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UNIVERSIDAD SANTA MARA

Manual SAP2000 V.14

Diseo de Estructuras Regulares en Acero yConcreto Armado Aplicando el SAP200 V.14

Realizado por: Ing. Francisco Moya

15 De Mayo de 2012

El SAP2000 es un programa universal de clculo, que permite obtener un anlisis estructural

mediante la simplificacin de modelos matemticos avanzados y complejos para cualquier tipo de

obra civil. Se utiliza para el Anlisis y Diseo de Estructuras de Acero y Concreto Armado

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Ejercicio # 1 Sencillo (Viga de Concreto armado y de Acero estructural)

FileExpediente

Inicializar el modelo de forma predeterminada con las unidades

Utilizamos la Opcin Beam (Vigas) y colocamos las dimensiones requeridas.

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Se dividir en 2 partes de 6 metros cada una.

Definir los materiales

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Agregar Nuevo material (Add new Material) CONCRETO

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Agregar Nuevo material (Add new Material) ACERO DE REFUERZO

Agregar nuevo material rpido (Add New Material Quick) Acero-Steel

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Definir las propiedades de la seccin

Propiedades del miembro

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Importar propiedades de una seccin

Una vez elegida la seccin deseada, se abrir automticamente la carpeta donde se instalel programa Archivos de Programa. Seleccionamos cualquiera de la base de datos queya el programa contiene, en este caso trabajaremos con EURO.PRO, perfiles Europeos.

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Se seleccion los perfiles I. Se importaron los perfiles IPE 100, 120, 140, 200.

Propiedades del perfil IPE-200

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Una vez importadas las secciones de acero. Definir ahora seccin de concreto armado

Aadir una propiedad nueva - Add new property

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Se eligi una seccin rectangular

Depth: Altura, Width: Ancho

Los datos del acero de refuerzo

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Asignar el miembro de la seccin para los 2 lados de la viga, la viga izquierda ser deconcreto armado de 30x50cm y la viga derecha estar constituida de Acero IPE-100.

Luego se abrir la ventana de las propiedades previamente definidas, y se le asignar laque se desea para cada caso en particular.

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Definir patrones de carga Load patterns

Los patrones de carga son todas aquellas cargas que van a participar en el modelo.

El multiplicador del peso propio ser de 1,1 SUPERPOSICIN

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Definir casos de carga. Load cases

En este caso se borra el caso MODAL, el cual incorpora el anlisis ssmico, mediante losespectros de respuesta o de diseo. Vibracin y/o frecuencia.

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Seleccionamos la viga de concreto armado de 30x50cm y le asignamos la carga, que paraeste caso trabajaremos con una carga distribuida.

Se le aplicar una carga distribuida a lo largo de toda la viga de 150kgf/m por CargaPermanente.

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Seleccionamos la viga de Acero IPE-100 y le asignamos una carga puntual a la mitad de laviga.

Mostrar en pantalla las cargas asignadas

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Seleccionamos el tipo de patrones de carga que deseamos visualizar.

Elegimos el patrn de carga por Carga permanente y se observa la carga distribuidaaplicada a lo largo de la viga de concreto armado.

Para el patrn de Carga por peso propio podemos observar la carga puntual aplicada enla mitad de la viga de acero estructural.

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Ahora asignaremos para carga variable, para la viga izquierda una carga triangular ypara la viga derecha una carga trapezoidal.

Viga izquierda Carga TRIANGULAR

Viga derecha Carga TRAPEZOIDAL

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Elegimos el patrn de carga por Carga variable y se observa las cargas distribuidas en lasformas que se le aplico a ambas vigas.

Para correr el modelo

Ejecutar ahora

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Anlisis completo

Se puede observar la deformacin que obtuvo la viga, en funcin de las cargas aplicadas.

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Una vez corrido o ejecutado el modelo se puede mostrar las fuerzas aplicada para cadacaso de carga en la estructura diseada.Show Force (Mostrar Fuerza)

En este caso se eligi el caso para carga permanente buscamos el Momento 3-3, Momento2-2 No debe tener. Debido a que solo est actuando la coordenada 3.

Ahora se tomo el caso para carga variable buscamos el Momento 3-3, Momento 2-2 Nodebe tener. Debido a que solo est actuando la coordenada 3.

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Haciendo click derecho en el frame o miembro que se desee, podemos observar losdiagramas de corte, momento fuerza axial y deflexin de dicha barra.

Diseo de miembro de Acero

LA Norma Venezolana es

Compatible con la LRFD 93

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La especificacin AISC (American Institute of Steel Construction) para el diseo deedificios en acero, desde una primera versin realizada el ao 1923, basada en el mtodoen Tensiones Admisibles (ASD) ha evolucionado a lo que hoy se denomina el mtodo dediseo basado en Cargas y Resistencias Facturadas (LRFD)La definicin de estados lmites asociados a un modo de falla es un concepto introducido

en forma explcita en las disposiciones AISC con el mtodo LRFD. Sin embargo, es precisosealar que en especificaciones ASD anteriores, puede encontrarse el mismo concepto enforma implcita en diferentes situaciones.

Iniciar el diseo

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Con esta funcin podemos observar si el elemento en cuestin est o no fallando en eldiseo, haciendo click derecho en el miembro podemos entrar a una ventana que nosrefleja una serie de valores para los casos de cargas ms desfavorables y nos permitemostrar los detalles del elemento seleccionado.

Falla); Porque la demanda es mayor que la capacidad;

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D/C limite 0,95 El programa considera que falla a un 5%.

El Programa trabaja a Flexo compresin bioxial.

Una vez chequeado y detallado el diseo, se debe buscar algn otro perfil de mayordimensin para que pueda chequear considerando la relacin demando capacidad e irprobando hasta encontrar un perfil optimo que chequee y pueda usarse sin ningninconveniente para la cual se est realizando el diseo. Es importante destacar que esaconsejable utilizar perfiles que estn trabajando a plenitud, llegando a estar muy cercadel valor de 1 con la prioridad de no sobre disear e incrementar los gastos de materiales,mientras utilizamos perfiles ms grandes el costo aumentara. Para ello se puede utilizar laopcin Auto Select List, dentro de esa lista incorporamos varios perfiles y asignamos estalista a la barra, para que el programa escoja automticamente el perfil que chequee, es

decir no falle.

Diseo de miembro de Concreto

Con esta funcin podemos observar el rea de acero requerida, el porcentaje de acero quese requiere, etc. Haciendo click derecho en el miembro podemos entrar a una ventana quenos refleja una serie de valores para los casos de cargas ms desfavorables y nos permitemostrar los detalles del elemento seleccionado.

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Refuerzo requerido excede el mximo permitido, se recomienda aumentar la seccin.

FIN EJERCICIO #1Nota:

Antes de empezar el diseo verificar las unidades en que se trabajar el modelo, elegirel de su preferencia generalmente se trabaja en Kgf,m,C.

Este primer Ejercicio prctico se realiz paso a paso con la finalidad de permitir alusuario conocer de manera sencilla varias funciones del Men de inicio que nos

presenta el programa SAP2000. A medida que vamos avanzando ya se presentar deuna manera ms directa los procedimientos a seguir para el anlisis y diseo delelemento estructural, de igual forma explicar otras funciones que son necesarias paraun buen y eficaz diseo elaborado con este programa de clculo.

Para Guardar el archivo se recomienda crear una nueva carpeta y en esa carpetaguardar el documento, debido que el programa genera unos archivos basuras pordefecto. De no ser as el programa automticamente generara mltiples archivos en ellugar donde se halla guardado.

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Ejercicio # 2 (Losa de fundacin)

New ModelInicializar el modelo a partir de un archivo existente, nos permite inicializarun modelo de un archivo de SAP, en donde ya tendremos incorporados los materialesasignados en ese documento guardado. (Solo cuadricula).

Tomaremos el archivo con el nombre de Ejercicio #1, que fue el nombre que se le asigno alejercicio anterior de la viga en donde ya estn definidos los materiales, en este caso nosinteresa el del concreto y el acero de refuerzo.

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Lnea rpida de cuadrilla

Losa de fundacin de 25m2

Plano XY

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Definir un seccin de rea

Seleccionar el tipo de seccin para agregar Shell(Concha)

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Shell-thin (Concha-delgada) TwoLayers (Dos capas) Sup-Inf

Dibujar un ShellDibujar un elemento de rea rpido

Mostrar los parmetros de diseo de Concha

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Seleccionar la losa y colocarles los resortes con la finalidad de asignarles vnculoselsticos que simulan la rigidez del suelo a travs del modulo de Balasto.

El modulo de Balasto es un dato proveniente del estudio de suelo, y se refiere a lapropiedad mecnica que se obtiene al estudio de suelo, para obtener la tensin para que eldeforme 1 cm. Se utilizar en este caso 4,5kgf/cm2el cual le corresponde 2,25

El suelo solo responde a compresin

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Seleccionamos el Shell para dividirla (Malla de elementos finitos)

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Vamos a considerar las Cargas Nodales

Seleccionamos el nodo del medio, para considerar las cargas que se aplicaran.

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Y asignamos una carga de 5000kgf en carga permanente en el plano Z, se pone negativoporque se asume que va hacia abajo.

El mismo procedimiento para carga variable, en este caso la carga ser de 2500kgf

Run Analysis

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Plano XY

Mostrar las fuerzas en

las reas (Shell)

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Seccin de corte

Para observar la forma del diagrama de momento

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El resultado que arroja es una cuanta de cm2/cm

Lo difcil en disear es ver su comportamiento

Se debe aumentar el espesor ya que supera demasiado el admisible(cm2/cm)*100para obtener el rea de acero.

Est asociado a la cara del rea

acero requerida

Ast1Se refiere al rea de acer

en el eje local 1

Ast2Se refiere al rea de acer

en el eje local 2

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Definir y agregar un grupo para realizar el corte en una seccinSeleccionamos todas las reas y los nodos en donde queremos evaluar el corte.

Definir el grupo

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Asignamos y definimos el corte de la seccin una vez seleccionada el rea y asignado elgrupo.

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Para poder visualizarEsto se hace una vez corrido o ejecutado el modelo.

No existen valores ya que se selecciono un rea de un extremo y la carga esta aplicada enel centro.

F3Fuerza en Z, M1Mx, M2MySe estudia en ambos sentidos y se hacen varios cortes hasta encontrar los valores mximos.(Ms desfavorable).

FI N EJERCICIO #2

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Ejercicio # 3 (Zapata de fundacin). Se realizar el diseo de una zapata de 4 m2

De igual manera que en el ejercicio anterior, vamos a inicializar un nuevo modelo desdeun archivo existente. En este caso tomaremos el archivo con el nombre de ejercicio #2. Ok!

Cuatro lneas en X, cuatro lneas en Y y dos lneas en Z.Luego se modificar el espaciamiento.

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Haciendo click derecho en el boton derecho en cualquier sitio de la pantalla del programa.Modificar los datos de grilla

Plano 3D

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Definir las propiedades del slido

Agregar nueva propiedad

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Extrucciones

Se modifica la seccin de rea preestablecido en el ejercicio anterior para una zapata conespesor de 30cm

Una vez modificada se selecciona el rea y se divide en varias partes para trabajar comoelementos finitos

Nos ubicamos en el plano XY para un valor de Z=0, generar unas reas y seleccionamos elrea que deseamos dividir, el cual se dividir en 4 x 4

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As quedara divida el area seleccionada con la finalidad de realizar una extrusin de unrea a un slido. Para crear el pedestal de 1 metro.

Plano XY

Se vuelve a seleccionar el rea generada y se procede a extruirla con el menEdit>Extrude>Areas to Solids

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0,14m*10veces = 1,4m (Altura del pedestal)

Podemos observar que el elemento se convirti en un slido, muy til esta herramientapara trabajar en elementos finitos.

Plano 3D

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La funcin (Establecer la opcin de la pantalla)

Activamos el Extrude View (Extrusin de vista) 3D

Podemos observar el pedestal y la zapata de 2m x 2m creados.

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De igual forma las reas que estn involucradas en la zapata deben ser divididas. En estecaso se dividir en 6x6. Para ello se debe seleccionar las reas que conforman la zapata yrealizar el mismo procedimiento anterior para dividir las reas respectivas.

El siguiente paso es establecer los casos de carga, las cargas de anlisis y luego losvnculos elsticos que simulan la rigidez del suelo.

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Nos ubicamos en el plano XY para un valor de Z=0 y seleccionamos todo el rea

Asignar resorte a la cara de un objeto slido

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Colocar fuerzas axialesSeleccionamos todos los nodos del cuadro central en el plano XY para Z=1,4

Las cargas que se aplicarn son las siguientes:CP=6.000kgfCV=4.000kgf

Asignar las cargas en los nodos seleccionados

Asignamos el valor de carga permanente divido entre el nmero de nodos seleccionado.

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De la misma manera se realiza para la carga variable, para ello es til el comando (Get

previous selection). El cual selecciona automticamente lo ltimo que se hayaseleccionado valga la redundancia en el programa, en este caso seleccionara los 25 nodosubicado en el plano XY, Z=1,4, para aplicarle la carga correspondiente a carga variable.

Ahora vamos a incorporarle el momentoSeleccionamos un lado en el plano XY, Z=1,4 y asignamos el valor de la carga

correspondiente, aplicando el mismo procedimiento anterior.3500(Fuerza) / 0,40(Brazo) / 5(Nmero de nodos)=1750kgfCarga permanente4000(Fuerza) / 0,40(Brazo) / 5(Nmero de nodos) = 2000kgfCarga variable

Para los nodos del extremo derecho se le asignar los mismos valores pero consigocontrario para poder incorporar el momento, es decir para Carga permanente el valor

ser de -1750kgf y para la carga variable es de -2000kgf.

Plano XY para un valor de Z=1,4. Cara superior del pedestal

Para el diseo preferiblemente trabajar con S12que son las Cortantes.Ejecutar el modelo y modificar los casos d carga en NO LINEAL, siempre cuando se

trabaje con modulo de Balasto el anlisis ser NO LINEAL. Interaccin suelo estructura.

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Colocar viga de riostra

Seleccionar todo con la funcin Select All (Control + A).

Replicar a una distancia de 5 m en plano X

Podemos ver como se replico la zapata con su respectivo pedestal inicial a la distanciarequerida.

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Con la funciones podemos dibujar elementos de reas en el programa. En estecaso dibujamos un rea y colocamos la seccin que queremos establecer, particularmentepara este modelo no se requiere alguna en especifico.

Nos ubicamos en el plano XY, Z=1,4 y con la funcin de dibujar un elemento de rea

rectangular dibujamos un rea seleccionando los extremos superior de la parteinterna del pedestal, el cual tendr una distancia de 4,6 metros en el plano X.

Seleccionamos el rea que acabamos de crear y procedemos a extruirlo a un slido con lafuncin Edit > Extrude > Extrude Area to Solids.

L = 4,6m

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Seleccionar el slido para dividirlo

Con la funcin Extrude View podemos visualizar la viga de Riostra incorporada al modelo.

Nota: Lo ms importante en una zapata es el volcamiento, corte y punzonado.

FI N EJERCICIO #3

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Ejercicio # 4 (Galpn metlico).

Caractersticas de la cubierta del galpn a construir

Inicializar Nuevo modelo (New Model)

Seleccione la plantilla (Select template)

2d Truss (Cerchas 2D)

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Cercha tipo Pratt, una de las ms comunes en la actualidad.

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Define (Definir) > Materials (Materiales)Add new material (Agregar nuevo material)Material name (Acero)Material type = Steel

Weight and Mass (Peso y masa)Weight per unit volume (Peso por unidad de volumen) = 7.850kg f /m3

Isotropic Property Data (Los datos de la propiedad isotrpica)Modulus of Elasticity, E (Modulo de elasticidad) = 2.100.000kgf / cm2Poissons Ratio, U (Relacin Poissons) = 0,3 en el Acero.Coefficient of thermal expansion, A (Coeficiente de expansion trmica)= 1,17*10-5Modulo de Corte =807.692,308Other properties for steel Materials (Otras propiedades de los materiales de acero)Minimum yield stress, Fy (Lmite elstico mnimo) =4.200kgf / cm2

Minimum tensile stress, Fu (Resistencia a traccin mnima) =5.900kgf / cm2Effective Yield stress, Fye (Fluencia efectiva) = 4.200kgf / cm2Effective tensile stress, Fue (Resistencia a la tensin efectiva) = 5.900kgf / cm2

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Define (Definir) > Section properties > (Propiedades de la seccin).Frame section > Import new properties (Importar nuevas propiedades).

Para los cordones superiores e inferiores utilizaremos IPE-200.Para los montantes y diagonales utilizaremos angulares dobles.

Select property type (Seleccionar el tipo de la propiedad) = Steel.

Click to import a steel section (Haga click para importar un perfil de acero).

Se abrir la carpeta donde se encuentra el archivo del programa, en este caso Archivosde programa>>Computers and Structures>>SAP200 14. Y buscamos la carpeta quedeseamos obtener; el cual ser EURO.pro. Abrir!

Elegimos varios perfiles que podemos utilizar a lo largo del diseo.

Select sections to import (Seleccione seccin para importar).

DimensionsOut side height (t3): (Altura exterior).Top flange width (t2): (Ancho de ala superior).Top flange thickness (tf): (Espesor de ala superior).Web thickness (tw): (Espesor).Bottom flange width (t2b): (Ancho de ala inferior).Bottom flange thickness (tfb): (Espesor de ala inferior).

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Vamos a crear una lista y en este lista incorporaremos varios perfiles y el programaautomticamente elegir el perfil inmediato que este chequeando.

Define (Definir) > Section properties (Propiedades de la seccin).Add new property (Agregar nuevas propiedades).

Auto select list (Seleccin automtica de la lista).

Agregamos los perfiles que deseamos incorporar en la auto lista.

Lista creada

Definir el angular doble que se ser utilizado en los montantes y diagonales del galpnmetlico.

Define ( Definir) > Section properties (Propiedades de la seccin) > Frame sectionAdd new property (Aadir una propiedad nueva).

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Outside depth (Profundidad de afuera)Outsude width (Anchura externa)Horizontal leg thickness (Espesor de la pierna horizontal)Vertical leg thickness (Espesor de la pierna vertical).Back to back distance (Espalda con espalda Distancia).

Defini r las patrones de cargasDefine (Definir) Load Patternes (Patrones de Carga)

Para las columnas utilizaremos HEA-300Define ( Definir) > Section properties (Propiedades de la seccin) > Frame sectionImport new property (Importar nueva propiedad) >

Select property type (Seleccionar el tipo de la propiedad) = Steel.Click to import a steel section (Haga click para importar un perfil de acero).

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Seleccionamos varios perfiles HEA, que puedan ser aplicados en las columnas.Podemos de igual manera crear una lista para que el programa elija automticamente el

perfil, pero en este caso lo asignaremos de forma manual sin necesidad de crear la lista oaadir los perfiles HEA en la lista que ya ha sido creada.

Doble click encima de la grilla y agregar una nueva grilla:

Grird Ordinate Line Type Visibility Buble locZ3 -6 Primary Show(Mostrar) END

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Se observa la nueva grilla incorporada en el plano Z, 6 metros hacia abajo.

Seleccionamos los nodos de los extremos

Assign (Asingar) > Joint (Conjunto) > Restraints (Restricciones)

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Con la function Draw frame (Dibujar miembro)

Se abrir la siguiente ventana

Properties of object (Propiedades de un objeto)Line object type (Lnea tipo de objeto)Straight frame (Bastidor recto).

Section (Seccin) HEA300Moment release (Momento de liberacin) Continuos (Continuo).XY Plane offset Normal =0Drawing Control type (Dibujo de tipo control) = None (Ninguno).

Y se coloca haciendo click en la parte superior del nodo seleccionado y luego otro click enel punto ms alejado a una distancia de 6 metros por debajo en el plano Z.

Seleccionamos los nodos inferiores de las columnas que acabamos de crear para realizarlelas restricciones correspondientes, en este caso ser empotrada porque van directamente a

la infraestructura. (Al suelo).

Una vez defi ni da las propiedades a uti li zar en la cubierta y en las columnas, asignarla

antes de replicar la estructur a para asegurar y facil itar los procedimientos.

Se selecciona el perfil HEA300 para

las dibujar las columnas del prtico

central

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Assign (Asingar) > Joint (Conjunto) > Restraints (Restricciones)

Select all (Seleccionar todo) > Edit (Editar) > Replicate (Replicar)

Se replico la estructura 5 metros en el plano Y5 veces.

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Draw frame (Dibujar miembro) para dibujar las correas utilizaremos IPE-100.

Se dibujaran en el mismo sentido manteniendo uniformidad para cada correa, si es deizquierda a derecha todas tendrn ese sentido y viceversa si es en el otro sentido. Y se

dibujaran desde cada nodo del cordn superior entre la primera hasta la ltima cercha.

Display (Mostrar) > Show misc assigns (Mostrar miscelaneos asignados) > Frame

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Muestra los ejes locales

Show Unreformed shape (Mostrar la formasin deformar) Limpiar el modelo

Select (Seleccionar) > Properties (Propiedades) > Frame section (Seccin) > IPE100

Assign (Asignar) > Frame > Insertion point (Punto de insercin).

No altera el clculo, porque estn simplemente apoyadas.

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Vamos a inclinar las correas

Seleccionamos un lado Assign (Asignar) Frame Local axes

Seleccionamos el otro lado, el mismo procedimiento signo contrario (26,56)Con la finalidad de que las correas queden perpendicular a la cubierta.

Assign Frame Insertion Point

Parte inferior central

Seleccionamos todas las correas y modificamos los puntos

cardinales y lo ponemos por encima de la cubierta superior.

No altera el clculo porque estn simplemente apoyadas.

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Romper los miembros para que el programa entienda que estn unidos en un nodo.Seleccionamos todo Edit Edit lines Divide frame

As interrumpimos las correas

Seleccionamos la primera columna y la ltima en ambos lados.Romper las columnas y dividirlas en dos partes iguales.Edit Edit lines Divide Frame

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Los arriostramientos se harn con V invertida.

Seleccionamos cualquier de los puntos de las columnas que dividimos y los extruimos alneas.Edit Edit lines Extrude Points to frame.

O con la funcin de dibujar (Draw frame) asignar una viga de IPE 200 para elarriostramiento en ambos lados del galn metlico.

Volvemos a interrumpir los miembros para que estn separados por nodos, seleccionamosvarias vigas y las dividimos para colocarle la V invertida con la funcin (Draw frame)para finalizar el arriostramiento del galpn, el cual tambin se har con un IPE 200.

En el dibujo siguiente se muestra el arriostramiento adoptado en el diseo de la estructura,separado a una distancia de 5 metros.

Diseo del Depsito (5m* 5m)

Completar el plano de GrillasDoble click encima de la grilla.

5m

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Nos ubicamos en el plano XX, para Y=0 y Y=5 y seleccionamos el punto de la columnaizquierda con la finalidad de extruirlo para colocar el depsito en esta rea como estestablecido en el diseo mostrado anteriormente.

Ahora seleccionamos los extremos (puntos) de las vigas que acabamos de extruir y de igualmanera se tienen que extruir a unas lneas que sern las columnas para ello se utilizaranHEA-300.

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Completamos con una viga de 5 metros que una los puntos seleccionados en donde serealiz las extrucciones de las columnas para el depsito.Ahora incorporamos la grilla Z=-4; para realizar las correas de la mezanina o depsito,Ya sabemos grillas se editan haciendo doble click en cualquier grilla del sistema de grilla.

Las vigas principales que son las vigas de cargas estn sobre las columnas.Las correas son secundarias.

Conexiones

Correas para el depsito.Nos situamos en el plano XY, Z=-3Draw frame

Display (Mostrar) Show Misc (Mostrar miscelneos) FrameRelease / Parcial Fixity (Lanzamiento / inmovilidad parcial)

Momento o RigidezEmpotrado

Corte o FlexibleArticulado

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Para un puente gra lo que diseamos es la viga carrilera o Polipasto.

Define Section properties Frame section Add new properties

Tomamos la columna donde estarn ubicadas las mnsulas y la dividimos entre 2, esepunto medio lo vamos a extruir.

Select point Edit Extrude Extrude Points to frame.

Igualmente del otro lado

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Seleccionamos las mnsulasAssign Frame Insertion Point

Parte superior central

Volvemos a seleccionar las mnsulas

Desplazamiento de los extremos de longitud

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Viga carrilera IPE-200Draw Frame

Seleccionamos las dos vigas carrileraAssign Frame Insertion Point

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Definir un material que no tenga pesoAdd new Material Name = Peso ceroWeight per unit volume = 0

Define section properties Area section

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Draw Poly Area, con esta funcin podemos seleccionar un rea para ambos lados deltecho, luego seleccionar esas reas y replicarlas.

Asignar las cargas

Seleccionamos esas reas que acabamos de crear Assing (Asignar) Area Loads (Cargade la zona) Uniform to frame (Shell)

Para Carga Permanente

Para carga variable

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Para la carga de viento asignaremos el valor mnimo segn la Norma 2003-89 Accionesdel viento sobre las construcciones ese valor es 30 kgf/m.

Display (Mostrar) Show load assign (Mostrar la carga asignada) Area Uniform load to frames resultants (Carga uniforme a mimebros resultants)

Seleccionamos arriba el patrn de carga que deseamos visualizar.Load Pattern: Viento, Carga Permanente, Carga Variable

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Podemos visualizar la distribucin y orientacin de las cargas aplicadas para cada patrnde carga

Nuevamente seleccionamos las 10 reas Assign Area Local Axes

Con la finalidad de colocar los ejes perpendiculares a las correas.

Display show load assign Uniform load to frames Resultants

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Plano XY, Z=-3Draw Rectangular Element(Dibujar un elemento de rea rectangular)de un extremo a otro.

Seleccionamos esa reaAssign Area Loads Uniform to frame

Carga Permanente 350Kgf/m

2

(Losa cero o sofito metlico).Carga Variable 300kgf/m2(Depsito).

Selecta ll Edit Edit lines Divide frames 2da Opcin

RUN

Design (Diseo) Steel frame design (Diseo del acero del miembro)

Start design / check of structure (Comenzar el diseo / verificacin de la estructura).

Set display (Configurar la pantalla) Area Not in view (No a la vista)*Para que no confunda, ya que el rea se enmarca de color rojo y tiende a confundir.

Y revisar los perfiles que no chequeen y cambiarlos por un perfil mayor. Para que eldiseo pueda ser aceptable

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POLIPASTO

Establecer la carga mvil Dando valoresClick derecho en las vigas carrilera donde se apoyar el Polipasto, se abre una ventanadonde aparecen algunas propiedades del miembro y el nmero de etiqueta

correspondiente.

Define Moving Loads Path Add new Path Name (Recorrido o Trayectoria)O Define Bridge Loads Lanes (REC1)

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Define Moving Loads Vehicles Add new vehicles (NAME POLI1)O Define Bridge Loads Vehicles Add new vehicles (NAME POLI1)Choose vehicle type to add Add General vehicle

Define moving clases Add new clases Clases del vehculo (Name POLIPASTO)POLI1 (carga que definimos)Define vehicle clases Add new clas..

Ya tenemos definido Ruta, carga y vehiculo.

Define Load cases Add new load casesY agregar el Polipasto en los casos de carga del modelo

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Define Load combination

Add new combo(1,2CP + 1,6 CV)

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( CP + CV + 1,2POLI) No se consideran las cargas variables (solo por mantenimiento ocolocacin)

Design Steel frame design Select design combosAdd CP + V + 1,2POLI

RUN POLI Afecta a la columna y a la viga carrilera.Por lo general las vigas carrileras son bastante pesadas y de gran tamao.

FI N EJERCICIO #4

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Ejercicio # 5 (Edificio concreto armado).

El edificio constar de 6 niveles

Sistema de grilla (Gird Only)

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Doble click encima de la grilla para editarla.

Gird data: Cuadriculas de datos.

Definimos los materiales:

Concreto Concrete

Refuerzo Rebair

Define materials Add new material (Agregar Nuevo material)

Weigth per Unit Volume (Peso por unidad de de volumen) = 2.500kgf/cm2E = 15.100(fc)1/2

U = 0,2 (en concreto)

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Define (Definir) Section properties (Propiedades de la seccin) Frame section

Vamos elegir varias secciones tanto para vigas como para columnas.

Viga 30*50, el mismo procedimiento para cada una de las vigas que vamos a definir parael diseo.

Depth Altura, Width Anchura

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Columna 40*40, el mismo procedimiento para cada una de las columnas que vamos adefinir para el diseo.

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Definir los patrones de carga

Define Load patterns (Patrones de carga)

Realizar el espectro considerando que estamos ubicado en Barcelona capital del EstadoAnzotegui.

Zona ssmica (1, 2, 3, 4, 5, 6 7)- Zona geogrfica en el cual se admite que la mxima intensidad esperada de las

acciones ssmicas, en un perodo de tiempo prefijado, es similar en todos suspuntos.

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- Ao = Coeficiente de aceleracin horizontal, depender de la zona en donde seencuentre la edificacin, en este caso est ubicada en Barcelona zona # 5 segn loestablecido en la tabla 4.2 de la norma COVENIN 1756.

Obtenemos el valor de Ao=0,30 por ser zona 5.

- Seleccin de la forma espectral Depender del material del suelo y su profundidad del estrato blando, se har conarreglo a la tabla 5.1 de la Norma mencionada anteriormente.

- Seleccin del factor de importancia ():Su seleccin ser establecida de acuerdo ala tabla 6.1 y depender de la clasificacin de la edificacin segn su uso. GrupoA, grupo B-1, grupo B-2

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- Seleccin del nivel de diseo:1. Nivel de diseo 1: El diseo en zonas ssmicas no requiere la aplicacin de

requisitos adicionales a los establecidos para acciones gravitacionales.2.

Nivel de diseo 2: Requiere la aplicacin de requisitos adicionales para el diseoen zonas ssmicas establecidos en las normas COVENIN MINDUR.

3.

Nivel de diseo 3: Requiere la aplicacin de todos los requisitos adicionales para eldiseo en zonas ssmicas establecidos en las normas COVENIN MINDUR.

Seleccin del factor de reduccin de respuesta (R):

Los mximos valores del factor de reduccin R, para los distintos tipos deestructuras y niveles de diseo, estn dado en la tabla 6.4, la cual debe ser aplicadaen concordancia con la seccin 6.2.

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Toda edificacin ser clasificada como regular e irregular.Se considera regular la edificacin que no est incluida en ninguno de losapartados de la seccin 6.5.2.

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T*: Valor mximo del perodo en el intervalo donde los espectros normalizadostienen un valor constante, en segundos. (Artculo 7.2).

: Factor de magnificacin promedio.: Exponente que define la rama descendente del espectro.

Estos valores se elegirn de la tabla 7.1 y depender nicamente de la formaespectral (S1, S2, S3 Y S4).

To: Perodo a partir del cual los espectros normalizados tienen un valor constante.

Las ordenadas Ad de los espectros de diseo, quedan definidas en funcin de superodo T, tal como se indica:

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Ad: Ordenada del espectro de diseo, expresada como una fraccin de laaceleracin de gravedad.

Con la ayuda del trabajo especial de Grado elaborado por Ebert Sangrona guiadopor el ingeniero estructural Luis Bilotta, el cual realiz un programa para la elaboracin

del espectro de diseo en Excel.

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Y as sucesivamente hasta llegar a un tiempo de 5 sg.

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Copiamos todos estos valores de T y Ad y lo pegamos en un block de notas, paraluego pasarlo al programa y que est reconozca el espectro diseado.

Ahora vamos a definir el espectro.

Define (Definir) Functions (Funciones) Response Spectrum (Espectro derespuesta).

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Ok

Volver a entrar

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Ya est definido el espectro en el archivo.

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Define Load cases (Definir casos de carga)Modify (Modificar) Modal

F=m.am= Masa ssmica entre la gravedad.a= Aceleracin en funcin del perodo Ts.Agregar modos de vibracin hasta llegar al 90% de la masa total de la estructurasegn Norma

Combinacin de efectos

a) (Sx2+ Sy2)1/2b)

Sx+ 0,3 Syc)

El criterio CQC3

El programa de clculo SAP2000 est programado para el casa a).

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Define Load cases (Definir casos de carga)Add new load cases (Agregar Nuevo caso de carga).

En la combinacin modal se puede tomar CQC SRSS (Cualquiera de las dos).

Define (Definir)Materials (Materiales) Add new material (Agregar Nuevo material)

Para el predimencionamiento tanto de las vigas como de las

columnas, debemos regirnos por lo establecido en el captulo 18 de

la Norma COVENI N 1753-2006 Proyectos y Construccin de

obras en concreto estructural.

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Define (Definir) Section properties (Propiedades de la seccin) Area section (reade la seccin) Add new section (Agregar nueva seccin)

Empezar a dibujar las vigas y columnas con la funcin Draw Frame.Ubicndonos en los planos respectivos para facilitar la ejecucin.

Plano XY; Z=4 y empezamos a colocar las vigas.

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Para el predimencionamiento tanto de las vigas como de las

columnas, debemos regirnos por lo establecido en el captulo 18 de

la Norma COVENI N 1753-2006 Proyectos y Construccin deobras en concreto estructural.

Plano XZ, Y=0 y empezamos a colocar las columnas para cada valor de Y asignamos lascolumnas que se requiera colocar en el diseo.

Selecta ll (Seleccionamos todo) Edit (Editar) Edit lines (Modificar lneas) Divideframes (Dividir miembros).

Ruptura en las intersecciones con uniones seleccionadas, marcos y bordes de la zona ybordes slidos.

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Losas armadas en una sola direccin, en el sentido de la luz ms corta.

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Seleccionamos las reas

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Assign (Asignar) Area Loads (Zona de carga) Uniform to frame

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Muy importante decir le al programa que es un diagrama rgido.

Select all (Seleccionar todo) Assign (Asignar) Joint (Conjunto) Constraints (Limitaciones).

Otro punto importante la fuente de masa.

Define (Definir) Mass Source (La masa de origen).

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Plano XY , Z=0 (Seleccionamos todos los puntos donde esta ubicadas las columnas

con la finalidad de empotrarlas a la fundacin.