Análisis y diseño de una estructura usando SAP 2000

Análisis y diseño de una estructura usando SAP2000

INDICE

1. ENTORNO DEL SAP2000 v14

1.1 ESCRIPCIÓN DE LA PANTALLA DEL SAP2000

1.2 ESCRIPCIÓN DE LOS MENUS PRINCIPALES DEL PROGRAMA

2. CONCEPTOS BÁSICOS DE MANEJO DEL PROGRAMA SAP2000

2.1 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INTERFAZ GRÁFICA

2.2 SISTEMAS DE EJES COORDENADOS

       2.2.1 SISTEMA GLOBAL DE COORDENADAS

                2.2.2 SISTEMA GLOBAL DE COORDENADAS LOCALES

1. Sistema de Coordenadas Locales- NUDOS.
2. Sistema de coordenadas Locales – Frames
3. Sistema de Coordenadas Locales –Áreas

3. ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA PLANA TIPO ARMADURA

        3.1 UNIDADES DE TRABAJO

        3.2 ELEGIR EL MODELO A UTILIZAR

3.3 ASIGNACIÓN DEL TIPO DE APOYO

3.4 DEFINICIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL TIPO DE MATERIAL A UTILIZARSE (ALUMNIO     Alloy 6061 T6)

3.5 DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

3.6 AGREGAR FRAMES A LA ESTRUCTURA

3.7 ASIGNACIÓN DE LAS SECCIONES A LOS ELEMENTOS

3.8 DEFINIR TIPOS DE CARGA

3.9 ASIGNACIÓN DE CARGAS

3.10 ANÁLISIS DEL MODELO ESTRUCTURAL

3.11 VISUALIZACIÓN GRAFICA DE LOS RESULTADOS – DEFORMADA

3.12 VISUALIZACION GRAFICA DE LOS RESULTADOS – DESPLAZAMIENTO DE    NUDOS

1. INTERPRETACION DE RESULTADOS:
2. PARA OBSERVAR LOS DESPLAZAMIENTOS EN TABLAS.
3. SI DESEAMOS LLEVAR ESTOS RESULTADOS AL EXCEL.

3.13 VISUALIZACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS – CARGA AXIAL, CORTANTE Y MOMENTO.

3.14 IMPRESIÓN DE RESULTADOS EN UN ARCHIVO DE TEXTO

1. ENTORNO DEL SAP2000 v14

1.  DESCRIPCIÓN DE LA PANTALLA DEL SAP2000

[pic 1]

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1.1.1 LA BARRA DE MENU: Contiene todas las herramientas y operaciones que puede realizar el programa como por ejemplo analizar, diseñar, etc.

1.1.2 LA BARRA DE HERRAMIENTAS: Contiene los iconos de acceso directo a las operaciones más comunes que pueden realizarse, a la vez el usuario puede cargar mas iconos de acceso directo, para ello se debe acercarse a la barra de herramientas y hacer clic derecho y seleccionar la herramienta que desee.

• En el SAP2000, podemos tener hasta cuatro ventanas de trabajo, pero solo una de ellas estará activa, dicha ventana se reconoce ya que es la única que posee su barra de titulo en color azul.

1.1.3 UNIDADES DE TRABAJO: Nos permite seleccionar los diferentes tipos de unidades a utilizar en el análisis. Antes de cualquier tipo de trabajo es necesario que se defina las unidades a utilizar.

• El SAP2000 trabaja con cuatro unidades de medida, estas son: Fuerza, Longitud, Temperatura y Tiempo. El SAP2000, proporciona una serie de combinaciones coherentes de estas unidades a elegir, por ejemplo si elegimos la opción Kgf,m,C  indica qué se ha seleccionado como:

• Unidad de fuerza                 :        El Kilogramo
• Como unidad de longitud         :        El metro
• Y como unidad de temperatura        :        Grados centígrados

El tiempo en el SAP2000 siempre es medido en segundos.

1.1.4 PLANTILLA DE MODELOS DE ANÁLISIS

Para acceder a las plantillas o modelos genéricos de geometrías que presenta el SAP2000, debemos ir al menú File y hacer clic en la opción New model la cual nos presentara la Fig. a[pic 7]

[pic 8]

Fig. a - Ventana de plantillas

 Seguidamente pasamos a mostrar las plantillas de definición de geometrías proporcionada por el programa:

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Plantilla de vigas.

[pic 10]

Plantilla de Armadura tipo Slope, tipo Vertical, tipo Pratt.

Plantilla de Armaduras de techo, tipo1, tipo2, tipo 3, tipo 4, plantillas de Armadura  de Torre de transmisión tipo Guyed.[pic 11]

[pic 12]

Plantilla de pórticos en 2D tipo portal, arriostrado concéntricamente, arriostrado excéntricamente.

[pic 13]

Plantilla de pórticos en 3D con viga perimetral, con losas, con losas sin vigas.

[pic 14]

Plantilla de muros

[pic 15]

Plantilla de losas

[pic 16]

Plantilla de cilindros, plantillas de techo en forma de barril, de techo en forma de barril de varios tramos, de paraboloide hiperbólico, de domo esférico, domo parabólico.

[pic 17]

Plantilla de escalera tipo 1, tipo2, y plantilla de escaleras en espiral.

Plantilla de torre de agua tipo 1, tipo 2 y plantilla de silo circular.[pic 18]

[pic 19]

Plantilla de estructuras enterradas.

[pic 20]

Plantillas de arcos, de arcos variables, de prisma, y de bloques.

[pic 21]

Plantilla de puentes suspendidos.

1. DESCRIPCIÓN DE LOS MENUS PRINCIPALES DEL PROGRAMA

1.2.1  MENU EDICIÓN (EDIT)

Se utiliza para realizar los cambios al modelo. Se debe seleccionar previamente los objetos a editar. Mediante este menú podemos copiar, mover, cortar, adicionar modelos al modelo actual, replicar, crear sólidos, dividir elementos, barras aéreas y sólidos

[pic 22]

1.2.2  MENU VISTA (VIEW)

Con este menú podemos rotar la visual de la estructura, general vistas en perspectiva, acceder a las herramientas de zoom, pam, activar y desactivar líneas guías y ejes.

[pic 23]

1.2.3  MENU DEFINICIÓN (DEFINE)

Gracias e este menú se puede definir los tipos de materiales, secciones, grupos, nudos, patrones, tipos de carga, funciones a utilizar en el análisis dinámico, combinaciones de carga, etc.

[pic 24]

1.2.4  MENU DIBUJO (DRAW)

Permite agregar y/o modificar objetos del modelo, tales como elementos barra y aéreas

[pic 25]

1.2.5  MENU SELECCIÓN (SELECT)

Este menú se utiliza para seleccionar los objetos, sobre los cuales se ejecutara una acción.

[pic 26]

1.2.6  MENU ASIGNACION (ASSIGN)

Nos permite asignar propiedades y cargas a uno o más objetos previamente seleccionados. En este menú podemos asignar restricciones a nudos, secciones a los elementos frames, secciones Shell, nos permite también asignar cargas de presión y/o de temperatura

[pic 27]

1.2.7  MENU ANALIZAR (ANALYZE)

Luego de haber creado un modelo estructural completo, definiendo y asignando geometría, materiales, secciones y cargas, se puede analizar dicho modelo y determinar desplazamientos, fuerzas, esfuerzos y reacciones en la estructura. A continuación se muestra las secuencias de análisis.[pic 28]

               Menú analyze[pic 29]

Opciones de análisis

[pic 30]

Definir casos de análisis

1.2.8  MENU PANTALLA (DISPLAY)

Permite visualizar las asignaciones de cargas realizadas  a los objetos luego de haberlos cargado y permite observar los resultados luego de haber ejecutado el programa

[pic 31]

1.2.9  MENU DISEÑO (DESIGN)

Nos permite diseñar elementos, permitiendo obtener diagramas de capacidad. Estos diseños se realizan en función a códigos de diseños incorporados en el programa y mediante combinaciones de cargas definidas por el usuario o definidas en un código de diseño.

[pic 32]

1. CONCEPTOS BÁSICOS DE MANEJO DEL PROGRAMA SAP2000

2.1 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INTERFAZ GRÁFICA

• Para crear una viga o columna se utiliza el elemento LINEA (FRAME) que es identificado como una barra.
• Si deseamos un pórtico cada barra que representa a un elemento deberá estar unida a otra u otras usando los NUDOS (JOINTS) que representara las conexiones de los elementos.
• Para crear muros, losas y otros miembros similares se utilizan elementos AREA (SHELL), que pueden tener un comportamiento tipo membrana o placa o los dos al mismo tiempo, las cuales también serán conectadas por nudos a otros elementos.

Existe un gran número de tipo de cargas las cuales también se colocan gráficamente, estas cargas pueden ser de peso propio, temperatura, sismo, viento, carga viva, cargas de preesfuerzo, cargas móviles, entre otras.

En la interfaz grafica después de creada la estructura con sus cargas y restricciones, se hace el análisis final del cual, se muestra gráficamente la respuesta de la estructura como lo son sus desplazamientos, esfuerzos, momentos, cortes, reacciones, etc.

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