sap200 básico-clase04 (edificio 2 )

ANALISIS Y DISEO DE EDIFICACIONES CON SAP200 V16

Ing Erik j. Barreto Zavaleta [email protected] Pgina 1

ANALISIS Y DISEO EDIFICACIONES CON SAP200 V16 Anlisis de cargas de gravedad y cargas ssmicas de un Edificio 2 niveles. En la Figura siguiente se muestra el casco estructural.

Figura 1 Planta estructural

El edificio cuenta con las siguientes caractersticas:

- Concreto en losa aligerada: fc = 210 kg/cm2. - Losas aligeradas en una direccin de 20 cm de espesor. - Altura de piso 1 nivel = 3.00 m. - Altura de losa de 1 nivel a losa 2 nivel = 3.20m. - Ubicado en la costa, suelo flexible, destinado a:

o Primer piso : Saln de Exposiciones o Segundo piso: vivienda

Las cargas a considerar para el edificio son: Carga Muerta:

- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2. - Piso terminado. 100 kg/m2.

Carga Viva:

- Techo 1 nivel. 200 kg/m2. - Techo 2 nivel (Azotea). 100 kg/m2.

Realizar el anlisis de cargas de gravedad y cargas ssmicas de acuerdo con los lineamientos de la Norma de Diseo Sismorresistente NTE.E030.



Resumen de pasos a Seguir en el anlisis y diseo

1. Configuracin de unidades.

2. Eleccin de plantilla para nuestro modelo. (Editar Ejes)

3. Definicin de materiales.

4. Definicin de secciones de elementos estructurales (Columnas, vigas,

losas, etc.).

5. Asignacin de secciones.

6. Dibujo de nudo maestro y definicin de diafragma rgido.

7. Asignacin de restricciones en los apoyos (Apoyo empotrado).

8. Asignacin de masas en direcciones X, Y como tambin la inercia

rotacional.

9. Asignacin de brazos rgidos.

10. Configuracin modos (Teniendo en cuenta que son 3 por nivel).

11. Analizar el modelo para calcular el periodo fundamental.

12. Asignacin de cargas estticas y cargas dinmicas.

13. Asignacin de cargas.



DESARROLLO 1. Configuracin de Unidades

2. Eleccin de plantilla para nuestro modelo

Ruta: File ~ New Model



Indicar la informacin basica de la rejilla y luego activamos el casillero: Use Custom

Grid Spacing and Locate Origin y click en Edit Grid

Configuracion idonea de rejilla, para nuestro modelo.



Modelo por defecto

Debemos seleccionar los elementos frame que no participan en el modelo, y

eliminarlos, nos ayudaremos en la ventana izquierda mostraremos una vista en

perspectiva para que sea mas sencillo la eliminacion de los elementos.



Elementos que participan en el modelo estructural

3. Definicin de materiales Ruta: Define ~ Material



4. Definicin de secciones de elementos estructurales

Vigas:

VT(25x35)cm

VT(25x40)cm



Ruta: Define ~ Section Properties ~ Frame Section

El valor nulo en Mass es debido a que ingresaremos la masa concentrada en el nudo maestro, de todos los elementos estructurales.



Definicin de secciones Tee y L.



Configuracin de cuadricula Ruta: Options Preferences



Dibujo de seccin Ruta para comando de dibujo Ruta: Draw Draw Poly Shape

Para indicarle la coordenada correcta a cada punto que delimita el permetro de la figura mostrada, seguimos la ruta de la figura inferior izquierda y luego damos click izquierdo en sobre la figura. Para mostrar la informacin de cada nudo

Damos click derecho sobre cada nudo de

Para mostrar la informacin de cada nudo damos click derecho, en los nudos de color negro y digitamos su coordenada correcta ver Archivo 2



Configuracin de cuadricula Ruta: Options Preferences

Dibujo de seccin Ruta para comando de dibujo Draw Draw Poly Shape



Para indicarle la coordenada correcta a cada punto que delimita el permetro de la figura mostrada, seguimos la ruta de la figura inferior izquierda y luego damos click izquierdo en sobre la figura. Para mostrar la informacin de cada nudo

Damos click derecho sobre cada nudo de

5. Asignacin de secciones. Debemos generar una vista en perspectiva en planta para realizar el procedimiento de forma ms sencilla.

Previamente de debe seleccionar las vigas en cuestin Asignacin de VT (25x40)cm.

Para mostrar la informacin de cada nudo damos click derecho, en los nudos de color negro y digitamos su coordenada correcta ver Archivo 2



Ruta: Assign- Frame Frame Sections..

Debemos realizar este procedimiento con todos los elementos estructurales.



Como se muestra en la figura las secciones fueron asignadas para ver una vista llena se debe seguir la siguiente ruta View

Como se puede apreciar en la vista llena debemos orientar, algunos elementos estructurales, como la columna L y TEE



Para realizar este procedimiento debemos seleccionar el elemento a rotar y seguimos la siguiente ruta.

Elemento 4,A Assign Frame Local Axes

Elemento orientados correctamente

6. Dibujo del nudo maestro y asignacin de diafragma rgido.

Debemos tener en cuenta la misma dinmica para los elementos estructurales restantes, apoyndonos en el casco estructural, para su orientacin correcta



Previamente se calcul la ubicacin del Centroide en el programa AutoCAD. Ver archivo 02

Coordenadas de nuestro nudo maestro X=6.67m, Y=4.80m. Para ubicarlo en sap2000 debemos mostrar una vista X-Y (Plano) Debemos recordar que se debe dibujar un nudo maestro por cada nivel

Vista X-Y ventana izquierda, adicionalmente se puede apreciar en la vista

tridimensional ventana derecha, que nos encontramos en el techo del primer nivel, para ubicar el nudo maestro nos apoyaremos como inicio de

coordenadas en el punto A,1. Para dibujar el nudo maestro seguimos la siguiente ruta Draw- Drar special joint



Asignacin de apoyo especial, debemos seleccionar todos los nudos maestros Ruta: Assing- Joint Restraints

Nudos maestros en los niveles respectivos



Definicin de diafragma rgido. Previamente debemos seleccionar un nudo maestro (se recomienda empezar por el primer nivel y seguir ascendiendo) Ruta: Assign Joint Constraints



Antes de asignar el diaframa rigido realizarmeos operaciones de edicion, de tal forma que

juntaremos las lineas de vigas que estan en tramos, ya que la divion de linea debe ser solo

por el tema de la interseccin viga columnas o Muro.

Para juntar las lineas seleccionadas seguimos la siguiente ruta

Ruta: Edit Edit lines Joint Frames



Para asignar el diafragma rigido en cada nivel previamente debemos seleccionar todos los

nudos del techo en cuestion.

Ruta: Assign Join - Constraints

Techo 1 nivel

Techo 2 nivel 7. Asignacin restricciones en los apoyos



Ruta: Assign Join - Restraints



8. Asignacin de masas Los valores fueron calculados en el archivo Calculos.xls Debemos seleccionar cada nudo maestro y asignarle sus valores respectivos Nudo maestro 01 Ruta: Assign Joint - masses



9. Asignacin de brazos rgidos.

Previamente debemos seleccionar todos los elementos estructurales Ruta: Assing Frame End (length) Offsets

10. Configuracin de modos. Ruta: Define Load Cases



11. Anlisis previo para clculo de periodo fundamental. Ruta: Analyze Run Analyze

Periodo natural Ruta: Display Show Deformed Shape



12. Asignacin de cargas esttica y dinmica.

Definicin Cargas Estticas (Debemos desactivar el candado para realizar edicin en el modelo) Ruta: Define Load Patterns



Asignacin de cargas estticas Previamente debemos seleccionar el nudo en el que se aplicara dicha carga empezaremos por el 1 nivel Ruta: Assign Joint Loads

1 nivel Carga esttica XX

2 nivel Carga esttica XX



1 nivel Carga esttica YY

2 nivel Carga esttica YY



Definicin Cargas Dinmica (Debemos elaborar nuestro espectro de respuesta para un suelo intermedio) Utilizar archivo CALCULOS .xls Debemos copiar en un block de notas los valores de Tn. Vrs. SC los coeficientes faltantes los ingresaremos directamente en el programa como un factor de escala Sa=ZUg/R

13.

Para definir cargas dinmica en el programa usamos la siguiente ruta



Define Fuctions -

1

2



Definiendo Cargas dinmicas en XX, YY Ruta: Define Load Cases



RESULTADOS Debemos crear combinaciones de desplazamientos, de esta manera interpretaremos los desplazamientos Absolutos y relativos. Ruta: Define- Load combinations



Seleccionar los nudos maestros y seguir la siguiente ruta para obtener resultados de desplazamientos Ruta: Display Show tables



TABLE: Joint Displacements ANALISIS ESTTICO

Joint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2 R3

Text Text Text mm mm mm Radians Radians Radians

62 DESP-EST-XX Combination 19.48055 -0.155912 0 0 0 0.000678

62 DESP-EST-YY Combination -

0.310761 23.554828 0 0 0 0.000811

61 DESP-EST-XX Combination 9.572896 -0.198927 0 0 0 0.000334

61 DESP-EST-YY Combination -

0.188573 11.166386 0 0 0 0.00035

D Rel X hi (mm) Deriva X Deriva X

Max

9.907654 3600 0.0027521 0.007 ok

9.572896 3200 0.0029915 0.007 ok

D Rel Y hi (mm) Deriva Y Deriva Y

Max

12.388442 3600 0.0034412 0.007 ok

11.166386 3200 0.0034895 0.007 ok

TABLE: Joint Displacements Absolute ANALISIS DINMICO

Joint OutputCase CaseType StepType U1 U2 U3 R1 R2 R3

Text Text Text Text mm mm mm Radians Radians Radians

62 DESP-DINXX Combination Max 16.976651 1.144763 0 0 0 0.000783

62 DESP-DINXX Combination Min -

16.976651 -1.144763 0 0 0 -

0.000783

62 DESP-DINYY Combination Max 1.129004 23.545977 0 0 0 0.000958

62 DESP-DINYY Combination Min -1.129004 -

23.545977 0 0 0 -

0.000958

61 DESP-DINXX Combination Max 8.323274 0.60453 0 0 0 0.000386

61 DESP-DINXX Combination Min -8.323274 -0.60453 0 0 0 -

0.000386

61 DESP-DINYY Combination Max 0.610419 11.662088 0 0 0 0.000413

61 DESP-DINYY Combination Min -0.610419 -

11.662088 0 0 0 -

0.000413

D Rel X hi (mm) Deriva X Deriva X

Max

D Rel Y hi (mm) Deriva Y Deriva Y

Max 8.653377 3600 0.002752126 0.007 ok 11.883889 3600 0.003441 0.007 ok

8.323274 3200 0.00299153 0.007 ok 11.662088 3200 0.003489 0.007 ok



14. Asignacin de cargas Para asignar cargas a nuestra estructura debemos crear losas, ya que en ellas aplicaremos cargas sobre rea. Para definirlas seguir la siguiente ruta: Define- Section properties -

Dibujo de Losas en el modelo estructural. Tenemos que ubicar una vista en X-Y (Planta)



Techo 1 nivel

Ruta para comando de dibujo Draw-

Se debe seguir el procedimiento para el dibujo de las losas en el segundo nivel.



Dibujo completo de losas Aligeradas

Asignacin de cargas en losas Previamente debemos ubicarnos en una vista en planta y seleccionar las losas, ruta para asignar cargas. Ruta: Assign Area Loads Uniform to frame (Shell)

Este valor de 0.40Tonf/m2 es debido

a las carga muerta de la losa

e=0.20m 300kgf/m2 + el acabado

100kgf/m2, es vlido para los dos

niveles



Ruta: Assign Area Loads Uniform to frame (Shell)

Carga viva 200kgf/m2

esto es debido a que el

techo del 1 nivel est

destinado a vivienda

Carga viva 100kgf/m2

esto es debido a que el

techo del segundo nivel

est destinado a azotea



Combinaciones de diseo Ruta: Define Load combinations



Resultado de momentos flectores y fuerzas cortantes

Ruta: Display Show Forces / stresses Frames/Cables/Tendons . . .

sap200 básico-clase04 (edificio 2 )

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