Curso SAP2000 J.lavado&JJ.granados v2012

5/25/2018 Curso SAP2000 J.lavado&JJ.granados v2012

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Departamento de Mecnica de Estructuras e Ingeniera Hidrulica

Universidad de Granada

CLCULO DE ESTRUCTURASCON EL PROGRAMA SAP2000


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Clculo de Estructuras con el Programa SAP2000 J. Lavado y J.J. Granados

CONTENIDO

PRESENTACIN

MDULO 1: PASO INFERIOR EN CARRETERA (O CALLE) COMPUESTO PORUN MARCO RECTANGULAR (MODELO DE BARRAS EN 2D)

1. El men del programa2. Gestin de archivos3. Seleccin de unidades4. Geometra del modelo:

a. Generacin automtica con la biblioteca de SAP2000b. Edicin y modificacin de la geometra

5. Condiciones de contorno6. Materiales y secciones: creacin y asignacin a barras7. Modelado del apoyo sobre el terreno mediante coeficiente de balasto (viga

Winkler)8. Definicin de tipos de cargas

9. Asignacin de cargas a barras10. Definicin de tipo de anlisis asignado a cargas11. Hiptesis de combinacin de cargas12. Clculo y sus opciones13. Salida de resultados:

a. Esfuerzos (axiles, momentos flectores y cortantes)b. Desplazamientos y girosc. Reaccionesd. Envolventes de esfuerzos y desplazamientose. Impresin grfica en pantalla y exportacin de ficheros


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b. Desplazamientos y girosc. Modos de vibracin

d. Reacciones

MDULO 3: CLCULO DE UN TABLERO DE PUENTE DE VIGASPREFABRICADAS MEDIANTE UN MODELO DE EMPARRILLADO

1. Seleccin de unidades2. Geometra del modelo:

a. Generacin automtica con la biblioteca de SAP2000b. Importacin de ficheros DXF de autocadc. Edicin y modificacin de la geometra

3. Condiciones de contorno4. Materiales y secciones: creacin y asignacin a barras5. Definicin de tipos de cargas6. Asignacin de cargas a barras7. Definicin de tipo de anlisis asignado a cargas8. Hiptesis de combinacin de cargas

9. Clculo y sus opciones10. Salida de resultados:

a. Esfuerzos (axiles, momentos flectores, cortantes y momentos torsores)b. Desplazamientos y girosc. Reacciones

MDULO 4: CLCULO DE MUROS DE STANO EN UN EDIFICIO DE UNMUSEO SOLUCIONADO A MODO DE PATIO INGLS

1. Seleccin de unidades2. Geometra del modelo:


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PRESENTACIN

El presente documento constituye el material docente del cursoClculo de Estructuras con el Programa SAP2000que se viene impartiendodesde marzo de 2010 (fecha de su 1 edicin), en la E.T.S. de Ingenierosde Caminos, Canales y Puertosde la Universidad de Granada a travs de laFundacin General Universidad de Granada-Empresa.

Este material es un complemento imprescindible para el correcto

seguimiento y aprovechamiento de las clases por parte de los alumnos.Los autores somos profesores del Departamento de Mecnica de

Estructuras e Ingeniera Hidrulica de la Universidad de Granada. Dedicandonuestra docencia, fundamentalmente, a la E.T.S. de Ingenieros de Caminos,Canales y Puertosy a la E.T.S. de Arquitectura.

Los autores.


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MDULO 1

PASO INFERIOR EN CARRETERA (O CALLE)COMPUESTO POR UN MARCO RECTANGULAR(MODELO DE BARRAS EN 2D)


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Clculo de Estructuras con el

Programa SAP2000E.T.S. Ing. Caminos, Canales y Puertos

Dpto. Mecnica de Estructuras e Ing. Hidrulica

MDULO 1

PASO INFERIOR EN CARRETERA (O CALLE)COMPUESTO POR UN MARCO

RECTANGULAR(Modelo de barras en 2D)

Impartido por el prof. J. J. Granados

1Curso SAP2000. Mdulo 1. Paso Inferior.


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ndice(1/2)

1. El men del programa

2. Seleccin de unidades3. Gestin de archivos

4. Geometra del modelo:

a. Generacin automtica con la biblioteca de SAP2000

b. Edicin y modificacin de la geometra5. Materiales y secciones: creacin y asignacin a barras

6. Condiciones de contorno: Ligaduras y Acciones

7. Modelado del apoyo sobre el terreno mediante el coeficiente debalasto (viga Winkler)

8. Definicin de cargas y asignacin a barras



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ndice(2/2)

9. Hiptesis de cargas: definicin y tipos de anlisis10. Combinacin de hiptesis de cargas

11. El clculo y sus opciones

12. Salida de resultados:

a. Esfuerzos (axiles, momentos flectores y cortantes)b. Desplazamientos y giros

c. Reacciones

d. Envolventes de esfuerzos y desplazamientos

e. Impresin grfica en pantalla y exportacin de ficheros

f. Listados en pantalla y exportacin de ficheros

13. Diseo

14. El men ayuda



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1. El men del programa


El objetivo del primer mdulo es explicar el men del programa casi

en su totalidad.Para ello nos ayudaremos de un ejemplo real de clculo, aunque severn ms caractersticas del programa de las que necesita el ejemplo.


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2. Seleccin de unidades

Es recomendable seleccionar las unidades antes de generar el nuevo

modelo en el men de la esquina inferior derecha.Las unidades tambin se pueden cambiar a posteriori.

Quizs sea ms cmodo configurar en Windows el punto decimal.



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3. Gestin de archivos

Es recomendable usar una carpeta para cada modelo (.sdb)



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4. Geometra del modelo

El objetivo es calcular los esfuerzos de un paso inferior de autova.

Inicialmente el programa SAP no haca diseo de secciones, pero enlas sucesivas versiones se ha ido introduciendo esta prestacin, y en laactualidad es capaz de hacer diseo de secciones segn varias normasentre las que se incluye el Eurocdigo. Es por ello que al final delpresente mdulo veremos como completar el clculo de nuestro

modelo haciendo uso del men Design

Caractersticas geomtricas del modelo:

calcular un marco de 8 m x 4.5 m (luces libres)

altura de tierras (incluido firme) 2.50 m

longitud 27.60 m

Definicin geomtrica de la seccin segn el siguiente grfico:



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Podramos importar un archivo dxf

con la geometra o introducirladirectamente en SAP.

SAP tiene un buen preproceso, por loque en general se puede generar lageometra con el propio programa.

Generaremos la geometra partiendode un modelo en blanco con rejilla.

Snap to Points and Grid Intersections

Draw Frame/Cable

Importancia de la orientacin de losejes locales



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4. Geometra del modelo. Ejes locales

Eje 1: segn la directriz de la barra (sentido del i al j)

Eje 2: en el plano 1-Z (salvo si 1=Z, entonces 2=X) Eje 3 = 1 2



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5. Materiales y secciones

Material: HA-30

Definematerials Add New Material (Region: Spain)

Switch To Advanced Property Display

Peso por unidad de volumen: 25.0 kN/m3

Masa por unidad de volumen: 2.50 Mg/m3

Ecm= 8500 fcm1/3= 2.86e7 kN/m2(secante, elprograma da el tangente)

Siendo: fcm= fck+ 8 Mpa = 38 MPa

Mdulo de Poisson: 0.2

Coef. Dilat. trmica: 1e-5

fc = 3e4 kN/m2



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Nonlinear material data (User Defined)

Se aplica a utilidades de Section Designer, Fiber Hinges y LayeredShell Element

Segn la EHE-08:



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Para el clculo en servicio se toma fck

Nm filas: 18Teclear datos (o pegar datos de la hoja Excel)Pulsar Order Rows


fck= -3.00E+04kN/m2

e c= -2.00E-03

ecu= -3.50E-03

n = 2

e c sc(kN/m2)

0 0.000E+00

-2.00E-04 -5.700E+03-4.00E-04 -1.080E+04

-6.00E-04 -1.530E+04

-8.00E-04 -1.920E+04

-1.00E-03 -2.250E+04

-1.10E-03 -2.393E+04

-1.20E-03 -2.520E+04

-1.30E-03 -2.633E+04

-1.40E-03 -2.730E+04

-1.50E-03 -2.813E+04-1.60E-03 -2.880E+04

-1.70E-03 -2.933E+04

-1.80E-03 -2.970E+04

-1.90E-03 -2.993E+04

-2.00E-03 -3.000E+04

-3.50E-03 -3.000E+04

9.68E-06 2.896E+02


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Material: B-500-S

Definematerials Add New Material (Region: Spain)

Peso por unidad de volumen: 78.5 kN/m3

Masa por unidad de volumen: 7.85 Mg/m3

E: 2.0e8 kN/m2

Mdulo de Poisson: 0.3

fy = 5.0e5 kN/m2

fs = 5.5e5 kN/m2



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Segn la EHE-08:

Nota: Point Id se puede dejar en blanco o poner alguno de estos textos (enorden, aunque puede/n faltar alguno/s) -E, -D, -C, -B, A, B ,C ,D o E. Estos puntoscontrolan el color que se mostrar en la rtula en un dibujo de la deformada.


Es= 2.00E+08kN/m2

fyk= 5.00E+05kN/m2

fyd= 4.348E+05

e s ss(kN/m2) e s ss(kN/m

2)

-3.500E-03 -5.000E+05 -3.500E-03 -4.348E+05

-2.500E-03 -5.000E+05 -2.174E-03 -4.348E+05

0 0 0 0

2.500E-03 5.000E+05 2.174E-03 4.348E+05

1.000E-02 5.000E+05 1.000E-02 4.348E+05


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Espesor de dintel y solera: 0.70 mConcrete Armadura inicial 620 en cada cara.

Recubrimiento mecnico 6.5 cm.

Espesor de muros: 0.45 m

Section Designer Armadura inicial 616 en cada cara.

Recubrimiento mecnico 6.5 cm.



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Espesor de muros: 0.45 mSection Designer Usar LineBar para dibujar las barras de una cara

Separacin 0.16 m (as obtenemos las 6 barras por cara)

Para las barras de la otra cara: EditReplicateMirror

Show Section Properties Show Moment-Curvature Curve (variar armadura para ver losdistintos puntos de rotura: hormign y acero).

Show Stress

Show Interaction Surface

Importar secciones de la norma europea (perfiles metlicos) para laseccin de la siguiente diapositiva.



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Ejemplo de seccin mixta usando la utilidadSection Designer



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Nonprismatic section

I33: variacin cbica; I22: variacin lineal


b

h2

b

h1

1.5 m variable 1.5 m

h1 h2


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Finalmente asignamos a cada barra su seccin correspondiente.


I d i i l d


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Introduccin simultnea de geometra ysecciones de las barras Se trata de un camino alternativo y ms directo al seguido hasta

ahora.1. Introducir materiales

2. Introducir secciones

3. Nos apoyaremos en la utilidad de la rejilla

4. Dibujar directamente la geometra con el men flotanteProperties of Object.

Uniones entre barras:

nudos rgidos, rtulas, deslizaderas / uniones elsticas

AssignFrameReleases / Partial Fixity



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6. Condiciones de contorno:ligaduras y acciones

Nos interesa un clculo en dos dimensiones.

SAP2000 hace todos los clculos 3D por defecto.

Es necesario dotar al modelo de ligaduras 3D, lo que implica fijar6 grados de libertad.

Grados de libertad en 2D Ux (U1)

Uz (U3)

Giro y (R2)

Falta por fijar Uy (U2)

Giro x (R1)

Giro z (R3)

Esto se puede hacer manualmente (p. ej. en un nudo).



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6. Condiciones de contorno:ligaduras y acciones

Una alternativa ms eficaz para fijar los g.d.l. es: AnalizeSet Analisys Options XZ Plane

De esta forma el programa bolquea automticamente los grados de libertadcorrespondientes a Uy, Giro en X y Giro en Z

Esta forma tiene ventajas, por ejemplo: en un clculo modal no calcular falsos

modos de vibracin en el plano YZ.

Ejes locales de nudos:

condiciones contorno

no concordantes.

Inicialmente todos los nudostienen sus ejes locales iguales

a los ejes globales.



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7. Modelado del apoyo sobre el terreno medianteel coeficiente de balasto (viga Winkler)

1. Coeficiente de balasto suelo: K30= 4 kp/cm3

2. Para nuestra estructura: K = 1e4 kN/m3N

3. Ser necesario dividir la barra inferior y renumerar barras ynudos segn el croquis del modelo (Change Labels ).



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AssignJointSprings

Hay una alternativa que permite introducir los muelles de unaforma ms rpida, a consta de perder control sobre la ubicaciny rigidez de cada uno de ellos:

AssignFrameLine Springs

Que requiere del uso de la opcin Automatic Frame Mesh.

7. Modelado del apoyo sobre el terreno medianteel coeficiente de balasto (viga Winkler)



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8. Definicin de cargas y asignacin a barras DefineLoad Patterns

En este apartado se definen las cargas (patrones de carga) Las cargas se asignan a las barras correspondientes

Cada carga (patrn de carga) definido puede estar formado poruna o ms cargas

Definiremos las siguientes cargas:



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AssignFrame LoadsDistributed

Barras inclinadas: cargas en ejes locales y proyectadas.




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9. Hiptesis de cargas: definicin y tipos deanlisis

DefineLoad Cases En este apartado se definen las hiptesis de carga.

Cada hiptesis de carga podr estar formada por una o mscargas (patrones de carga).

En general, en nuestro caso usaremos una carga (patrn decarga) para cada hiptesis de carga. Estas hiptesis son aadidasautomticamente por el programa: LHiHi

Slo las siguientes hiptesis se definen como combinacin devarias cargas (patrones de carga):



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9. Hiptesis de cargas: definicin y tipos deanlisis

Cuadro final de las hiptesis de carga:



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10. Combinacin de hiptesis de cargas

DefineLoad Combinations

En nuestro caso las combinaciones son las siguientes:

(contina)



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Cul ser la combinacin ms desfavorable para cada seccin? Qu pasara si un muelle estuviese traccionado?



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11. El clculo y sus opciones

AnalyzeRun Analysis (F5)



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12. Salida de resultados


c. Reacciones






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a. Esfuerzos (axiles, momentos flectores y cortantes)Criterios de signos



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2 S


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Grfico de los esfuerzos en una barra y valores numricos. Para mejor definicin de grficos y poder representar los

mximos de las leyes de esfuerzos se puede: Dividir la barra

Automatic Frame Mesh

AssignOutput Stations (recomendable)


12 S l d d l d


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c. Reacciones





12 S l d d l d


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c. Reacciones





12 S lid d l d


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c. Reacciones





12 S lid d l d


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c. Reacciones





12 S lid d l d


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c. Reacciones





13 Di


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13. Diseo


13 Di


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13. Diseo


13 Di


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13. Diseo


Limitaciones del diseo

Beam:o Slo calcula segn el momento mayor M3

o Hace un clculo en cada Output Station

Column:

o barras a flexocompresin esviada (P, M2 y M3)

o Hace el clculo en cada Output Station

o Tiene en cuenta el pandeo

o No toma los momentos del Output Station en cuestinsino de los extremos de la barra.

o Solucin: dividir la barra.

14 El d


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14. El men ayuda


Ayudainterna (F1) Bastante completa

Incluye problemas tipo

ManualesPDF Manuales de referencia con diversos niveles de

profundidad

Tutorial

Etc.


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MDULO 2

CLCULO DE LA ESTRUCTURA DE UN EDIFICIOEN ZONA SSMICA MEDIANTE UN MODELO DEBARRAS EN 3D


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CURSOSAP2000MDULO2:CLCULODELAESTRUCTURADEUNEDIFICIOENZONA

SSMICAMEDIANTEUNMODELODEBARRASEN3D

DESCRIPCINDELEDIFICIO:

Edificiode5alturas(PB+4).Usoviviendas.Granadacapital. Dimensionesenplantadeledificio:26.00mx16.00m. Forjadounidireccionalcanto30cm(25+5).Peso:3.50kN/m CPplantaviviendas:1.50kN/m Tabiquera:1.00kN/m CPcubierta:2.00kN/m Cerramientosde fachada7.0kN/m (sedespreciaelpesode loscerramientos

interiores)

Pretilcubierta:2.5kN/m Existir un torren de acceso a cubierta, pero lo despreciamos a efectos de

clculo

SCusoviviendas(CTEDBSEAE):2.00kN/m SCusocubierta(CTEDBSEAE):1.00kN/m(accesoprivado) SCnieve(CTEDBSEAE):0.50kN/m Acciones trmicas (aumento o descenso de temperatura) y reolgicas

(retraccin y fluencia): siguiendo el Cdigo Tcnico de la Edificacin (CTE) al


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Datosssmicos:ab=0.23g;Coeficientedesuelo:C=1.60(terrenotipoIII)ac=0.27g

Enlaspginassiguientesseobservalaarquitecturadeledificioacalcular,ylaplantade

estructuradel edificio. Seha representadouna estructura simtricapara facilitar la

realizacin del ejemplo en SAP2000. Es decir no es exactamente la estructura que

correspondealaarquitecturaqueapareceanteriormente.


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PANT-1

PANT

-5

PANT-6

PIL PIL PIL

PILPIL

PIL PIL

26.00m

1

6.00m

PIL

PIL


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PANTALLAS DE 2.50mx0.25m

PILARES 35cmx35cm EN PLANTAS BAJA-1PILARES 30cmx30cm EN PLANTAS 2-3-4

PIL = PILARPANT = PANTALLA ANTISSMICA

PIL PIL PIL PIL

PILPILPILPIL

PIL PIL PIL PIL

PANT-1 PANT-2

PANT-5

PANT-6

PANT-7

PANT-8

5,50 5,50 4,00 5,50 5,50

5,00

6,00

5,00

2,50

0,25

2,50

0,25

COTAS EN METROS

26,00

16,00

60x30 60x30 60x30 60x30 60x30

70x3070x30 70x30 70x30 70x30

70x3070x30 70x30 70x30 70x30

50x30

50x30

x30

50x30

50x30

x30

50x30

50x30

x30

50x30

50x30

x30

50x30

50x30

x30

50x30

50x30

x30

FORJADO UNIDIRECCIONAL


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1.SELECCINDEUNIDADES

TenemosqueseleccionarlasunidadesdeFuerza,DistanciayTemperatura

Pestaa inferior derecha de la pantalla Seleccionamos Kn, m, C (C=gradoscentgrados)

2.GEOMETRADELMODELO

Lageometradelmodelosepuedegenerarcondosopciones:

2.1.GeneracinautomticaconlabibliotecadeSAP2000.Eslaopcinpreferiblecongeometrasrepetitivasestndar,comoladeedificiosconprticoscomoelnuestro.

2.2. Importando un fichero DXF de autocad, con la geometra de las barras yagenerada.Estaopcinsereservarparageometrascomplejas:cubiertaespacialparaunedificiodeportivo,porejemplo.

2.1.GeneracinautomticaconlabibliotecadeSAP2000Vamosaexplicarcmosegeneraeledificioen3DconlabibliotecadeSAP2000.

MENSUPERIOR FileNewModel3DFramesNumberofStories=5,NumberofBaysX=5,NumberofBaysY=3,StoreyHeight=3.0,BaywidthX=5.5,

BaywidthY=5.0

Elsiguientepasoesllevarnoselorigendecoordenadas(EjesX,Y,Z)aunaesquina

del edificio, para trabajarmejor. Por ejemplo, al nudo inferior de esquina deledificiomscercanoanosotros:


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seleccionamostodaslasvigasdelmodelo,ytodoslospilaresdelmodelomenoslos

pilaresdeplantabajaEditMoveDeltaX:0,DeltaY:0,DeltaZ:1

Deestamanerahemosestiradolospilaresdeplantabaja,queyamiden4.0m.

A continuacin, como los vanos en direccin X deben medir

5.50m+5.50m+4.00m+5.50m+5.50m, tenemos que acortar el vano central en

direccinX(quetodavamide5.50m).

Con el ratn haciendo ventana de izquierda a derecha seleccionamos las trescolumnasdepilaresde laderechadelmodelo,ytodas lasvigaspertenecientesa

losdosvanosdeladerechadelmodeloEditMoveDeltaX: 1.50,DeltaY:

0,DeltaZ:0

Ashemosacortadoelvanocentralen1.50myyamide4.00m.

Por ltimo, como los vanos en direccin Y debenmedir 5.00m+6.00m+5.00m,

tenemosquealargarelvanocentralendireccinY(quetodavamide5.00m).

MENSUPERIORRotate3DView (esel iconodegirar)giramoselmodelohastaverloaproximadamenteenplanta paraseleccionaradecuadamente los

pilaresdeplantabajahacemosMENSUPERIORpinchamosenPerspective

Toggle (gafillas) con el ratn haciendo ventana de izquierda a derecha

seleccionamos todas lasvigasypilaresquevandesdeY=10.00mhastaY=15.00m

EditMoveDeltaX:0,DeltaY:1,DeltaZ:0


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4.MATERIALES

SAP2000 incorporaalgunosmaterialesconsuscaractersticas.Noobstante,vamosa

generar las caractersticas del hormign armado que formar las barras de nuestra

estructura,queesunHA25(fck=25N/mm).Suscaractersticasson:

Densidad:2.5T/m3 Pesoespecfico:2.5*9.8065=24.51625kN/m3 Mdulo de elasticidad (art. 39.6 de la EHE08) tomamos el mdulo de

deformacinlongitudinalsecantea28dasEcm=8500*(fcm)1/3=8500*(fck+8)

1/3=

8500*(25+8)1/3=27264.04N/mm=27264042kN/m

CoeficientedePoisson(art.39.9delaEHE08)

=0.20

Coeficientededilatacintrmica(art.39.10delaEHE08)=1*105 Mdulo de elasticidad transversal (omdulo de cortante)G = E/[2*(1+)] =

27264042kN/m/[2*(1+0.20)]=11360018kN/m

IntroducimosestosdatosenSAP2000:

MEN SUPERIOR DefineMaterials Add NewMaterial en Regionponemos User en Material Type pinchamos en ConcreteOK enMaterialNameponemos HA25Weight andMassponemos 24,51625 enIsotropicPropertyDatavamos introduciendo losvaloresanteriores (vercuadro

inferior).ArribaaladerechapodemosseleccionarelcolordelmaterialconDisplay

Color.Elrestodeopcionesdelmenesparadimensionarelarmado,perocomo

SAP2000 no incorpora la EHE08, tendremos que calcular el armado con otro

programa(porejemploconelProntuarioInformticodelHormign).


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5.CREACINDESECCIONES

Creamos las secciones de pilares, vigas y pantallas. Las creamos asignndoles el

materialHA25ylasdimensionesdesusseccionesrectangulares.

5.1.Pilaresde30x30:

MENSUPERIORDefineSectionPropertiesFrameSectionsAddNewProperty en Frame Section Property Type pinchamos en Concrete

elegimos seccin Rectangular en Section Name ponemos 30x30 enMaterialseleccionamosHA25Depth:0.30Width:0.30Seleccionamos

un color en Display Color, por ejemplo el amarillo. En la pestaa SectionProperties aparecen en la columna de la izquierda todas las caractersticas

mecnicasdelaseccin:rea,inerciaatorsin,inerciaaflexinsegnelejelocal3

delabarraysegnelejelocal2delabarra,readecortanteenladireccindeleje

local2de labarrayen ladireccindeleje local3de labarra.Losejes localesse

puedenverconViewSetDisplayOptionsFrames/CablesLocalAxes.Eleje

1esel rojo (lleva ladireccinde labarra),el2elblanco yel3el azul.Estoes

importante controlarlo, para definir las dimensiones de la seccin segn la

orientacindecadabarraenelespacio,ypoder leer losesfuerzosen lasbarras,

comoseverposteriormente.

5.2.Pilaresde35x35:



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5.5.Vigasde50x30:


elegimos seccin Rectangular en Section Name ponemos 50x30 enMaterialseleccionamosHA25Depth:0.30Width:0.50Seleccionamos

uncolorenDisplayColor,porejemploelmagenta(morado).

5.6.PantallasantissmicasendireccinX(PANT1,PANT2,PANT3,PANT4):


elegimos seccinRectangularen SectionNameponemos 25x250Xen

MaterialseleccionamosHA25Depth:2.50Width:0.25Seleccionamos

uncolorenDisplayColor,porejemploelgris.

5.7.PantallasantissmicasendireccinY(PANT5,PANT6,PANT7,PANT8):


elegimos seccinRectangularen SectionNameponemos 25x250Yen

MaterialseleccionamosHA25Depth:0.25Width:2.50Seleccionamos

uncolorenDisplayColor,porejemploelverde.

6.ASIGNACINDESECCIONESABARRAS


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6.2.ASIGNACINDESECCIN35x35APILARESDEBAJAY1

MENSUPERIORRotate3DView (esel iconodegirar)giramoselmodelohastaverloaproximadamenteenalzado paraseleccionaradecuadamente los

pilareshacemosMENSUPERIORpinchamosenPerspectiveToggle(gafillas) con el ratn haciendo ventana de derecha a izquierda (tocando, como en

AUTOCAD) seleccionamos los pilares de planta baja y 1Assign FrameFrameSections35x35.

6.3.ASIGNACINDESECCIN70x30AVIGASDECARGAINTERIORES

MENSUPERIORRotate3DView (esel iconodegirar)giramoselmodelohastaverloaproximadamenteenalzado paraseleccionaradecuadamente lospilareshacemosMENSUPERIORpinchamosenPerspectiveToggle(gafillas)

conel ratnhaciendoventanade izquierdaaderechaa izquierda (abarcando

con laventana)vamos seleccionando todas lasvigasde todas lasplantas.Ahora

vamos decirle al programa que nos muestre en pantalla slo lo que hemos

seleccionado,quesontodas lasvigasdelmodeloViewShowSelectionOnly

AhoraconelRotate3Dylasgafillasgiramoselmodelohastaverloenplanta

Seleccionamosconelratnyventana lasvigas interioresde todas lasplantas

AssignFrameFrameSections70x30

6.4.ASIGNACINDESECCIN60x30AVIGASDECARGADEFACHADA

Conelmodelovistoenplanta sinpilares, seleccionamos conel ratn y ventana las

vigasdefachadadetodaslasplantasAssignFrameFrameSections60x30


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6.7. ASIGNACIN DE SECCIN 25x250Y A LAS PANTALLAS ANTISSMICAS EN

DIRECCINY(PANT5,PANT6,PANT7,PANT8)

Ledecimosalprogramaquenosmuestredenuevotodaslasbarrasdelmodelo:

MENSUPERIORViewShowAllAhoragiramoselmodeloy lovemosenalzado,demaneraquepodamosseleccionar

lasbarraspertenecientesa laspantallasPANT5,PANT6,PANT7YPANT8de todas

lasplantasAssignFrameFrameSections 25x250Y

Yatenemosasignadaslasseccionesatodaslasbarras.

Conlasiguienteopcinpodemosverlasbarrasdelmodeloensuverdaderamagnitud,

conunsombreadoslido:

MENSUPERIORViewSetDisplayOptionsGeneralExtrudeView7.CREACINDEDIAFRAGMASRGIDOSDEFORJADOS

Elmodeloquehemoscreadoenesteedificionoincluyelosforjados.Noimporta,pues

dichosforjadossecalcularnaparte,comoforjadosunidireccionales,sometidosa las

accionesgravitatoriascorrespondientes.

Noobstante,conobjetodesimularlarigidezcasiinfinitadecadaplantadeforjadoen

suplanoanteaccioneshorizontalesdevientoydesismo,necesitamos imponeruna

condicin cinemtica en cada planta, y es que todos los nudos de dicha planta se

d l h i t l t t i t lid id l


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8. MODELIZACIN DE EXTREMOS RGIDOS EN LAS VIGAS QUE SE EMPOTRAN

ALINEADASCONLASPANTALLAS

Ennuestromodelodebarras laspantallasantissmicasserepresentantambincomo

barrasverticales,perorealmentelasvigasqueseempotranenellassonmscortasde

loquesereflejaenelmodelo.Por tantohayqueasignara lasvigasconectadascon

pantallasunextremorgido,quemodelicequeenesazonalavigapertenecealmacizo

rgidoqueeselcuerpode lapantalla.La longituddeeseextremorgidovadesdeel

bordeenelquelavigaseempotraconlapantallaenlasituacinrealdeledificio,hasta

elejedelabarraquemodelizalapantallaennuestromodelo.

8.1.CREACINDEEXTREMOSRGIDOSENLAUNINDEVIGASDECARGADE60X30DE

FACHADAQUESEENLAZANCONPANTALLASPANT1YPANT3

GiramoselmodelohastaverloenplantaSeleccionamosconelratn lasvigasque se enlazan con las pantallas PANT1 y PANT3 Assign Frame End

(Length)OffsetsDefineLengthsEndI=2.5Rigidzonefactor=1.0(0essin

rigidezninguna,1.0esconrigideztotal).

Vemosqueenelmodelosehanmarcadoenverdeestosextremosrgidos.

8.2.CREACINDEEXTREMOSRGIDOSENLAUNINDEVIGASDECARGADE60X30DE

FACHADAQUESEENLAZANCONPANTALLASPANT2YPANT4

Giramos el modelo hasta verlo en planta Seleccionamos con el ratn las vigas


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Pesopropiodeestructura(pilares,vigasypantallasantissmicas):

MENSUPERIORDefineLoadPatternsEnLoadPatternNameponemosPP en Type dejamos DEAD por defecto en SelfWeightMultiplier

tenemosqueponer0

AddNewLoadPattern

Hacemos exactamente lo mismo con el resto de cargas que las llamaremos:


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Definiremoslossiguientesgrupos,conlossiguientesnombres:

VigasdecargainterioresVCINT VigasdecargadefachadaVCFACH VigasdearriostramientodefachadaVAFACH PantallasantissmicasendireccinXPANTX PantallasantissmicasendireccinYPANTY

ParadefinirelgrupoVCINT(vigasdecargainteriores)hacemoslosiguiente:

MENSUPERIORDefineGroupsAddNewGroupen GroupNameponemosVCINT(dejamoselrestodeopcionespordefecto)

Definimoselrestodegrupos:VCFACH,VAFACH,PANTX,PANTYdelmismomodo

(elprogramalevaasignandocoloresporsilosqueremosidentificarenpantalla).

AadimoslasvigasdecargainterioresalgrupoVCINT:

MENSUPERIORSelectSelectPropertiesFrameSections70x30OK(seresaltanenpantalla lasbarrasconestassecciones)AssignAssigntoGroupVCINTOK

AadimoslasvigasdecargadefachadaalgrupoVCFACH:


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10.1.VALORESNUMRICOSDELASCARGASAINTRODUCIR

Seasignarnlassiguientescargaslinealesalassiguientesbarras:

PP(pesopropiodepilares,vigasypantallasantissmicas)entodaslasbarras(lohaceautomticamenteelprograma)

PERM(pesopropiodelosforjados+acabados+tabiquera):o VCINT de plantas de vivienda (3.5+1.5+1)kN/m * (5.00m/2 +

6.00m/2)=33kN/m

o VCFACH de plantas de vivienda (3.5+1.5+1)kN/m * (5.00m/2) =15kN/m

o VCINT de cubierta (3.5+2.0)kN/m * (5.00m/2 + 6.00m/2) =30.25kN/m

o VCFACHdecubierta(3.5+2.0)kN/m*(5.00m/2)=13.75kN/m CERRAM (cerramiento en planta de viviendas) en VCFACH y VAFACH de

plantasdevivienda7.0kN/m

PRETIL(pretilencubierta)enVCFACHyVAFACHdecubierta2.5kN/m USOVIV(sobrecargadeviviendas):

o VCINT de plantas de vivienda 2.0kN/m * (5.00m/2 + 6.00m/2) =11kN/m

o VCFACHdeplantasdevivienda2.0kN/m*(5.00m/2)=5.0kN/m USOCUB(sobrecargadecubiertas):

o VCINTdecubierta1.0kN/m*(5.00m/2+6.00m/2)=5.5kN/mo VCFACHdecubierta1.0kN/m*(5.00m/2)=2.5kN/m

NIEVE (en cubierta):


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o Succin en primer pilar interior fachada sotavento 0.5kN/m *(5.50m/2+5.50m/2)=2.75kN/m

o Presinen2pilarinteriorfachadabarlovento0.8kN/m*(5.50m/2+4.00m/2)=3.8kN/m

o Succinen2pilarinteriorfachadasotavento0.5kN/m*(5.50m/2+4.00m/2)=2.375kN/m

VIENTOX yVIENTOY :seaplicarcomoen losdoscasosanteriores,peroensentidoopuesto

10.2.ASIGNACINDECARGASABARRAS

A)Pesopropio(PP):seasignaratodaslasbarras,delasiguientemanera: Seleccionamos con el ratn todas las barras, englobndolas con una

ventanaMENSUPERIORAssignFrame LoadsGravityenLoadPatternNameelegimos PPen GravityMultipliersponemos

enGlobalZ: 1(paradecirlequeesfuerzasegnladireccinysentidode

lagravedad,segnejeZnegativo)OK(seresaltanenpantallalasbarras

conunaindicacinde0,0,1.00) B)Cargapermanente(PERM)envigasdecargainteriores(VCINT):

Seleccionamos el grupo que hemos creado antes con todas las vigasinterioresVCINTMENSUPERIOR Select SelectGroups VCINT

OK (se nos resaltan en pantalla) View Show SelectionOnlyVamos a meter primero las de planta de vivienda, por tanto

deseleccionamosconelratn lasdecubiertaAssignFrameLoadsDistributedenLoadPatternNameelegimosPERMenUniform


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resaltanenpantalla)ViewShowSelectionOnlyDeseleccionamosconelratnlasdecubiertaAssignFrameLoadsDistributedenLoadPatternNameelegimosCERRAMenUniformLoadponemos

7(dejamospordefectoelrestodeopciones)OK

Hay un cierto error que estamos cometiendo al meter esta carga de

cerramiento en toda la longitud de las vigas de fachada: las zonas que

ocupan las pantallas antissmicas no tienen cerramientos, pues estn en

fachadayellasmismashacendecerramientos.Habraquehabercargado

parcialmente con cerramiento las vigas que estn en fachada y que se

introducenenpantallas.Porejemplo,enlabarra196,queenlazanudos20y44,vamosaponerrealmentesucargadecerramiento: laseleccionamos

conelratnAssignFrameLoadsDistributedenLoadPatternNameelegimosCERRAMenTrapezoidalLoadsactivamosAbsolute

DistanceFromendI,yrellenamosloquevieneenlasiguientefigura:


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E)Pretiles(PRETIL)entodaslasvigasdefachadadeplantadecubierta(VCFACHyVAFACH):

ViewShowAll(paraverdenuevotodaslasbarrasenpantalla)MENSUPERIOR Select Select Groups VCFACHyVAFACHOK(senos

resaltan en pantalla)View Show SelectionOnly Select ClearSelectionSeleccionamosconelratnlasdecubiertaAssignFrameLoadsDistributedenLoadPatternNameelegimosPRETILenUniformLoadponemos2.5(dejamospordefectoelrestodeopciones)

OK

F)Sobrecargadeusoenvivienda(USOVIV)envigasdecargainteriores(VCINT): Seleccionamos el grupo que hemos creado antes con todas las vigas

interioresVCINTMENSUPERIOR Select SelectGroups VCINT

OK (se nos resaltan en pantalla) View Show SelectionOnlyVamosameterlasdeplantadevivienda,portantodeseleccionamosconel

ratnlasdecubiertaAssignFrameLoadsDistributedenLoadPatternName elegimos USOVIV en Uniform Load ponemos 11

(dejamospordefectoelrestodeopciones)OK G) Sobrecarga de uso en vivienda (USOVIV) en vigas de carga de fachada

(VCFACH):

ViewShowAll(paraverdenuevotodaslasbarrasenpantalla)MENSUPERIOR Select Select Groups VCFACH OK(senosresaltan

en pantalla) View Show Selection Only Vamos ameter las de

plantadevivienda,portantodeseleccionamosconelratn lasdecubierta Assign Frame Loads Distributed en Load Pattern Name


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LoadPatternNameelegimosUSOCUBenUniformLoadponemos

2,5(dejamospordefectoelrestodeopciones)OK

J)Sobrecargadenieveencubierta(NIEVE)envigasdecargainteriores(VCINT): Seleccionamos el grupo que hemos creado antes con todas las vigas

interioresVCINTMENSUPERIOR Select SelectGroups VCINT

OK (se nos resaltan en pantalla) View Show SelectionOnlyVamosameterlaenplantadecubiertaslo,portantodeseleccionamoscon

el ratn las de vivienda Assign Frame Loads Distributed enLoad Pattern Name elegimos NIEVE en Uniform Load ponemos


K) Sobrecarga de nieve en cubierta (NIEVE) en vigas de carga de fachada(VCFACH):

Seleccionamos el grupo que hemos creado antes con todas las vigasinteriores VCFACH MEN SUPERIOR Select Select Groups

VCFACHOK(senosresaltanenpantalla)ViewShowSelectionOnlyVamosameterlaenplantadecubiertaslo,portantodeseleccionamos

conelratnlasdeviviendaAssignFrameLoadsDistributedenLoad Pattern Name elegimos NIEVE en Uniform Load ponemos


L)VientoendireccinejeX,sentidopositivo(VIENTOX+),seaplicarenpilaresabarloventoyasotavento:

Seleccionamos haciendo ventana con el ratn los dos prticos de cargaextremos(lossituadosenx=0yx=26)MENSUPERIOR ViewShowSelection Only Seleccionamos con el ratn las pantallas de esquina


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VIENTOX+ en Coord Sys elegimos GLOBAL y en Direction

elegimosX (deestemodoaplicamoselvientoendireccinglobalXdel

edificio)enUniformLoadponemos2,2(dejamospordefectoelrestodeopciones)OK

M)VientoendireccinejeY,sentidopositivo(VIENTOY+),seaplicarenpilaresabarloventoyasotavento:

Seleccionamos haciendo ventana con el ratn los dos prticos dearriostramientoextremos(lossituadoseny=0ey=16)MENSUPERIOR ViewShowSelectionOnlySeleccionamosconelratnlaspantallasdeesquinasituadasabarlovento(losdelprticosituadoeny=0)Assign

Frame Loads Distributed en Load Pattern Name elegimosVIENTOY+ en Coord Sys elegimos GLOBAL y en Direction

elegimosY (deestemodoaplicamoselvientoendireccinglobalYdel

edificio)enUniformLoadponemos2,2(dejamospordefectoelrestodeopciones)OKSeleccionamosconelratnlaspantallasdeesquinasituadasasotavento (losdelprticosituadoeny=16)AssignFrame

LoadsDistributedenLoadPatternNameelegimosVIENTOY+

enCoordSyselegimosGLOBALyenDirectionelegimosY (deeste

modoaplicamoselvientoendireccinglobalYdeledificio)enUniformLoadponemos1,375(dejamospordefectoelrestodeopciones)OK

Seleccionamos con el ratn los primeros pilares interiores situados abarlovento (losdelprtico situado en y=0)Assign Frame LoadsDistributedenLoadPatternNameelegimosVIENTOY+enCoordSys elegimos GLOBAL y en Direction elegimos Y (de este modo


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globalYdeledificio)enUniformLoadponemos2,375(dejamospordefectoelrestodeopciones)OK

N)VientoendireccinejeX,sentidonegativo (VIENTOX):sehace igualqueconVIENTOX+, pero con signo cambiado. ATENCIN: los pilares a barlovento y a

sotaventosonahoralosdelasfachadasopuestas O)VientoendireccinejeY, sentidonegativo (VIENTOY):sehace igualquecon

VIENTOY+, pero con signo cambiado. ATENCIN: los pilares a barlovento y a

sotaventosonahoralosdelasfachadasopuestas

11.MASASQUEINTERVIENENAEFECTOSSSMICOS

Conobjetodeevaluarlaaccinssmica,tenemosquedefinirlasmasasqueintervienen

enelanlisismodalespectralarealizar.

Paraelloseguimoselartculo3.2de laNCSE02,dondesedicequeaefectosde los

clculos de las solicitaciones debidas al sismo se considerarn las masas

correspondientesalapropiaestructura,lasmasaspermanentes,yunafraccindelas

sobrecargas,queenelcasodeunedificioresidencialesel50%delasobrecargadeuso

devivienda.

Ennuestrocaso lasobrecargadenievenoseconsidera,yaquealestarenGranada

capitalpermanecemenosde30dasalao.Encuantoalasobrecargadecubierta,se

consideranula.

ParadefinirenSAP2000lasmasasqueintervienenenelclculossmico,hacemos:


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12.DEFINICINDELESPECTRODERESPUESTAPARACALCULAR LASSOLICITACIONES

DEBIDASASISMOMEDIANTEANLISISMODALESPECTRAL

VamosaadoptarelespectroderespuestadelaNCSE02,siguiendoelapartado2.3de

laNCSE02,queseobservaacontinuacin:

f d l d l bl


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Loscoeficientesdelterrenoaadoptarseencuentranenlatabla2.1:

Adoptamosun tipode terreno III (terrenoaluvialdecompacidadmedia),con locual

C=1.60.

Elcoeficientedecontribucinde lasAzoresvaleenelmunicipiodeGranadacapital

K=1.0(veranejo1delaNCSE02).

Portanto:

PeriodoinicialdemesetaTA=KC/10=1.01.60/10=0.16seg PeriodoinicialdemesetaTB=KC/2.5=1.01.60/2.5=0.64seg

Deestamaneraobtenemoselespectrode respuestaqueseobservaen lasiguiente

figura:

(T)

2.5

fi i h i d i T d d T 0 64 h T 5 0 d 0 5


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suficiente,vamoshaciendovariarTdesdeT=0.64seghastaT=5.0seg,de 0.5segen

0.5seg,versiguientesfiguras:

Si l d l t l fi i f i l b j l


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Si nos movemos con el cursor del ratn por la grfica inferior, leemos abajo las

coordenadasdelosdistintospuntos.

LaceldadeFunctionDampingRatio(amortiguamiento) lodejamoscon0,puesel

espectroderespuestadelanormaNCSE02yaestdefinidoparaunamortiguamientodel5%.

CuandoterminemosnoolvidemosdedarleaOK!

El apartado 2.5 de la normaNCSE02 define un factormodificador del espectro de

respuestaenfuncindelamortiguamientodenuestraestructura,paraaquelloscasos

dondeelamortiguamientoseadistintodel5%,conlasiguienteexpresin:

Losvaloresdelamortiguamiento seexpresanen la tabla3.1de laNCSE02,donde

observamos que = 5% (estructura de hormign armado compartimentada). Portanto = (5/)0.4= (5/5)0.4 = 1.0 . Si fuesedistintode1.0habraque introducir suefectoenelsiguienteapartado,enSAP2000.

13 1 A li i d l


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13.1.Anlisismodal

Vemosqueapareceotro LoadCasequees Modal,queeselquenos servirpara

obtenerlosmodosdevibracindelaestructura,paraelanlisismodalespectralante

sismo.

Pinchamos en Modal y pinchamos en Modal/Show Load Case. Observamos las

opciones para el anlisis modal. Dejando todas las opciones por defecto, nos

centramos en loms importante que es el nmero demodos a considerar en el

clculo. Segn el apartado 3.6.2.3.1 de la NCSE02, para modelos espaciales de

edificios hay que considerar al menos cuatro modos: los dos primeros modos

traslacionales (se entiende que el primer modo fundamental traslacional en cadadireccinprincipalXeYdeledificio)ydosprimerosmodosrotacionalesenplanta.Para

edificios como el nuestro (5 alturas), vamos a estimar cunto vale el modo

fundamental traslacional, siguiendo el mtodo simplificado de la NCSE02, con el

apartado3.7.2.1:


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Para el caso sin pantallas (slo prticos de hormign armado: T 0 09 n 0 09 5


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Parael caso sinpantallas (sloprticosdehormignarmado:TF=0.09n=0.095=

0.45seg

ElartculodicequesiTF0.75segnohacefaltaconsiderarmsqueelprimermodode

vibracin, seentiendequeen cadadireccinprincipaldeledificio.Para edificiosdemayoralturaharafaltaconsiderarmsmodoshorizontales.

Por tanto, en SAP2000 tenemosque analizarunnmerodemodosdemaneraque

queden incluidos siempre el 1er modo principal de oscilacin horizontal en cada

direccinprincipaldeledificio,mslosdosprimerosmodosrotacionales.

Enprincipiodejamosqueelprogramaanalice12modosdevibracin,quees loqueproponepordefecto,yveremosluegosiestnincluidoslosmodosquebuscamos.

Por otra parte, en edificios como ste, sin grandes luces ni voladizos, sin pilares

apeados, no hace falta incluir en el clculo los modos verticales. Si hiciese falta,

tendramos que definir un espectro de respuesta paramodos verticales, que es el

mismoqueyahemosdefinidopara losmodoshorizontales,peromultiplicandotodas

lasordenadaspor0.70(verapartado2.6delaNCSE02).

13.2.Anlisismodalespectral

SedefinecomounLOADCASEnuevo.Comorealizaremosanlisisespectralenlasdos

direccionesprincipalesdeledificio,tenemosquedefinir2nuevosloadcases:

13.2.1.AnlisismodalespectralendireccinprincipalX

D t d D fi L d C i h Add N L d C ib l

1 a que se calcula a partir del apartado 2 2 de la NCSE 02


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1. ac, que se calcula a partir del apartado 2.2. de laNCSE02,comosigue:

bc aSa = donde:

ab:aceleracinssmicabsica(vertabladelAnejo1de laNCSE02).EnGranadacapital ab=0.23g

S:coeficientedeamplificacindelterreno: Paraab0.1g S=C/1.25 Para0.1gab0.4g S=C/1.25+3.33(ab/g0.1)(1C/1.25) Para0.4gabS=1.0

C es el coeficiente de suelo, segn el tipo de terreno delsiguientecuadro:

El tipo de terreno I corresponde a suelosmuybuenos (roca o suelos

muy duros), y el tipo de terreno IV corresponde a suelosmuymalos

(fangososuelosmuyblandos).

Por tanto a * = 0 267g*0 50 = 0 267*9 8065*0 50 = 1 310 a


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Por tanto ac = 0.267g 0.50 = 0.267 9.8065 0.50 = 1.310 aintroducirenlaceldaScaleFactor

Vemoscmoquedaraestecuadrodedilogoenlasiguientefigura:

13 2 2 A li i d l t l di i i i l Y


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Enestascombinaciones, loscoeficientesdemayoracinsedebenobtenerde lastablas12.1.adelaEHE08odelatabla4.1delCdigoTcnicodelaEdificacin(CTE),

coincidenprcticamenteentodo.Acontinuacinsepresentalatabla4.1delCTE:

Los coeficientes de simultaneidad 0 1 y 2 se deben obtener del Cdigo Tcnico de


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Loscoeficientesdesimultaneidad0, 1y 2sedebenobtenerdelCdigoTcnicode

laEdificacin,tabla4.2:

V l bi i ELU ELS

B) Hiptesis ssmicas: segn el apartado 3 4 de la NCSE02 debemos analizar el edificio


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B)Hiptesisssmicas:segnelapartado3.4delaNCSE 02debemosanalizareledificio

en dos direcciones ortogonales en planta, combinando el 100% del sismo en una

direccinconel30%delsismoen ladireccinortogonal.Elvientonuncasecombina

con el sismo (2 = 0, ver tabla 4.2 del CTE). La sobrecarga de nieve para altitud

1000m(Granada) tambintiene2=0.

SISMO17)1.0*PP+1.0*PERM+1.0*CERRAM+1.0*PRETIL+1.0*(MODESPX)+1.0*0.3*(MODESPY)+1.0*0.3*USOVIV+1.0*0.3*USOCUBSISMO18)1.0*PP+1.0*PERM+1.0*CERRAM+1.0*PRETIL+1.0*0.3*(MODESPX)+1.0*(MODESPY)+1.0*0.3*USOVIV+1.0*0.3*USOCUB

14.2.CombinacionesenELS

Tendremosqueanalizar:

A) FlechasverticalesenvigasB) Desplazamientoshorizontalesdebidosavientoysismo.

Las flechas verticales en vigas las analizaremos con la situacin caracterstica (ver

apartado 4.3.3.1 del CTEDBSE), donde no incluiremos el viento pues su efecto es

despreciableenvigas.FLECHA19)1.0*PP+1.0*PERM+1.0*CERRAM+1.0*PRETIL+1.0*USOVIV+1.0*0.7*USOCUB+1.0*0.5*NIEVEFLECHA20)1.0*PP+1.0*PERM+1.0*CERRAM+1.0*PRETIL+1.0*USOCUB+1.0*0.7*USOVIV+1.0*0.5*NIEVEFLECHA21)1.0*PP+1.0*PERM+1.0*CERRAM+1.0*PRETIL+1.0*NIEVE+1.0*0.7*USOVIV+1.0*0.7*USOCUB

Los desplazamientos horizontales debidos al viento los analizaremos con la

combinacincaracterstica(verapartado4.3.3.2delCTEDBSE).

LATVIENTOX+22) 1 0*PP+1 0*PERM+1 0*CERRAM+1 0*PRETIL+1 0*(VIENTOX+)+1 0*0 7USOVIV+1 0*0 7*USOCUB+1 0*0 5*NIEVE


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14.3.EnvolventeenELU

Porltimo,crearemosunacombinacinenvolventeenELU,conobjetodeobtenerlos

esfuerzospsimosparadimensionarvigas,pilaresypantallas.Lacrearemosas:

MENSUPERIORDefineLoadCombinationsAddNewComboenLoadCombination Name ponemos el nombre ENVOLVENTE en Load Combination

15. CLCULO Y SUS OPCIONES


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15.CLCULOYSUSOPCIONES

Antesdequeelprogramarealiceelclculode laestructura,tenemosqueestablecer

lasopcionesdeclculo:

MEN SUPERIOR Analyze Set Analysis Options al tener una estructura

tridimensional,tenemosqueactivar laopcinSpaceFrame,conlaqueelprograma

realizaunclculocon6gradosdelibertadpornudo(los3desplazamientosy3girosen

elespacio)OK(elrestodeopcionessedejanpordefecto).

Tambintenemosquedecirlealprogramaquecalculetodoslosestadosdecargaque

hemos definidoMEN SUPERIOR Analyze Set Load Cases to Run en lacolumna Action debe aparecer Run en todos los estados de carga, esto lo

activamos o desactivamos con la celda Run/DoNot Run All. Tambin podramos

decirle que nome calcule ciertos estados de carga, si nome interesa, activando o

desactivandoelclculodealgunodeellosencuestin.

Unavezdefinidasestasopciones,calculamoshaciendoMENSUPERIORAnalyze

RunAnalysisRunNow

Para un edificio como este, modelizado con elementos barra, el clculo es

relativamenterpidoenordenadoresmodernos(tardaunos1525segundos).

16.SALIDADERESULTADOS

Losresultadosquenecesitamosparacomprobarlaestructurasonlossiguientes:

1 M d d ib i

Paraverlosdoceprimerosmodoscalculados,hacemos:


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p ,

MEN SUPERIORDisplay ShowDeformed Shape en Case/ComboNameseleccionamosMODALMultivaluedOptionsModeNumberseleccionamos1paraverelprimermododevibracinenpantallaOK (siactivamos laopcinWire Shadow vemos superpuesta en pantalla la estructura sin deformar, y si

activamos Cubic Curve vemos la deformada ms finamente calculada, con su

deformacinmsexacta,conformacurva)

Enpantallaobservamos la formadelprimermodode vibracin.Sipinchamosen la

pantalla abajo a la derecha en Start Animation vemos un animacin del primer

modo.ObservamosquecorrespondealprimermododevibracinendireccinglobalXdeledificio.SipinchamosenStopAnimationsepara laanimacin.Elprimermodo

valeT1=0.72524segundos.

Paraverel2mododevibracinpinchamosabajoaladerechaenlaflechaqueindica

hacia la derecha, y aparece en pantalla, vale T2 = 0.68785 segundos. Lo animamos

pinchando en Start Animation y vemos que corresponde al primer modo de

vibracinendireccinglobalYdeledificio.

Sivemosel3ermododevibracincomprobamosqueeselprimermodorotacionalen

planta.El4modoeselsegundomododevibracinendireccinglobalX,el5modo

esel segundomododevibracinendireccinglobalY,yel6modoesel segundo

modo rotacionalenplanta.Esdecir,con los6primerosmodosnoshubiesebastado

paraanalizar laestructuraantessismo.Losmodosdel7al12sonmodosverticalesde vigas, que no nos interesan para el anlisis de la estructura.

Cortante basal resultante del anlisis modal espectral en direccin X: 5471.3kN


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p

CortantebasalresultantedelanlisismodalespectralendireccinY:5740.0kN16.1.2.Desplazamientosygiros

Losdesplazamientosygirosloscalculaelprogramaenlosnudosdelaestructura.Los

msimportantesdecaraalacomprobacindelaestructurason:

A) Flechasverticales(combinaciones19,20y21enELS)B) Desplazamientos horizontales con las combinaciones donde acte el viento

(combinaciones22,23,24y25enELS)

C)Desplazamientos horizontales con las combinaciones donde acte el sismo(combinaciones17y18enELU,quecoincidenconlasdeELS)

Lospodemosvisualizarenpantalladelasiguientemanera:

A) Flechasverticalesenvigas:comonohemoscreadonudosdentrodelalongituddelasvigas,tenemosqueverlasflechasenvigastalycomosigue:

MEN SUPERIOR Display Show Forces/Stresses Frames/Cables enCase/Combo Name seleccionamos por ejemplo FLECHA19 en Componentseleccionamos Moment 33 (el resto de opciones del cuadro las dejamos por

defecto) OK en pantalla visualizamos losmomentos contenidos en el planoverticalde las vigasde carga, sipinchamosen lapantalla sobre la viga126 (activar

antes el nmero de vigas en pantallaMEN SUPERIOR View Set Display

Options Frames/Cables/Tendons activar LabelsOK) yhacemos clickenelbotn derecho del ratn se nos abre un cuadro donde abajo vemos el desplazamiento

cadaplanta,que eldesplazamiento es elmismo en todos losnudosdeunamisma


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p , q p

planta). Se produce tambin un ligero desplazamiento con respecto al eje Z y

pequeosgiroscon respectoa losejesXeY,quesondespreciables.En todosestos

resultadoslosnmeros1,2,3serefierenalosejesglobalesX,Y,Z,respectivamente.

SiguiendoelCTE,haydoslmitesdedesplazamientohorizontalparaquenoserompan

partesnoestructurales(cerramientos,tabiques,etc):

1. ElmximodesplomehorizontalencabezadeledificiodebeserH/500,dondeH es la altura total del edificio,H=16m = 1600cm, con lo cual elmximo

desplazamiento admisible es H/500 = 1600cm/500 = 3.20cm = 32mm, el

desplazamiento que se produce de 4.04mm est muy por debajo. LosdesplazamientosenelrestodecombinacionesconvientoenELSsontambin

muypequeos(LATVIENTOX23,LATVIENTOY+24,LATVIENTOY25)

2. ELmximo desplome local en cada planta debe ser h/250, donde h es laalturadelaplanta.Estedesplomelocalsedebecomprobarencadaplanta.Por

ejemploenplantabaja,conh=4.00m,ellmiteesh/250=400cm/250=1.60cm

= 16mm. Si leemos el desplazamiento en los nudos del forjado de plantaprimera en lahiptesis LATVIENTOX+22, vemosque vale 0.467mm,muypor

debajo.Debemos comprobarlo en todas lasplantas, y ver sinuestroedificio

cumple.

C) DesplazamientoshorizontalesconlascombinacionesdondeacteelsismoSe analizan exactamente igual que para las combinaciones con viento, leyendo

d l i d

dondePkeselpesodeledificioporencimade laplantaconsiderada,dkesel


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p p p

desplazamientoentrecabezaypiedepilaresdelaplantaconsiderada,Vkeselcortantecorrespondientea laplantaconsideradayhkes laalturade laplantaconsiderada.Para lacombinacinSISMO17,ypara laplanta3,queesdonde

sedaelmximodesplazamientorelativo,losresultadosson:

dk=4.585cm3.205cm=1.38cm Pk=6123.2kN hk=300cm Vk=3774kN

Pk*dk


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( ) y ( q )

SAP2000permite armar secciones,pero no implementa la norma espaola EHE08.

Tendremosquearmarconotroprogramaespecficodearmado.Unprogramamuytil

eselProntuarioInformticodelHormign.EsteprogramapermitecalcularenELUde

flexin, flexin compuesta, flexin esviada, pandeo, cortante, punzonamiento y

torsin.TambincalculaenELSdeflechayfisuracin.Seencuentraenlabibliotecaen

Caminos y en Arquitectura, y es gratis instalarlo. El inconveniente es que la ltima

versin (3.0)sloestadaptadaa laEHE98,noa laEHE08.ParaELUdecortantey

punzonamientolaEHE08hacambiadoconrespectoalaEHE98,peroparaelrestode

comprobacionescoincidenprcticamentelaEHE98ylaEHE08.

Esfuerzosenpilares

Se dimensionarn a pandeo con flexin esviada (N,Mx,My) y a cortante en dos

direccionesprincipales.

MEN SUPERIOR Display Show Forces/Stresses Frames/Cables enCase/Combo Name seleccionamos por ejemplo SISMO17 en Componentseleccionamos Moment 33 (el resto de opciones del cuadro las dejamos por

defecto). En pantalla visualizamos los momentos contenidos en pilares de eje Y

(global),esdecircontenidosenelplanoglobalXZ.Sipinchamosenlapantallasobreel

pilar21(activaranteselnmerodepilaresenpantallaMENSUPERIORView

SetDisplayOptionsFrames/Cables/TendonsactivarLabelsOK)yhacemosclick en el botn derecho del ratn, se nos abre un cuadro donde abajo vemos no slo

variableprincipal) y SISMO17 (con 100% del sismo en direccin global X y 30%del


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sismoendireccinglobalY).Escogeremoslaseccindelpilardondelosesfuerzossean

msdesfavorables.

Dimensionamosaflexinesviadaelpilar21deplantabaja(35x35):

PERSIS1. Cogemos los esfuerzos en cabeza de pilar, seccin donde losmomentossonmayores:

o Axildeclculo:Nd=806.3kN(compresin)o MomentoflectorM3=My:Mdy=10.2kN*mo MomentoflectorM2=Mx:Mdx=3.4kN*m

ConelProntuario Informticodelhormignresultaunarmado(disponindolosimtricoacuatrocaras)de312porcara,queestaramuysobrado.

SISMO17. Cogemos los esfuerzos en arranque de pilar, seccin donde losmomentossonmayores:

o Axil de clculo: Hay dos valores, uno positivo y otro negativo: Nd =281.5kN(traccin)yNd=1624.8kN(compresin).

o MomentoflectorM3=My:Mdy=86.1kN*mo MomentoflectorM2=Mx:Mdx=18.0kN*m

Con el Prontuario Informticodelhormign comprobamos a flexinesviada,

paraelmnimoymximoaxil:

o Conmximoaxil: Nd=1624.8kN(compresin) MomentoflectorM3=My:Mdy=86.1kN*m

axil en el pilar, y la armadura de flexin traccionada. Por ejemplo, en la


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hiptesisssmicaSISMO17tenemos:

Cortantemayorado:Vd=42.3kN Axil psimo: 281.5 kN (traccin, a mayor traccin peor

comportamientoacortante,verartculo44EHE08)) Armaduradeflexin:320(armaduratraccionadaenlacaradel

pilar)

Comprobando conhojade clculo seobtienequeelhormignbasta para soportar todo el cortante (Vcu = 68kN > Vd).

Cumpliendo con todos los requisitosde laNCSE02 y elAnejo

n10 de la EHE08, se dispondran al menos c8a8cm enarranqueycabezadelpilar,enunalongitudde70cm(2vecesel

cantodelpilar)yc8a15cmenelrestodelalongitudcentraldel

pilar.

Esfuerzosenpantallas

Laspantallasantissmicassedimensionarnaflexinesviada(N,Mx,My)yacortanteendosdireccionesprincipales.ConrespectoalusodeENVOLVENTEcabenlosmismos

comentariosdichosparapilares.

Habrqueanalizarfundamentalmentelascombinacionesssmicas:

SISMO17paradimensionarlaspantallasendireccinglobalX(PANT1,PANT2,PANT3yPANT4):

SISMO18 para dimensionar las pantallas en direccin global Y (PANT5 PANT6

Paraquecumplatenemosquedisponerunarmadode332en lacara


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cortay2032enlacaralarga,quesuponeunacuantade5.40%,supera

elmximodel4%permitidopor laNCSE02yelAnejon10de laEHE

08.

Lasopcionespodranpasarpor:

A) Aumentarlaseccindelospilaresconobjetoderigidizarestosconrelacina las pantallas, y que stas se llevenmenos sismo. Esta opcin parece

menos interesante, ya que lo que buscamos al introducir pantallas

antissmicaseneledificioesconseguirreduccindeseccindepilarespara

quemolestenmenosalaarquitectura.B) Aumentar laseccinde laspantallas(cantooancho,oambos)paraque la

cuanta geomtrica se site por debajo del 4%. Realizar estamedida, no

obstante,aumenta todavamselesfuerzo flectoren lapantallapordos

motivos:

a. Aumentalarigidezdelconjuntodelaestructura,conlocualel1ery2modos de vibracin (T1 = 0.72524seg, T2 = 0.68785 seg) sernmenores, la ordenada espectral ser mayor (ms cerca de la

meseta),aumentandoloscortantesyflectoresporsismo.

b. Aumentalarigidezdelaspantallasconrespectoalospilares,conloqueal repartir losesfuerzosentreellos laspantallasse llevanms

esfuerzo ssmico. An as, como las pantallas ya absorbenmucho

mssismoquelospilares(delordende100vecesms,comparando

elmomentoflectordelpilar21 (Md=86.1kN*m)ylapantallaPANT


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Al aumentar las pantallas de 2.50mx0.25m a 3.00mx0.30m los dos primeros

periodosdevibracinhandisminuido,resultanahoraT1=0.60416segundosy

T2=0.57881segundos.Comocuriosidadtambin,el2modorotacionalyano

seincluyeenlos12primerosmodos,pueshaaumentadolarigidezdeledificio

atorsinalaumentar laspantallas.Dicindolealprogramaquemecalcule los

20primerosmodosymelosincluyaenelanlisis(modificndoloenDefineLoadCasesModal)ycorrindolodenuevo,vemosqueel2modorotacionalsenosha ido aln16, y valeT16 =0.0891 seg.Noobstante, tienemuypoca

importanciaen larespuestadeledificio,sivolvemosa leer losesfuerzosen la

pantallaPANT3,nohanvariadonada.

Dimensionamos a cortante la pantalla PANT3 de plantabaja para el ltimo

casoconpantallasde3.00mx0.30m,analizando losmximoscortantescon la

combinacinENVOLVENTE.EndireccinglobalXelmximocortantetieneun

valorVd=1450.6kN,ycorrespondea lahiptesisen lacualelsismoactaal

100%endireccinglobalX(SISMO17).EndireccinglobalYelmximocortantetieneun valorVd= 40.7kN, y corresponde a lahiptesis en la cualel sismo

acta al 100% en direccin global Y (SISMO18). Para armar a cortante

emplearemosunahojadeclculoenExcel.Necesitaremoscomodatoselvalor

del axil en la pantalla, y la armadura de flexin traccionada. En la hiptesis

ssmicaSISMO17tenemosportanto:

Cortantemayorado:Vd=1450.6kN Axil psimo: 59.4 kN (compresin, amenor compresin peor

vemosuna tablita con losvaloresnumricos,donde1eselejeglobalX,2eseleje


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globalYy3eselejeglobalZ.

ANLISISDELMISMOEDIFICIOSINPANTALLAS

Conobjetodecompararelcomportamientodeledificioconpantallasysinpantallas,analizamos elmismo edificio, donde sustituimos las 8 pantallas por pilares con las

mismasseccionesqueelresto.

Resultalosiguiente.

Modosdevibracin:

T1=1.53874seg(1ermodotraslacionalenY) T2=1.40301seg(1ermodotraslacionalenX) T3=1.36116seg(1ermodorotacional) T4=0.50969seg(2modotraslacionalenY) T5=0.47447seg(2modotraslacionalenX)

T6=0.45609seg(2modorotacional) Losmodosdel7al9sonlostercerosmodostraslacionalesyrotacional,

y del 10 al 12 son los cuartosmodos traslacionales y rotacional (no

apareceantesningnmodoverticaldevigas).

Losmodosms importantes(T1yT2)observamosqueseencuentranenel

espectrode respuestabastante a laderechade lamesetaespectral, con

valoresdedichaordenadaespectraldelordende1.10(recordemosque la

l d d d ) d l

MomentoflectorM3=My:Mdy=303.1kN*m


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MomentoflectorM2=Mx:Mdx=81.7kN*mResulta un armado (disponindolo simtrico a cuatro caras) de 525

porcara,quedaunacuantageomtricade6.4%,superioralmximo

permitidoporlaNCSE02yelAnejon10delaEHE08(comomximoel6%).Conestacuantamximateobliga lanormaaemplearpilarescon

ms seccin de hormign. Habra que ir a pilares demayor seccin

(40x40comomnimo).

o Conmnimoaxil: Nd=728.7kN(compresin)

MomentoflectorM3=My:Mdy=303.1kN*m MomentoflectorM2=Mx:Mdx=81.7kN*m

Resultatambinunarmado(disponindolosimtricoacuatrocaras)de

520 porcara.

Es decir, el empleo de pantallas antissmicas nos permite emplear pilares ms

pequeos, quemolestarnmenos a la arquitectura, consiguiendo que las pantallas

absorbangranpartedelsismo.

16.2.Salidaconlistados

SeaccedeconMENPRINCIPALDisplayShowTablesaquelegimosquenosmuestrevariasposibilidadesde listados:geometra, cargas, resultadosdeesfuerzos,

reacciones,etc.EnlaopcinSelectLoadCasesseleccionamoslacombinacinparala

cual listar los resultados. Por ejemplo si seleccionamos ANALYS RESULTS S O SISMO17 OK bl d l d



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MDULO 3

CLCULO DE UN TABLERO DE PUENTE DEVIGAS PREFABRICADAS MEDIANTE UNMODELO DE EMPARRILLADO

CURSOSAP2000


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MDULO3:CLCULODEUNTABLERODEPUENTEDEVIGASPREFABRICADASMEDIANTEUNMODELODEEMPARRILLADO

DESCRIPCINDELPUENTE:

Puente de dos vanos (dos estribos y una pila central) de 25.00m de luz de

clculoencadavano,solucionadocontablerodevigasdobleT

Anchode tablero:10m formadopor:dos carrilesde3.50mdeanchura,ms

anchurade1.50macadaladoocupadaporarcn+barreradeseguridad

Tablero formado por 5 vigasmodelo JABAL (casa Pacadar). Losa superiorhormigonada in situ, de espesor 25cm. Prelosas entre vigas (espesor 5cm)

comoencofradoperdido.

HormignHP50envigasprefabricadas(fck=50N/mm),HA25enlosasuperior

hormigonadainsitu(fck=25N/mm)

Cargassobreeltablero:

o VigasdobleT,modeloJABAL: rea de vigas: 0.5172m Peso propio de vigas:

0.5172mx24.5kN/m3=12.68kN/m

o Losasuperiorhormigonada insitu,espesor25cm:0.25mx24.5kN/m=

6.13kN/m

o Asfalto:

6cmdeespesor0.06mx23kN/m=1.38kN/m Considerando un recrecido del 50% segn IAP11

Laplataformadeanchowsedivideennlcarrilesvirtuales,deanchurawl


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cadauno,segnlatabla4.1adelaIAP11.Laplataformasertodalazona

pordondepuedan circularvehculos, comprendidaentre caras interiores

dezcalosdebarrerasdeseguridadodebordillosdeaceras.

Ennuestrocaso loszcalosde lasbarrerasdeseguridadtienenunancho

de50cm,portantolaplataformatieneunaanchurade10.00m2*0.50m=

9.00m

En nuestro caso tendremos 3 carriles de 3m de anchura, sin rea

remanenterestante.

En la figura4.1bde la IAP11seobserva ladistribucinde lasobrecarga

uniformeyvehculospesados.Seobservaque cadacarro tienedosejes,

separados longitudinalmentea1.20m,y lasdosruedasdecadaejeestn


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Noaplicaremosaccionestrmicasnireolgicaspuesnoafectanalclculodeltablero,

slo afectan a estribos y pila. Estas acciones se analizan independientemente del

tableroparaestatipologadepuentes.

Igualmente lasaccioneshorizontalesde viento, frenadoy sismo tampocoafectanal

tableroenesta tipologadepuentes,yno las incluiremos.Sloafectanaestribos y

pila,yseanalizan independientementedeltablero.Lacomponenteverticaldelsismo

s afecta al tablero, pero en este puente no resulta ms desfavorable para el

dimensionamiento del tablero que las hiptesis sin sismo pues las sobrecargas

concomitantesconelsismosonpequeas(20%delasobrecargauniformesegntabla6.1.adelaIAP11).

Enlassiguientespginassemuestralageometradelpuente,deltablero,yseccinde

vigas.


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Arcn Arcn10.00


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Carril

Arcny

Barrera

Arcny

Barrera

Bombeo2%Bombeo2%

1.50 1.50

Pavimento (6 cm)

Prelosa

Losa de compresin

Carril

3.50 3.50

0.2

5

Imposta

Barrera-Imposta

2.23 2.23 2.23 2.23

SECCINTRANSVERSALDELTABLERO

1.SELECCINDEUNIDADES


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TenemosqueseleccionarlasunidadesdeFuerza,DistanciayTemperatura

Pestaa inferior derecha de la pantalla Seleccionamos Kn, m, C (C=grados

centgrados)

2.GEOMETRADELMODELO

Lageometradelmodelosepuedegenerarcondosopciones:

2.1.GeneracinautomticaconlabibliotecadeSAP2000.Eslaopcinpreferiblecongeometrasrepetitivasestndar.

2.2. Importando un fichero DXF de autocad, con la geometra de las barras yagenerada.Estaopcinsereservarparageometrascomplejas(cubiertaespacialparaunedificiodeportivo,puenteatirantado).Eltablerodevigasquevamosamodelizaresmuysencillo,peroemplearemosestaopcinparaaprendercmosehace.

Conrespectoalmodelodeemparrilladoquevamosarealizar,variascuestiones:

nicamente modelizaremos un vano, pues el clculo del tablero esindependientevanoavanoenpuentesdevigassimplementeapoyados

Lasvigasseapoyanconneoprenoszunchadosenestribosypila.Desdeelejede apoyos hasta los bordes extremos longitudinales del tablero, hay unadistanciade40cm

Para la planta del tablero (10.00mx25.00m aproximadamente) hay quediscretizarelmodelodelemparrilladohaciendocoincidirbarrasconlosejesdelas 5 vigas longitudinales, y la losa superior se discretizar con barrastransversales, dividiendo la longitud de 25.00m en almenos 1015 tramos.

GeneracindelageometradelmodeloimportandounficheroDXFdeautocad


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Pasosaseguir:

1. Generamosenautocadelmodelodeemparrillado (en2D,ejeX longitudinaleY

transversal), dentro de una capa que llamamos por ejemplo BARRAS. LellamamosalficheroporejemploModelotablero (OJO,nogenerarlaenlacapa

0deautocad,queSAPnolareconoce)

2. Guardamoselficheroendxf

3. MEN SUPERIOR File Import AutoCAD.dxf_File seleccionamos el

ficherodxfdesde lacarpetadondeestguardadoAbrirenelcuadropara

seleccionar X,Y,Z, seleccionamos Z+ se abre un cuadro donde tenemos queseleccionar las capas donde est generado el modelo. Por tanto en Frames

seleccionamosBARRAS

4. ElemparrilladoyaestimportadoenSAP

5. Seleccionamostodoelmodelohastaqueel(0,0,0)coincidaconelapoyodelaviga

mscercanoanosotros.

3.CONDICIONESDECONTORNO

Establecemoslascondicionesdecontornodelmodelo,quesonlosapoyosdelasvigas

enestriboypila.

Coaccionamoseldesplazamientoenlostresejesdelespacio(X,Y,Z)alos5nudosde

apoyodeltableroenunextremodelasvigas,yalos5nudosdeapoyodelotroladoles

permitimos el movimiento longitudinal en el eje X global, es decir coaccionamos

IntroducimosestosdatosenSAP2000.Yasabemoshacerlo,vermdulo2(edificio).


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5.CREACINDESECCIONES

Creamoscuatrosecciones:

1.VIGASLONGINT:Vigaslongitudinalesinteriores,formadasporlavigajabaly

lapartedelosasuperiorqueformaconellaslaseccinmixta(anchodelosade

2.225m).ParaobtenerlascaractersticasmecnicastransformamostodoaHP

50. Para ello el ancho real de 2.225m se multiplica por el coeficiente de

equivalencia entre HA25 y HP50 (n=EHA25/EHP50 =

(27264042kN/mm)/(32902451kN/m)=0.829),demaneraque2.225mx0.829

=1.845m,quedandolasiguienteseccin(rearayada):

2.225

1.845

145

0.2

5


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SeleccionamosmaterialHP50paraestasvigas.

2.VIGASLONGEXT:Vigaslongitudinalesexteriores,formadasporlavigajabaly

lapartedelosasuperiorqueformaconellaslaseccinmixta(anchodelosade

2.225m/2

+

1.10m/2

=

1.6625m).

Para

obtener

las

caractersticas

mecnicas

transformamos todo a HP50. Para ello el ancho real de 1.6625m se multiplica

La seccin VIGASLONGEXT la generamos de igual manera, calculando

previamente las caractersticas mecnicas con hoja Excel o con section


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previamente las caractersticas mecnicas con hoja Excel, o con section

designerdeSAP2000.Elreadecortanteeselreadelalmamultiplicadapor

0.85(Acortante:(1.45m+0.25m)x0.18mx0.85=0.2601m).

Ennuestrocasoestablecemosunreadecortante(Sheararea in2direction) iguala

0 18mx1 70mx0 85 = 0 2601m en las secciones VIGASLONGINT y VIGASLONGEXT En


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0.18mx1.70mx0.85=0.2601men las seccionesVIGASLONGINTyVIGASLONGEXT.En

lasbarras transversales lasreasdecortante lascalculadirectamenteelprogramaa

partirdelaseccinrectangularquehemosdefinido.

6.ASIGNACINDESECCIONESABARRAS

Asignamoslasseccionesabarras,conlaorden:Assign FrameFrameSections(ver

mdulo2deedificioen3D).

Alestarelmodelodebarrascontenidoenunnicoplano(emparrillado)nohacefalta

creargruposdebarras,laasignacindeseccionessehaceseleccionandoconelratn

directamentelasbarras(apoyndonosconlasgafillas,iconodelmensuperior).

7.DEFINICINDETIPOSDECARGAS

Lasdefinimosconlaorden:MENSUPERIORDefineLoadPatterns

Lascargassern:

Peso propio de vigas (VIGAS): se las aplicamos a las vigas longitudinales:

24.5kN/m3x0.5172m=12.672kN/m

Peso propio de losa superior (LOSA): la aplicamos en barras transversales del

emparrillado:

o En barras transversales interiores: 24.5kN/m3x0.25mx1.5625m =

9.571kN/mo En barras transversales exteriores: 24 5kN/m3x0 25mx1 1813m

sobrecargaprovocamximomomentoflectorycortantesenlavigacentraldel

tablero


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tablero

b) Mxima sobrecarga repartida de 9.0kN/m en carril lateral 1, y sobrecarga

repartidade2.5kN/mencarrilescentral2ycarrillateral3.Estadistribucinde

sobrecarga provoca mximos momentos flectores y cortantes en las vigaslateralesdeltablero

ParaellotendremosquecrearlossiguientesLoadPatterns:

o SCREPC12.5 (sobrecarga repartidaen carrilvirtual1,devalor2.5kN/m).

Laaplicamosenbarrastransversalesdelemparrillado:

Enbarrastransversalesinteriores:2.5kN/m3x1.5625m=3.91kN/m

Enbarrastransversalesexteriores:2.5kN/m3x1.1813m=2.96kN/m

o SCREPC29 (sobrecargarepartidaencarrilvirtual2,devalor9kN/m). La

aplicamosenbarrastransversalesdelemparrillado:

Enbarrastransversalesinteriores:9kN/m3x1.5625m=14.07kN/m

Enbarrastransversalesexteriores:9kN/m3x1.1813m=10.64kN/m


ConlasmismascargasqueSCREPC12.5

o SCREPC19 (sobrecargarepartidaencarrilvirtual1,devalor9kN/m).Con

lasmismascargasqueSCREPC29


ConlasmismascargasqueSCREPC12.5

Sobrecarga del carro. Cada carro siempre ir centrado en cada carril 1, 2 y 3.

Dispondremosloscarrosen4posicionesdesfavorables:

a) Carro de 600kN en centro de vano en carril central 2 (CARROC2CL600),

Por tanto los Load Patterns a crear son: CARROC1CL400, CARROC2CL600,

CARROC3CL200 CARROC1CL600 CARROC2CL400 CARROC1EX400


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CARROC3CL200, CARROC1CL600, CARROC2CL400, CARROC1EX400,

CARROC2EX600,CARROC3EX200,CARROC1EX600,CARROC2EX400

8.ASIGNACINDECARGASABARRASYNUDOS

Lascargasenbarraslasaplicamosconlaorden:

o Sinsoncargasdistribuidas (todasmenoselcarro)MENSUPERIOR

AssignFrameLoadsDistributed

o Sinsoncargaspuntuales(lasdelcarro)MENSUPERIORAssign

FrameLoadsPoint

Lascargasennudos lasaplicamosconlaordenMENSUPERIORAssignJointLoadsForces

En el mdulo 2 (edificio en 3D) aprendimos a introducir cargas. Vamos a

explicarnicamentecmointroducirlascargasdelcarro.

Como

el

carro

tiene

unas

dimensiones

determinadas

en

planta

(ver

figura

4.1

b) que no coinciden con las distancias entre barras del emparrillado,

tendramos que situar las cargaspuntualesdel carro aplicandouna reglade

tres,segndndecaigalarueda,sobreoentrebarras.

Para simplificar, y como aproximacin del lado de la seguridad, como la

distanciaentreejesdelcarroendireccinlongitudinalesde1.20myeltablero

tiene 25m de luz, sumaremos la carga de los dos ejes y se la aplicaremos

CARROC2CL400:encentrodevanodelcarril2,centradoenelanchodel

tablero:


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tablero:

o Barra75desdeI=74cargade200kNa1.225m


CARROC1EX400:enextremodevanodelcarril1,centradoenelanchodeltablero:



CARROC2EX600:enextremodevanodelcarril2,centradoenelancho

deltablero:

o

Barra33

desde

I=25

carga

de

300kN

a1.225m



deltablero:




deltablero:




deltablero:




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EnlassiguientestablasobtenidasdelaIAP11seobservanloscoeficientesgammade mayoracin:


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PERSIS2) 1.35*VIGAS+1.35*LOSA+1.35*ASFALTO+1.35*BARRERAS+1.35*SCREPC19 +1.35*SCREPC22.5+1.35*SCREPC32.5+1.35*CARROC1CL600 + 1.35*CARROC2CL400 +


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1.35*CARROC3CL200(PARAOBTENERMXIMOMOMENTOENVIGASLATERALES)

PERSIS3) 1.35*VIGAS+1.35*LOSA+1.35*ASFALTO+1.35*BARRERAS+1.35*SCREPC12.5 +

1.35*SCREPC29+1.35*SCREPC32.5+1.35*CARROC1EX400 + 1.35*CARROC2EX600 +1.35*CARROC3EX200(PARAOBTENERMXIMOCORTANTEENVIGACENTRAL)

PERSIS4) 1.35*VIGAS+1.35*LOSA+1.35*ASFALTO+1.35*BARRERAS+1.35*SCREPC19 +1.35*SCREPC22.5+1.35*SCREPC32.5+1.35*CARROC1EX600 + 1.35*CARROC2EX400 +1.35*CARROC3EX200(PARAOBTENERMXIMOCORTANTEENVIGASLATERALES)

Estas combinacionesnos servirnparadimensionar a flexin y a cortante las vigas,pero no la losa superiordel tablero, ya que OJOpara analizar la accin del carro

sobre la losa superior se debe realizar un emparrilladoms fino, fabricndonos un

modeloparcial,conmsbarras,discretizandolalosadeltablerosituadaentrevigas.

Portantocrearemosotrasdoshiptesispersistentessinelcarro,paradespusaadir

susesfuerzosconotromodelodeemparrilladomsfino.

PERSIS5) 1.35*VIGAS+1.35*LOSA+1.35*ASFALTO+1.35*BARRERAS+1.35*SCREPC12.5 +1.35*SCREPC29+1.35*SCREPC32.5

PERSIS6) 1.35*VIGAS+1.35*LOSA+1.35*ASFALTO+1.35*BARRERAS+1.35*SCREPC19 +1.35*SCREPC22.5+1.35*SCREPC32.5

10.2.

Combinaciones

en

ELS

REACCMAX10) 1.0*VIGAS+1.0*LOSA+1.0*ASFALTO+1.0*BARRERAS+1.0*SCREPC12.5 +1.0*SCREPC29+1.0*SCREPC32.5+1.0*CARROC1EX400 + 1.0*CARROC2EX600 +


132/173

1.0*CARROC3EX200

REACCMAX11) 1.0*VIGAS+1.0*LOSA+1.0*ASFALTO+1.0*BARRERAS+1.0*SCREPC19 +1.0*SCREPC22.5+1.0*SCREPC32.5+1.0*CARROC1EX600 + 1.0*CARROC2EX400 +

1.0*CARROC3EX200

Todaslascombinacionesaprendimosacrearlasenelmdulo2.

10.3.EnvolventeenELU

Porltimo,crearemos lacombinacinENVOLVENTE,definidacomo laenvolventede

lascuatrohiptesiscreadasenELUparaelclculodelasvigaslongitudinales(PERSIS1,

PERSIS2, PERSIS3 y PERSIS4), con objeto de obtener los esfuerzos psimos para

dimensionardichasvigas.

11.CLCULOYSUSOPCIONES

Antesdequeelprograma realiceel clculodel tablero, tenemosqueestablecer las

opcionesdeclculo:

MEN SUPERIOR Analyze Set Analysis Options al tener un emparrillado,

tenemosqueactivarlaopcinPlaneGrid,conlaqueelprogramarealizaunclculo

con3gradosde libertadpornudo (desplazamientosenZ,girosenXeY)OK (el

restodeopcionessedejanpordefecto).

Tambintenemosquedecirlealprogramaquecalculetodoslosestadosdecargaque

Comovimosenelmdulo2,sepuedenobtenergrficamenteenpantalla,o listando

losresultadosy/oexportndolosaExcel,Word,Access.


133/173

12.1.Mximaflechainstantneaeneltableroprovocadaporlasaccionesexteriores

Seproduceen lahiptesisFLECHA8,yvale32.36mm,encentrodeunade lasvigaslateralesdel tablero.Noobstanteesuna flechaorientativa,puesno se incluyen los

efectosdiferidoseneltiempo(retraccinyfluencia).Adems,habraquecontarconla

contraflechaproducidaporelpretensado.

12.2.Mximoflectorenvigas

Sedapara lahiptesisPERSIS2,yvaleMd:7498.66kNxm,encentrodevanode laprimeravigainteriordeltablero.Todaslasvigasdeuntablerodevigassearmanigual,

pordosmotivos:porfacilidadconstructivayparasolucionarelposibleerrordequese

confunden al colocar las vigasenel tablero cuando las traigande fbrica.Coneste

mximofle

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