Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann Ingeniera Civil

Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann Ingeniera Civil

Anlisis ssmico dinmico de edificacin de concreto armado En esta aplicacin se realizara el anlisis de una edificacin de concreto armado en base a prticos de 4 niveles. La altura de entrepiso es de 2.60m, para todos los niveles

C1=0.25x0.25C2=0.25x0.35C3=0.30x0.30Ahora se seguir la siguiente metodologa

1.- DEFINIR UNIDADESAl ingresar al programa, seleccionamos el men desplegable de los sistemas de unidades de unidades con las que se trabajaremos, en este caso tonf,m,c

2.- DEFINIR EL MODELO Y EDITAR MALLA DE TRABAJOSeleccionamos filenew model y accedemos al men de la figura donde podemos seleccionar grid only o en todo caso 3d frames, que serian las plantillas mas adecuadas para modelar la estructura. Si elegimos 3d frames, el programa ofrece la opcin de editar la ubicacin de los elementos frame pero con espacionamiento iguales entre ejes, lo cual no siempre se presenta ya que podemos tener distintas distancias entre ejes La mas adecuado es elegir la opcin de blank; luego editaremos la malla de trabajo definida por los ejes y alturas de proyecto, ingresamos a : definecoordinate sytems/grids

En la ventana que se muestra definimos nuestros ejes y elevaciones, obteniendo finalmente la siguiente configuracin para nuestro sistema de coordenadas

3.- DEFINIR MATERIAL(define materialsadd new material)Definimos las propiedades de los materiales que utilizaremos, la cuales deben estar en funcin a la norma correspondiente y especificaciones tcnicas del fabricante; en este caso norma E-0.60 concreto armado.En esta ventana ingresamos las propiedades del concreto fc=210kg/cm2, peso especifico, relacin de Poisson y coeficiente de expansin trmica.

4.- SECCIONES Para definir la geometra de las secciones de los elementos de concreto que utilizaremos en este modelo ingresaremos a: definesections propertiesframe sectionsadd new property

Luego el programa nos muestra la siguiente ventana con secciones predeterminados, aqu seleccionamos el tipo (concreto) y luego la opcin de seccin rectangular

En la siguiente ventana se debe ingresar el nombre de la seccin por ejemplo VP-101, inidicar el tipo de material (concreto) y las dimensiones ancho (width) y el alto (depth) y luego en la opcin concrete reinforcement indicamos el tipo de diseo que deber realizar el programa, en este caso es viga (beam)

Para las columnas se sigue similar procedimiento, con la diferencia que se debe indicar que el tipo de diseo de la seccin ser como columna (column)

5.- dibujar el modelo estructuralTeniendo las secciones de lo elementos estructurales definidos, con las herramientas del men de dibujo ubicado a la izquierda de la pantalla se dibujan los elementos frame en cada nivel, como se muestra en la figura izquierda se esta trazando la viga secundaria del 1er nivel y a la derecha se puede observar el modelo en 3d

De esta manera vamos cambiando de nivel en el plano para las vigas y para las columnas en los planos yz y xz hasta completar el modeloPara asignar el tipo de apoyo en la base de la estructura modificamos las restricciones, para esto seleccionamos los nudos (joint) de la base que en este caso se encuentran en el plano Z=0Ingresamos a: Assignjointrestraints, en la ventana que se abre podemos elegir el tipo de apoyo, as como modificar las restricciones tanto de traslacin como de rotacin. Consideremos la estructura como empotrada en el suelo, seleccionamos el tipo de apoyo empotrado que restringe los 6 grados de libertad del nudo.

6.- estado de cargas(defineload patterns)Para analizar la estructura de concreto armado, utilizaremos 2 estados de carga: cargas permanentes y cargas vivas, solo consideraremos el factor por peso propio como 1en el estado de cargas muertas (lo que significa que el programa considera el peso propio de los elementos.

Ahora se procede a cargar los elementos frame, previamente se debe realizar un metrado de cargas permanentes y cargas vivas de acuerdo a la norma E-0.20 de cargas.Assignframe loadsdistributedEn esta ventana seleccionamos primero el estado de carga, por ejemplo cargas permanentes (dead), el tipo y direccin de acuerdo a nuestro sistema de coordenadas.Si la carga es constante en todo el elemento frame se puede utilizar la opcin de uniform load, como se nuestra en la figura.

En cada caso de las cargas sean variables se debe utilizar la opcin trapezoidal loads, donde se puede indicar la variacin de cargas respecto a la longitud del elemento.7.- definir espectro de respuestaPrimeramente debemos generar el espectro de respuesta en una hoja de calculo y exportar a un archivo de texto ( por ejemplo block de texto) los valores del periodo (T) y aceleracin espectral (Sa). Luego desde el Sap importaremos el archivo para poder definir la funcin espectro

Seguidamente ingresamos a: definefunctionsresponse espectrum

En el siguiente ventana seleccionar la opcin de from file y luego presionamos add new function, lo que significa que es espectro ser definido en base a nuestro archivo de texto, por lo que seleccionamos from file.En la ventana response spectrum function definition, seleccionamos browse para indicar la ruta del archivo que contiene los datos del espectro generado

8.- ASIGNAR DIAFRAGMA Y BRAZO RIGIDO El diafragma rigido lo emplearemos para uniformizar deformaciones de la estructura y los aplicaremos a cada entrepiso de la edificacin, para esto seleccionamos todos los nudos (joints) del nivel en que nos ubiquemos y seguimos la siguiente secuencia: assignjointconstraint.En la ventana que se abre seleccionamos la opcin de diafragma y luego add new constraint (figura izquierda) luego en la siguiente ventana definimos el nombre del diafragma y seleccionamos el sistema de coordenadas y el eje respecto al cual se aplica el diafragma. El procedimiento se realizar para cada entrepiso

Para obtener resultados( fuerzas axiales, cortantes y momentos flectores) en la cara de los elementos, se debe tener en cuenta la rigidez de los nudos de la estructura, con este fin seleccionamos todos los elementos frame y assignframeend(length) offsetsEn la ventana que se apertura seleccionamos la opcin de conectividad automtica e ingresamos como factor de rigidez 1, lo que indica que el nudo es complemento rigido.

9.- anlisis del modeloPreviamente definiremos los casos de carga para el anlisis,para lo cual ingresaremos a Defineload casesadd new load case

Adicionaremos el caso de carga espectro En load case type, seleccionaremos el caso espectro de respuesta En load aplied adicionaremos la funcin espectro, definida previamente Antes de ejecutar el anlisis debemos verificar que ste activada la opcin de anlisis tridimensional, para lo cual ingresamos a:Analyseset analysis optionsEn esta ventana activamos space frame como se muestra

Luego vamos a analizar run analysis, en este paso seleccionamos los casos de anlisis, para esta aplicacin ejecutaremos el anlisis con los 4 pasos que se muestra en el grafico; a continuacin analizamos el modelo (Run now)

Antes de continuar, debemos revisar que no haya ningn mensaje de error o advertencia, si fuese asi debemos revisar el modelo, de acuerdo a lo que nos indique el mensaje. En este caso el anlisis se realiz correctamente 10.- combinacin de cargasPara definir las combinaciones de cargas ingresamos a:Defineload combinationsEn la ventana que se muestra seleccionamos la opcin add new combo, para adicionar combinaciones

Las combinaciones de carga para esta estructura deben estar de acuerdo a la norma E0.60 de concreto armado. Por ejemplo definiremos la siguiente combinacin Comb2=1.25*(carga muerta)+1.25*(carga viva)+1.25*(sismo)

Diseo Sismico decimo Ciclo