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UNIVERSIDAD SANTO TOMAS – BOGOTA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

SYLLABUS de Software Sap2000 para el Análisis de Estructuras

Ciudad y Fecha: Bogotá, Agosto 1 de 2006

ÁREA: ESTRUCTURAS CÓDIGO: NIVEL: REQUISITOS: INTENSIDAD: 2 h/Semana TIPO: teórica-práctica CRÉDITOS:

1. FUENTES DE INFORMACIÓN

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA UBICACIÓN TEXTOS GUIA: 1. Manuales de SAP2000 (Analysis Reference, Basic Analysis Reference, Introductory Tutorial, Verification Examples, Getting Started). 2. RODRÍGUEZ CALDERÓN, WILSON, Guía teórico – práctica para el análisis sísmico de estructuras.

Se localizan en las ayudas del programa. En la dirección www.csiberkeley.com se encuentran manuales y documentación adicional (papers y libros). Se consigue directamente con el autor. Contacto: wilroca50@hotmail.com wilroca@javeriana.edu.co

TEXTOS Y SOFTWARE DE CONSULTA: 1. TEXTOS: 1. R. BURDEN y FAIRES. Análisis Numérico

6ª Ed. Editorial Thompson Internacional 1998.

2. AHO, A. V. E. HOPCROFT, J. D. ULLMAN. The Design and Analysis of Computer Algorithms. Editorial Addison Wesley, Reading, MA, 1974.

3. RAY WYLIE. Matemáticas Superiores para Ingeniería. Editorial Mc Graw Hill, 1982.

4. MATHEWS. Métodos Numéricos Con Matlab. Ed. Pearson. 2000.

5. O. C. ZIENKIEWICZ – R. L. TAYLOR. El Método de los Elementos Finitos. Editorial Mc Graw Hill, 1994.

6. OÑATE, EUGENIO. Cálculo de Estructuras por el Método de los Elementos Finitos. Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería - CIMNE. 1995

7. H. BARBAT Y J. M. CANET, Estructuras sometidas a acciones sísmicas, CIMNE, Barcelona, 1994.

8. R. W. CLOUGH Y J. PENZIEN, Dynamics of Structures, Segunda Edición, McGraw-Hill, Inc., New York, 1993.

Varios textos de consulta se encuentran en la Biblioteca de la USTA, otros pueden conseguirse en la Biblioteca de la Universidad Nacional y/o Javeriana.

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9. J. P. WOLF, Dynamic Soil-Structure Interaction, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1985.

10. L. Wilson Edward, Three-Dimensional Static and Dynamic Analysis of Structures A Physical Approach With Emphasis on Earthquake Engineerin, CSI, Berkeley,2002

2. SOFTWARE: SAP2000

Este texto es de la autoría del desarrollador del SAP2000 y profesor destacado de la Universidad de Berkeley, California y se encuentra en versión PDF en la pagina web www.csiberkeley.com Disponible en las Salas de Computadores de la Facultad de Ingeniería.

2. JUSTIFICACIÓN

Con esta asignatura se pretende adiestrar al participante en el manejo de una herramienta

valiosa para el Análisis Estructural de problemas en una, dos y tres dimensiones, a través del programa de elementos finitos SAP2000 (Estructural Analysis Program).

Los estudiantes que desean actualizar sus conocimientos y tener la posibilidad de estar a

la par con el vertiginoso avance en el campo de la Ingeniería Estructural y los cambios recientes en la nueva Norma de Diseño Sismorresistente, crean el ambiente propicio para el desarrollo de este software.

El programa es genérico y su uso permite realizar el análisis de una amplia gama de

estructuras destinadas a edificaciones, tanques, puentes, etc. Pudiendo modelar las propiedades mecánicas de diversos materiales, así como cualquier tipo de solicitación externa tales como: cargas de viento, sismo, gravedad, variaciones de temperatura, presiones, asentamientos, etc.

Debido a las múltiples posibilidades que brinda este programa, es conveniente dar énfasis

a su aplicación a casos reales de edificios y estructuras de concreto armado para diferentes usos, así como el estudio de algunos problemas especiales en dos y tres dimensiones.

Son muchas las empresas que cuentan con Herramientas de Modelación de Estructuras y

en la práctica el uso del SAP2000, genera la posibilidad de abordar fácilmente cualquier otro programa basado en Elementos Finitos para la Modelación de Estructuras. De tal manera que el uso de herramientas de Ingeniería asistida por computador (CAE) hoy en día, es toda una necesidad para mantener la competitividad como ingenieros en el área estructural y en general en cualquier área donde se requiera realizar análisis y diseños seguros, eficientes, económicos y sobre todo en el mínimo tiempo posible.

3. OBJETIVO GENERAL

Familiarizar y Motivar al alumno en el uso de los elementos finitos para resolver problemas de Ingeniería Civil, particularmente en el Campo estructural, a través, del programa SAP2000.

3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1) Facilitar el análisis y cálculo de estructuras con el Programa SAP 2000. 2) Adquirir capacitación básica y avanzada en el manejo del programa de computador

SAP2000. 3) Desarrollar la capacidad de generar modelos conceptuales y transformarlos en

modelos numéricos que permitan comprender el comportamiento estático y dinámico

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de las estructuras. 4) Desarrollar proyectos reales donde se realicen todos los pasos que normalmente se

hacen en el medio laboral para realizar análisis y evaluaciones de estructuras. 5) Aprender a aplicar la Norma Sismorresistente Colombiana en el programa SAP2000,

así como interpretar los resultados. 6) Entender los bloques y conceptos matemáticos e ingenieriles asociados al programa

SAP2000 7) Desarrollar la capacidad para realizar el preproceso, solución y posproceso de

Estructuras, empleando SAP2000 y a la vez permitir que esto genere habilidades para abordar programas similares de Análisis Estructural por elementos Finitos.

Convención de distribución horaria ha = Horas Aula (contacto directo profesor alumno) ht = Horas trabajo dirigido (Tutoría -El estudiante trabaja bajo supervisión del docente) hi = Horas de trabajo independiente del estudiante hlab= Horas de trabajo práctico o de laboratorio Th = Total horas asignadas al trabajo del estudiante

Semana Descripción de Contenidos ha ht hi hlab Th

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(1ª clase) 3 Agosto

GENERALIDADES 1. Generalidades 2. Conceptos básicos del análisis

estructural con SAP2000 2 1 3

2, 3 (2ª clase) (3ª clase) 10 Agosto 17 Agosto

VIGAS

1. Vigas simples y cargas de temperatura en vigas

2. Momentos concentrados y distribuidos en vigas

3. Rotación de los ejes locales de una viga

4. Secciones no prismáticas de vigas 5. Vigas simplemente soportadas sobre

una fundación elástica

2 2 2 6

4 (4ª clase) 24 Agosto

Taller Dirigido: VIGAS

VIGA CASOS DE CARGA (Aplicación de los casos anteriores). 1 1 1 3

5 y 6 (5ª clase) (6ª clase) 31 Agosto

7 Septiembre

ARMADURAS 2D

1. Armadura Plana 2. Armadura con cargas de temperatura

y errores de fabricación 3. Armadura de cubierta

2 2 2 6

7 (7ª clase)

14 Septiembre

EXAMEN 1: ARMADURAS

ARMADURA DE CUBIERTA: Evaluación de cargas vivas, muertas y de viento según NSR98. Análisis de resultados.

2 2

8 (8ª clase)

21 Septiembre ARMADURAS 3D 4. Armadura 3D 1 1 1 3

4

9 (9ª clase)

28 Septiembre

Taller Dirigido: ARMADURAS

TORRE DE ENERGÍA: análisis de una estructura típica 3D. 1 1 1 3

10 y 11 (10ª clase) (11ª clase) 5 Octubre 12 Octubre

PÓRTICOS 2D

1. Generalidades sobre cargas en pórticos bidimensionales

2. Desplazamientos prescritos, rotación de apoyos y resortes en apoyos de pórticos bidimensionales

3. Análisis de un pórtico tipo de un edificio bajo distintos casos de carga (laterales y verticales)

2 2 2 6

12 (12ª clase) 19 Octubre

Taller Dirigido: PÓRTICOS 2D

Análisis de una estructura compuesta de un pórtico más una armadura en 2D, bajo distintos tipos de carga

1 1 1 3

13 y 14 (13ª clase) (14ª clase) 26 Octubre

2 Noviembre

PÓRTICO 3D

4. Análisis de un pórtico 3D ante solicitaciones sísmicas (F.H.E)

5. Análisis de un pórtico 3D ante solicitaciones sísmicas (modal espectral)

2 2 2 6

15 (15ª clase)

9 Noviembre

EXAMEN 2: PÓRTICOS 3D Análisis sísmico de un pórtico 3D 2 2

16 (16ª clase)

16 Noviembre ELEMENTO SHELL

1. Membranas, Placas y Cascarones ante cargas estáticas

2. Muro en voladizo 1 1 1 3

5. ASPECTOS A EVALUAR Los aspectos a evaluar son:

1) Aspectos teóricos (conocimiento) Se evalúa el conocimiento del paquete Sap2000 en cuanto a la teoría relacionada con: sistemas de coordenadas, restricciones, asignación de compatibilidad nodal, asignación de secciones, asignación de cargas y masa, formas de numeración, asignación de espectros, asignación de casos de carga, combinaciones de carga, envolventes de carga. 2) Aspectos prácticos (aplicación del conocimiento) Se evalúa la capacidad del alumno para partir de un modelo conceptual y llegar a la conformación de un modelo estructural en sap2000, así como la interpretación y verificación de los resultados.

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PROGRAMACIÓN DEL SEMESTRE: II 2006

Software Sap2000 para el Análisis de Estructuras

Inicio de clases Agosto 1 Primer Taller Agosto 24 Primer Examen Septiembre 14 Segundo Taller Septiembre 28 Tercer Taller Octubre 19 Segundo Examen Noviembre 9 Finalización de clases Noviembre 16 Examen Final Noviembre 23 Entrega de Notas 70% Noviembre 30 Entrega de Notas 30% Noviembre 30

Clase magistral Taller dirigido Examen

AGOSTO SEPTIEMBRE D L M M J V S D L M M J V S 1 2 3 4 5 1 2 6 7 8 9 10 11 12 3 4 5 6 7 8 9 13 14 15 16 17 18 19 10 11 12 13 14 15 16 20 21 22 23 24 25 26 17 18 19 20 21 22 23 27 28 29 30 31 24 25 26 27 28 29 30

Total clases magistrales: 4 Total clases magistrales: 2 Total talleres dirigidos: 1 Total talleres dirigidos: 1 Total exámenes: 0 Total exámenes: 1

OCTUBRE NOVIEMBRE D L M M J V S D L M M J V S 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 8 9 10 11 12 13 14 5 6 7 8 9 10 11 15 16 17 18 19 20 21 12 13 14 15 16 17 18 22 23 24 25 26 27 28 19 20 21 22 23 24 25 29 30 31 26 27 28 29 30

Total clases magistrales: 3 Total clases magistrales: 2 Total talleres dirigidos: 1 Total talleres dirigidos: 0 Total exámenes: 0 Total exámenes: 2

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PROGRAMACIÓN DEL SEMESTRE: II 2006

Software Sap2000 para el Análisis de Estructuras

INICIO CLASES: Agosto 1 FIN DE CLASES: Noviembre 16 DURACIÓN: 16 Semanas

DIAS DE NO CLASE:

HORARIO: Jueves 10 – 12 a.m. Salón: Sala 2

EVALUACIONES SEMESTRE: II – 2006

TIPOS DE EVALUACIÓN FECHA PORCENTAJE

PARA EL 70%:

PRIMER EXAMEN Septiembre 14 40%

SEGUNDO EXAMEN Noviembre 9 40%

TALLERES DIRIGIDOS (3) Agosto 24 Septiembre 28 Octubre 19

20%

TOTAL NOTA DE CURSO (70%) (Suma 100%)

PARA EL 30%:

EXAMEN FINAL Noviembre 23 100%

TOTAL NOTA DE CURSO (30%) (Suma 100%)

DATOS DEL PROFESOR

Myriam Rocío Pallares Muñoz Ing. Civil – UIS Mag. Métodos Numéricos – UPC

HORARIO DE ATENCION A ALUMNOS

DIAS HORAS – LUGAR

Jueves 9 – 10 a.m. (Facultad de Ingeniería Civil)

e-mail: myriampallares@correo.usta.edu.co

__________________________________________________________ FIRMA DEL PROFESOR