar que combinación de carga deberá usarse en el análisis no lineal estático. Este comando es con veniente para crea r una carga no lineal mientras se hace uso de una combi nación de carga. Para usar es te comando pri mero debemos definir las combinaciones de carga a usarse en el modelo.
COMANDO “SHOW TREE”.
Este comando es para desplegar y visualizar los casos de carga que hemos definido con los comando anteriores en forma diagrama de flujo (árbol)
COMANDO “BRIDGE RESPONSE BRIDGE ”
Este comando despliega los resultados correspondientes al caso de carga viva móvil que se desea salvar o guardar. En otras palabras es posible especificar al programa que información nosotros necesitamos calcular en las juntas y elementos “frame” dado al movi miento de la ca rga vi va. Los cál culos se pueden limi ta r a resultados específicos como también a resultados solo en grupos de objetos en el modelo. También ha y una op ción para usar los valores Máximos y Mínimos en el diseño de elementos “frame”. El método para el cál culo de la respuesta puede ser exacto o con un g rado especifico de refinamiento la cual provee rápidos resultados para verificaciones preliminares.
COMANDO PARA BLOQUEAR EL MODELO “MODEL LOCK LOCK”
Es un comando usado para el bloqueo y desbloqueo del modelo. El bloqueo puede evitar que se hagan cambios al modelo.
DESCRIBIENDO LOS COMANDOS PARA ANALIZAR LA ES TRUCTURA
OPCIONES D E ANALISIS “ANALYSIS OPTIONS” Son opciones usadas para especificar los grados de libertad a tomar en cuenta en el análisis, opciones para solución de ecuaciones y para salvar resultados en Microsoft acces o Excel.
CORRIENDO EL ANALISIS “RUN ANALYSIS” Es usado para seleccionar los casos de carga que queremos correr en el análisis.
DESPLEGANDO LA ÚLTIMA CORRIDA “LAST ANALYSIS” Es ta op ción es para el despliegue de resultados del análisis mas recien te que se haya e jecutado.
DESCRIBIENDO LOS COMANDOS PARA FUNCIONES DE FORMA
La opción “Modify Geometry Shape” es usada para mostrar la configuración deformada de la estructura. La opción “Reset Geometry” es usada para regresar la estructura a su condición srcinal no deformada.
DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “DESIGN/RATING ”
Esta pes taña permite a cceder a coma ndos usados pa ra ag rega r, copiar, modi ficar o borra r combinaciones de carga ; establecer preferencias y crear los requerimientos del diseño de la súper estructura; establecer preferencias para el diseño sísmico; establecer preferencias y generar el “Load Rating”. Entre l as preferencias se encuentra el código AASHTO LRFD 2007 y STD 2002. COMBINACIONES DE CARGA Las combinaciones de carga pueden ser agregadas por el usuario o pueden ser generadas por el programa dependiendo del código seleccionado. Las combinaciones que se basan en los códigos también pueden modificarse según deseado. Las combinaciones son usadas en el proceso de diseño y pueden definirse antes o después del análisis. Al hacer Click en la flecha expandir aparece el siguiente recuadro:
Todos los casos previamente definidos apa recen lis tados en es te recuadro , al hacer click en “Add New Combo…” es posible definir un nuevo caso de carga usando el siguiente recuadro:
TIPOS DE COMBINACIONES:
Linear: En este tipo todos los casos de carga se multiplican por su factor de escala y se aplican en conjunto. Este tipo de combinación puede usarse en cargas estáticas. Envelope: Se evalúa una envolvente de valores máximos y mínimos de los casos de carga en dicha combinación, para cada elemento y junta. El caso de carga que arroja el máximo y mínimo es el que se usa para esta combinación. Por lo tanto la combinación de carga tendrá dos valores en la salida. Este tipo de combinación puede ser usada para cargas móviles y algún otro caso donde la carga produce valores de fuerza o esfuerzo máximo y mínimo. Absolute Add: Los valores absolutos de cada caso de carga se suman. Se obtienen valores p ositi vos y nega ti vos e n la sal ida de resultados. Esta combinación se puede usar para cargas laterales. SRSS: Se obtiene la ra íz cuadrada de la suma de los cuad rados en los casos de ca rga pa ra obtener valores positiv os y negati vos. Este combo también se puede usar para carga lateral. Range: Es un rango de Combinación Máxima y Mínima, donde el máximo es la suma de los valores máximos positivos de la contribución de cada caso de ca rga (excluyendo valores negati vos), y el m íni mos de los valores mínimos negativos de la contribución de cada caso de carga (excluyendo valores positivos). Este tipo de combinación es usado en patrones de carga donde usted debe considerar todas las permutaciones en la contribución de los casos de carga.
Para agregar las combinaciones por defecto hacer click en “Add Default Design Combos” :
DISEÑO DE LA SUPER ESTRUCTURA El diseño en CSIBridge se basa en los patrones de carga, casos de carga, combinaciones de carga y requerimientos de diseño. Cabe señalar que el diseño de la súper estructura de un puente es un tema complejo y que los códigos cubren muchos aspectos de este proceso. CSIBridge es una herramienta que nos ayuda con este proceso. Únicamente los aspectos descritos en el documente de diseño “CSI’s Design Manual” son automa ti zados en CSIB ridge. “Por lo anterior el usuario debe verificar los resultados y cubrir otros aspectos que no son cubiertos por el programa . ”
Estos comandos nos permiten el acceso a los recuadros necesarios para seleccionar los códigos de diseño y otros parámetros como: agregar, copiar modif i ca r, o borrar requer imientos de diseño y selecci onar los requerimientos a tomar en cuenta para la corrida.
Comando “Code Preferences”
Este recuadro es para especificar el código de diseño que vamos a usar y algunos otros parámetros de diseño si aplica. Hay otras pestañas que permiten seleccionar el código, solo aplica un código a la vez, cualquiera que sea la vía para seleccionarlo.
Comando “Design Requests”
En este comando se requiere especificar los requerimientos para el diseño con un único nombre para el “Bridge Object” (Se refie re a todo el puente pre viamente definido), sele cción del objeto del puente para el cual se estable cen los requerimientos , la acción que se va a verificar (Flexión, esfuerzo de corte, ect.), rango de estaciones (porción del puente a ser diseñada), parámetros de diseño (ejemplo factor de esfuerzo), y demanda (Combinaciones de carga).
Tipo de Chequeo (Check Type): Determina cual es el chequeo a completa rse cuando se corre n los requerimientos para el diseño. Esta lista refle ja los tipos de Deck a se r usados en el puente. Rango de Estaciones (Station Ranges): Define el inicio y el final de la localización a considerarse en el diseño de la súper estructura. Se pueden especificar múltiples zonas con un simple requerimiento de diseño. Set de Demanda (Demand Set): Es para identificar la combinación de carga a usarse en el diseño. Se pueden definir múltiples combinaciones de demanda en un mismo requerimiento de diseño. Las combinaciones típicamente usadas para el diseño del puente típicamente son de tipo “envolvente” de otras combinaciones y el diseño se desarrolla para cada combinación dentro de la combinación envolvente seleccionada.
Comando “Run Super”
En este comando seleccionamos el requerimiento de diseño que vamos a correr. El análisis debe ejecutarse primero antes de efectua r la corri da de diseño.
Comando “Optimi ze”
Después de haber completado el análisis y diseño de una viga de acero, se puede usar esta opción para de manera iterativa optimizar el diseño.
DISEÑO SISMICO CSIBridge permite al ingeniero definir parámetros específicos para el diseño sísmico que deberán aplicarse al modelo del puente durante ci clos au tomati zados de análisis a través del diseño. Si el ingeniero lo especific a el progra ma puede determina r automá ti camente las propiedades agrietadas de la s ección, la demanda espe ctral para el análisis, como también en el análisis no lineal estático pushover. El programa también determina la relación Demanda/Capacidad para Sistemas Resistentes a Terremotos (ERS).
Comando “Preferences” Con este comando también es posible especificar el código de diseño y es similar al mostrado en las opciones de diseño para s úper estructura, pero solo un código puede aplicar a la vez.
Comando “Design Request” Esta opción es para especificar los requerimientos para el diseño sísmico. A través de esta opción podemos seleccionar la función espectral a usar en un diseño particular como también la categoría para el diseño sísmico, entre otros parámetros para el diseño sísmico. Si la fundación ha sido incluida en el modelo del puente, los elementos de la fundación deben asignarse a un grupo.
Comando “Run Seismic”
Es el comando usado para correr el análisis sísmico.
LOAD RATING (EVALUACION D E LA CAPACIDAD PARA RESISTIR CARGA VIVA) En CSIBridge podemos determinar el Load Rating, en puentes de concreto. Se pueden evaluar tres diferentes puentes: Concrete Box Girder, Multicell Concrete Box Girder y Precast Concrete Girder with Composite Slabs.
Comando “Preferences”
Esta opción es para es tablecer el código de diseño y o tros pa rámetros de diseño si aplican. Comando “Rating Requests Load Rating”
Este comando requiere especificar un nombre para los requerimientos usados en el rating, la selección del “Bridge Object” al cual se le efectuara el rating, el tipo de rating (Flexión, acero mínimo, cortante), rango de estaciones (porción del puente a hacerse el rating), parámetros para el rating y combinaciones para la demanda.
Tipo de Rating (Tipo de Ra ting ): Determina cual es el chequeo a completa rse cuando se corren los requerimientos para el ra ting . Es ta l ista refleja los tipos de Deck a s er usados en el puente. Rango de Estaciones (Station Ranges): Define el inicio y el final de la localización a considerarse en el rating de la súper estructura. Se pueden especificar múltiples zonas con un simple requerimiento de diseño. Parámetros para el Rating (Design Rating Parameters): Es usado para especificar varios parámetros tales como: Factor Phi para flexión, barras mínimas para la rotura y momento, phi para cortante ect. Demand Set: Usado para identificar las combinaciones de carga a usarse en el rating.
Comando “Run Rating”
En este comando sele ccionamos el requerimiento para el ra ting q ue vamos a correr. El análisis debe ejec utarse p ri mero a ntes de e fectuar la corri da de diseño. DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “ADVANCED” Esta pestaña consiste en una serie de comandos que pueden usarse para: editar objetos seleccionados; agregar definiciones; dibujar objetos (áreas, juntas especiales, líneas, cables y tendones); asignar definiciones a juntas, líneas, áreas, cables, tendones, sólidos, lin k; asignar ca rgas a juntas selecci onadas, líneas, á reas , cables , tendones, sólidos , link; completa r el diseño de acero y concreto, sobre escribir el diseño de elementos, especificar brazos laterales ect. La mayoría de estos comandos pueden ser usados cuando el modelo no está bloqueado. Estos comandos pueden usarse sin importar cómo fue iniciado el modelo. Es posible generar el modelo de un puente, analizarlo y diseñarlo si necesidad de usar esta pestaña. Esta pestaña tiene ocho paneles: Editar, Definir, Asignar, Asignar Cargas, Analizar, Diseñar elementos y herramientas.
Describiendo los Comandos de Edición Puntos:
Add Grid at Selected Points: Es usado para agregar líneas de referencia en una determinada coordenada. Merge Joints: Usado para unir automáticamente puntos seleccionados con una tolerancia. Align Points: Usado para alinear puntos seleccionados con una coordenada específica X, Y, Z o a la línea más cercana. Disconnect: Usado para desconectar todos los objetos que comparten una junta en común e independizarlos añadiendo una junta independiente a cada uno . Connect: Para reconectar objetos desconectados con juntas independientes.
Líneas:
Divide Frames: Usar para dividir un elemento “frame” seleccionado, en los segmentos deseados o en un tamaño especificado, también dividir partiendo el elementos donde exista una intersección con una línea seleccionada o una junta. Joint Frames: Une los objetos “frame” seleccionados en un solo objeto removiendo juntas no usadas después de efectua r la unión. Trim/Extend Frames: Se utiliza para alargar elementos muy cortos o para acortar elementos muy largos. Edit Curved Frame Geometry: Usado pa ra editar objetos curvos seleccionados . Únicamen te se puede editar un objeto a la vez. Edit Cable Geome try: Usado pa ra edi tar un objeto cable selecci onado. Edit Tendón Profile : Usado para la edición de un objeto línea dibujado como tendón.
Áreas:
Divide Areas: Para dividir áreas en pequeños objetos, y efectuar un mallado. Merge Areas : Unir objetos á reas sele ccionados que estén en el mismo plano y tengan extremos en común. Expand/Shrink Areas: Usado para hacer una área más pequeña o más g rande. Add Point to Area Edge: Para agregar puntos colineales en los extremos de los objetos áreas. Remove Points from Area: Remover puntos selecc ionados de los extremos de las á reas.
Mas:
Undo/Redo: Usado para revertir una acción realizada. Cut, Copy, Paste: Trabaja similar a los comandos estándares de copia, pegar y cortar. Delete: Borra los objetos seleccionados. Add to Model From Template: Agrega objetos al modelo usando una plantilla prede terminada. Interactive Database Edi ting: Usado para crea r o edita r un modelo creado en formato tabular. Replicate: Para replicar un modelo. Extrude: Pa ra crear nuevos objetos a partir de un objeto selecci onado. Por ejemplo es posible crear una línea a partir de un punto, o un área a partir de una línea. Move: Usado para mover una parte seleccionada de la estructura a una nueva localización. Divide Solids: Usado para dividir un objeto solido seleccionado en todas las caras. Show Duplicates: Usado para verificar que duplicados son incluidos en el modelo y donde están localizados. Merge Duplicates: Combina objetos duplicados en un solo objeto. Change Labels: Los nombres de los elemen tos es tan es tablecidos por defecto, este comando es para cambiar dich os nombres.
Describiendo los Comandos de Definición
Section Properties: Este comando es para agregar el área de una sección, propiedades a los sólidos, propiedades de rotulas y dependencia de Link. Mass Source : Pa ra especificar como el p rograma va a cal cular las masas en el modelo. La masa es usada pa ra la ine rcia en el análisis dinámico y para calcular las cargas de aceleración. Coordinate Sys tems/Grids : Comando usado para especi ficar la localización y la orientación del sistema de referencia (Grid). Joint Constrainsts: Agrega r, modi ficar o borrar res tri cciones definidas. Las restri cci ones rígidas se usan cuando todos los nudos se mueven juntos como un cuerpo rígido en rotación o trasla ción. Los tipos de restri cci ones ig uales se dan cuando los grados de libertad indiv i duales de diferentes juntas son i gual es, general mente usados en conexiones o condiciones de simetría. Las restricciones de interpolación se dan cuando los grados de libertad en una junta se interpola según los grados de libertad de otras juntas, lo cual se puede usar pa ra la cone xión de mallas discontinuas. Joint Patterns: Esta opción permite la descripción de distribuciones de presión y temperatura más complejas sobre la estructura. Group: Un grupo es una colección de objetos agrupados bajo un mismo nombre. Section Cuts: Este comando es usado para obtener resultados (Fuerzas) actuando sobre la zona donde se efectúa el corte. El corte puede definirse antes o después del análisis. Se recomienda la apli ca ción de esta opción l uego que todas las mallas sean correctamente generadas en el modelo, de lo contrario los resultados en la zona cortada no serán reales. Generalized Displacements: Un desplazamiento generalizado simplemente es una combinación de desplazamientos de uno o más nudos en cierto grado de libertad. Por ejemplo la diferencia de desplazamientos entre dos juntas puede representar el “Drift ”. El desplazamiento generalizado también puede usarse para monitorear una junta en análisis no lineal “pushover”.
Functions : Comando usado para defini r las funciones “Steady State” y “Power Spectral Density”. Named Property: Esta opción puede usarse para modificar la rigidez de elementos “frame” o áreas durante el análisis por secuencia de cons trucción . Pushover Parameters Sets: Para especificar los parámetros que definen el despliegue de la curva “Pushover”. Name Sets: Para seleccionar varias formas usadas para generar la salida (tablas, curvas ect).
La pestaña “Advanced” contiene muchos otros comandos que pueden ser usados para asignar propiedades, cargas, analizar, diseña r, entre otras herramientas que se describen en de talle usando las opciones de a yuda provistas por el progra ma.
