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Manual de Aplicacin del Programa SAP2000 v14Ing. Eliud Hernndez / eliudh5@gmail.com / 58-412-2390553
Definir Secciones en Concreto.Secciones en Concreto
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.- Seccin Tipo: Rectangular para Vigas.Propiedades de la Seccin Nombre de la Seccin
Material
Modificadores de propiedades
Refuerzo
Depth (t3): Altura de la Seccin. Width (t2): Ancho de la Seccin.
Vista General de la Seccin
Tipo de Acero para barras Longitudinales Tipo de Acero para barras transversales
Diseo tipo Viga. Recubrimiento en el Tope de la Seccin. Recubrimiento en la parte baja de la Seccin. Refuerzo para Vigas Dctiles: Permite colocar el refuerzo real a flexin de la seccin en los extremos de la viga, a fin de verificar los requisitos de ductilidad requerida asociado a un desempeo sismorresistente. Es decir, Diseo por Capacidad (ND3)
Top Left: Refuerzo Arriba en el Extremo izquierdo de la Viga Top Right: Refuerzo Arriba en el Extremo Derecho de la Viga Bottom Left: Refuerzo Abajo en el Extremo izquierdo de la Viga Bottom Right: Refuerzo Abajo en el Extremo Derecho de la Viga
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Esquema de Disposicin de Aceros Reales a Flexin
A
As (Top-Left)
As (Top-Right)
B
AAs (Bottom-Left) As (Bottom-Right)
B
Seccin A-AAs (Top-Left)
As (Bottom-Left)
Seccin B-BAs (Top-Right)
As (Bottom-Right)
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.- Seccin Tipo: Rectangular para Columnas.Propiedades de la Seccin Nombre de la Seccin
Material Modificadores de propiedadesDepth (t3): Altura de la Seccin. Width (t2): Ancho de la Seccin.
Refuerzo
Vista General de la Seccin
Es importante destacar que el dimetro de la barra Longitudinal slo se toma en cuenta si se utiliza la opcin Be Checked, es decir, si se va a chequear la seccin con el acero de refuerzo indicado. Diseo Tipo Columna Configuracin: Rectangular o Circular. Refuerzo lateral: Ties (Ligaduras), Spiral (Zunchos) Recubrimiento Libre de la barra. Nro de Barras paralelas a la Direccin 3 Nro de Barras paralelas a la Direccin 2 Dimetro de la Barras de Refuerzo Longitudinal. Dimetro de la Barra de Refuerzo Transversal. Esp. Long. de las Barras de confinamiento. Nro de Barras Conf. paralelas a la Direccin 3 Nro de Barras Conf. paralelas a la Direccin 2 Check: Refuerzo a Revisar a partir de la configuracin preestablecida Design: Refuerzo a disear a partir de la configuracin preestablecida
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.- Seccin Tipo: Circle (Circular)Propiedades de la Seccin Nombre
Material
Modificadores de propiedadesDiameter (t3): Dimetro de la Seccin.
Refuerzo Vista General de la Seccin
Es importante destacar que el dimetro de la barra Longitudinal slo se toma en cuenta si se utiliza la opcin Be Checked, es decir, si se va a chequear la seccin con el acero de refuerzo indicado. Diseo Tipo Columna Configuracin: Rectangular o Circular. Refuerzo lateral: Ties (Ligaduras), Spiral (Zunchos) Recubrimiento Libre de la barra. Nro de Barras paralelas a la Direccin 3 Dimetro de la Barras de Refuerzo Longitudinal. Dimetro de la Barra de Refuerzo Transversal. Esp. Long. de las Barras de confinamiento.
Check: Refuerzo a Revisar a partir de la configuracin preestablecida Design: Refuerzo a disear a partir de la configuracin preestablecida
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.- Seccin Tipo: Precast ITIPOS DE SECCIONES: AASHTO I Beam Type I, AASHTO I Beam Type II, AASHTO I Beam Type III AASHTO I Beam Type IV, AASHTO I Beam Type V, AASHTO I Beam Type VI, AASHTO-PCI Bulb Tee Type BT-54, ETC.
Nombre
Vista General de la Seccin
Material
Propiedades de la Seccin Modificadores de propiedades
Dimensiones de la Seccin.
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.- Seccin Tipo: Precast U.TIPOS DE SECCIONES: Caltrans Standard Bath Tub Girder 1400 mm Depth, Caltrans Standard Bath Tub Girder 1550 mm Depth, Caltrans Standard Bath Tub Girder 1700 mm Depth, Caltrans Standard Bath Tub Girder 1850 mm Depth, Caltrans Standard Bath Tub Girder 2000 mm Depth, ETC.
Nombre
Vista General de la Seccin
Dimensiones de la Seccin. Material
Propiedades de la Seccin Modificadores de propiedades
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Otras: Secciones Generales, No prismticas y Diseador de Secciones.Otras secciones
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.- Seccin Tipo Section Designer: Permite dibujar y definir secciones de cualquier forma geomtrica, tanto en concreto armado como de acero. Es posible incluir de manera arbitraria los aceros de refuerzo, o bien, combinacin de secciones.
Nombre de la seccin Material Tipo de Diseo: No Check/Design: Seccin slo para anlisis General Steel Section: Seccin general de Acero. Concrete Columna: Columna de Concreto Armado. Check: Refuerzo a Revisar a partir de la configuracin preestablecida Design: Refuerzo a disear a partir de la configuracin preestablecida Acceso al generador de secciones
Plantilla cuadriculada para generar cualquier seccin destinada al anlisis y diseo estructural.
Men e Iconos en pantalla
Unidades
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Opciones de Zoom y Movimiento.
Diagrama de Interaccin
Diagrama Momento-Curvatura
Herramientas de Dibujo
Propiedades de la Seccin.
Opciones de Seleccin
Punteros de Precisin
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Diagrama Momento-Curvatura
Diagrama de Interaccin (Momento vs Carga Axial)
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.- Seccin Tipo: Nonprismatic (No Prismtica).
Variacin EI22IOFF
L JOFF
Variacin EI33
Absolute
Variable
Absolute
IOFF
L
JOFF
Donde: Absolute: La distancia se mantiene fija independientemente de la longitud del objeto lineal, es decir, mantiene un valor absoluto fijo. Variable: La distancia vara en funcin de la longitud total del objeto lineal y de las distancias absolutas definidas en el elemento..L total = IOFF + L + JOFF
Nota: Si se define slo una longitud absoluta, las dos restantes se modifican manteniendo su proporcionalidad definida inicialmente
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En relacin a la variacin de inercias EI33 y EI22, se tiene que: Linear: Variacin lineal. El valor de EI33 vara linealmente a lo largo de la longitud del segmento. Parabolic: Variacin Parablica. El valor de vara linealmente a lo largo de la longitud del segmento. Cubic: Variacin Cbica. El valor de vara linealmente a lo largo de la longitud del segmento. Nota: Para EI22 aplica de igual manera. .- Seccin Tipo: General
En este formato se pueden ingresar las propiedades particulares de una seccin a fin de utilizarla en el anlisis y Diseo estructural.
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Importar Secciones en Acero. Una vez seleccionado el tipo de Seccin (Wide Flange, Pipe, Angle, etc) debemos ir a la carpeta donde se encuentran las listas de Perfiles que trae el programa de manera predeterminada c:/Program Files/Computer and Structures/SAP2000 14 y buscar las secciones .PRO
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5.2.2.
Tendon Section: Secciones para Guayas.
Adicionar una Nueva Seccin Adicionar copia de una Seccin Lista de Secciones Modificar una Seccin Existente Borrar una Seccin Existente
Nombre
Model Tendon as Loads: La guaya slo genera una carga de Pretensado o Postensado sin incorporar las Prdidas incluidas en Other Parameters Losses. Model Tendon as Element: La guaya adems de la carga de Pretensado o Postensado incorpora las Prdidas incluidas en Other Parameters Losses. Material
Especificar Dimetro Especificar Area Constante Torsional (J) Momento de Inercia Area efectiva de Corte Unidades
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5.2.3.
Cable Section: Seccin para Cables.
Adicionar una Nueva Seccin Adicionar copia de una Seccin Modificar una Seccin Existente Lista de Secciones Borrar una Seccin Existente
Nombre
Material Especificar Dimetro Especificar Area Constante Torsional (J) Momento de Inercia Area efectiva de Corte Unidades Factores de Modificacion de Propiedades
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5.2.4.
Area Section: Secciones de Area.
Tipo de Seccin: Shell, Plane, Asolid Adicionar una Nueva Seccin Adicionar copia de una Seccin Lista de Secciones Modificar una Seccin Existente Borrar una Seccin Existente
Secciones de comportamiento Tipo: SHELL
Nombre de la seccin
Tipos de Comportamiento: Shell, Membrane y Plate Thin se utiliza para placas delgadas donde su deformacin es controlada por flexin. Thick se utiliza para placas gruesas donde su deformacin se da por flexin y Corte. Definicin del Refuerzo y Parmetros para el comportamiento No lineal de elementos Shell. Material
Espesor para la deformacin axial Espesor para la deformacin a flexin y a Corte Nota: Este espesor se usa para determinar el peso propio del Elemento. Ver y/o Modificar los Parmetros para el Diseo del refuerzo requerido en direccin a los ejes locales, en los elementos de rea (Shell, Membrane y Plate)
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Si se hace Click en Modify/Show Shell Design Parameters se tiene lo siguiente:
Material correspondiente a las barras de refuerzo.
Opciones para Redefinir los Recubrimientos del Acero de Refuerzo Longitudinal.
Recubrimiento en el tope de la seccin, en direccin 1 y 2. Recubrimiento en la parte baja de la seccin, en direccin 1 y 2.
Opciones para Redefinir los Recubrimientos del Acero de Refuerzo Longitudinal: Si se aplica Default el programa Considera los Recubrimientos como el 10% de la altura de la seccin. Si se aplica One Layer se puede especificar el recubrimiento en el tope de la seccin, en ambas direcciones. Si se aplica Two Layer se puede especificar el recubrimiento en el tope y en la parte baja de la seccin, en ambas direcciones.
Recubrimiento en el Tope de la Seccin.
Recubrimiento en el parte baja de la seccin
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Si se selecciona la opcin Shell-Layered/Nonlinear y luego se hace click en Modify/Show Layer Definition se tiene lo siguiente:Comportamiento Lineal o No Lineal
Capas, distancia y espesor definido.
Generar de Forma Rpida toda la definicin de Aceros y capas de Refuerzo
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Nombre
Barras de refuerzo dispuestas en una sola capa (Tope)
Definir Componentes (S11, S22, S12) de comportamiento No Lineal en el plano del elemento de rea. Unidades
Material del Concreto Comportamiento fuera del plano: Lineal o Igual al definido en el plano
Material de las Barras de Refuerzo.
Espesor de la Seccin Tamaos, separacin y recubrimientos de barras
Unificar dimetro y separacin de las barras
Nmero Dimetro
Separacin en ambas direcciones
Recubrimiento Libre en ambas direcciones
Vista General de la Seccin.
Vista General en Planta
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Nombre
Barras de refuerzo dispuestas en las dos capas
Definir Componentes (S11, S22, S12) de comportamiento No Lineal en el plano del elemento de rea. Unidades
Material del Concreto Comportamiento fuera del plano: Lineal o Igual al definido en el plano
Material de las Barras de Refuerzo.
Espesor de la Seccin Tamaos, separacin y recubrimientos de barras
Unificar dimetro y separacin de las barras
Nmero Dimetro
Separacin en ambas direcciones
Recubrimiento Libre en ambas direcciones
Vista General de la Seccin.
Vista General en Planta
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Distancia del Refuerzo medido desde el Eje Neutro del rea.
Material
Comportamiento Lineal o No Lineal
Capas Generadas para el Concreto y los aceros de refuerzo en el Tope y en la parte inferior de la seccin
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Elemento Tipo Shell.3
CARACTERISTICAS. Elementos de rea de tres o cuatro nodos. En cada Nodo se obtienen 5 grados de libertad con deformacin (tres traslaciones U1, U2 y U3 y dos rotaciones R1, R2). Son estables de forma independiente ante cargas perpendiculares y en el plano del elemento. Representa la suma de una Membrana con un plate. Se pueden utilizar para modelar, analizar y disear losas, muros o placas sometidas a flexin, corte y fuerza axial.
2 1
U3 U2 U1 R1
R2
Carga (Ton/m2)
Deformacin a flexin y Corte.
Carga (Ton)
Deformacin Axial.
Carga Transversal (Ton) Carga Lateral (Ton) Deformacin a corte, flexin y fuerza Axial.
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Elemento Tipo Plate.3 U3 R2 R1 CARACTERISTICAS. Elementos de rea de tres o cuatro nodos. En cada Nodo se obtienen 3 grados de libertad con deformacin (Traslacin U3 perpendicular al plano y dos rotaciones R1 y R2). Es decir, los desplazamientos en su plano U1 y U2 estn liberados. La matriz de rigidez de un elemento Tipo Plate est en funcin del mdulo de elasticidad y de las inercias. Si se discretiza (Mesh) un rea de plates y se les aplica cargas que generen deformaciones en su plano se forma un mecanismo. Debido a ello, en cada nodo generado de una discretizacin deber existir un elemento de apoyo, a fin de limitar dichas deformaciones. Si se discretiza (Mesh) un rea de plates y se les aplica cargas que generen deformaciones nicamente perpendiculares a su plano, las mismas son estables, debido a que se obtienen deformaciones en sus ejes locales U3, R1 Y R2 donde hay una rigidez definida. Se pueden utilizar para Modelar, analizar y disear losas macizas bajo cargas perpendiculares a su plano, a travs del mtodo de elementos finitos.
2 1
Carga (Ton/m2)
Deformada a Flexin y CorteSe presenta un mecanismo ante cargas en su plano. Ocurre un desplazamiento sin rigidez.
Carga (Ton)
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Elemento Tipo Membrane.3
CARACTERISITICAS. Elementos de rea de tres o cuatro nodos. En cada Nodo se obtienen 2 grados de libertad con deformacin U1 y U2 en el plano del elemento, es decir, el desplazamiento perpendicular a su plano U3 y las rotaciones R1 y R2 estn liberadas (No hay Momentos). La matriz de rigidez de un elemento Tipo membrana esta en funcin del mdulo de elasticidad y de su rea. Si se discretiza (Mesh) un rea de membranas y se les aplican cargas que generen deformaciones perpendiculares a su plano, se obtiene un mecanismo. Debido a ello, en cada nodo generado de una discretizacin, deber existir un elemento de apoyo a fin de limitar dichas deformaciones. En el caso del programa ETABS, si a un rea definida tipo membrana se le aplican cargas perpendiculares a su plano, automticamente se transforma su matriz de rigidez a un elemento tipo Shell a fin de mantener el equilibrio. Si se discretiza (Mesh) un rea de membranas y se les aplican cargas que generen deformaciones nicamente en su plano, las mismas son estables, debido a que se obtienen deformaciones en sus ejes locales U1 y U2 donde hay una rigidez definida. Se pueden utilizar para modelar losas simplemente apoyadas sobre vigas y/o correas bajo cargas perpendiculares a su plano, donde la transmisin de dichas cargas a las mismas se hace a travs del mtodo de rea tributaria. Si la cargas (Ton/m2) perpendiculares al plano se distribuyen en un slo sentido se obtienen cargas uniformes en las vigas, pero si se distribuyen en dos sentidos se obtienen cargas de forma triangular y/o trapezoidal, dependiendo de la forma geomtrica de la losa. Se Pueden Utilizar para Analizar y disear Muros de Concreto Armado o Planchas Metlicas sometidas a un rgimen de cargas en su plano. Los vnculos deben ser articulaciones.
2 1 U1
U2
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.- Formulacin Shell Fina ("Kirchoff Thin Shell Formulation"):Dependiendo de la relacin espesor/longitud de la estructura, la deformacin a cortadura puede ser despreciable en comparacin con la deformacin a flexin. Este es el caso si la relacin anterior es menor de 0.05 (es decir, 5%). Esto significa que la longitud de la estructura es 20 veces mayor que espesor, por tanto la pieza es relativamente fina, es decir: Si L/T > 20, entonces usar elementos Shell Finos (Donde: L = longitud global del elemento de rea, T = espesor del elemento) La formulacin de Kirchoff fue creada para los casos donde la deformacin a corte es despreciable, lo cual permite un ahorro importante de tiempo y esfuerzo de clculo.
.- Formulacin Shell Gruesa ("Mindlin Thick Shell Formulation"):Se aplica en el caso de elementos Shell de espesor considerable donde la deformacin a corte no se puede despreciar en comparacin con la deformacin a flexin. Si L/T < 20, entonces usar elementos Shell Gruesos
.- Tensiones de Membrana y de Flexin en elementos SHELL FINOS:Los elementos SHELL tienen una cara superior ("top face") y una inferior ("bottom face"). Por lo general las tensiones en la cara superior son diferentes a las tensiones en la cara inferior, salvo que la estructura trabaje con cargas axiales puras (es decir, fuerzas de membrana puras). En flexin pura, tensiones en la cara superior e inferior son exactamente iguales en magnitud, pero tienen sentido diferente: una cara trabaja a compresin y la otra a traccin. Las tensiones en elementos SHELL FINOS (Teora de Kirchoff) se pueden descomponer en tensiones membrana y en tensiones de flexin (las tensiones de cortadura se desprecian ya que el espesor del elemento es pequeo comparado con las otras dimensiones del elemento),
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Secciones de comportamiento Tipo: PLANE.
Nombre
Tipo de Elemento: Plane-Stress: Elemento Plano sometido a Esfuerzos. Plane-Strain: Elemento Plano sometido a Deformaciones. Material
Espesor del Area
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Secciones de comportamiento Tipo: ASOLID
Nombre
Material
Angulo del Arco en Grados.
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5.2.5.
Solid Properties: Propiedades de Slidos.
Adicionar una Nueva Seccin Adicionar copia de una Seccin Lista de Secciones Modificar una Seccin Existente Borrar una Seccin Existente
Nombre
Material
Angulo A, B y C del material
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5.2.6.
Reinforcing Bar Sizes: Dimensiones de las Barras de Refuerzo.
reas de la Barras
Dimetro de la Barras Adicionar una Nueva Barra Modificar una Barra existente Borrar una Barra existente
Identificacin de la Barra
Colocar los Valores por Defecto
5.2.7.
Hinges Properties: Propiedades de las Rtulas.
Adicionar una Nueva Propiedad Adicionar copia de una Existente Modificar una Existente Rtulas Definidas Borrar una Existente Ver Detalles de las Rtulas
Ver Propiedades
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Una vez seleccionada la opcin de Adicionar una nueva propiedad se nos presenta una ventana donde se elige el tipo de material.
Material correspondiente a la seccin
Posteriormente, se especifica cul va a ser el tipo de Hinge y las componentes a considerar.
Tipo de Hinge: Deformation Controlled: Controlada para fallas dctiles Deformacin
Componentes a Incluir en la Rtula
Tipo de Hinge: Force Controlled (Brittle): Fuerza Controlada para fallas frgiles.
Componentes a Incluir en la Rtula
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Force Controlled (Brittle): Fuerza Controlada para fallas frgiles.
Mxima Fuerza Disponible
Especificar un factor en funcin a la fuerza cedente
Usar una Fuerza especifica
Establecer un comportamiento simtrico de la Rtula
Criterios Aceptables establecidos para la rotacin y/o curvatura plstica.
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Deformation Controlled (Ductile): Deformacin controlada para fallas dctiles
Parmetros para el Control de Desplazamiento en trminos de Momentos y Rotaciones, para una rtula de Momento M3 en una Viga
Tipo: Momento-Rotacin Momento-Curvatura
Grfica.
Si se utiliza MomentoCurvatura se debe especificar la Longitud de la rtula Factor de Escala para Momentos, Rotaciones y/o Curvaturas Cedentes.
Criterios Aceptables establecidos para la rotacin y/o curvatura plstica.
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CASO 1: Se especifica que los valores de Momento Cedente y la Rotacin Cedente los determine el programa en base a la seccin establecida de acero o concreto con sus barras de refuerzo tal como se muestra en la figura.
Momento y Rotacin Cedentes determinados por el programa.
En este caso el valor de Escala SF que utiliza el programa son los Momentos y Rotaciones Cedentes que determina internamente. En el caso prctico, si el usuario posee el diagrama de Momento-Rotacin de la seccin lo que debe hacer es dividirlo entre My y y e ingresar los valores resultantes.M My Mr Mu M/My 1 Mr/My Mu/My
y
u
0
u/ y
/y
Momento/Momento Cedente
Rotacin /Rotacin Cedente
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CASO 2: Se especifica que el valor del Momento Cedente lo determine el programa en base a la seccin establecida de acero o concreto con sus barras de refuerzo, y se asume que la rotacin cedente sea igual a 1.00, tal como se muestra en la figura.Momento Cedente determinado por el programa.
Rotacin Cedente Unitaria
En este caso los valores de Escala SF que utiliza el programa son el Momento Cedente determinado internamente y la rotacin cedente con valor igual a 1.00. En el caso prctico, si el usuario posee el diagrama de Momento-Rotacin de la seccin lo que debe hacer es dividir los momentos entre My y a las rotaciones restarle y e ingresar los valores resultantes.M My Mr Mu M/My 1 Mr/My Mu/My
y
u
0
uy
y
Momento/Momento Cedente
Rotacin - Rotacin Cedente
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5.3.
Mass Source: Fuente de Masa.
CASO 1
Definicin de Masas: From Element and Additional Masses: Peso propio y masas adicionales. From Loads: De las cargas From Element and Additional Masses and Loads: Peso propio, cargas y masas adicionales. Factor Multiplicador por caso de carga. Es decir, el programa transforma las cargas a masas utilizando un factor de 0 a 1.00 IMPORTANTE: Si se elige la segunda opcin From Loads, debe incluirse el caso de carga PP para contemplar la masa por peso propio.
Casos de Carga
Factor de participacin de masa.
CASO 2
Definicin de Masas: From Element and Additional Masses: Peso propio y masas adicionales. From Loads: De las cargas From Element and Additional Masses and Loads: Peso propio, cargas y masas adicionales.
Factor Multiplicador por caso de carga. Es decir, el programa transforma las cargas a masas utilizando un factor de 0 a 1.00
Casos de Carga
Factor de participacin de masa.
IMPORTANTE: Si se elige la tercera opcin From Element and Additional Masses and Loads, No debe incluirse el caso de carga PP ya que esta tomado en cuenta de manera directa.
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From Element and Additional Masses: Define la Masa del peso propio de la estructura y de las masas adicionales agregadas al modelo. From Loads: Define la masa de las cargas. En esta opcin puedes especificar las cargas de las cuales se requiere obtener la masa de la estructura. Para cada caso de carga se establece un factor que va de 0 a 1. Es importante destacar que en esta opcin se puede incorporar el peso propio PP como una carga para que participe como masa. From Element and Additional Masses and Loads: Define la masa debido al peso propio de la estructura, por las masas aadidas y por las cargas impuestas. Para cada caso de carga incorporado se debe establecer un factor que va de 0 a 1. Es importante destacar que en esta opcin no se debe agregar el peso propio PP ya que la misma est incluida en la condicin From Element.
200
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5.4.
Coordinate System/Grids: Sistemas de Coordenadas y Lneas de Grid
Adicionar un Nuevo Sistema
Adicionar una copia de un Sistema existente. Modificar un Sistema existente. Borrar un Sistema existente.
Convertir un sistema existente a unas lneas de Grid Generales
201
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Si seleccionamos la opcin Convert to general Grid y hacemos click en Modify/Show System entramos a una ventana donde podemos redefinir las lneas de Grid o agregar otras a partir de coordenadas que dan la posibilidad de lneas en diagonal.
Tipo de Lnea: Recta o en Arco.
Coordenadas de dos puntos para definir la orientacin del Grid.
202
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5.5. Joint Constraints: Restricciones en Conjunto de Juntas. Tiene como aplicacin establecer una Reduccin de grados de libertad.
Tipos de Constraint Adicionar un nuevo Constraint Adicionar copia de un Constraint. Borrar un Constraint definido.
Constraint Definidos
Genera que todas sus juntas incluidas se muevan juntas como un cuerpo rgido tridimensional. Por definicin, todos los grados de libertad en cada junta conectada participan. Sin embargo, el usuario puede seleccionar un set de grados de libertad que serian sometidos al constraint.Constraint Body: Constraint Diaphragm: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como un diafragma plano que es rgido contra deformaciones de membrana. Efectivamente, todas las juntas se conectan entre s por vnculos que son rgidos en el plano, pero no afectan la deformacin fuera del plano (placa). Se aplica cuando en un plano los elementos que conforman la estructura poseen en conjunto una rigidez muy significativa en trminos del modelo que se est analizando, obtenindose un comportamiento general como cuerpo rgido en el plano, referido a un centro de masas. Constraint Plate: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como una placa que es rgida contra deformacin de flexin. Efectivamente, todas las juntas se conectan entre si por vnculos que son rgidos a flexin fuera del plano, pero que no afectan la deformacin en el plano (membrana).
Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como una barra recta que es rgida contra deformacin axial. Efectivamente, todas las juntas mantienen una distancia fija entre s, en la direccin paralela al eje de la barra, pero la traslacin normal al eje y todas las rotaciones no se ven afectadas.Constraint Rod:
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Manual de Aplicacin del Programa SAP2000 v14Ing. Eliud Hernndez / eliudh5@gmail.com / 58-412-2390553 Constraint Beam: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas como una viga recta que es rgida contra deformacin a flexin. Efectivamente, todas las juntas se conectan entre s por vnculos que son rgidos para deformacin fuera del eje, pero no afectan las traslaciones a lo largo o la rotacin sobre el eje.
Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas con el mismo desplazamiento para cada grado de libertad seleccionado, tomado en el sistema de coordenadas local del constraint. Los otros grados de libertad no son afectados.Constraint Equal: Constraint Local: Genera que todas las juntas incluidas se muevan juntas con el mismo desplazamiento para cada grado de libertad seleccionado, tomado en el sistema de coordenadas local separado de la junta. Los otros grados de libertad no son afectados. Constraint Weld: Permite conectar diferentes partes del modelo estructural que se define por separado utilizando mallas.
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5.6.
Section Cut: Secciones de corte.
Cuando se aplica un section cut en un grupo determinado, se obtienen las resultantes para el rgimen de cargas actuantes en dicho grupo
Adicionar una nueva Seccin de Corte Adicionar copia de una Seccin de Corte Borrar una Seccin de Corte Existente
Seccin de Corte Definidas
Una vez que adicionamos una Nuevo Section Cut tenemos lo siguiente:
Grupo Seleccionado. CASO 1: Formato de Resultados en funcin a los ejes locales.
Orientacin de ejes locales para los resultados del Anlisis.
Definicin Avanzada de la Orientacin de los Ejes Locales.
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Si se hace marca la opcin Advanced Axes y luego se hace click en Advanced se tiene lo siguiente:Definicin de vector de Referencia en el direccin Axial. Definicin de vector de Referencia en el plano.
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Grupo Seleccionado.
Lado donde se reporta la Fuerza. CASO 2: Formato de Resultados en funcin a la convencin de Diseo.
Orientacin de ejes locales para los resultados del Section Cut para un comportamiento tipo WALL (Muro)
Orientacin de ejes locales para los resultados del Section Cut para un comportamiento tipo SPANDREL (Dintel)
Orientacin de ejes locales para los resultados del Section Cut para un comportamiento tipo SLAB (Losa)
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Convencin de Signos y Distribucin de Fuerzas para cargas en el Plano, para elementos de Area con comportamiento tipo WALL y SPANDREL
N
M 3-3 V 2-2 U3 U1 U2 WALL V 2-2 M 3-3 SPANDREL N WALL
V 2-2
U2
M 3-3
N M 3-3 U1 U3 SPANDREL V 2-2
N
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Convencin de Signos y Distribucin de Fuerzas para cargas Perpendiculares al Plano, para elementos de Area con comportamiento tipo WALL y SPANDREL
N
M 2-2 V 3-3 U3 U1 U2 WALL WALL M 2-2 V 3-3
SPANDREL
N
M 2-2 N V 3-3
U2 U1 M 2-2 N V 3-3
U3 SPANDREL
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5.7.
Functions: Funciones Espectrales y de Tiempo-Historia.
5.7.1.
Response Spectrum: Funciones Espectrales.
Agregar un Espectro en base a las normas internacionales o bien desde un archivo Agregar un Espectro Preestablecido Modificar un Espectro existente Espectros Definidos Borrar un Espectro existente
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Tipo: from File (Agregar un espectro desde un archivo.txt)Buscar el Archivo Nombre Factor de Amortiguamiento
Frecuencia vs Aceleracin Perodo vs Aceleracin Direccin del archivo Ver el Archivo
Convertir a Definido por el usuario
Mostrar Grfico
Si se escoge la opcin Convert to User Defined los datos del archivo.txt se agregan de manera permanente al modelo, tal como se muestra a continuacin.
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Nombre
Factor de Amortiguamiento
Perodo vs Aceleracin
Los Perodos y Aceleraciones pueden modificarse o eliminarse. Por otra parte, tambin pueden agregarse valores para ampliar el rango
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Time History: Funciones Tiempo-Historia
Agregar una Funcin de una lista predeterminada o bien desde un archivo Agregar una nueva Funcin Modificar una Funcin existente Funciones Definidas Borrar una Funcin existente
.- Definicin de la Funcin Coseno Cosine como ejemplo.Nombre
Parmetros
Tabla de Valores
Grafica de la Funcin
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5.8.
Load Patterns: Patrones de Carga.Agregar, Modificar y/o Borrar Patrones de cargas
.
Multiplicador de peso propio
Patrones de Carga
Tipo
Patrn de Carga Lateral Automtica Automtica
Nota: En este caso slo se incorpora un factor multiplicador del peso propio igual o mayor a 1.00 en el caso PP tipo DEAD. Los dems casos deben tener 0 en el Self Weight Multiplier para no contemplar el peso propio otra vez. Para el caso de carga SXE tipo QUAKE Sismo Esttico en X, se tienen diversas opciones: User Loads (SXE-1): En esta opcin se Aplican directamente las cargas por piso. User Coefficient (SXE-2): En esta opcin se Aplican coeficientes para la carga ssmica esttica (SXE-3): Seleccionar alguna de las Normas Preestablecidas (NBCC 2005, IBC2000, IBC2003, NEHRP 97, UBC 97, BOCA 96, ETC). En esta opcin se Definen los parmetros de las normas para la aplicacin de cargas ssmicas estticas.
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CASO 1: User LoadsCoordenadas del Punto de aplicacin de la Fuerza
Fuerzas por Diafragma
Diafragma Nivel (Z) Usar un Punto especfico de aplicacin de la Fuerza
Aplicar a los centros de Masas
Factor de Excentricidad Adicional Accidental.
CASO 2: User Coefficient:
Direccin y Excentricidades
Coeficiente Ssmico
Coeficiente de exposicin en base a la Altura de la Estructura
Rango de Altura para la carga Lateral.
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CASO 3: Para la Norma UBC-97 como ejemplo, Se tiene:
Direccin y Excentricidades
Factor de Excentricidad aplicado a los diafragmas Redefinir Excentricidades para cada diafragma con Valores de Longitud. Estimacin del perodo de la estructura
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Rango de elevacin a considerar para la estimacin de la altura de la estructura.
Factor R de reduccin de respuesta
Coeficientes Ssmicos
Tipo de Suelo Factor de Zona Ssmica Factor Ca Factor Cv Factor de la fuente Cercana.
Factor de Importancia.
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5.9.
Load Cases: Casos de Carga.
Agregar, Copiar, Modificar y/o Borrar Casos de cargas
Casos de Carga
Tipo
Ver Casos de Carga en forma de diagrama Automtica
Ejemplo: Caso de carga permanente CP En este caso se incluye el patrn de carga SCP y PP.Considerar Cero condiciones Iniciales para aplicar este caso de carga Tipo de Caso de Carga: Esttico
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Ejemplo: Caso de Carga definido por un Espectro SX-ESPECTRAL.
Nombre
Mtodos de Combinacin Modal: CQC: Combinacin Cuadrtica Completa SRSS: Raz Cuadrada de valores al Cuadrado
Tipo: Response Spectrum
Usar Modos para el anlisis U1: Direccin X U2: Direccin Y U3: Direccin Z
Mtodos de Combinacin Direccional: SRSS: Raz Cuadrada de valores al Cuadrado Absolute: Valores Absolutos con un factor de Escala
Factor de Escala que incluye la aceleracin de gravedad y el factor de Correccin del corte basal
Angulo de Excitacin
Aceleracin
Espectro
Amortiguamiento Modal Tpico de una Estructura.
Modificar el Amortiguamiento Modal
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Mtodo de Combinacin Modal CQC: Combinacin Cuadrtica Completa
En esta expresin: r representa una determinada respuesta al movimiento ssmico en una direccin definida UL y UM son las respuestas en cada modo i y j a ese movimiento ssmico, las cuales deben tomarse con el signo asociado a la forma modal; L y M son las frecuencias de los respectivos modos es el coeficiente de amortiguamiento respecto del crtico, el cual debe tomarse igual a 5% (caso tpico). Ntese que en la expresin anterior N est representando el nmero de modos utilizado en la combinacin, y no el nmero de pisos de la edificacin. Para el caso de sistemas con frecuencias bien separadas entre s, este criterio de combinacin tiende al clsico dado por la raz cuadrada de la suma de los cuadrados SRSS de cada mximo modal. Ejemplo: Anlisis Esttico Equivalente (Pushover) Consideremos el siguiente Prtico en el plano XZ sometido ante cargas laterales (LAT) tal y ante cargas gravitacionales, como se muestra en la figura.Junta 5: A monitorear en el Anlisis
5000
Ux
4000
3000 2000
1000
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Primero se define un caso de Carga Gravitacional No Lineal CG-NL, tal como se muestra a continuacin.Caso de Carga: CG-NL Anlisis Esttico
Patrones de Carga incorporados con sus factores de escala a fin de contemplar la accin gravitacional previa a las deformaciones laterales generadas por el Pushover
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Luego, se define un caso de Carga Lateral No Lineal Pushover, que inicia en la deformada final del caso gravitacional No Lineal CG-NL, tal como se muestra a continuacin.Caso de Carga: PUSHOVER El caso de carga Pushover inicia luego del estado final del caso de Carga No
Anlisis Esttico
Se Incluye el Patrn de Carga donde se incorporan las fuerza laterales necesarias para realizar el Pushover.
Para este caso es necesario modificar los parmetros de aplicacin de cargas, pasos a guardar y el mtodo a utilizar en la aproximacin numrica.
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Configuracin de Load Aplication.
Control de Aplicacin de la carga por Desplazamiento Magnitud del desplazamiento mximo hasta donde se va a realizar el anlisis.
Direccin del Anlisis a Realizar. U1: Direccin X. U2: Direccin Y U3: Direccin Z
Junta que se va a tomar como referencia para alcanzar el desplazamiento lateral mximo establecido.
Configuracin de Load Aplication.
Se especifica Multiple States para que el programa nos presente los resultados por etapas.
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Configuracin de Nonlinear Parameters.Parmetros para la solucin Numrica.
Mtodo de Descarga en Rtulas. Unload Entire Structure: Descargar toda la estructura al encontrar un punto de falla Apply Local Redistribution: Aplicar Redistribucin local al encontrar un punto de falla Restar Using Secant Stiffness: Reiniciar con la rigidez secante de la estructura al encontrar un punto de falla
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Ejemplo: Anlisis con una Funcin Tiempo-Historia (Time History) Consideremos una estructura a base de columnas, vigas y una losa maciza de espesor 20 cms, idealizada con un elemento tipo Shell-Thin, sometido ante cargas gravitacionales. En la zona central de la losa se ubica un Motor que genera aceleraciones verticales de carcter armnico (forma sinusoidal).
Ubicacin de Equipo
Ubicacin de Equipo
NOTA: El equipo Motor debe tener un peso y masa conocida a fin de ingresar estos valores en el programa y con ello realizar el anlisis dinmico conforme a su tipo de excitacin respecto al tiempo.
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Nombre
Condiciones Iniciales del Anlisis.
Tipo: Time History
Usar Modos para el anlisis U1: Direccin X U2: Direccin Y U3: Direccin Z
Mtodos de Anlisis: Anlisis Modal o por integracin Directa.
Factor de Escala que incluye la aceleracin de gravedad.
Aceleracin
Funcin
Amortiguamiento Modal Tpico de una Estructura.
Informacin de Ciclos
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Ejemplo: Pandeo Consideremos una columna en Acero de seccin Doble T modelada con elementos de rea y empotrada en la base. Se aplica una carga unitaria a cada nodo de su extremo superior. Luego, se realiza un anlisis de pandeo donde el programa nos reporta el factor de escala de la carga total introducida conforme a cada modo de pandeo, a fin obtener la carga crtica para cada caso.Nombre Tipo: Buckling
Se Incluye el Patrn de Carga donde se incorporan las fuerzas aplicadas en los nodos (Juntas)
Nmero de Modos de Pandeo a Analizar
1 Kg/nodo. Total = 19 Kg
Factor del primer modo de pandeo: 1978.72
Carga Crtica de Pandeo: Q = 19 Kg x 1978.72 = 37595,68 Kg
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