CURSO DE SAP200 PARA UNIVERSITARIOS Semana N°3.pptx

PRESENTACION DE DIAPOSITIVAS

1. SAP 2000

2. EJERCICIO 1 Diseñar el aligerado mostrado en la figura. Considerar ; uso de oficinas. Usar los factores de mayoración y las combinaciones de la Norma E-060.  

3. PREDIMENSIONAMIENTO Usar h = 25 cm   h (cm) Peso (kg/m 2 ) 17 280 20 300 25 350 30 420 35 475 40 (losa de 10) 600 Metrado de carga Carga muerta Peso propio 350 kg/m 2 Acabados 120 kg/m 2 Tabiquería 120 kg/m 2 D = 590 kg/m 2 Carga viva L = 250 kg/m 2 Para una vigueta: w D = 590*0.40 = 236 kg/m w L = 250*0.40 = 100 kg/m

4. Ésta es la pantalla inicial y lo primero que debemos fijar son las unidades con la que se va a trabajar Hacer click

5. Hacer click en [File] del Menú principal En el menú desplegable de [File] hacer click en <New Model >

6. Se accede a esta plantilla de diversos modelos estructurales En este caso se tiene que hacer click en <Beam>

7. Se accede a este cuadro de diálogo Se ingresa numero de tramos Se hace click en esta casilla para activar < Edit Grid > Se hace click en < Edit Grid >

8. Hacer click para cambiar a espaciamientos Corregir valores de los tramos Click en OK

9. Se retorna al cuadro de diálogo Beam Click en botón <+>

10. Nos muestra el cuadro de diálogo Frame Properties Click en botón < Add New Property >

11. Nos muestra el cuadro de diálogo Add Frame Section Property Click en botón Tee

12. Escribimos dimensiones de la sección Nos muestra el cuadro de diálogo Tee Section Escribimos como nombre de la secíón “Vigueta” Hacemos click en <+> para cambiar material

13. Nos muestra el cuadro de diálogo Define Materials Click en botón < Add New material>

14. Se accede al cuadro de diálogo Add Material Property Se selecciona “Concrete” Se selecciona “ f’c 3000 psi” Click en botón <OK>

15. Nos regresa al cuadro de diálogo “Define Materials Ahora aparece el nuevo material definido Click en botón < Add Copy of Material>

16. Se escribe el nombre del material por ejemplo “Concreto 210” Cambiar unidades momentáneamente para ingresar valor f’ c en kg/cm 2 Ingresar dato f’ c Click en <OK>

17. Regresa al cuadro de diálogo “Define Materials ” pero ahora ya se muestra el Material “Concreto 210” Click en botón <OK>

18. Se selecciona Concreto 210 Click en botón <OK> Regresa a cuadro de dialogo Tee Section

19. Vuelve a Frame Properties Se muestra “Vigueta” Click en botón <OK>

20. Vuelve a cuadro de dialogo Beam Aparece “Vigueta”. Si no, se busca y se selecciona. Click en botón <OK>

21. Se muestra el modelo estructural. Por defecto SAP2000 presenta dos ventanas: Una vista tridimensional y la otra muestra el plano X-Z. Como esta estructura es plana se va a cerrar la ventana tridimensional haciendo click en la x

22. Se muestra una sola ventana que es el plano X-Z. Se va usar la opción “Define” del menú principal

23. Click en “Define” desplegándose un submenu click Se muestra este cuadro de dialogo en el que por defecto está definida el patrón de carga DEAD. Se le va a cambiar de nombre por CM Escribir CM Click en Modify Load Pattern Escribir “0”

24. Quedó definido el patron de carga “CM” con factor de peso propio en cero Escribir “CV1” Seleccionar “Live” click Quedó definido el patron de carga “CV1” con factor de peso propio en cero Se escribe CV2 click

25. Así en forma sucesiva hasta queden definidos todos los estados de carga: click Quedó definido el patron de carga “CV2” con factor de peso propio en cero

26. Click en “Define” del Menú principal click Se selecciona “DEAD” click Escribir “CM” click

27. Click en “Define” click click Se escribe el factor de mayoración 1.4 click

28. Haciendo click en “ ” se muestra la lista de estados de carga click click Escribir 1.7 Quedó definida la primera combinación: 1.4CM + 1.7 CV1

29. Están definidas todas las combinaciones click La carga muerta se tiene que aplicar a todas las barras. Por lo tanto se va a seleccionar dichas barras en forma masiva para lo cual se usa una ventana de arrastre de izquierda a derecha cuidando que todas las barras completas queden encerradas en dicha ventana.

30. Así se muestran las barras cuando están seleccionadas Se va a usar este ícono para asignar cargas distribuidas a las barras Si no estuvieran activadas estas opciones se hace click derecho en esta área y sale este menú desplegable para seleccionar lo que necesita

31. Se muestra la estructura con la carga muerta plena Seleccionar el estado de carga. En este caso CM Escribir valor carga muerta Click

32. Se va a asignar carga viva según damero I, denominado CV1: Seleccionar los tramos que deben cargarse en damero I (CV1). En este caso la selección es individual o sea tramo por tramo haciendo click en cada uno de ellos en forma sucesiva Después de seleccionar los tramos a cargar, se hace click en el icono que se señala.

33. Seleccionar CV1 Escribir valor de carga viva click

34. Y así en forma sucesiva con los demás estados de carga obteniéndose estos resultados: CM CV1 CV2 CV3 CV4 CV5

35. Click en “ Analyze ” y se observa una lista desplegable click Todos los GDL están activados por defecto Click en Plane Frame por ser estructura plana Se desactivaron los GDL: UY, RX y RZ al haber seleccionado “ Plane Frame ” click

36. Click para correr el análisis Como no necesitamos el análisis modal no lo corremos haciendo click en: click

37. Si se desea ver las deformadas debido a combinaciones de carga se presiona el botón de deformadas. Se selec-ciona una combinación y se muestra su deformada. Si se desea ver las de las demás combinaciones se usan las flechas de la parte inferior Nos muestra la deformada debido a la carga muerta Con esta flechas se pueden ver las deformadas de los demás estados de carga.

38. Al hacer click en este icono nos muestra una lista desplegable. Vamos a seleccionar “ Joints ” par ver reacciones click Seleccionamos una combinación click

39. Se muestran las reacciones debido a la primera combinación. Si se desean ver las reacciones debido a las demás combinaciones se usan las flechas de la parte inferior

40. Para ver el diagrama de momentos hacemos click otra vez en este ícono click Seleccionar una combinación click click Para mostrar valores sobre DMF Si se desea cortante

41. Se muestra el DMF de la primera combinación Si se quieren ver otras combinaciones se usan estas flechas Éste es el mismo DMF anterior pero mostrando valores máximos. Se obtiene haciendo click en la opción “Show Values ” en el cuadro de dialogo de la diapositiva anterior

42. Para seleccionar las combinaciones de diseño hacemos click en “ Design ” Se muestra una lista desplegable y llevamos el mouse a la opción “Concrete Frame Design ” Deslizando horizontalmente el mouse a la derecha se muestra otra lista desplegable, entonces hacemos click en “ Select Design Combos”

43. Se seleccionan las combinaciones activándose el botón “ Add ” click Por defecto está activada la opción de generación automática de las combinaciones del código activo. Si queremos que tome en cuenta sólo nuestras combinaciones desactivamos esto haciendo click en: Las combinaciones que están en la ventana derecha se toma en cuenta para el diseño click

44. Ahora si se puede diseñar para lo cual hacemos click nuevamente en “ Design ” mostrándose una lista desplegable Se lleva el mouse a “Concrete Frame Design ” mostrándose una lista desplegable Se desliza el mouse a la derecha, mostrándose otra lista desplegable y se hace click en “ Star Design ”

45. Estos valores son áreas de refuerzo longitudinal en m 2 Cambiar las unidades a kgf , cm, C Estos valores son áreas de refuerzo longitudinal en cm 2

46. Diagramas de Momento flector de las combinaciones de carga superpuestas Envolvente de Momento flector de las combinaciones anteriores

47. EJERCICIO 2 Diseñar el pórtico plano mostrado en la figura. Considerar ; uso de oficinas. Ancho tributario de 4.5 m. Usar los factores de mayoración y las combinaciones de la Norma E-060.   k = 83 t/cm Elemento Sección( cmxcm ) Recubrimiento (cm) Viga 30*60 6.25 (al centroide del refuerzo) Colimna 40*40 4 (libre) Cargas (kg/m 2 ) Nivel w D w L Azotea 470 100 Típico 550 250 Nivel F SISMO (ton) 4 5.5 3 3.5 2 2.5 1 1

48. - Seleccionamos unidades, en este caso: t, m, °C (similar al ejercicio 1) - Usar la ruta File>New Model … Click en Pórtico plano

49. Accedemos al cuadro de diálogo 2D Frames Introducir datos Click , para activar botón Edit Grid Click

50. Corregir valores click

51. Nos devuelve al cuadro “2D Frames ” Click en “+”

52. click Se selecciona “Concrete” click

53. Se escribe nombre de la sección: “VIGAS” Escribir valores: h=0.60 m y b = 0.30 m click click Escribir recubrimiento al centro del refuerzo click

54. Regresa al cuadro de diálogo “Rectangular Section ” click click Seleccionar “Concrete” Seleccionar “ fc 3000 psi” click

55. Estando resaltado “300Psi” click Escibir nombre por ejemplo “Concreto 210” Cambiamos unidades para facilitar entrada de dato de f’c Escribir 210 click

56. Regresa al cuadro de dialogo “Define Materials Ya está definido “Concreto 210” click Regresa a cuadro de dialogo “Rectangular Section ” Seleccionar “Concreto 210” click

57. Regresa al cuadro de dialogo Frame Properties Quedó definida la sección “VIGAS” click Se muestra el cuadro de dialogo “Rectangular Section ” Se escribe un nombre por ejemplo:”COLUMNAS ” Se escriben las dimensiones de la columna click

58. click Escribir recubrim . libre Seleccionar diam . barra click Regresa al cuadro de diálogo “Rectangular Section ” click

59. Regresa al cuadro de diálogo “ Frame Properties ” en donde se observan las dos secciones definidas: “VIGAS” y “COLUMNAS” click Seleccionar “VIGAS” Seleccionar “COLUMNAS” click

60. Se muestra la pantalla inicial del modelo que consta de dos ventanas una tridimensional y la otra, bidimensional. Como se trata de una estructura plana se procede a cerrar la ventana tridimensional. click

61. Se selecciona este nudo con click click

62. Nos muestra el cuadro “ Assign Joint Restraint ” Se selecciona apoyo empotrado click

63. Liberamos “ traslation 3”, el resto lo dejamos restringido. Cambiar unidades para facilitar ingresar valor k a “ tonf , cm, °C”

64. “Define>Se va a definir los Patrones de Carga, en forma similar a como se hizo en el Ejercicio 1 con la diferencia que en el estado de carga muerta (CM) sí se va a dejar el factor de peso propio en “1” para que agregue el peso propio a este estado de carga. Además se agrega un estado CS (por sismo) tipo “ Quake ”:

65. La definición de los casos de carga también se realiza similar al ejercicio 1

66. Combinaciones de carga: 1.4*CM + 1.7*CV 1.4*CM+1.7*CV1 1.4*CM+1.7*CV2 1.4*CM+1.7*(CV1 + CV2) 1.25*(CM+CV)  CS 1.25*(CM+CV1) + CS 1.25*(CM+CV2) + CS 1.25*(CM+CV1+CV2) + CS 1.25*(CM+CV1) - CS 1.25*(CM+CV2) - CS 1.25*(CM+CV1+CV2) - CS 0.9*CM  CS 0.9*CM + CS 0.9*CM - CS

67. Se cambian las unidades a: “ Kgf , m, °C”

68. Se muestra el cuadro “ Assign Frame Distributed Loads ”

69. En forma similar para el estado de carga CV1, seleccionando las vigas correspondientes a este estado:

70. Similar para carga viva CV2:

71. En forma similar para los otros nudos:

72. Seguir la ruta: Analyze >Set Analysis Options Seguir la ruta: Analize >Run Analysis ó F5 ó hacer click en ícono:

73. Por defecto muestra como resultado del análisis la estructura deformada por carga muerta (CM) Para ver otros estados de carga se usan estas flechas

74. Para ver reacciones hacemos click en este ícono y de su´lista desplegable, click en “ Joints ”

75. Para ver el DMF:

76. DMF con valores

77. Para mostrar cortante, en forma similar:

78. Similar con “ Fill diagram ”

79. Para el diseño de acero primero se seleccionan las combinaciones de diseño con la ruta: Design >Concrete Frame Design > Select Design Combos…

80. Para iniciar el diseño, cambiar las unidades a Kgf , cm, °C y luego seguir la ruta: Design >Concrete Frame Design > Start Design Área de acero longitudinal en cm 2 Se tiene que seleccionar una combinación de barras que satisfagan estas áreas

81. Para mostrar el acero por cortante se sigue la ruta: Design >Concrete Frame Design >Display design Info …   12.24cm  

82. EJERCICIO 3 Analizar y diseñar la estructura con los siguientes datos: Uso: aulas de colegio Nro. de pisos: 02 ELEMENTOS DE SOPORTE DIRECCIÓN TRANSVERSAL Muros de albañilería y pórticos de concreto armado R = 3 DIRECCIÓN LONGITUDINAL Pórticos de concreto armado R = 8 MATERIALES f’ c = 210 kg/cm 2 E c = 217370.65 kg/cm 2 f’ m = 45 kg/cm 2 E m = 22500 kg/cm 2  c = 2.4 t/m 3  m = 1.9 t/m 3

83. LOSA ALIGERADA h = 20 cm Peso = 300 kg/m 2 ACABADOS Peso = 100 kg/m 2 SOBRECARGA Aulas talleres 300 kg/m 2 Pasadizos 400 kg/m 2 Techos 100 kg/m 2

84. Estructuración

85. CORTANTE BASAL EN X COEF. SISM. VALOR ESPECIFICACION NORMA E030 Z 0.45 Zona 4 Tabla N° 1 U 1.50 Edificación esencial Tabla N° 5 S 1.05 Suelo intermedio (S2) Tabla N° 3 T P 0.60 Suelo intermedio (S2) Tabla N° 4 T L 2.00 Suelo intermedio (S2) Tabla N° 4 hn 6.40 Altura edificación C T 35.00 Pórticos Item 4.5.4 T 0.18 Periodo fundamental Item 4.5.4 C 2.50 Factor amplif . sísmica Item 2.5 R 8.00 Concreto Armado pórticos Tabla N° 7 I a 1.00 F. de Irregularidad altura Tabla N° 8 I p 1.00 F. de Irregularidad planta Tabla N° 9 R 8.00 R = R * I a * I p Item N° 3.8 C/R 0.31 C/R ≥ 0.125 Item 4.5.2 factor 0.22 factor = Z*U*S*(C/R) P 296.34 Peso estructura (Ton) V B 65.63 V B = factor*P (Ton)

86. FUERZA SÍSMICA POR PISO EN X k = 1.00 PISO P i (ton) h i (m) P i * h i k a i F i V i 2 119.42 6.4 764.29 0.57 37.70 37.70 1 176.92 3.2 566.14 0.43 27.93 65.63 TOTAL 296.34 1330.43 1.00 65.63

87. CORTANTE BASAL EN Y COEF. SISMICO VALOR ESPECIFICACION NORMA E030 Z 0.45 Zona 4 Tabla N° 1 U 1.50 Edificación esencial Tabla N° 5 S 1.05 Suelo intermedio (S2) Tabla N° 3 T P 0.60 Suelo intermedio (S2) Tabla N° 4 T L 2.00 Suelo intermedio (S2) Tabla N° 4 h n 6.40 Altura edificación C T 60.00 Albañilería Item 4.5.4 T 0.11 Periodo fundamental Item 4.5.4 C 2.50 Factor amplif. sísmica Item 2.5 R 3.00 Albañilería Tabla N° 7 I a 1.00 F. de Irregularidad altura Tabla N° 8 I p 1.00 F. de Irregularidad planta Tabla N° 9 R 3.00 R = R *I a *I p Item N° 3.8 C/R 0.83 C/R ≥ 0.125 Item 4.5.2 factor 0.59 factor = Z*U*S*(C/R) P 296.34 Peso estructura (Ton) V B 175.03 V B = factor*P (Ton)

88. FIERZA SÍSMICA POR PISO EN Y k = 1.00 PISO P i (ton) h i (m) P i *h i k a F i V i 2 119.42 6.4 764.29 0.57 100.55 100.55 1 176.92 3.2 566.14 0.43 74.48 175.03 TOTAL 296.34 1330.43 1.00 175.03

89. File> NewModel

90. click click

91. Regresa a 3D Frames

92. Para definir muro de ladrillo

93. ESTADOS DE CARGA MUERTA Y CARGAS VIVAS

94. CARGANDO EL ESTADO DE CARGA VIVA CV1

95. Ubicación centroide (similar en ambos niveles)

96. Generando el diafragma rígido

97. M ti = ± F i (0.05L) Se tiene que incluir un momento torsor M ti = ± F i e