ejemplo con armadura de concreto armado

ING. EDUARDO RIVERA REYES CONSULTOR DE PUENTES Página Web: www.puentesrivera.es.fm

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MODELACIÓN DE ESTRUCTURA DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO

Para modelar una estructura de pórtico de concreto armado en el programa de computo SAP2000

se procede ha generar los elementos portantes como elementos FRAME y elementos SHELL

para modelar los muros de concreto armado.

Estructura de mixta de pórticos y muros de concreto armado constituida con vigas de

dimensiones de 0.30 x 0.70, con placas 0.20m. de espesor. S/C = 250kg/m2 + 100kg/m2

Masa/piso = 53.65 Tn - s2/m. Mrotacional = 4327 Tn-m

Pasos para modelar estructura:

Espectro de diseño T C 0.01 1.962 0.6 1.962 0.7 1.619 0.8 1.373 1.0 1.04 1.2 0.824 1.4 0.677 1.6 0.579




SOLUCION.-

1.- Modelación en el programa de computo SAP2000. Se verifican las unidades en que se

introducirá la estructura (dimensiones, cargas) Ton-m.

2.- Se busca un modelo predeterminado en el menú principal

FILE – NEW MODEL FROM TEMPLATE (Base de

datos del programa) se hace clic en Space Frame, tipear el

ingreso de datos, (a) número de pisos 4, (b) número de pórticos

en dirección en el eje X 3, (c) número de pórticos en

dirección en el eje Y 3, (d) altura de piso 3m., (e) separación

entre espacios de columnas en dirección X 7m., (f)

separación entre espacios de columnas en dirección Y 7m.

3.- Después de tener la estructura modelada se incluyen los elementos shell para tener los muros

de concreto armado, en el menú principal Draw - Draw Shell Element o con los comandos

gráficos que se encuentra en la barra de herramientas (se necesita marcar tres puntos)

o con (se marca un área contorneada por elementos frame).

4.- Para obtener resultados mas cercanos a los reales se divide los

elementos shell en diferenciales de área equidistantes con la




opción en el menú principal EDIT - MESH SHELL se divide

en una malla proporcional. (a) Mesh into 5, (b) by 5 Shells.

5.- Ingreso de propiedades de los materiales a usarse como: MASA (Si se quiere considerar la

masa del elemento para el análisis y diseño) DENSIDAD, MODULO DE ELASTICIDAD,

RADIO DE POISSON, en el menú principal se hará en menú principal

Define – Materials.

Mass = 0.00 kg/cm2

Weight = 1.8x10-3 kg/cm2

Modulo de elasticidad = 250998 kg/cm2

Modulo poisson = 0.2

F´y = 4200 kg/cm2

F´c = 280 kg/cm2

6.- Se cambian de unidades a Se definen las secciones de cada elemento estructural,

dándole sus propiedades respectivas a cada elemento. (Ancho, Largo de Sección), para la

viga, en el menú principal Define – Frame Sections, Add rectangular en el recuadro

extensible se escoje el material del que estará compuesto el elemento definido y se define las

dimensiones de profundidad (Depth) 0.50m y ancho (Width) 0.30m. Se repite el mismo

procedimientopara las columnas.




7.- El espesor de las placas de concreto armado se definen en el menu superior con Define –

Shell Sections -Add New Sections, en el casillero de Thickness menbrane se introduce el

espesor 0.20m. que tendrá la placa de concreto.

8.- Definir los casos de cargas propias, muertas y vivas, que se tendrán en la estructura, en el

menu principal se seleciona Define - Static Load Cases (a) se tipea la clase de carga que va

ha definir, (b) se define en el cuadro extendible la clase de carga que se aplicará, (c) se tipea

en Self Weight Multiplier 1 para considerar las cargas por peso propio en ésta selección, ó 0

para no tomar en cuenta en la carga definida el peso cuando se define en el peso propio. Se

adiciona la carga viva CV se tipea 0 en el casillero en blanco.

9.- Ingreso de Espectro de diseño de estructura con el Periodo Vs. Magnitud FUNC1.En el menú




principal se escoge Define – Response Spectrum Functions – Add New Function. En el

casillero de Time se tipea el periodo de la estructura, seguido de su magnitud.

10.- Definir casos de respuesta de espectro. Para escoger los casos de respuesta se selecciona del

menú principal Define – Response Spectrum Cases – Add New Spectra. Se introduce en

Damping para estructuras de concreto Armado es de 0.05 en la ventana de respuesta de

espectro se selecciona en la ventana de respuesta de espectro FUNC1 para la dirección U1

y se repite para la dirección U2.

11.- Asignar propiedades a los elementos de la estructura Para asignar cualquier propiedad,

fuerza (puntual o distribuida), carga a los elementos o nudo de la estructura, previamente se

tiene que seleccionarlo o marcarlo cada elemento.

12.- Asignar las restricciones por traslación y rotación de los nudos de los elementos en la base,

en el menú principal Assign - Joint - Restraints .




13.- Se restringir los nudos de los elementos por piso para que se desplacen juntos con la opción

en el menú principal Assign - Joint - Constraints – Diaphragm para cada piso se asigna

un diafragma diferente. Nos ubicamos en el último piso Add Diaphragm, en el casillero

en blanco se tipea DIAPH1 y se hace click 2 veces O.K. y repite para cada piso.

14.- Se crea un nudo maestro donde se concentrará las masas de los pisos en centro de gravedad

de la estructura. Menú principal Draw - Add Special Joint o con el icono de la barra de

herramientas .

15.- Asignar la masa de cada piso al nudo maestro de la estructura, ingresando en el sentido

donde actuará X(Direction1) 53.65Tn-s2/m e Y(Direction2) 53.65Tn-s2/m y el momento de

inercia rotacional de las masas en la dirección Z (Rotation about3) 4327 Tn-m.

ASSIGN - JOINT - MASSES

16.- Asignar secciones a los elementos estructurales, seleccionar los muros representados

por elementos frame. En el Menú principal ASSIGN – FRAME - SECTIONS, click

name seleccionar muro definido, repetir procedimiento para selecionar todos los muros.

17.- Asignar la cantidad de segmentos de salida que se tendrá en cuenta en el momento del

análisis. En el menu principal ASSIGN – FRAME – OUTPUT SEGMENTS




18.- Visualizar estructura con las propiedades de la secciones

VIEW – SET ELEMENTS – CHECK SHOW EXTRUSIONS

19.- Ingresar opciones de análisis, estructura en el espacio o en el plano, número de modos de

vibración

En el menú principal ANALYZE – SET OPTIONS – SET DYNAMIC PARAMETERS

20.- Analizar la estructura

En el menú principal ANALIZE – RUN o con la opción grafica de




21.- Revisar los resultados obtenidos del análisis, desplazamientos de la estructura.

En el menú principal DISPLAY – DEFORMED SHAPE o con la opción en la barra de

herramientas

22.- Visualizar las formas de modo de vibración de la estructura.

En el menú principal DISPLAY – SHOW MODE SHAPE o con la opción grafica de

23.- Visualizar fuerzas y esfuerzos en los elementos

En el menú principal DISPLAY – SHOW ELEMENT FORCES/STRESSES

Fuerzas Cortantes Momentos Flectores

24.- Revisar tablas de resultados para cada elemento




En el menú principal DISPLAY – SET OUTPUT TABLE MODE permite ver las

fuerzas cortantes en la estructura y los momnetos actuantes

ejemplo con armadura de concreto armado

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