Manual en español de Staad.pro.pdf

�� Introducción, VisiónIntroducción, Visión

General y Medio AmbienteGeneral y Medio Ambiente

�� Iniciación al programaIniciación al programa

�� DESCRIPCIóN GENERALDESCRIPCIóN GENERAL

�� Diseño en acero. normasDiseño en acero. normas

americanasamericanas

�� Diseño en concreto.Diseño en concreto.

normas americanasnormas americanas

�� Diseño en maderaDiseño en madera

�� Comandos e instruccionesComandos e instrucciones

de Entrada de staad-iiide Entrada de staad-iii

�� El ambiente gráfico delEl ambiente gráfico del

pre-proceso y post-procesopre-proceso y post-proceso

�� Edición, viasualización,Edición, viasualización,

impresión, ploteo yimpresión, ploteo y

manualmanual

�� Diseño interactivoDiseño interactivo

STAAD-INTDESSTAAD-INTDES

�� StapleStaple

�� Ejemplos resueltosEjemplos resueltos

�� Problemas de verificaciónProblemas de verificación

�� Glosario de comandosGlosario de comandos

�� Soporte técnicoSoporte técnico

Introducción, Visión General y MedioAmbiente

1.1 Introducción

STAAD-III para Windows / Windows NT es un softwareestructural completo que maneja todos los aspectos de la ingenieríaestructural; desarrollo de modelos, diseño, análisis, verificación yvisualización gráfica. STAAD-III para Windows / Windows NTestá basado en los principios de “ingeniería concurrente”. Ustedpodrá construir su modelo, verificarlo gráficamente, ejecutar elanálisis y/o diseño, revisar los resultados, buscar y/o seleccionarlos datos para crear su reporte. Todo desde un mismo ambientegráfico. Con una base de datos en su núcleo, la Interfase GráficaConcurrente, controla y maneja todas las funciones.

A lo largo de este manual, se asume que el usuario conoce bien alambiente de Windows de Microsoft. Si el usuario no es familiarcon este ambiente, se recomienda que antes de usar STAAD-IIIpara Windows se familiarice con el ambiente de Windows deMicrosoft.

A continuación se listan las principales opciones disponibles delAmbiente Gráfico Concurrente:

STAAD-III Diseño y Análisis

STAAD-PRE Generación Gráfica de datos de entrada

STAAD-POST Post-proceso gráfico

Sección Sección 11

STAAD-INTDES Diseño Interactivo de ComponentesEstructurales

Las características mas relevantes de cada una de estas opciones sedescriben en la Sección 1.2. Además, el Ambiente GráficoConcurrente le ofrece los recursos necesarios para Imprimir,Editar, Manejar archivos, el Acceso en línea a temas del manual,visualización y manejo de archivos.

La Sección 1.3 describe el ambiente gráfico de la interfase deWindows / Windows NT.

1.2 Visión General de las Características

En esta sección se da una breve descripción de las diversascaracterísticas que están disponibles dentro del sistema STAAD-III.

1.2.1 Diseño y Análisis por STAAD - III

STAAD-III realiza el diseño y el análisis de la estructura. Losprocesos de diseño y análisis se encuentran integrados de talmanera que pueden efectuarse en una misma ejecución delprograma. STAAD-III utiliza un formato de archivo de entradabasado en un lenguaje de comandos que puede ser creado a travésde un editor, el poderoso generador gráfico de datos de entradaSTAAD-PRE o mediante un generador de datos CAD. El archivode salida generado por STAAD-III contiene resultados numéricosdetallados del diseño y/o análisis y una excelente calidad depresentación.

La Sección 2 del presente manual contiene una descripción generalde las características, teorías, suposiciones y convenciones deSTAAD-III. Las Secciones 3, 4 y 5 describen las modalidades dediseño en ACERO, CONCRETO y MADERA. La Sección 6 leproporciona una descripción detallada del lenguaje de comandos y

especificaciones. El Manual de Ejemplos contiene ejemplosprácticos y problemas de verificación

1.2.2 Generador Gráfico de Datos de Entrada STAAD - PRE

STAAD-PRE le permite la generación de modelos estructuralesgráficamente. Algoritmos Potentes de generación geométrica lefacilitan la generación y visualización de modelos estructurales endos o tres dimensiones. Todas las demás especificaciones comopropiedades de la sección, constantes de los materiales, apoyos,cargas, requerimientos de análisis y diseño, y de impresión yploteo, etc., también se encuentran disponibles. Esta opción generael archivo de entrada de datos en base a el lenguaje de comandosutilizados por STAAD-III.

La sección 7 de este manual describe en forma detallada todas lasopciones disponibles de STAAD-PRE. En la misma sección seincluye además un tutorial detallado.

1.2.3 Post - Proceso Gráfico STAAD - POST

STAAD-POST es una poderosa herramienta gráfica para laverificación del modelo y la visualización de los resultados. Lacapacidad para la verificación del modelo incluye la verificacióngráfica completa y la visualización de todos los elementos. Losrecursos mas sofisticados para la verificación de resultadosincluyen; visualización y ploteo de la geometría de la estructura,formas modales/deformadas, diagramas de fuerza de corte/momentos flexionantes, contornos de esfuerzos, etc.. Una opciónversátil QUERY le permite la elaboración de reportes de acuerdo asus necesidades. Una potente herramienta gráfica basada en iconosle brinda un ambiente extremadamente amigable y con facilidad demanipulación.

STAAD-III se puede invocar desde el ambiente gráfico permitiendouna verificación y visualización “concurrente”. Gráficas de

excelente calidad podrán ser impresas en todo tipo de ploters eimpresoras.La Sección 7 contiene una descripción detallada de todas lascaracterísticas y opciones disponibles de STAAD-POST. Altermino de ésta Sección usted encontrará un detallado tutorial.

1.2.4 STAAD - INTDES

Esta opción contiene un grupo de opciones de diseño interactivopara las componentes estructurales. Las opciones disponiblesactualmente incluyen diseño de Muros de Contención en Voladizo,cimentaciones y losas.

1.2.5 Utilerías

Además de las opciones de Windows como la salida temporal aotros programas trabajando concurrentemente con STAAD-III paraWindows /Windows NT, STAAD-III le ofrece los siguientesrecursos dentro del Medio Ambiente Gráfico Concurrente:

• Editor de Texto.- Para la creación o edición del archivo dedatos de entrada.

• Opción de Visualización. - Para revisar el archivo de datos de

salida. • Manual en línea . - Para consultar en pantalla información

detallada tal como se explica en el Manual de Referencia. • Opción de Ploteo e Impresión.- Sirve para la impresión y/o

ploteo de los archivos de datos de salida y pantallas degráficas.

• Intercambio de Datos con programas CAD.- Para exportar

y/o importar datos para dibujos. • Calculadora de Pantalla.- Para cálculos aritméticos

interactivos.

El Editor de Textos puede ser llamado desde el Menú Principal asícomo también desde la opción de STAAD-PRE. También estáaccesible como una aplicación independiente del grupo REI(Research Engineers Incorporated ). Éste puede ser utilizado parala creación de un nuevo archivo de datos, la visualización y/oedición de un archivo de datos de entrada ya existente y para lavisualización y/o edición de un archivo de datos de entradagenerado mediante el Generador Gráfico de Datos STAAD-PRE.

La opción VIEW está disponible en el Menú Principal o desde laopción STAAD-POST. Está opción puede ser utilizada paravisualizar todo el archivo de salida en la pantalla. Tanto los datosnuméricos como las gráficas de salida pueden ser visualizados.

La opción de Impresión puede ser utilizada para la impresión delarchivo de salida. Puede ser llamada tanto desde el Menú Principalcomo de la opción de STAAD-POST. La opción Plot le permite elploteo de imágenes. Las gráficas generadas dentro de la opciónprint/plot de STAAD-PLOT pueden ser graficadas directamente outilizando la opción Plot del Menú Principal.

Una opción para el intercambio de datos con programas CADtambién está disponible. El módulo de STAAD-PRE puede leerarchivos “.DXF” para generar datos de entrada de STAAD-III.Archivos “.DXF” de dos y tres dimensiones se pueden generardentro del módulo de STAAD-POST mediante la opción PLOT.

Se suministra una interfase a la Calculadora de Microsoft Windowspara realizar operaciones aritméticas que se requieran mientras segenera el archivo de datos de entrada o al momento de laverificación de resultados. La calculadora se puede utilizar dentrode STAAD-PRE, STAAD-POST y STAAD-INTDES.

STAAD-III para Windows / Windows NT puede ser interrumpidoen cualquier momento ( excepto cuando el programa estadesempeñando el proceso de solución de un problema )presionando las teclas Alt+Tab . El usuario puede utilizar estaopción para cambiar a cualquier otro programa de Windowsejecutándose concurrentemente. El usuario puede salir a DOS

temporalmente desde el ambiente Windows utilizando el icono delGrupo de Programas Principal del Administrador de Programas. Elambiente original de STAAD-III para Windows / Windows NTpuede ser resumido cambiando a la ventana de STAAD-IIIutilizando las teclas Alt+Tab nuevamente.

La sección 8 de este manual describe a detalle las opciones devisualización, editor, impresión y ploteo.

1.2.6 STAPLE

STAPLE significa Extensión de Lenguaje para programación deaplicación (STAAD-III Application Programming LanguageExtension). Es un lenguaje script único e innovador que le permiteconstruir una solución de ingeniería estructural a su medidautilizando STAAD-III.

STAPLE utiliza un formato de un lenguaje de comandos en Ingléssencillo que es extremadamente fácil de aprender y utilizar. AlUtilizar STAPLE, usted puede accesar a la base de datos deSTAAD-III y obtener toda la información estructural - geometría,propiedades de la sección y del material, fuerzas, momentos y más.Úselo para integrar y ejecutar sus programas con estándarespropios por medio de STAAD-III. Elabore programas nuevos queaumenten su productividad. Combine su conocimiento con laspoderosas opciones de análisis y diseño de STAAD-III.En otras palabras, obtenga un STAAD-III hecho para satisfacer susnecesidades específicas de soluciones estructurales.

La sección 10 de éste manual le da una introducción a losfundamentos de STAPLE. Comienza con una rápida visión generalde STAPLE utilizando un ejemplo sencillo. Después de eso, todoslos comandos de STAPLE se describen y ejemplos ilustrativos sedan a continuación. Las gráficas relacionadas con los Comandos deSTAPLE también se discuten.

1.3 El Medio Ambiente Gráfico Concurrente de STAAD III para Windows / Windows NT

El programa de STAAD-III está construido con el más sofisticadomedio ambiente gráfico basado en los principios de ‘IngenieríaConcurrente”. Este medio ambiente amigable le permite la fácilnavegación dentro de las varias características del programa. Unabase de datos activa integra todas las funciones dentro de unsistema unificado permitiéndole la generación de datos“concurrente”, análisis/diseño, visualización y verificación.Además de las opciones principales de ingeniería el medioAmbiente Gráfico Concurrente, le ofrece Edición, Impresión,Ploteo, Revisión y utilerías del sistema.

Después de haber instalado exitosamente STAAD-III paraWindows / Windows NT, será creado el grupo de programas deSTAAD-III dentro del Administrador de Programas para Windows.Por favor véase dentro del Manual de Introducción la partededicada a la Instalación del Programa para una discusión detalladasobre este procedimiento. El Medio Ambiente de STAAD-III esinvocado haciendo click sobre el icono de STAAD-III en el grupode programas del mismo nombre. La pantalla inicial es la que sepresenta abajo. Sobre la pantalla aparecen el número de Versión, sunúmero de identificación y el tipo de modalidad de STAAD-III(PC Unlimited, PC 500 etc.). STAAD-III utiliza un seguro dehardware para validar su capacidad. Si no encuentra éste seguro elprograma se ejecutará en el modo de demostración.

Cuando el programa STAAD-III es activado se le pedirá al usuarioun nombre de archivo ya sea para abrir archivos de STAAD-IIInuevos o existentes.

Antes de cualquier operación, el usuario deberá especificar unnombre de archivo de entrada. La opción File del menú principalpuedes ser también utilizada para abrir archivos. El submenú deOpen dentro del menú de File debe ser utilizado para especificar elnombre de un archivo existente ( uno que ya contiene los datos deentrada). El submenú de New bajo el menú de File debe serseleccionado para especificar el nombre de un archivo de entradapara una estructura cuyos datos de entrada serán creados. Deberecalcarse que todos los archivos de datos de entrada deben teneruna extensión “.std”. Una vez que el nombre del archivo esespecificado, se le permite al usuario llamar a otras opcionesdisponibles dentro del área del menú principal. Una excepción aesta regla es que la opción de STAAD-PRE puede ser llamada sinespecificar ningún nombre de archivo desde el ambiente principalde STAAD-III. Sin embargo, en ese caso, el usuario debeespecificar el nombre apropiado del archivo utilizando la opción deFile del menú principal de STAAD-PRE.

La siguiente lista muestra la secuencia de desarrollo de proyectorecomendada para resolver su problema dentro del programa STAAD-III.El orden es bastante flexible.

1. Genere el archivo de datos de entrada STAAD-III con la opción EDITINPUT o mediante la opción de modelado gráfico STAAD-PRE. Laopción STAAD-PRE le permite la importación de archivos de susoftware CAD.

2. Proporcione en la opción STAAD-PRE archivos de entradaparcialmente completos o archivos de entrada completos en la opciónSTAAD-POST para que verifique su modelo gráficamente.

3. Ejecute el análisis y diseño mediante la opción STAAD-III localizadaen el menú principal de la pantalla o con el icono RUN-STAAD de lacaja de herramientas del ambiente de STAAD-POST.

4. Verifique los resultados del diseño y del análisis reportados en elarchivo de salida. Esto podrá realizarse mediante la opción VIEWOUTPUT de la pantalla principal o con las opciones RESULT oQUERY de STAAD-POST.

5 Verifique gráficamente los resultados del análisis o diseño a través delas opciones Result, Report, Query y los iconos dentro de STAAD-POST

6 Genere las gráficas necesarias utilizando la opción STAAD-POST.

1.3.1 Documentación en Línea

La opción Manual del menú de ayuda del menú principal deSTAAD-III le permite el acceso directo a la información y sintaxisde todos los comandos de STAAD-III. Ésta opción está tambiéndisponible desde el ambiente de STAAD-POST. Los usuariostambién pueden accesarla haciendo doble click sobre el icono deSTAAD MANUAL del grupo de programas STAAD-III deladministrador de programas. Para información detallada sobre eluso de ésta opción por favor véase la sección 8 de este manual.

Descripción General

2.1 Introducción

Esta sección del manual contiene una descripción general de lasopciones de análisis y diseño disponibles en STAAD-III. Estádisponible en las secciones 3 y 4 de este manual Informacióndetallada acerca del diseño de acero y concreto. Los formatosdetallados de los comandos y otra información específica para elusuario es presentada en la sección 6. El objetivo de esta Sección,es familiarizar al usuario con los principios básicos involucradosen la implementación de las diferentes opciones de análisis ydiseño presentadas por STAAD-III. Como una regla general, lasecuencia en la cual se discuten las opciones, está de acuerdo conla secuencia recomendada en su uso dentro del archivo de entrada.

2.2 Generación de Datos de Entrada

El usuario se comunica con STAAD-III a través de un archivo deentrada. El archivo de entrada es un archivo de texto consistente enuna serie de comandos que son ejecutados en forma secuencial. Loscomandos contienen instrucciones o datos concernientes al análisisy/o diseño. Los elementos y convenciones seguidas por el lenguajede comandos de STAAD-III se describen en la Sección 6 de estemanual.

El archivo de entrada de STAAD-III puede ser creado por medio deun editor de textos o por medio de la opción de generación de datos


Véase LasSecciones 6 Y 7

de entrada STADD-PRE . En general, cualquier editor de textopuede ser utilizado para crear el archivo de entrada. La opción degeneración de datos de entrada crea el archivo de entrada pormedio de un procedimiento interactivo gráfico controlado pormedio de menús. Esta opción está disponible en el STAAD-PRE yes descrita en la sección 7 de éste manual.

2.3 Tipos de Estructuras

Una estructura puede ser definida como un conjunto de elementosunidos entre sí. STAAD-III es capaz de analizar y diseñarestructuras que consistan tanto de marcos como de elementos tipocascarón o placas tridimensionales. Casi cualquier tipo deestructura puede ser analizada con STAAD-III. La más general, esla estructura espacial. La cual es una estructura tridimensional, concargas aplicadas en cualquier plano. Una estructura plana, estáconfinada en un sistema de coordenadas X-Y, con cargas en elmismo plano. Una armadura consiste de miembros lineales, loscuales pueden tener solamente fuerzas axiales y no flexionantes.Una estructura de piso, es una estructura de dos o tres dimensiones,que no tiene cargas aplicadas horizontalmente (dirección X o Z) ocualquier carga que pudiera provocar un movimiento horizontal enla estructura. El sistema de vigas (en el plano absoluto X-Z) de unedificio es un ejemplo ideal de una estructura de piso. Lascolumnas también pueden ser modeladas junto con el piso en unaestructura de este tipo, siempre y cuando la estructura no tengacargas horizontales. En caso de que exista alguna carga horizontal,esta deberá ser analizada como una estructura espacial. Laespecificación adecuada del tipo de estructura, reduce el número deecuaciones a resolver durante el análisis. Esto se traduce en unasolución más rápida y más económica para el usuario. Los gradosde libertad asociados con los elementos estructurales paradiferentes tipos de estructuras se ilustran en la Figura 2.1.

Véase La Sección6.2

TIPOS DE ESTRUCTURAS

PLANA

ESPACIAL

ARMADURA

PISO

2D 3D

Figura 2.1

2.4 Sistema de Unidades

El usuario tiene la capacidad de introducir datos de entrada ysolicitar resultados en casi todos los sistemas de unidades usadoscomúnmente por los ingenieros tales como SI, MKS y FPS. En elarchivo de entrada, el usuario puede cambiar el tipo de unidadestantas veces como sea necesario. La combinación y comparaciónentre unidades de fuerza y longitud está también permitido. Launidad de entrada para ángulos (o rotaciones) son los grados. Sinembargo, para la salida de JOINT DISPLACEMENT, lasrotaciones están dadas en radianes. En todas las salidas, lasunidades están claramente especificadas por el programa.

2.5 Sistema de Coordenadas y Geometría de la Estructura

Una estructura es el resultado de la unión de componentesindividuales, como vigas, columnas, losas, placas, etc.. EnSTAAD-III, los marcos y los elementos planos pueden ser usados


Véase La Sección6.12, 6.13, 6.14 Y6.15

para modelar los componentes estructurales. La forma clásica demodelar la geometría de la estructura cuenta con dos pasos:

A. Identificación y descripción de uniones o nodos.

B. Modelado de miembros o elementos a través de laespecificación de la conexión (incidencia) entre uniones.

En general, el término MEMBER será usado para referirse a loselementos de marcos y el término ELEMENT será usado para loselementos tipo placa y/o cascarón. La conexión entre miembros sepuede proporcionar mediante el uso del comando MEMBERINCEDENCE, mientras que la conexión de elementos por mediodel mandato ELEMENT INCIDENCE.

STAAD-III usa dos tipos de sistemas coordenados para definir lageometría de la estructura y los patrones de carga. El sistemaglobal de coordenadas, es un sistema coordenado de posiciónarbitraria en el espacio, el cual es utilizado para especificar elpatrón de cargas y la geometría total de la estructura. Un sistemalocal de coordenadas está asociado a cada miembro (o elemento) yes utilizado en la salida MEMBER END FORCE o en laespecificación de la carga local.

2.5.1 Sistema Global de Coordenadas

Los siguientes sistemas coordenados pueden utilizarse paraespecificar la geometría de la estructura.

A. Sistema convencional de coordenadas cartesianas: Este sistemacoordenado (Figura 2.2), es un sistema de coordenadasrectangulares (X,Y,Z), el cual sigue la regla de ortogonalidadde la mano derecha. Este sistema coordenado puede ser usadopara definir la localización de los nodos y dirección de lascargas. Los grados de libertad de traslación están denotadospor u1,u2 y u3, mientras que los grados de libertad de rotacióncomo u4, u5 y u6.

B. Sistema de coordenadas cilíndricas: En este sistemacoordenado, (Figura 2.3) las coordenadas X y Y del sistemaconvencional de coordenadas cartesianas, son reemplazadaspor R (radio) y Ø (ángulo en grados). La coordenada Z esidéntica a la coordenada Z del sistema cartesiano, y sudirección positiva esta determinada por la regla de la manoderecha.

C. Sistema inverso de coordenadas cilíndricas: Este es un casoespecial del sistema de coordenadas cilíndricas (ver Figura2.4), donde el plano R- Ø corresponde al plano X-Z de unsistema cartesiano. La regla de la mano derecha, se aplica paradeterminar la dirección positiva del eje Y.

X

Y

Z

uu

u

u

u

u

1

2

3

4

5

6

Sistema de Coordenadas Cartesianas (Rectangular)Figura 2.2

Z

RZ

Θ (+ve)

Sistema de Coordenadas CilíndricasFigura 2.3

Y

R

Sistema Inverso de Coordenadas CilíndricasFigura 2.4

2.5.2 Sistema Local de Coordenadas

Un sistema local de coordenadas está asociado a cada uno de losmiembros. Cada eje de estos sistemas de coordenadas ortogonaleslocales se basa también en la regla de la mano derecha. La figura2.5 muestra una viga con un punto inicial "i" y un punto final "j".La dirección positiva del eje local X, se determina uniendo “i” con“j” y proyectando una línea imaginaria en la misma dirección. La

regla de la mano derecha puede ser aplicada para obtener lasdirecciones positivas de los ejes locales Y y Z. Los ejes locales Y yZ coinciden con los ejes de los dos momentos principales deinercia. Observe que el sistema de coordenadas local es siemprerectangular.

Una gran variedad de secciones transversales pueden serespecificadas para su análisis, estas incluyen acero perfilado,formas prismáticas definidas por el usuario, etc.. La figura 2.6muestra los sistemas locales de ejes para estas secciones.

X

Y

Z

i

j

Z

XY

Figura 2.5

Y

Z

ST RA

YD

ZD WT

Y Y

Y Y Y

YY

Y

Y

Y Y

Z Z

Z

Z

Z

ZZZ

Z Z Z

Ejes locales para diferentes secciones transversales

NOTA: La dirección del eje local x de las seccionesanteriores es hacia dentro del papel

Figura 2.6

2.5.3 Relación Entre Coordenadas Globales y Locales

Dado que los datos de entrada para las cargas en los miembrospuede ser especificada en los sistemas local y global decoordenadas, y que los datos de salida para las fuerzas que actúanen los extremos de los miembros son impresas en el sistema localde coordenadas, es importante saber la relación existente entre elsistema de coordenadas global y el local. Una medida angular, que


denotaremos como b (beta), definirá la relación que existe entreambos y es definida de la siguiente forma.

Angulo Beta

Cuando el eje local X es paralelo al eje absoluto Y, como en elcaso de una columna en una estructura, el ángulo beta es el ánguloa través del cual el eje local Z ha sido rotado sobre el eje local Xdesde una posición paralela y en la misma dirección que el ejeglobal z.

Cuando el eje local X no es paralelo a el eje global Y, el ángulobeta es el ángulo a través del cual el sistema local coordenado hasido rotado sobre el eje local X desde una posición inicial con eleje local Z paralelo al plano absoluto X-Z y el eje local Y en lamisma dirección positiva del eje absoluto Y. La Figura 2.7, detallalas posiciones para beta igual a 0 ó 90 grados. Durante el procesode especificación de cargas en los miembros, es útil referirse a estafigura para una rápida determinación del sistema del eje local.

Punto de Referencia

Una alternativa para proporcionar la orientación del miembro esintroducir las coordenadas de un punto arbitrario de referencia,localizado sobre el plano X-Y del miembro pero no sobre el eje delmiembro. A partir de la localización de éste punto de referencia, elprograma automáticamente calcula la orientación del plano X-Y delmiembro.

Y

X

Zx

y

z

xy

z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

zx

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

Relación entre los ejes local y absoluto

Figura 2.7

2.6 Información del Elemento Finito

STAAD-III está equipado con el más sofisticado elemento finitopara placas, cascarones y sólidos. Las opciones de cada uno seexplican a continuación:

2.6.1 Elemento Placa/Cascarón

El elemento finito placa/cascarón está basado en la formulación deelemento híbrido. El elemento puede ser de tres nodos (triangular)

o de cuatro nodos ( cuadrilátero ). Si en un elemento cuadrilateralno todos los nodos (cuatro) se encuentran sobre un mismo plano, esrecomendable modelarlo como un elemento triangular. El espesordel elemento puede ser diferente de un nodo a otro.

Estructuras de superficie tales como muros, losas, placas ycascarones pueden ser modelados utilizando elementos finitos. Paratrabajar más fácilmente en la generación de una malla másdetallada de elementos planos o de cascarón dentro de un área másextensa, se cuenta con la opción MESH GENERATION. Estaopción se describe en detalle en la Sección 6.14.

Además el usuario podrá también usar el elemento finito paradeterminar la acción en un plano de esfuerzos. El comandoELEMENT PLANE STRESS deberá ser usado para éste propósito.

Consideraciones Para El Modelado de laGeometría

Las siguientes reglas relacionadas con el modelado de la geometría,deberán de ser recordadas cuando se use el elementoplaca/cascarón.

1) El programa automáticamente genera un quinto nodo “O” (nodocentral), en la parte central del elemento (ver figura 2.8).

2) Mientras se estén asignando los datos de entrada para los nodosde un elemento, es esencial que los nodos se especifiquen yasea, siguiendo el sentido de las manecillas del reloj o en contra(Figura 2.9). Para mayor eficiencia, los elementos similareshabrán de ser numerados secuencialmente.

3) La proporción en elementos no deberá de ser excesiva. Debeser del orden de 1:1 y, preferiblemente, menor de 4:1.

4) Los Elementos individuales no deberán ser distorsionados. Losángulos entre dos lados de elementos adyacentes, no deberánexceder por mucho a los 90 grados y nunca sobrepasar los 180grados.

Especificación de Cargas Sobre Elementos

Las siguientes especificaciones de carga son aceptadas:

1) Cargas en las uniones para los nodos de un elemento endirecciones globales.

2) Cargas concentradas en cualquier punto especificado por elusuario en direcciones globales o locales.

3) Presión uniforme sobre la superficie de un elemento, endirecciones globales o locales.

4) Presión uniforme parcial sobre una porción especificada por elusuario de la superficie del elemento, en dirección global olocal.

5) Presión con variación lineal sobre la superficie de un elemento,en dirección local.

6) Carga debida a temperatura, provocada por un incremento odecremento uniforme de la temperatura.

7) Carga debida a temperatura, provocada por la diferencia detemperatura entre las superficies inferior y superior delelemento.

Nudo Generado(Nudo Central)

Numeración Correcta

Elementos no aceptablesElementos aceptables

Figura 2.8

Figura 2.10

Figura 2.9

Figura 2.11

Numeración Incorrecta

Fundamentos Teóricos

El método de placa de elemento finito utilizado por STAAD-IIIestá basado en la formulación de elemento finito híbrido. Se asumeuna distribución total cuadrática de esfuerzos. Para la acción de unplano de esfuerzos, la distribución de esfuerzos se asume de lasiguiente forma:

τxy

τyx

τxy

τyx

σy

σx

σy

σx

Se asume una distribución de esfuerzos cuadrática completa.

σ

σ

σ

x

y

xy

x y x xy y

x y y x xy

y x xy y x

a

a

a

a

=

− − − − −

1 0 0 0 0 2 0 0

0 0 0 1 0 0 0 2

0 0 0 0 1 2 0 0

2 2

2 2

2 2

1

2

3

12

donde:desde a1 hasta a12 = constantes de los polinomios de esfuerzos.

Se asume la siguiente distribución cuadrática de esfuerzos, paraacción flexionante plana.

MX

Y

Z

M

M

M

M

M

M

Q

Q

QQ

x

y

xy

yx

x

y

yx

xx

y

y

M xy

distribución completamente cuadrática de esfuerzos considerada

M

a

a

a

a

x1

2

3

17

M

M

Q

Q

x y x xy y

x y x xy y

x y xy xy x y

x y x y

y x y x

y

xy

x

y

= − −−

−

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 2 0

2 2

2 2

2 2

donde:desde a1 hasta a12 = constantes de los polinomios de esfuerzos.

Las características sobresalientes de éste elemento finito son:

1) Compatibilidad de desplazamiento entre la componente delplano de esfuerzos de un elemento y la componente del planoflexionante de un elemento adyacente, la cual forma un ángulocon el primero alcanzado por los elementos (ver Figurainferior). Este requisito de compatibilidad es generalmenteignorado en la mayoría de los elementos placa y/o cascarón.

2) La rigidez rotacional exterior al plano de la porción del planode esfuerzos de cada elemento es totalmente incorporada y nodespreciada, como es usualmente hecho en la mayoría delsoftware comercial.

3) A pesar de la incorporación de la rigidez rotacionalmencionada anteriormente, los elementos satisfacencompletamente la prueba de comprobación.

4) Estos elementos están disponibles en forma de triángulos ycuadriláteros, con nodos únicamente en las esquinas, teniendocada nodo 6 grados de libertad.

5) Estos elementos son las formas más simples posibles de placasy cascarones, con únicamente nodos en las esquinas y 6 gradosde libertad por nodo. Aun así, las soluciones para losproblemas de ejemplo, convergen rápidamente satisfaciendo lasnecesidades de precisión, aún para una malla de gran tamaño.

6) Estos elementos pueden estar conectados a marcos planos otridimensionales con capacidad completa de compatibilidad dedesplazamiento. No se requieren restricciones o libertadesadicionales.

7) La energía de deformación del plano de corte que está fuera delmismo, es incorporada en la formulación de la componente dela placa flexionante. Como un resultado, los elementosresponden a las condiciones de frontera de Poisson, las cualesson consideradas más precisas que las acostumbradascondiciones de frontera de Kirchoff.

8) La porción de la capa flexionante puede tomar en cuenta placasdelgadas o anchas, extendiendo así, la utilidad de las placas auna gran variedad de problemas. Además de que, el espesor dela placa es tomado en consideración en el cálculo del plano decorte.

9) El plano de esfuerzos triangular se comporta casi de la mismaforma que el bien conocido esfuerzo lineal triangular. Lostriángulos de la mayoría de cascarones introducen esfuerzostriangulares constantes, los cuales tienen una tasa deconvergencia muy baja. Así, el elemento triangular es muy útilen problemas de doble curvatura, donde el elementocuadrilátero no puede ser utilizado.

10) Recuperación de esfuerzos en los nodos y cualquier puntodentro del elemento.

Sistema Local de Coordenadas de los Elementos

La orientación precisa de las coordenadas locales se determina dela siguiente forma:

1) Designando los puntos medios de los cuatro ó los tres lados delelemento IJ, JK, KL, LI por M, N, O, P respectivamente

2) El vector señalando de P a N será el eje local x (en untriángulo, este siempre será paralelo a IJ).

3) El producto vectorial de los vectores PN y MO (ON y MK,para un triángulo) definirá el eje local z, es decir, z = PN xMO.

4) El producto vectorial de los vectores z y x define el eje local y,es decir, y = z x x.

La convención de signos de la fuerza y momento resultante seilustra en la Figura 2.13.

I

K

O

x=ON

MK

z

y

JM

N

J

L

M

NP

x=PN

MO

y

z

I

KO

Figura 2.12

Fuerzas en el Elemento

Las salidas del mandato ELEMENT FORCE contienen informacióncorrespondiente a los siguientes puntos.

A. Nodo central del elemento.B. En todos los nodos de las esquinas del elemento.C. En algún punto del elemento especificado por el usuario.

Además se incluyen las siguientes abreviaciones:

QX, QY Fuerzas de corte (fuerza/unidad delongitud/unidad de espesor)

FX, FY, FXY Fuerzas de membrana (fuerza/unidad delongitud/unidad de espesor)

MX, MY, MXY Momentos de flexión (momento/unidad delongitud)

SMAX, SMIN Esfuerzos principales (fuerza/unidad de área)TMAX Esfuerzo de corte máximo (fuerza/unida de

área)ANGLE Orientación del plano principal (grados)

NOTA:

1) Todos las fuerzas en el elemento están referidas al sistemalocal de coordenadas. La dirección y sentido de las fuerzasen el elemento se aprecian en la Figura 2.13.

2) Para obtener las fuerzas actuando sobre un puntoespecífico del elemento, proporcione las coordenadas delpunto en el sistema local de coordenadas del elemento encuestión. Observe que el origen del sistema local decoordenadas, coincide con el nodo central del elemento.

3) Los esfuerzos principales (SMAX y SMIN), el esfuerzo decorte máximo (TMAX), y la orientación del plano principal(ANGLE) son también impresos para las superficiesinferior y superior del elemento. Se determina si unasuperficie es inferior o superior en base a la dirección deleje local z.

Convención de signos para Fuerzas en el Elemento

SuperficieInferior

SuperficieSuperior

I

J

KL

x

yz

M

Q

M

M

M M

M

Q

Q

Q x

y

yx

x

y

xy

yx

xy

xyF

F

x

y

xyF

Figura 2.13

Tenga siempre presente las siguientes restricciones al usar lasección de elemento finito de STAAD-III.

1) Marcos y elementos finitos pueden ser usados simultáneamenteen un análisis con STAAD-III. El comando ELEMENTINCIDENCES deberá seguir inmediatamente a los datos deentrada de MEMBER INCIDENCES.

2) El peso propio de los elementos finitos es convertido a cargasde unión actuando en los nodos conectados y no es usado comoun elemento de presión de carga.

3) Las fuerzas del elemento son impresas en el centroide y no a lolargo de las esquinas.

4) En adición a los fuerzas mostradas en la figura 2.13, seimprime además las fuerzas VonMises en la superficie superiore inferior.

Numeración de Elementos

Durante la generación de la matriz de rigidez del elemento, elprograma verifica si el elemento es el mismo que el anterior. Encaso de que así sea, la ejecución de los cálculos no se ejecutaránuevamente. La secuencia en la cual se genera la matriz de rigidez,es la misma en la cual los elementos son dados en ELEMENTINCIDENCES.

Por consiguiente, para ahorrar algún tiempo de cálculo, loselementos semejantes habrán de ser numerados secuencialmente. LaFigura 2.14 muestra ejemplos de una numeración de elementoseficiente y no eficiente.Sin embargo el usuario habrá de decidir entre adoptar un sistemade numeración, el cual reduzca el tiempo de cálculo, y un sistemade numeración que incremente la facilidad en la definición de lageometría de la estructura.

Numeración eficiente

2

3

4

5

6

7

8

2 3 4

5 6 7 8

Numeración no eficiente

Figure 2.14

2.6.2 Elemento Sólido

Los elementos sólidos permiten la solución de problemasestructurales que involucran esfuerzos en tres dimensiones. Existeuna clase de problemas tal como la distribución de esfuerzos enpresas de concreto, suelos y estratos de roca donde el análisis deelemento finito utilizando elementos sólidos proporciona unaherramienta poderosa.

Fundamentos Teóricos

El elemento sólido utilizado en STAAD es del tipo isoparamétricode ocho nodos. Estos elementos tienen tres grados de libertadtranslacional por nodo.

Colapsando varios nodos hasta que queden unidos, un elementosólido puede degenerarse a las siguientes formas con cuatro o hastasiete nodos.

La matriz de rigidez del elemento sólido es evaluada porintegración numérica con ocho puntos Gauss-Legendre. Parafacilitar la integración numérica, la geometría del elemento esexpresada interpolando funciones utilizando el sistema natural decoordenadas, ( r, s, t ) del elemento con su origen en el centro degravedad. Las Funciones de interpolación se muestran acontinuación:

x h xi ii

==∑

1

8, y h yi i

i=

=∑

1

8, z h zi i

i=

=∑

1

8

donde x, y, z son las coordenadas de cualquier punto en elelemento, y xi, yi, zi, i=1,..,8 son las coordenadas de los nodosdefinidas en el sistema de coordenadas globales. Las funciones deinterpolación hi, se definen en el sistema natural de coordenadas

(r,s,t). Cada valor de r, s y t varia de -1 a +1. La propiedadfundamental de las funciones de interpolación desconocidas hi esque sus valores en el sistema natural de coordenadas es la unidaden el nodo i, y cero en todos los demás nodos del elemento. Losdesplazamientos del elemento son también interpretados de lamisma manera que la geometría. Las funciones se muestran acontinuación:

u = h ui ii=∑

1

8, v = h vi i

i=∑

1

8, w = h wi i

i=∑

1

8

donde u, v y w son desplazamientos en cualquier punto delelemento y ui,vi, wi, i=1,8 son los desplazamientoscorrespondientes de los nodos, en el sistema de coordenadasutilizado para describir la geometría.

Sistema Local de Coordenadas

El sistema local de coordenadas utilizado en elementos sólidos esel mismo sistema global, tal como se muestra a continuación:

figura 2.15

Propiedades y Constantes

A diferencia de los cascarones y placas, no se requierenpropiedades para los elementos sólidos. Sin embargo, lasconstantes como el módulo de elasticidad y el módulo de Poissonnecesitan ser especificadas.

También, es necesario especificar la densidad si el peso propio seincluye en cualquier condición de carga.

Reporte de Esfuerzo en Elementos

Los esfuerzos de los elementos pueden ser obtenidos en el centro yen los nodos del elemento sólido. Los elementos impresos son:

Esfuerzo Normal :SXX, SYY and SZZEsfuerzo Cortante :SXY, SYZ and SZXEsfuerzo Principal :S1, S2 y S3.Esfuerzo Von Mises :SECosenos Directores : 6 cosenos directores son impresos,

después de la expresión DC,correspondiente a las dos direccionesprincipales de esfuerzos.

2.7 Propiedades de los Miembros

STAAD-III tiene disponibles para las propiedades de los miembroslas siguientes especificaciones:

A) Propiedad prismática.B) Perfiles de acero estándares desde la biblioteca incluidaC) Tablas de perfiles de acero creadas por el usuario.D) Secciones biseladas.E) Uso del comando ASSIGN.

2.7.1 Propiedades Prismáticas

Se requieren de las siguientes propiedades prismáticas para elanálisis:

AX = Área de sección transversalIX = Constante de torsiónIY = Momento de inercia alrededor del eje yIZ = Momento de inercia alrededor del eje z



Además, el usuario podrá elegir la especificación de las siguientespropiedades:

AY = Área de corte efectiva para la fuerza de corte paralela aleje local y

AZ = Área de corte efectiva para la fuerza de corte paralela aleje local z

YD = Peralte de la sección paralela al eje local yZD = Peralte de la sección paralela al eje local z

Para especificar una viga T o una viga trapezoidal, deben serespecificadas propiedades adicionales, estas son las siguientes:

YB = Peralte del alma de la sección T (ver Figura siguiente)ZB = ancho de la sección T, o ancho de la parte inferior de una

sección trapezoidal

Para especificar una viga T, el usuario debe proporcionar YD, ZD,YB y ZB. Similarmente, para secciones trapezoidales se debenasignar YD, ZD y ZB.

Si las áreas de corte son especificadas, el programaautomáticamente considerará las deformaciones de corte en elanálisis, y si por el contrario, éstas no son especificadas, lasdeformaciones de corte no serán tomadas en consideración. En unmarco, la relación de la deflexión por corte con respecto a ladeflexión por flexión es tan pequeña que, en la mayoría de loscasos, puede ser ignorada. Las dimensiones en las dos direccionesprincipales (YD y ZD) son usadas por el programa para calcular elmódulo de la sección. Éste es necesario únicamente para calcularlos esfuerzos en el miembro, o para realizar un diseño en concreto.Los valores de YD y ZD pueden ser omitidos, en el caso de que losesfuerzos o el diseño de estos miembros, no sea de interés. El valorpor omisión para YD y ZD es de 254 mm (10 pulgadas) . Todas laspropiedades prismáticas están dadas en las coordenadas locales delmiembro.

ZB

YB

ZD

YD

ZD

YD

ZB

Para definir un miembro de concreto, el usuario no deberá asignarel valor de AX, pero en su lugar, deberá proporcionar los valoresYD y ZD para el caso de una sección rectangular y solo YD parauna sección circular. Siempre que el momento de inercia o el áreade corte no sean definidos, el programa automáticamente loscalculara a partir de los valores YD y ZD.

La tabla 2.1 contiene una lista de las propiedades requeridas paralas secciones. Menciona, en función al tipo de estructura, laspropiedades de la sección requeridas para el análisis. Para el tipode análisis de una estructura plana o de piso, la elección delmomento de inercia, depende del ángulo beta. Si beta es igual acero, la propiedad requerida es IZ.

Tabla 2.1 Propiedades requeridas

Tipo deTipo de PropiedadesPropiedadesEstructurasEstructuras RequeridasRequeridasARMADURAARMADURA AXAX

Estructura PLANAEstructura PLANA AX, IZ o IYAX, IZ o IYEstructura DE PISOEstructura DE PISO IX, IZ o IYIX, IZ o IY

Estructura ESPACIALEstructura ESPACIAL AX, IX, IY, IZAX, IX, IY, IZ

2.7.2 Biblioteca de Perfiles de Acero

Esta opción del programa permite al usuario especificar perfilesestándares de acero, manufacturados en diferentes países. Lainformación relativa a las secciones americanas de acero estádisponible en la sección 3.

Contacte a Research Enginners para información de perfiles deacero para otros países.

Debido a que las áreas de corte son inherentes a estas tablas, ladeformación de corte siempre es tomada en consideración paraestas secciones.

2.7.3 Auto - Generación de Tablas de Acero

El usuario puede generar sus propias tablas de acero, designarnombres a perfiles y sus correspondientes propiedades. Elprograma puede entonces encontrar propiedades en miembros paraesas tablas. La selección de miembros se puede hacer por mediodel programa, seleccionando únicamente elementos de las tablasespecificadas.

La generación de dichas tablas, puede ser hecha como parte de unaentrada de STAAD-III o, como un archivo creado separadamentedesde el cual el programa pueda leer las propiedades. El usuarioque no utilice los perfiles estándares o, para quienes usen unnúmero limitado de formas específicas, tendrán la opción de creararchivos permanentes con las propiedades de los miembros. Así, eldiseño y el análisis puede ser limitado a las secciones en estosarchivos.

Vease La Seccion6.20.1

Véase La Sección6.19 Y 6.20.4

2.7.4 Secciones Para Vigas Biseladas

Las propiedades de las secciones biseladas pueden serproporcionadas a través del mandato MEMBER PROPERTY.Dadas las dimensiones de la sección clave, el programa es capaz decalcular las propiedades de la sección transversal, que seránutilizadas subsecuentemente en el análisis. La especificación de lassecciones TAPERED se describe en la Sección 6 de este Manual.

2.7.5 Comando Assign

Por medio de este comando, el usuario podrá indicar al programaque seleccione automáticamente una sección de acero de la tabla,para el análisis y diseño subsecuente. Los tipos de secciones quepueden ser asignadas con este mandato son: BEAM, COLUMN,CHANNEL, ANGLE y DOUBLE ANGLE. Cuando se especificauna viga o columna, el programa asignará una sección de una viga I(WF para AISC) ; el miembro seleccionado posteriormente y losque resulten de un proceso de optimización, serán seleccionadostomando en cuenta este tipo de sección.

2.8 Grados de Libertad de Miembros / Elementos

STAAD-III permite especificar grados de libertad a miembros yelementos. Uno o ambos de los extremos de un miembro oelemento pueden ser dejados en libertad. Los miembros/elementosse consideran rígidamente unidos entre sí acorde con el tipoestructural especificado. Cuando esta rigidez completa no esaplicable, los componentes individuales de las fuerzas, encualesquiera de los extremos del miembro, pueden ser consideradosigual a cero con la instrucción de MEMBER RELEASE.Especificando los componentes de libertad; los diferentes gradosde la misma son eliminados del análisis. Los componentes delibertad, se dan en el sistema local de coordenadas para cada uno

Véase La Sección6.20.3


Vease La Seccion6.22

de los miembros. Nótese que una libertad de momento PARTIAL estambién permitido.

2.9 Elementos de Armaduras Bajo Solo Tensión

Existen dos métodos que sirven para especificar el análisis demiembros que involucran únicamente cargas axiales, es decir,armaduras. Cuando todos los miembros en la estructura seanarmaduras, el tipo de estructura debe ser declarada como TRUSS,mientras que, cuando solo algunos de los miembros soporten cargasaxiales( por ejemplo, el contraventeo de un edificio), el mandatoMEMBER TRUSS puede ser usado para identificarlosseparadamente. Una considerable cantidad de tiempo puede serahorrada en el análisis y diseño, si se declara un miembro axialcomo una armadura, la especificación de tales miembros cómomiembros de un marco, con ambos extremos apoyados, deberá serevitada siempre que sea posible.

2.10 Cables

Se pueden especificar los cables por medio del mandato MEMBERCABLE, y para su uso, es necesario establecer la tensión inicial enel cable. El párrafo siguiente explica como se calcula la rigidez delcable.

El incremento en la longitud de un cable sujeto a cargas es unacombinación de dos efectos. El primero es el componente de ladeformación elástica, que está gobernada por la relación de laelasticidad,

F = Kx donde Kelastic = EAL

El segundo, es el componente de la dilatación debido a un cambio

en la geometría (como cuando se tensa un cable, el pandeo se

reduce). Esta relación, puede ser descrita por:



12T3

F = Kx pero aquí Ksag = _____

w2L3

donde w = es el peso por unidad de longitud del cable.T = tensión del cable

Por lo tanto, la rigidez de un cable depende de la tensión inicialaplicada (o pandeo). Estos dos efectos se pueden combinar de lasiguiente manera:

1Kcomb = _____________________

1/Ksag + 1/Kelastic

Kcomb = EA/L [ 1 + w2L2EA/ 12T3 ]-1

Nota: Cuando T = 0, Kcomb = EA/L

Observe que cuando la tensión se incrementa (el pandeo disminuye)los efectos combinados de la rigidez se aproximan mas a un caso dedeformación elástica pura.

2.11 Miembros No Concurrentes

Algunos de los miembros de una estructura pueden no serconcurrentes a las uniones incidentes, creando de esta manera estaclase de miembros. Esta distancia de separación (offset), seespecifica en función al sistema absoluto de coordenadas (esto es,las distancias X, Y y Z a partir de la unión incidente). Fuerzassecundarias inducidas, debidas a este desplazamiento de conexión,son tomadas en cuenta en el análisis de la estructura y también paracalcular las fuerzas individuales en los miembros. El nuevocentroide desplazado del miembro puede estar al principio o alfinal del miembro. Por lo tanto, cualquier referencia del principio ofinal de ese miembro será siempre desde los nuevos puntos deseparación.

Véase La Sección6.25 Y El Ejemplo7

Y

X

wp wp

wp

7 6

2

9

"

"

"

"

MEMBER OFFSET1 START 7.01 END -6.02 END -6.0 -9.0

Figura 2.15

2.12 Constantes de Los Materiales

Las constantes de los materiales son: módulo de elasticidad (E),densidad específica (DEN), módulo de Poisson (POISS),coeficiente de dilatación térmica (ALPHA) y, ángulo beta (BETA)o coordenadas de algún punto de referencia (REF).

El valor de E para los miembros debe ser especificado, ya que de locontrario, el análisis no será llevado a cabo. La densidad específica(DEN), será usada únicamente cuando se quiera tomar enconsideración el peso propio de la estructura. El módulo dePoisson (POISS) es utilizado para calcular el módulo de corte(comúnmente conocidos como G) a partir de la formula,

G = 0.5 x E/(1 + POISS)

En caso de que el módulo de Poisson no sea proporcionado, G seráconsiderada como 1/2E. El coeficiente de dilatación térmica(ALPHA) es usado para calcular la expansión de los miembroscuando cargas debidas a temperatura son tomadas en consideración.


La unidad de temperatura para una carga debida a temperatura ypara ALPHA debe ser la misma.

El ángulo BETA y el punto de referencia REF son discutidos en laSección 2.5.3 y son parte de los datos de entrada de las constantesde los miembros.

2.13 Apoyos

STAAD-III permite la especificación de apoyos que son paralelosasí como inclinados con respecto a los ejes globales.

Los apoyos se clasifican como articulados, empotrados oempotrados con diferentes grados de libertad. Un apoyo articulado(PINNED), tiene restricciones en contra de todo movimiento detranslación y ninguna en contra del movimiento de rotación. Enotras palabras, un apoyo articulado tendrá reacciones para todas lasfuerzas, pero no contendrá momentos. Por otra parte, un apoyoempotrado (FIXED) tiene restricciones en contra de todas lasdirecciones de movimiento.

Las restricciones de un apoyo fijo, pueden ser modificadas encualquier dirección deseada, como se especifica en la Sección 6.

La flexión elástica debida a rotación y translación también puedeser especificada. Las flexiones elásticas pueden ser expresadas entérminos de sus constantes de elasticidad. Una constante deelasticidad por translación, se define como la fuerza empleada paradesplazar un nodo apoyado una unidad de longitud en unadirección absoluta determinada. Similarmente, una constante deelasticidad por rotación se define, como la fuerza para rotar ungrado un nodo apoyado alrededor de una dirección absolutaespecificada.


2.14 Uniones Amo / Esclavo

La opción Master/Slave, se introduce para facilitar el modelado deconexiones rígidas en un sistema estructural. Esta opción puede serusada para modelar elementos estructurales especiales, como porejemplo, un diafragma de piso rígido. Varias uniones esclavaspueden ser asignadas a el mismo desplazamiento que la unión amo.El usuario también cuenta con la flexibilidad para elegir los gradosde libertad para los cuales, las restricciones de desplazamientoserán impuestas a las uniones esclavas. En el caso de que todos losgrados de libertad (Fx, Fy, Fz, Mx, My y Mz) sean restringidos, sesupondrá que las uniones están rígidamente conectadas.

2.15 Cargas

Las cargas en una estructura pueden ser especificadas como cargassobre nodos, cargas sobre miembros, cargas debidas a temperaturay cargas sobre empotramientos. STAAD-III puede tambiéndeterminar el peso propio de la estructura y usarlo dentro delanálisis como cargas uniformemente distribuidas. Además,cualquier fracción del peso de la estructura, puede ser aplicada encualquier dirección deseada.

2.15.1 Carga sobre Nodos

En las cargas sobre nodos, tanto las fuerzas como los momentos,pueden aplicarse directamente a cualquier unión libre de unaestructura. Estas cargas actúan en el sistema absoluto decoordenadas de la estructura. Fuerzas positivas, actúan en elsentido positivo de los ejes coordenados. Además, cualquiernúmero de cargas puede aplicarse a un mismo nodo, para lo cuallas cargas serán sumadas en ese nodo.



2.15.2 Carga sobre Miembros

Tres tipos diferentes de cargas pueden aplicarse directamente a losmiembros de una estructura. Estas son: cargas unifórmentedistribuidas, cargas concentradas, y cargas variando linealmente(incluyendo trapezoidales ). Las cargas uniformementedistribuidas, actúan sobre la longitud total o parcial del miembro.Las Cargas concentradas, actúan sobre cualquier punto intermedio.Las Cargas que varían linealmente, actúan sobre la longitud totaldel miembro. Las Cargas con variación lineal de tipo trapezoidal,actúan sobre la longitud total o parcial del miembro.

Cualquier número de cargas puede ser especificado para que actúensobre un miembro, usando cualquier condición independiente decarga. Las cargas sobre los miembros pueden especificarse en elsistema de coordenadas de los miembros o en el sistema absolutode coordenadas. Las Cargas uniformemente distribuidas, referidasal sistema absoluto de coordenadas, pueden definirse para actuar alo largo de la longitud total o proyectada del miembro. Refiérase ala Figura 2.3 para encontrar la relación del miembro con respectoal sistema absoluto de coordenadas, y así poder definir las cargassobre los miembros. Las Fuerzas positivas, actúan en las mismasdirecciones positivas de los ejes local o absoluto, de acuerdo alcaso.


Carga Uniformemente Distribuida

i j

d2d1

WCarga Trapezoidal

ij

d2d1

W1 W2

ij

W3

i j

W1 W2

Cargas Lineales

i j

W1 W2

Carga Concentrada

jid1

P

Configuraciones de las cargas actuando sobre los miembrosFigura 2.16

2.15.3 Carga sobre Superficie

Muchas veces un piso (contenido en el plano X-Z) está sujeto a unacarga uniformemente distribuida, lo cual podría requerir de unagran cantidad de trabajo para determinar la carga de miembro paralos miembros individuales de ese piso. Sin embargo, con elcomando AREA LOAD, el usuario puede definir la carga aplicadaen un área para los miembros (carga unitaria por unidad de área ).El programa calculará el área tributaria para estos miembros yasignará las cargas adecuadas sobre los miembros. Se hacen lassiguientes suposiciones para convertir la carga aplicada en un áreaa cargas actuando sobre miembros:

a) Se considera a la carga sobre el miembro, como una carga quevaria linealmente, para la cual los valores inicial y final puedenser de diferente magnitud.

b) El área tributaria de un miembro, para una carga aplicada en unárea, se calcula considerando la mitad del espacio que exista al

Véase La Sección6.32.4 Y ElEjemplo 2

miembro mas cercano que sea aproximadamente paralelo. En elcaso de que el espacio sea mayor o igual que la longitud delmiembro, la carga aplicada en el área será ignorada.

c) La carga sobre superficies no deberá ser especificada enmiembros como cables, elementos de una armadura o miembrosen tensión.

La Figura 2.17 muestra una estructura de piso, con una cargaactuando sobre la superficie de 0.1.

1 2 3 4 5

6 7 8 9

10 11 12 13

4 56

4

5

6

X

Z

' ' ' '

''

Figura 2.17

El miembro 1 tendrá una carga lineal de 0.3 en un extremo y de 0.2en el otro extremo. Los miembros 2 y 4 tendrán una carga uniformede 0.5 actuando sobre toda su longitud. El miembro 3 tendrá unacarga lineal de 0.45 y 0.55 los extremos respectivos. El miembro 5tendrá una carga uniforme de 0.25. El resto de los miembros, del 6al 13, no tendrán contribución de carga de superficie, puesto quelos miembros paralelos mas cercanos tienen mayor longitud que losmiembros. No obstante, las reacciones de los miembros para latrabe serán consideradas.

2.15.4 Carga Sobre un empotramiento

Los efectos de carga sobre un miembro, pueden tambiénespecificarse en función de las cargas que actúan en el extremoempotrado. Estas cargas se definen en términos del sistema decoordenadas del miembro y las direcciones serán contrarias a las dela carga presente en el miembro. Cada uno de los extremos de unmiembro puede presentar seis tipos diferentes de fuerzas: axial, decorte en y y z, de torsión y, momentos con respecto a y y z.

2.15.5 Carga de Pretensado y Postensado

Los miembros de una estructura pueden estar sujetos a unaprecarga, por lo que la distribución de carga en la estructura podríanecesitar ser investigada. La precarga en un miembro puede estaraplicada en la línea central o puede ser excéntrica. Se puedenespecificar excentricidades en la unión inicial, a la mitad y en launión final. Estas excentricidades se manifiestan únicamente en eleje local y. Una excentricidad positiva sería aquella que estuvieseen el mismo sentido positivo del eje y. Puesto que lasexcentricidades están definidas únicamente en el eje local y,extremado cuidado deberá tomarse al definir las propiedadesprismáticas o al especificar correctamente el ángulo Beta, cuandose tengan que rotar las coordenadas del miembro. Dos tipos deespecificaciones de precarga pueden ser hechas. La Primera, elPRESTRESS donde debido a la carga, las reacciones son generadasdurante la aplicación de la carga de precarga y segundo el POST-STRESS, el cual se considera aplicado después de que la precargalo ha sido; lo cual no genera reacciones.

1) Se asume que el cable tiene un perfil parabólico generalizado.La ecuación de la parábola es la siguiente:

y bx cax= + +2


Véase La Sección6.32.5 Y Ejemplo 6

donde ( )aL

es em ee= − +1

2 4 22

( )bL

em ee es= − −1

4 3

c es=

donde es = excentricidad del cable al principio del miembro(en el eje local y)

em = excentricidad del cable a la mitad del miembro(en el eje local y)

ee = excentricidad del cable en el extremo delmiembro (en el eje local y)

L = Longitud del miembro

2) El ángulo de inclinación del cable respecto al eje local x (unalínea recta uniendo los nodos inicial y final del miembro) enlos puntos inicial y final es pequeño lo cual aumenta lasuposición de que:

sin /θ θ= = dy dx

Por lo tanto, si la fuerza axial en el cable es P, la componentevertical en un extremo es P dy dx( / ) y la componente horizontalde la fuerza en el cable es,

Pdydx

12

−

Se recomienda a los usuarios que se aseguren que el perfil desu cable reúne este requerimiento. Un ángulo menor de 5grados es recomendado.

3) El miembro se analiza para los efectos de pretensado ypostensado por medio del método de carga equivalente. Estemétodo está bien documentado en la mayoría de libros deanálisis y diseño de presfuerzos. La magnitud de la cargauniformemente distribuida es calculada como sigue:

udlPe

L=

82

donde P = fuerza axial en el cable( )

ees ee

em=+

−2

L = longitud del miembro

4) La fuerza en el cable se supone igual a lo largo de toda lalongitud del elemento. No se hace ninguna reducción a lasfuerzas en el cable debidas a fricción u otras pérdidas.

5) El término pretensado (MEMBER PRESTRESS) tal como esutilizado en STAAD implica la siguiente condición. Laestructura se construye primero. Entonces, la fuerza depresfuerzo es aplicada sobre los miembros relevantes. Comoresultado, los miembros se deforman y dependiendo de suscondiciones de apoyo, las fuerzas son transmitidas a otrosmiembros dentro de la estructura. En otras palabras, “PRE” serefiere al momento de colocación del miembro en la estructurarelativo al momento en que el esfuerzo es aplicado.

6) El término postensado ( MEMBER POSTSTRESS ) es usadoen STAAD para la siguiente condición. Los miembros sobre loscuales dicha carga es aplicada son primero colados en lafábrica. Después de esto la fuerza de pretensado es aplicadasobre de ellos. Mientras tanto, el resto de la estructura seconstruye en la obra. Entonces, los miembros postensados sontraídos y colocados en su posición dentro de la estructuraparcialmente construida. Debido a esta secuencia, los efectosdel pretensado son solamente experimentados por los miembrospretensados y no se transmiten al resto de la estructura. Enotras palabras, "POST" se refiere al momento de colocacióndel miembro en relación al momento en que el esfuerzo esaplicado.

7) Tal como puede ser evidente por lo dicho en el punto 6), no esposible calcular los desplazamientos de los extremos de losmiembros postensados por los efectos del postensado, y por lotanto se consideran igual a cero. Como un resultado, losdesplazamientos de secciones intermedias (ver comandoSECTION DISPLACEMENT ) son medidas de manera relativaa la línea recta que une los nodos inicial y final, tal como sedefinieron en las coordenadas iniciales de nodos ( JOINTCOORDINATES).

2.15.6 Carga Debida a Temperatura / Deformación

Se puede especificar la diferencia de temperatura a lo largo de lalongitud de un miembro, así como también, la diferencia detemperaturas entre ambas caras de miembros y elementos. Elprograma calcula la deformación axial (dilatación y contracción)debido a la diferencia de temperatura. A partir de este dato secalculan las fuerzas inducidas en el miembro y el análisis seefectúa en la forma apropiada. Los intervalos de deformación parala dilatación y la contracción pueden darse directamente comodatos de entrada.

2.15.7 Carga Por Desplazamiento en los Apoyos

Pueden aplicarse cargas a la estructura en términos deldesplazamiento de los soportes. Donde el desplazamiento puede serde translación o rotación. Los desplazamientos de translación sedefinirán de acuerdo a la unidad de longitud que se esté utilizando,mientras que los desplazamientos por rotación estarán siempredefinidos en grados. Observe que los desplazamientos únicamenteserán especificados para aquellas direcciones en las cuales losapoyos restringen el movimiento y no para aquellas que lopermiten.

2.15.8 Aplicación de cargas sobre Elementos

En elementos de placa o cascarones las tipos de carga permitidosson los siguientes:

1) Carga de presión que consiste en una carga que actúaperpendicularmente a la superficie del elemento. Las cargas depresión pueden ser de intensidad uniforme o de una intensidadque varía trapezoidalmente sobre una pequeña porción o sobretoda la superficie del elemento.



2) Cargas sobre nodos que son fuerzas o momentos que se aplicanen los nodos en la dirección de los ejes globales.

3) Cargas por temperatura que pueden ser constantes a través dela profundidad del elemento ( provocandodilatación/contracción sobre un plano solamente ) o puedevariar a lo largo de la profundidad del elemento causandoflexión en el elemento. El coeficiente de dilatación térmicapara el material del elemento debe ser especificado parafacilitar el cálculo de estos efectos.

4) El peso propio de los elementos puede ser aplicado utilizandola condición de carga de peso propio SELFWEIGHT. El pesoespecífico de los elementos tiene que ser dado para facilitar elcálculo del peso propio.

En elementos sólidos, únicamente existen dos tipos de cargadisponibles:

1) El peso propio de los elementos sólidos que puede ser aplicadoutilizando la condición de carga de peso propioSELFWEIGHT. El peso específico de los elementos tiene queser especificado para facilitar el cálculo del peso propio.

2) Cargas en nodos que son fuerzas o momentos que son aplicadosen los nodos en la dirección de los ejes globales..

2.16 Simulador de Cargas

STAAD-III esta equipado con algoritmos capaces de simular cargasdinámicas y cargas sísmicas laterales conforme al Código deConstrucción Uniforme y al Código IS 1893, en una estructura. Eluso del simulador de cargas consta de dos etapas:

1) Definición del sistema o de los sistemas de carga.2) Generación de casos de carga primaria, usando el o los

sistemas de carga previamente definidos.

Las próximas Secciones describen las características sobresalientesdel simulador de cargas dinámicas, el simulador de cargas sísmicasy el simulador de cargas por viento.

2.16.1 Simulador de Cargas Dinámicas

Esta característica le permite simular cargas dinámicas en unaestructura. Pueden ser utilizadas por el usuario, Sistemas de cargasdinámicas, que constan de cargas concentradas a una distancia fijaespecífica en ambas direcciones de un plano. Un númeroespecificado por el usuario de casos de carga primaria para quesean generados por el programa y tomados en consideración por elanálisis. Se tienen disponibles dentro del programa cargas de laAsociación Americana de Funcionarios de Carreteras yTransportación Estatal, AASHTO 1983 (American Association ofState Highway and Transportation Officials), y pueden definirseusando la designación estándar de AASHTO.

2.16.2 Simulador de Cargas Sísmicas UBC

El simulador de cargas sísmicas de STAAD-III sigue elprocedimiento de análisis de carga lateral equivalente. Esto, partede la suposición de que las cargas laterales actuarán en lasdirecciones X y Z y que la dirección de las cargas de gravedad seráY. De esta forma, en la construcción de un modelo, el eje Y seríaperpendicular a los pisos y apuntaría hacia arriba (todas lascoordenadas positivas de las uniones Y). Por lo anterior se requiereque el modelo sea establecido de una manera adecuada por elusuario.

Para el código 1994, el simulador de carga requiere que se leproporcione el coeficiente de zona sísmica, el factor deamplificación sísmica, el coeficiente Rw y el factor de suelo en elsitio. Mientras que para el código UBC 1985, deben ser asignadosal simulador de cargas el coeficiente de zona sísmica, el factor deamplificación sísmica, y el factor de fuerza horizontal k. Laespecificación del periodo característico del sitio Ts es opcional.

Véase La Sección6.31.1 Y 6.32.12


En lugar de usar las fórmulas aproximadas de UBC para estimar elperiodo del edificio en una cierta dirección, el programa calcula elperiodo usando la técnica del coeficiente de Rayleigh. Esteperiodo, es entonces utilizado para calcular el coeficiente sísmicoC.

Después de que el cortante en la base de corte ha sido calculado dela ecuación apropiada. Éste será distribuido entre los niveles y laazotea de acuerdo a las especificaciones de la UBC. El cortante enla base es subsecuentemente aplicado como cargas laterales en laestructura. Estas cargas pueden entonces ser utilizadas como casosnormales de carga para el análisis y diseño.

2.16.3 Simulador de Cargas por Viento

El simulador de cargas debidas al viento de STAAD-III es capaz decalcular este tipo de cargas sobre la estructura al especificar lasintensidades del viento y los factores de exposición. Diferentesintensidades de viento pueden especificarse para diferentes alturasde la estructura. Aberturas en la estructura pueden modelarseutilizando los factores de exposición. Un factor de exposición estáasociado a cada uno de los nodos de la estructura y se define comola fracción del área de influencia sobre la cual actúa la carga porviento. Algoritmos del programa, calculan automáticamente lacarga por viento para una estructura espacial y distribuyen lascargas como cargas laterales en los nodos.

2.17 Opciones de Análisis

Diferentes tipos de análisis pueden ser realizados con STAAD-III.

1) Análisis de rigidez.2) Análisis de segundo orden

Análisis P-Delta.Análisis No-Lineal

3) Análisis dinámico.


Las características prominentes de cada uno de estos tipos deanálisis se discuten en las siguientes Secciones. Los detallesteóricos de estas características se pueden encontrar en cualquierlibro de ingeniería estructural.

2.17.1 Análisis de Rigidez

El análisis de rigidez implementado en STAAD-III, está basado enel método de la matriz de desplazamientos. En el análisis matricialde estructuras complejas por el método de desplazamiento, laestructura es primero idealizada como un ensamble de elementosestructurales discretos( elementos de marcos o elementos finitos ).Cada componente tiene una forma determinada de desplazamiento,de tal manera que se satisfaga el equilibrio de fuerzas y lacompatibilidad de desplazamientos en los nodos.

Sistemas estructurales tales como losas, placas, losas decimentación, etc., que transmiten cargas en dos direcciones, tienenque discretizarse en 2 ó 3 elementos finitos anodados, conectadosentre sí en sus nodos. Las cargas se podrán aplicar como cargasdistribuidas sobre la superficie de los elementos o como cargasconcentradas sobre los nodos. Dentro del análisis se toman enconsideración los efectos de esfuerzo plano, así como también losefectos de flexión del plano.

Suposiciones del Análisis

Para un análisis completo de la estructura, las matrices necesariasson generadas en base a las siguientes suposiciones:

1) La estructura es idealizada, como un ensamble entre vigas yelementos planos unidos en sus vértices (nodos). El ensamblajeestá sujeto a carga y reacción, debido a cargas concentradasque actúan en los nodos. Estas cargas pueden ser tanto fuerzascomo momentos, que podrán actuar en cualquier direcciónespecífica.


2) Una viga es un miembro estructural longitudinal, que tiene unasección transversal constante (doblemente simétrica o casidoblemente simétrica) a lo largo de su longitud. Las vigassiempre soportan fuerzas axiales, pueden además, estar sujetasa flexión y corte en dos planos arbitrarios perpendicularesentre sí, y pueden también, estar sujetas a torsión. De aquí enadelante en este manual las vigas serán referidas comomiembros.

3) Un elemento plano es un elemento de tres o cuatro nodos, quetiene un espesor constante. Estas placas serán referidas comoelementos en lo que resta del manual.

4) Las cargas internas y externas que actúan en cada nodo estánen equilibrio. En caso de que las propiedades de torsión oflexión sean definidas en algún miembro, seis grados delibertad serán considerados para cada nodo (es decir, tres derotación y tres de translación) en la generación de las matricespertinentes. Si el miembro se define perteneciente a unaarmadura (esto es, soportando únicamente fuerzas axiales)entonces solamente los tres grados de libertad (translación) sonconsiderados para cada nodo.

5) Dos clases de sistemas coordenados ( global y local ) sonempleados para la generación de las matrices requeridas.

Los Ejes de coordenadas locales son asignados a cada elementoindividual, y son orientados de tal manera que la eficiencia en elcálculo de la matriz de rigidez del elemento, sea generalizada yminimizada. Los ejes de coordenadas absolutos son un dato comúnde referencia, que se establece por comodidad para todos loselementos, de tal manera que las fuerzas y desplazamientos de loselementos puedan ser asociadas a un marco común de referencia.

Ecuación Básica

Para determinar la matriz de rigidez total de la estructura, esnecesario sumar la contribución de rigidez de cada uno de losmiembros y elementos. Las cargas externas en la estructura son

representadas como cargas concentradas discretas, actuando soloen los nodos de la estructura.

La matriz de rigidez, relaciona estas cargas con losdesplazamientos de los nodos, por medio de la ecuación:

Aj = aj + Sj x Dj

Esta formulación incluye a todos los nodos de la estructura, ya seaque tengan libertad de movimiento o estén restringidas por apoyos.Aquellos componentes de desplazamiento en los nodos que tenganlibertad de movimiento son llamados grados de libertad. El númerototal de grados de libertad representa el número de incógnitas en elanálisis.

Método de Solución Por Desplazamientos

Existen varios métodos para determinar las incógnitas de una seriede ecuaciones simultáneas. Una aproximación que esparticularmente apropiada para el análisis estructural, es conocidacomo el método de descomposición. Por lo que este método ha sidoseleccionado para su uso en STAAD-III. Ya que las matrices derigidez de todas las estructuras linealmente elásticas son siempresimétricas, una forma especialmente eficiente de descomposiciónllamada método de Cholesky modificado podrá aplicarse a estosproblemas. Este método es muy preciso y muy apropiado para elproceso de eliminación Gausiana en la solución de las ecuacionessimultáneas.

Consideración del Ancho de Banda

El método de descomposición es particularmente eficiente cuandose aplica a una matriz de banda simétrica. Para este tipo de matriz,se requiere un número menor de cálculos, debido al hecho de quelos elementos que están fuera de la banda son iguales a cero.

STAAD-III toma total ventaja del concepto de ancho de banda enel proceso de solución, al buscar siempre el menor ancho de banda,y así obtener la solución más eficiente. Para este propósito,

STAAD-III ofrece características por medio de las cuales elprograma puede reordenar la numeración de los nodos a fin delograr un mejor ancho de banda.

Integridad Estructural

La integridad de la estructura es un requerimiento muy importanteque debe ser satisfecho por todos los modelos. El usuario habrá deasegurarse de que el modelo representa solamente una estructuraúnica, no dos o más estructuras separadas.

Una estructura “integral”, o una estructura se puede definir comoun sistema en el cual existen “conexiones rígidas” adecuadas entremiembros y elementos. El modelo completo funciona como unsistema único integrado de resistencia a cargas. Dos o másestructuras independientes en un mismo modelo resultarían enformulaciones matemáticas erróneas y por consiguiente, segenerarían problemas numéricos. STAAD-III utiliza un algoritmosofisticado para verificar la integridad de la estructura y detectarestructuras múltiples dentro de un mismo modelo.

Problemas de Inestabilidad Numérica y en elModelaje

Los Problemas de inestabilidad pueden ocurrir primordialmentedebido a dos razones:

1) Problema de Modelaje

Existe una gran variedad de problemas de modelaje que puedeninducir condiciones de inestabilidad. Se pueden clasificar endos grupos:

a) Inestabilidad Local - Es una condición donde lascondiciones de rigidez en los extremos de un miembro sontales que causan una inestabilidad de uno o más grados delibertad en el miembro. Como ejemplos de inestabilidadlocal tenemos:

i) Libertad de Miembro - La libertad de miembros enambos extremos para cualquiera de los siguientesgrados de libertad (FX, FY, FZ y MZ) estarían sujetosa este problema.

ii) Un marco con vigas y columnas donde las columnasestán definidas como miembros de una armadura. Talcolumna no tiene la capacidad de transferir cortantes omomentos de la superestructura a los apoyos.

b) Inestabilidad Global - Estos son causados cuando losapoyos de la estructura son tales que no pueden ofrecerninguna resistencia al deslizamiento o al volteamiento de laestructura en una o más direcciones. Por ejemplo, unaestructura bidimensional (un marco contenido en el planoXY) está definida como un marco espacial con apoyossimples y sujeta a una fuerza en la dirección Z sedesplomará sobre el eje X. Otro ejemplo es aquel de unmarco espacial con todos los soportes liberados para FX,FY o FZ.

2) Precisión Matemática -

Un error de precisión matemática es provocado cuando lasinestabilidades numéricas ocurren en el proceso de la inversiónde una matriz. Uno de los términos de la ecuación de equilibriotoma la forma 1/(1-A), donde A-k1/(k1+k2); k1 y k2 son loscoeficientes de rigidez de dos miembros adyacentes. Cuando unmiembro con alta rigidez es contiguo a un miembro muyflexible o viceversa, cuando k1 >> k2 ó k1+k2=k1, A=1 y dedónde, 1/(1-A)/0. Por lo que no se permiten acentuadasvariaciones de rigidez entre miembros adyacentes.

Errores de precisión matemática, también son provocadoscuando las unidades de fuerza y longitud no se definenapropiadamente para la longitud de miembros, propiedades delos miembros, constantes, etc. .

El usuario tendrá que asegurarse de que el modelo definidorepresenta una estructura única y no dos o más estructurasseparadas. Por ejemplo, en un esfuerzo de modelar una junta deexpansión, el usuario podría terminar definiendo estructurasseparadas dentro del mismo archivo de entrada. Múltiplesestructuras definidas dentro de un mismo archivo de entradapueden conducir a resultados exageradamente erróneos.

2.17.2 Análisis de Segundo Orden

STAAD-III ofrece la posibilidad de realizar análisis de estabilidadde segundo orden. Se cuenta con dos métodos, un método simpledenominado análisis P-Delta y un método elaborado conocidocomo análisis No-Lineal. Ambos métodos se explican acontinuación

2.17.2.1 Análisis P-Delta

Las estructuras sujetas a cargas laterales a menudo experimentanfuerzas secundarias provocadas por el movimiento del punto deaplicación de cargas verticales. Este efecto secundario, conocidocomúnmente como efecto P-Delta, juega un papel importante en elanálisis de la estructura. En STAAD-III se adoptó unprocedimiento único que incorpora el efecto P-Delta dentro delanálisis. Este procedimiento consta de los siguientes pasos:

1) Primero, las deformaciones primarias son calculadas en base alas cargas externas.

2) Las deformaciones primarias son entonces combinadas con lacarga aplicada originalmente para crear las cargas secundarias.El vector de carga es entonces revisado para incluir los efectossecundarios.

Observe que la carga lateral se deberá presentar concurrentementecon la carga vertical para una consideración apropiada del efectoP-Delta. El comando Repeat Load (véase la sección 6.3.11) ha sido


creado con este requerimiento en mente. Este comando permite alusuario combinar casos de carga primaria definidos previamentepara generar un nuevo caso de carga primaria.

3) Un nuevo análisis de rigidez se lleva a cabo basado en elvector de carga revisado para generar nuevas deformaciones

4) Las fuerzas en los miembros/elementos y las reacciones en losapoyos son calculadas a partir de estas nuevas deformaciones.

Se puede notar que este procedimiento conduce a resultados muyprecisos con todos los problemas de desplazamientos pequeños.STAAD-III permite al usuario realizar, cuando se requiera,múltiples iteraciones del procedimiento P-Delta. El usuario podráespecificar en base a sus requerimientos el número de iteraciones.

El análisis P-Delta es recomendado por el código ACI (en base alos métodos de magnificación de momento) y el código AISCLRFD para el cálculo de fuerzas y momentos más reales.

2.17.2.2 Análisis No Lineal

STAAD-III también le ofrece la capacidad de ejecutar análisis nolineal en base a la geometría no lineal. El algoritmo de análisis nolineal incorpora tanto correcciones de rigidez geométricas comocargas secundarias.

La metodología del análisis no lineal se adopta generalmente paraestructuras sujetas a grandes desplazamientos. Debido a que losdesplazamientos considerables generalmente provocanmovimientos significantes del punto de aplicación de las cargas, laconsideración de cargas secundarias se convierte en un criterioimportante. Además, las correcciones de rigidez geométrica seaplican para tomar en consideración la geometría modificada.Puesto que las correcciones de rigidez geométrica están basadas endesplazamientos generados, éstos serán distintos para diferentescasos de carga. Esto hace que la opción de análisis no lineal sea

dependiente de la carga. El algoritmo de análisis no lineal deSTAAD-III consta de los siguientes pasos:

1) Primero, los desplazamientos primarios se calculan para lacarga aplicada.

2) Las correcciones de rigidez son aplicadas en las matrices derigidez de miembros y de elementos en base a losdesplazamientos observados. Una nueva matriz de rigidezgeneral es construida en base a la revisión de las matrices derigidez de los miembros y elementos.

3) Los vectores de carga son verificados para incluir los efectossecundarios debidos a los desplazamientos primarios.

4) El nuevo grupo de ecuaciones es solucionado para generar losnuevos desplazamientos.

5) Se calculan las fuerzas de los elementos/miembros y lasreacciones en los soportes a partir de estos nuevosdesplazamientos.

6) El algoritmo de análisis no lineal de STAAD-III permite alusuario realizar varias iteraciones del procedimiento anterior.En número de iteraciones puede ser especificado por elusuario. Se puede observar, sin embargo que varias iteracionespodrían incrementar los requerimientos de la computadora y eltiempo de ejecución substancialmente.

Nota: Observe los siguientes puntos con respecto al análisis nolineal.

1) Puesto que el procedimiento es dependiente de la carga, elusuario deberá utilizar los comandos SET NL y CHANGEadecuadamente. El comando SET NL habrá de proporcionarsepara especificar el número total de casos de carga primaria. Elcomando CHANGE se deberá utilizar para reinicializar lamatriz de rigidez.

2) Como las correcciones geométricas están basadas en losdesplazamientos, todas las cargas que sean capaces de producirdesplazamientos significantes deben de formar parte de loscasos de carga identificados para el análisis no lineal.

2.17.3 Análisis Dinámico

Las opciones disponibles de análisis dinámico incluyen la solucióndel problema para vibración libre (problema eigen), análisis delespectro de respuesta y el análisis de vibración forzada.

Solución del problema Eigen

El problema eigen es resuelto para frecuencias estructurales ymodos de vibración mediante una matriz de masa concentrada. Secuenta con dos métodos de solución: el método de búsqueda deldeterminante y el método de iteración subespacial, con unaselección para la solución basada en el de tamaño del problema.

Modelado de Masa

Las frecuencias naturales y los modos de vibración de unaestructura representan los parámetros primarios que afectan larespuesta de una estructura bajo carga dinámica. El problema devibración libre se resuelve al obtener estos valores. Debido a queno se involucra ninguna función de fuerza externa, las frecuenciasnaturales y los modos de secciones son funciones directas de larigidez y de la distribución de masas en la estructura. Losresultados de la frecuencia y el modo de vibración pueden variarsignificativamente dependiendo del modelado de masas. Estavariación, a su vez, afecta el espectro de respuesta y los resultadosdel análisis de la vibración forzada. De esta manera, muchocuidado habrá de tomarse en el modelado de masas en un problemade análisis dinámico. Las masas activas deberán de ser modeladascomo cargas. Todas las masas que sean capaces de tenermovimiento deberán de modelarse como cargas aplicadas en todaslas posibles direcciones de movimiento. En el análisis del espectrode respuesta, de tal manera de proporcionar un mínimo de

Vease La Seccion6.30, 6.32.10,6.33, 6.34 YEjemplo 11

Véase El Ejemplo

11

protección, todas las masas que sean capaces de tener movimientoen la dirección del espectro, deberán definirse como cargasactuando en esa dirección.

Análisis del Espectro de Respuesta

Esta característica permite al usuario analizar la estructura bajoefectos de carga sísmica. Para cualquier espectro de respuesta dado(ya sea de aceleración vs. periodo o desplazamiento vs. periodo),los desplazamientos en los nodos, las fuerzas en los miembros y lasreacciones en los apoyos pueden ser calculadas. Los modos derespuesta pueden ser combinados usando ya sea, la raíz cuadradade la suma de los cuadrados (SRSS) o el método de la combinacióncuadrática completa(CQC), para obtener las respuestas resultantes.Los resultados del análisis del espectro de respuesta puedencombinarse con los resultados del análisis estático, para ejecutar undiseño subsecuente. Para considerar la reversabilidad de laactividad sísmica, combinaciones de carga puede ser creadasincluyendo contribuciones negativas o positivas de los resultadossísmicos.

Análisis Paso a Paso

STAAD-III está equipado con una opción que le permite ejecutarun análisis Paso a Paso de respuesta de una estructura sujeta acargas en los nodos, en función de las fuerzas que varían conrespecto al tiempo y / o movimiento del terreno en su base. Esteanálisis es ejecutado utilizando un método de superposición modal.Por lo que, todas las masas activas deberán de ser modeladas comocargas, con el propósito de facilitar la determinación de lasfrecuencias y modos de vibración. Consulte la sección anterioracerca de “modelado de masas” para obtener informaciónadicional. En el análisis de superposición modal, se asume que larespuesta de la estructura se puede obtener del valor menor de “p”.La ecuación de equilibrio se escribe como sigue:

[m]{x} + [c]{x} + [k]{x} = {P}.. . .

t

Véase La Sección6.32.10 Y Ejemplo11

Utilizando la ecuación de transformación

{x} = { } q∑ ∅i=1

p

ii

La ecuación 1 reduce a “p” a ecuaciones linealmenteindependientes de la forma

q q w q Ri i i i i i i

.. .

+ + =2 2 (t)

donde ξ es la razón de amortiguamiento y ω es la frecuencia

natural para el i-ésimo modo.

Estas expresiones son resultas mediante el método de Wilson - θ elcual es un esquema incondicionalmente estable en todas sus etapas.El paso de tiempo para la respuesta es elegido como 0.1T donde Tes el periodo del modo mas alto en la respuesta. Las variables qi

son substituidas en la ecuación 2 para obtener los desplazamientos{x} para cada paso de tiempo.

Análisis Paso a Paso para una Estructura Sujeta aCargas Armónicas.

Una carga armónica es aquella que puede ser descrita utilizando lasiguiente ecuación

F(t)=F0sin(wt+φ)

Donde:

F(t) = Valor de la fuerza en cualquier instante "t"F0 = Valor máximo de la fuerzaw = Frecuencia de la función de fuerzaφ = Ángulo de la Fase

Una gráfica de la ecuación anterior se muestra en la siguientefigura.

Definición de los datos de Entrada para STAAD de lafunción de Fuerza

Tal como se puede observar de su definición una función de fuerzaes una función continua. Sin embargo, en STAAD, un sistema depares discretos tiempo-fuerza es generado de la función de fuerzay un análisis se lleva a cabo utilizando estos pares discretostiempo-fuerza. Lo que eso significa es que basado en el número deciclos que para la carga especifica el usuario, STAAD generará unatabla consistente en la magnitud de la fuerza en varios valores deltiempo. Estos valores son seleccionados desde el valor ′0′ hasta n*tc en incrementos de "STEP" donde n es el número de ciclos y tc esla duración de un ciclo. STEP es un valor que el usuario puede daro puede ser seleccionado de los valores que tiene el programa. Losusuarios se pueden referir a la sección 6.31.4 de este manual paraver una lista de parámetros de entrada que necesitan serespecificados para Un análisis Paso a Paso en una estructura sujetaa una carga armónica.

La relación entre variables que aparecen en los datos de entrada ylos términos correspondientes en la ecuación anterior se explican acontinuación:

F0 = AMPLITUDω = FRECUENCIAφ = FASE

2.18 Fuerzas en los Extremos de los Miembros

Las Fuerzas en el extremo de un miembro, y momentos en elmiembro resultado de cargas aplicadas a la estructura, estándefinidos en el sistema local de coordenadas del miembro. LaFigura 2.18 muestra las acciones en los extremos del miembros ylas direcciones en que actúan.

M

V

P

T

M

M

M

1

2

y

z

y

z2

1

1

2

x

y

z1

2

x

y

z1

2

x

Y

Z1

2x

12

X

V

V

V

P

T

Figura 2.18

2.18.1 Análisis Secundario

La solución de las ecuaciones de la rigidez de desplazamientosplásticos se proporcionan en los nodos o en los extremos de losmiembros. STAAD-III está equipado con las siguientes opciones deanálisis secundario, para obtener resultados en puntos intermediosde un miembro.

1) Fuerzas en el miembro en secciones intermedias.2) Desplazamientos en el miembro en secciones intermedias.3) Esfuerzos en el miembro en secciones específicas.4) Envolvente de fuerzas.


Véase La Sección6.40, 6.41, 6.42 Y6.43

Las próximas Secciones describen en detalle estas opciones adetalle.

2.18.2 Fuerzas en el Miembro en Secciones Intermedias

Con el comando SECTION, el usuario puede elegir cualquiersección intermedia de un miembro, donde las fuerzas y momentosrequieran ser calculados. Estas fuerzas y momentos también sepodrán usar en el diseño de los miembros. El número máximo desecciones que pueden especificarse no debe ser mayor de 5,incluyendo a aquellas que están al principio y al final del miembro.En caso de que ninguna sección intermedia sea especificada, elprograma considerará las fuerzas en los extremos del miembro parael diseño. Sin embargo, únicamente las secciones que seandefinidas serán tomadas en consideración para el diseño.

2.18.3 Desplazamientos en el Miembro en Secciones Intermedias

Al igual que las fuerzas, los desplazamientos en seccionesintermedias de los miembros pueden ser impresos (inclusive en unploter). Ni armaduras ni cables podrán considerarse para este caso.

2.18.4 Esfuerzos en el Miembro en Secciones Especificas

Los esfuerzos en el miembro pueden ser impresos en seccionesintermedias, así como también en los nodos inicial y final delmiembro. Estos esfuerzos incluyen:

a) Esfuerzo axial, el cual es calculado dividiendo la fuerza axialentre el área de la sección transversal.

Véase La Sección6.40, 6.41 Y ElEjemplo 2

Véase La Sección6.42, 6.45.2 Y ElEjemplo 13

Véase La Sección6.40 Y 6.41

b) Esfuerzo de flexión en la dirección y, el cual es calculadodividiendo el momento en la dirección local y por el módulo dela sección en la misma dirección.

c) Esfuerzo de flexión en la dirección z, el cual es el mismo queel anterior excepto que ahora en la dirección z.

d) Esfuerzos de corte (en las direcciones y y z) y,e) Esfuerzo combinado, el cual es la suma del esfuerzo axial, y

los esfuerzos de flexión en las direcciones y y z.

Se calculan todos los esfuerzos tomando su valor absoluto.

2.18.5 Envolvente de Fuerzas

Las envolventes de fuerzas, de las fuerzas de un miembro FX(fuerza axial), FY (cortante en y), y MZ (momento alrededor deleje local z, es decir, el eje de resistencia), pueden ser impresospara cualquier número de secciones intermedias. Los valores defuerza incluyen el máximo valor positivo y el máximo valornegativo. La siguiente es la convención de signos para los valoresmáximo y mínimo:

FX Un valor positivo representa una compresión, y un valornegativo representa una tensión

FY Un valor positivo es un cortante en la dirección positiva y, yun valor negativo, uno en la dirección negativa y

FZ Lo mismo que el anterior, excepto que se toma como el eje zcomo referencia

MZ Un momento positivo, significa un momento provocandotensión en la parte superior del miembro. De igual manera, unmomento negativo causa tensión en la parte inferior delmiembro. Se define como la parte superior de un miembro, aaquella que esté en la dirección positiva del eje local y

MY Semejante al anterior, excepto que ahora alrededor del ejelocal z


2.19 Análisis Múltiple

El Análisis y diseño estructural, pueden requerir de múltiplesanálisis para la misma ejecución. STAAD-III permite al usuariocambiar los datos de entrada, tales como propiedades de losmiembros, condiciones de los apoyos, etc., en un archivo deentrada, con la finalidad de ayudar a realizar, en una mismaejecución, análisis múltiple. Los resultados de diferentes análisispueden combinarse para propósitos de diseño.

Para estructuras con contraventeo, puede ser necesario convertirciertos miembros en inactivos, para un caso de carga en particular,y posteriormente activarlos para otro. STAAD-III contiene unaopción para este tipo de análisis, denominada INACTIVE, y esdiscutida en detalle en el párrafo siguiente.

Miembros Inactivos

Con el comando INACTIVE, es posible hacer que los miembrossean considerados como inactivos, por lo cual no seránconsiderados en el análisis de la rigidez ni en cualquiera de lasimpresiones. Los miembros hechos inactivos con el comandoINACTIVE son puestos nuevamente como activos con el comandoCHANGE. Esto puede ser muy útil en un análisis donde sólo latensión por contraventeo sea necesaria, de esta manera un ciertogrupo de miembros deberá ser hecho inactivo para determinadoscasos de carga. Esto puede ser llevado a cabo de la siguienteforma:

a) Desactivando los miembros deseados.b) Especificando los casos de carga relevantes para los cuales los

miembros serán considerados como inactivos.c) Ejecutando el análisis.d) Usando el mandato CHANGE para redefinir los miembros

inactivos como activos.e) y, haciendo al otro grupo de miembros inactivos y

especificando los casos de carga apropiados para los cuales los


miembros quieren ser tomados como inactivos. Ejecute elanálisis y repita el procedimiento anterior tantas veces comosea necesario.

2.20 Diseño en Acero, Concreto y Madera

STAAD-III, cuenta con una extensa variedad de opciones para eldiseño de secciones de acero, concreto y madera. Informacióndetallada del diseño de acero y concreto se presenta en lasSecciones 3 y 4 respectivamente.

2.21 Diseño de Cimentaciones

La opción para el diseño de cimentaciones es capaz de diseñarcimentaciones individuales para los apoyos que el usuarioespecifique. Todos los casos de carga activa son verificados y eldiseño es ejecutado para las reacciones en los apoyos que requieranel máximo tamaño de cimentación. Existen parámetros disponiblesque pueden controlar el diseño. El resultado incluye lasdimensiones de la cimentación y los detalles de los refuerzos. Lasvarillas de empalme y sus longitudes de desarrollo también soncalculadas e incluidas en la salida del diseño. Una descripcióndetallada y especificaciones de los comandos para el diseño decimentaciones es presentada en la sección 6.52 de este Manual.

2.22 Impresión

Todos los datos de entrada y salida podrán imprimirse usando loscomandos de PRINT de STAAD-III. Los datos de entrada sonnormalmente repetidos en el archivo de salida. Esto es importantedesde un punto de vista de documentación, sin embargo, en caso deque se requiera, esta opción puede ser omitida.

La mayoría de los mandatos PRINT permiten obtener amplias listasde información, con el propósito de que se seleccionen los nodos ymiembros (elementos), para los cuales los valores sean necesarios.

Véase La Sección3, 4 Y 5


2.23 Ploteo

Dos tipos diferentes de ploteo pueden ser realizados con STAAD.El primero permite visualizar en pantalla la geometría de laestructura, la forma deflectada, diagramas de cortante y momentoflexionante, distribución de esfuerzos, etc., utilizando el módulo degráficas de STAAD-POST. Para ciertas opciones (como formadeflectada, diagramas de momento flexionante, etc.) un archivoPLOT que contenga la información pertinente, deberá ser generadoprimero por medio de STAAD-III. La Información detallada deluso de STAAD-POST se presenta en la Sección 7.

STAAD-III cuenta además, con opciones que le permiten efectuarimpresiones en ploters (PRINTER PLOTS) , de la geometría de laestructura, formas deflectadas, diagramas de momento de flexión,etc. como parte de la salida.

2.24 Opciones Diversas

STAAD-III ofrece las siguientes opciones para la solución deproblemas.

Rotación

Después de que la geometría haya sido especificada, este comandopuede usarse para rotar la estructura en un ángulo deseadoalrededor de cualquier eje absoluto. Así, la configuración rotadapodrá usarse para análisis y diseños posteriores.

Substitución

La numeración de nodos y miembros podrá ser redefinida enSTAAD-III a través del comando SUBSTITUTE. Después de quese asigne una nueva numeración, los valores de entrada y salidaconcordarán con el nuevo esquema de numeración. Esta opciónpermite al usuario especificar esquemas de numeración, quesimplifiquen la especificación e interpretación de datos.




Cálculo del Centro de Gravedad

STAAD-III es capaz de calcular el centro de gravedad de laestructura. El comando PRINT CG se utiliza para este propósito.

Impresión de Datos Estadísticos del Problema

Con esta opción se pueden revisar algunas de las característicasrelacionadas con análisis del problema (tamaño de la matriz derigidez, requerimiento de espacio en disco, etc.) antes derealizarlo. Esta opción es especialmente útil para la estimación delos requerimientos de almacenamiento antes de ejecutar unproblema grande, el cual pueda requerir grandes cantidades dealmacenamiento.

Memoria

Esta opción puede usarse para problemas que requieran de una grancantidad de memoria y deban ser ejecutados en una PC. Sinembargo, tenga presente que el uso de esta opción puede provocaruna ejecución lenta del programa.

2.25 Opciones Para el Post-Procesado

Todas las salidas obtenidas de una ejecución de STAAD-III,pueden ser utilizadas en procesamientos posteriores, ya seamediante el uso de otros módulos o por programas externos. LosArchivos que contienen la información relevante deben de sercreados para este propósito a través de STAAD-III. Las opcionescon las que se cuenta son:

Guardar y Restaurar

Las características de guardar y restaurar, permiten al usuarioguardar todos los datos y resultados asociados con un problema,para que en un momento posterior, se restaure el problema y sereanude el procesamiento.





Diseño en Acero. Normas Americanas

3.1 Operaciones de Diseño

STAAD-III contiene una extensa variedad de recursos para eldiseño de miembros estructurales, así como componentesindividuales dentro de una estructura. Los recursos con los quecuenta el usuario para el diseño de miembros, proporcionan lacapacidad de llevar a cabo un gran número de operaciones dediseño diferentes. Estas opciones se pueden usar selectivamente, deacuerdo con los requerimientos del problema de diseño. Lasoperaciones para realizar un diseño son:

Especificar los miembros y los casos de carga que seránconsiderados en el diseño.

Especificar si se ejecutará la verificación conforme a códigos ola selección de miembros.

Especificar los valores de los parámetros de diseño, cuandoestos sean diferentes de los valores asignados por omisión.

Estas operaciones podrán repetirse por el usuario tantas vecescomo sea necesario, dependiendo de los requerimientos propios deldiseño.

El Diseño de acero se puede realizar en concordancia con lossiguientes códigos: AISC-ASD, AISC-LRFD y AASHTO. Unadescripción breve de cada de estos códigos se presenta en lassiguientes páginas.


Ahora, STAAD-III puede hacer diseños de acero para patinesanchos, formas S, M, y HP, ángulos, doble ángulos, canal, de doblecanal, vigas con placas de cubierta, vigas compuestas y revisiónconforme a códigos de propiedades prismáticas.

3.2 Propiedades de los Miembros

Para la especificación de propiedades de miembros de seccionesestándar americanas, se puede utilizar la sección de acero de labiblioteca disponible en STAAD-III. La sintaxis para laespecificación del nombre de las secciones de acero incluidas sedescribe en la siguiente sección.

3.2.1 Sección de Acero de la Biblioteca Incluida

Las siguientes secciones describen la especificación de lassecciones de acero de las tablas del AISC ( 9ª Edición, 1989 ).

Tablas de Acero AISC

La mayor parte de los perfiles de acero AISC, pueden ser usadoscomo datos de entrada. Se presenta a continuación la descripciónde todos los tipos de secciones disponibles.

Patines Anchos (Perfil W)

Todas las secciones de este tipo, listadas en AISC/LRDF-89,pueden ser utilizadas y, la manera de usarlas concuerda con laforma en la que están escritas, por ejemplo, W10X49, W21X50,etc..

20 TO 30 TA ST W10X4933 36 TA ST W18X86

Perfiles WC, MC, S, M, HP

Estos perfiles, son usados de la misma manera en que se listan enAISC (9a edición), pero sin el punto decimal. Por ejemplo,C8X11.5 sería dado como C8X11 y S15X42.9 como S15X42,omitiendo los pesos decimales. ( Exceptuando a MC6X15.1 comoMC6X151 y MC6X15.3 como MC6X153.).

10 TO 20 BY 2 TA ST C15X401 2 TA ST MC8X20

Canal Doble

De canal doble unidos por la espalda, con o sin espaciamiento entreellos, son válidos. La letra D, al principio del nombre del perfil,indica que se trata de un canal doble.

21 22 24 TA D MC9X2555 TO 60 TA D C8X18

Ángulos

La forma de especificar un perfil angular en STAAD-III, esdiferente de la seguida por el manual AISC. El siguiente ejemploilustra la manera de especificar un perfil angular.

L 40 35 6 = L 4 x 3-1/2 x 3/8

Símbolo de Ángulo Espesor de 1/16 depulgada

10 veces la longitud 10 veces la longitud dede una extremidad en la otra extremidad enpulgadas pulgadas

Similarmente, L505010=L 5 X 5 X 5/8 y L904016 = L 9 X 4 X 1.

Hasta el momento no existe una manera estándar para definir losejes locales y y z, para un perfil angular. Para lograr unaadaptación sencilla de un dato del manual AISC a uno delprograma, el perfil estándar angular se especifica como:

51 52 53 TA ST L40356

Esta especificación tiene como eje local z (eje menor) elcorrespondiente al eje Z-Z especificado en los manuales de acero.Muchos ingenieros están familiarizados con otra convención usadapor otros programas, en donde el eje local y, es el eje menor. Poreste motivo, STAAD-III provee el siguiente comando:

54 55 56 TA RA L40356 (RA indica ángulo inverso)

De Angulo Doble

Angulos dobles espalda espalda de extremidad corta o deextremidad larga pueden ser especificados, dando las palabras SD oLD, respectivamente, a un lado del tamaño del ángulo. En el casode un ángulo igual, dar SD o LD servirán para el mismo propósito.

14 TO 20 TA LD L35304 SP 0.5 espalda espalda deextremidad larga L3-1/2x3x1/4 con 0.5 de espacio

23 27 TA SD L904012 espalda espalda deextremidad corta L9x4x3/4

Perfil T

Los perfiles T no son manejados con los mismos nombres listadosen el manual AISC, sino que más bien, por la forma de la viga (W yS) de la que fueron cortados, por ejemplo:

1 2 5 8 TA T W8X24 T cortada de W8X24 la cual es WT4X12

Sección Tubular Redonda

Dos tipos de especificaciones pueden ser usadas para secciones deeste tipo. En general, las secciones Tubulares Redondas se puedendefinir por medio de sus diámetros exterior e interior. Por ejemplo,

1 TO 9 TA ST PIPE OD 2.0 ID 1.875 significa una seccióntubular redonda con undiámetro exterior de0.2 y un diámetrointerior de 1.875 en elsistema de unidadesen uso.

Las secciones tubulares redondas que se listan en el manual AISCpueden ser especificadas como:

5 TO 10 TA ST PIPX20

PIP X 20 denota un tubo extra resistente con dia. 2"

Símbolo 10 X Dia. en pulgadasespecificar solo la porción entera

Resistencia(S =Estándar, X= Extra - resistente, D =Doblemente extra - resistente)

Secciones Tubulares Rectangulares

Las Secciones Tubulares Rectangulares del manual AISC puedenser especificadas como sigue

5 TO 10 TA ST TUB120808

TUB 120 80 8

Símbolo Espesor en 1/16th pulg.

Altura x 10 (pulg.) Ancho x 10 (pulg.)

Las secciones tubulares Rectangulares y redondas pueden serespecificadas por sus dimensiones ( Alto, Ancho y Espesor ) comosigue:

6 TA ST TUBE DT 8.0 WT 6.0 TH 0.5es un sección tubular rectangular que tiene una altura de8, un ancho de seis y un espesor de sus paredes de 0.5.

La selección de miembros no puede ser realizada en seccionestubulares especificadas en la última manera. Solamente laverificación conforme a códigos puede ser realizada en estassecciones.

Trabes Armadas Soldadas

Las Trabes armadas soldadas del manual AISC pueden ser especificadascomo:

B 61 20 10

Símbolo de sección Espesor del patín enpulgadas X 10 (Solo use laporción entera)

Profundidad nominal Ancho nominal del patínen pulgadas (pulgadas)

Ejemplo:1 TO 10 TA ST B61201715 16 TA ST B682210

3.3 Tolerancias Permisibles del Código AISC

Para el diseño de acero, STAAD-III compara los esfuerzos realescon aquellos esfuerzos permisibles por el código del InstitutoAmericano de la Construcción en Acero, AISC (American Instituteof Steel Construction). La novena edición del código AISC,publicada en 1989, se usa como base en este diseño (excepto paralos esfuerzos de tensión). Debido a la gran cantidad y complejidadde los códigos AISC, no sería práctico describir cada uno de losaspectos de diseño de acero en este manual. En lugar de esto, unadescripción breve de algunos de los esfuerzos permisibles másimportantes será descrita a continuación.

3.3.1 Esfuerzo de Tensión

El esfuerzo permisible de tensión en la sección neta se consideracomo 0.60Fy.

3.3.2 Esfuerzo de Corte

Esfuerzo de corte permisible en la sección total.

Fv = 0.4Fy

Para cortante en el alma, la sección completa es tomada como elproducto del peralte total y el espesor del alma. Para cortante en elpatín, la sección total se toma como 2/3 partes del área total delpatín.

3.3.3 Esfuerzo Debido A Compresión

El esfuerzo de compresión permisible sobre la sección total demiembros sujetos a cargas de compresión axiales, es calculado en

base a la fórmula E-1 del código AISC, cuando el valor mayor dela esbeltez efectiva (Kl/r) es menor que Cc. Si Kl/r excede a Cc, elesfuerzo de compresión permisible se disminuye por la fórmula1E2-2 del código.

C E Fc y= 2 2π /

3.3.4 Esfuerzo de Flexión

El esfuerzo de flexión permisible, por tensión y compresión, paraun miembro simétrico cargado en el plano de su eje menor, es eldado en la Sección 1.5.1.4:

Fb = 0.66Fy

En caso de que reúna los requisitos de esta sección;

a) bf/2tf es menor o igual a 65/ Fy .b) bf/tf es menor o igual a 190/ Fy .

c) d/t es menor o igual a 640(1-3.74(fa/Fy))/Fy, cuando

(fa/Fy) < 0.16, ó que 257/ Fy si (fa/Fy) > 0.16.

d) la longitud no apoyada lateralmente no deberá exceder76.0bf/Fy (excepto para secciones tubulares), ni20,000/(dFy/Af).

e) La relación diámetro - espesor de conectores no deberá excederde 3300/Fy.

Sí para estos miembros simétricos, bf/2tf excede a 65/ Fy , pero esmenor que 95/Fy, Fb = Fy(0.79-0.002(bf/2tf)Fy).

Para otros miembros simétricos que no cumplan con lo anterior, Fbes determinado como el valor más grande calculado por lasfórmulas del AISC, F1-6 ó F1-7 y F1-8, pero no mayor que 0.60Fy.

Un miembro no rígido sujeto a compresión axial o a compresióndebida a flexión, es considerado completamente efectivo, cuando larelación ancho - espesor no sea mayor de:

76.0/ Fy para ángulos simples o ángulos dobles conseparadores.

95.0/ Fy para ángulos dobles en contacto127/ Fy para almas (vigas T)

Cuando la razón ancho - espesor real, exceda estos valores, elesfuerzo permisible es gobernado por B5 del código AISC.

La tensión y compresión para secciones doblemente simétricas (I yH), con bf/2tf menor que 65/ Fy y doblada alrededor de su ejemenor, Fb = 0.75Fy si bf/2tf excede 65/ Fy , pero es menor que95/ Fy , Fb = Fy(1.075-0.005(bf/2tf) Fy ).

Para secciones tubulares, coincidiendo con los incisos b y c de estaSección, doblados alrededor del eje menor, Fb = 0.66Fy; en caso deque no se cumplan los incisos b y c, y que la razón ancho - espesorsea menor que 238/ Fy , entonces Fb = 0.6Fy.

3.3.5 Flexocompresión

Los miembros que estén sujetos tanto a compresión axial como aesfuerzos de flexión, son dimensionados para que puedan satisfacerlas fórmulas H1-1 y H1-2 del código AISC, cuando fa/Fa seamayor que 0.15, de lo contrario será usada la fórmula H1-3. Debeobservarse que durante la revisión conforme a código o laselección de un miembro, fa/Fa excede la unidad, el programa nocalculará la segunda y tercera parte de la fórmula H1-1, debido aque esto resultaría en un razón engañosa. El valor del coeficienteCm es tomado como 0.85 para los costados y 0.6 - 0.4 (M1/M2),pero no menor de 0.4 para los que no sean costados.

3.3.6 Secciones de Simetría Sobre un Eje

Para ángulos dobles y secciones T que tengan solamente un eje desimetría, la relación KL/r sobre el eje local Y-Y es determinadautilizando las cláusulas especificadas en la página 3-53 del manualAISC.

3.3.7 Torsión según la Publicación T114

El código AISC 89 de especificaciones para el diseño de acero nocuenta actualmente con ninguna provisión específica hecha para eldiseño de secciones sujetas a torsión. Sin embargo el AISC hapublicado un documento separado llamado “ Análisis Torsional deelementos de Acero” que proporciona directrices para transformarmomentos torsionantes a esfuerzos normales y de cortante, loscuales pueden ser incorporados a las ecuaciones de interacciónexplicados en el capítulo H del código AISC 89. Las directrices dela publicación han sido ahora incorporadas a los módulos de diseñode acero AISC-89 de STAAD-III.

Para considerar los esfuerzos debido a torsión en la verificaciónconforme a códigos o en el procedimiento de selección deelementos, especifique el parámetro TORSION con un valor de 1.0.Vea la tabla 3.1 para mayor detalle.

Metodología

Si al usuario se le solicitara un diseño a torsión , las propiedadestorsionales requeridas para el cálculo de los esfuerzos debidos alalabeo, los esfuerzos de alabeo normales y los esfuerzos decortante puro son los primeros en determinarse. Esto depende delos valores de frontera que prevalecen en los extremos delmiembro. Estas condiciones de frontera se definen como “libre”,“Apoyo Articulado” o “Empotramiento”. Se explican acontinuación:

Libre: Representa la condición de frontera que existe en elextremo libre de una viga en voladizo. Significa que no existe otromiembro conectado a la viga en ese punto.

Apoyo Articulado : Representa la condición que corresponde yasea a un apoyo articulado definido en el nodo por medio delcomando SUPPORT o a un grado de libertad de cualquiera de losmomentos en la junta por medio de la especificación de MEMBERREALEASE.

Empotramiento : Representa la condición donde un apoyoempotrado existe en el nodo. En ausencia de un apoyo en el nodo,representa una condición donde existe la conexión de un marcorígido entre el miembro dado y otro miembro conectado a ese nudo.Además ningún grado de libertad debe estar presente en el nudo delmiembro dado.

Después de que las condiciones de frontera son determinadas. Losesfuerzos normales y de cortante son calculados. Las directricesespecificadas en la publicación T114 para momentos torsionantesque actúan en los extremos del miembro son usadas paradeterminar esos esfuerzos.

Los esfuerzos normales se suman a los esfuerzos axialesprovocados por carga axial. Éstos son entonces sustituidos en lasecuaciones de interacción del capítulo H del código ASIC 89 paradeterminar la relación. Los esfuerzos cortantes en el plano y losesfuerzos debidos al alabeo son sumados al esfuerzo cortanteprovocado por fuerzas cortantes y comparado contra el esfuerzocortante permisible en la sección transversal.

Restricciones

Esta opción está actualmente disponible para perfiles de patínancho (W,M & S), Canales, secciones T y Secciones Tubulares. Noestá disponible para ángulos, dobles ángulos, miembros con laespecificación de propiedad PRISMATIC, Secciones compuestas(Perfiles de patín ancho con losas o planos en la parte superior), ocanales dobles. También, los esfuerzos son calculados basándose

en las reglas para momentos de torsión que actúan en el extremodel miembro.

3.3.8 Diseño de Secciones Biseladas

El apéndice F del AISC-89 proporciona especificaciones para eldiseño de miembros de secciones biseladas. Estas especificacioneshan sido incorporadas a STAAD-III para realizar verificaciónconforme a código en miembros de secciones biseladas. Por favornote que la selección de miembros no puede ser realizada enmiembros de secciones biseladas.

3.4 Parámetros de Diseño

El programa contiene un gran número de nombres de parámetros,los cuales son necesarios para ejecutar el diseño y la revisiónconforme a códigos. Estos nombres de parámetros, junto con susvalores por omisión, se listan en la Tabla 3.1. Estos parámetros seencargan de comunicar las decisiones de diseño del ingeniero alprograma.

Los valores por omisión de los parámetros, han sido seleccionadosde tal manera que sean los más frecuentemente utilizados en eldiseño convencional. Dependiendo de los requerimientos deanálisis de un diseño en particular, algunos o todos estos valorestendrán que ser modificados para obtener el modelo exacto de laestructura física. Por ejemplo, el valor por omisión de KZ (el valorde k en el eje local z) de un miembro es de 1.0, mientras que en laestructura real podría ser de 1.5. En ese caso, el valor de KZ dentrodel programa puede ser cambiado a 1.5, como se muestra en lasinstrucciones de entrada de la Sección 6. Similarmente, el valorTRACK de un miembro es 0.0, lo cual quiere decir que ninguno delos esfuerzos permisibles del miembro será impreso. En caso deque se deseen que los esfuerzos permisibles sean impresos, el valorde TRACK debe ser 1.0.

Vease Tabla 3.1 ysección 6.47.1

Observe que los nombres de parámetros PROFILE, DMAX, yDMIN son usados únicamente para la selección de miembros.

3.5 Revisión Conforme a Códigos

El propósito de la revisión conforme a códigos, es verificar si laspropiedades de las secciones provistas para los miembros son lasadecuadas, de acuerdo al código AISC (1989). La revisiónconforme a códigos se efectúa usando las fuerzas y momentos ensecciones específicas de los miembros. Si ninguna sección seespecifica, el programa usa las fuerzas de los extremos (alprincipio y al final) del miembro para hacer la revisión conforme acódigo.

Cuando se selecciona la revisión conforme a códigos, el programacalcula e imprime si los miembros han pasado la revisión conformea código o no, la condición crítica del código AISC (comocualquiera de las especificaciones de AISC de compresión, tensión,cortante, etc.), el valor de la razón de la condición crítica (sobreesforzada para un valor mayor de 1.0, o cualquier otro valor deRATIO); el caso de carga gobernante y la localización (distanciatomada al principio del miembro) de fuerzas en el miembro dondela condición critica ocurre.

La revisión conforme a códigos puede efectuarse para cualquiertipo de sección de acero listada en la Sección 3.2 de este Manual.

3.6 Selección de Miembros

STAAD-III es capaz de realizar operaciones de diseño sobremiembros específicos. Una vez que el análisis ha sido ejecutado, elprograma puede seleccionar la sección más económica, es decir, lasección más ligera, la cual satisfaga con los requerimientos decódigo para el miembro en cuestión. La sección seleccionada serádel mismo tipo que la sección del miembro que originalmente estasiendo diseñada. Un patín ancho, será seleccionado para remplazara un patín ancho, y así sucesivamente. Varios parámetros están su



disposición para guiarlo en la selección. Si se proporciona elparámetro PROFILE, la búsqueda para la sección más ligera serestringe a ese perfil. Hasta tres (3) tipos diferentes de perfilespueden definirse para cuando la sección de un miembro está siendoseleccionada. Además, la selección de miembros puede restringirsea través de los parámetros DMAX y DMIN, limitándose de estaforma, el peralte máximo y mínimo de los miembros. Observe quesi se proporciona el parámetro PROFILE, para miembrosespecíficos, los parámetros DMAX y DMIN serán ignorados por elprograma en la selección de estos miembros.

La selección de miembros puede ejecutarse con todos los tipos desecciones de acero listados en la Sección 3.2 de este manual. Noteque para vigas con placas de cubierta, los tamaños de las placas decubierta son conservadas constantes mientras que la sección de laviga es iterada.

La selección de miembros, cuyas propiedades sean originalmentedadas desde una tabla auto - generada por el usuario, estaránlimitadas a las secciones de la tabla del usuario.

La selección de miembros no puede realizarse para miembros cuyaspropiedades de sección sean dadas como prismáticas.

3.6.1 Selección de Miembros Por Optimización

Las propiedades de un manual de acero para una estructuracompleta pueden ser optimizadas con STAAD-III. Este método deoptimización involucra una técnica sofisticada , que requiere deanálisis múltiples automatizados. El usuario puede comenzar sindefinir las propiedades para los miembros, pero proporcionando eltipo de perfil que tienen (viga, columna, acanalada, angular, etc..Refiérase a la sección 2.7.5). Los tamaños de los miembros sonoptimizados de acuerdo a su contribución a la rigidez y a lacantidad de cargas que estén recibiendo. Basado en esto, seselecciona un tamaño balanceado para cada miembro. Este métodorequiere de una gran cantidad de tiempo de computadora, porconsiguiente, debe ser usado con cautela.


3.6.2 Revisión de la Deflexión para Diseño de Acero

Esta característica permite al usuario considerar la deflexión comoun criterio dentro de los procesos de verificación conforme acódigos y selección de miembros. La verificación de la deflexiónpuede ser controlada mediante la utilización de tres parámetros,que se describen en la Tabla 3.1. Observe que la deflexión seutiliza junto a otros criterios relacionados con la fuerza y laestabilidad. El cálculo de la deflexión local está basada en losresultados del último análisis que se haya realizado.

3.7 Miembros de Armaduras

Como se mencionó al principio, el miembro de una armadurasolamente es capaz de soportar fuerzas axiales. Por lo que en eldiseño, no se gasta tiempo calculando la flexión permisible o losesfuerzos de corte, reduciendo considerablemente el tiempo dediseño. Por lo tanto, en caso de que exista algún miembro dearmadura en el análisis (como un contraviento, etc.), es sensatodeclararlo como una armadura más que como un miembro de marcoregular con ambos extremos apoyados.

3.8 Secciones Asimétricas

Para secciones asimétricas (como ángulos, doble ángulos ysecciones T), STAAD-III considera el módulo de sección máspequeño para verificarlo contra la flexión. En algunos casos estaaproximación puede producir resultados ligeramenteconservadores.

El apéndice C del código AISC ha sido también incorporado parala reducción de esfuerzo de elementos a compresión sin rigidez.Además la especificación AISC para diseño de ángulos sencillos ha

sido implementada en su totalidad, incluyendo los efectos delpandeo torsional lateral.

Tabla 3.1 - Parámetros AISCTabla 3.1 - Parámetros AISC

Nombre delNombre del Valor por omisiónValor por omisión DescripciónDescripciónParámetroParámetro

KY 1.0 Valor de K en eje local Y.

Usualmente es el eje menor

KZ 1.0 Valor de K en eje local Z.

Usualmente es el eje mayor

LY Longitud del Miembro Longitud en eje local y paradeterminar la relación de esbeltez.

LZ Longitud del Miembro Idem al anterior pero en eje Z.

FYLD 36 KSI Resistencia a la fluencia del aceroen las unidades en uso

NSF 1.0 Factor de sección neta para latensión en miembros

UNL Longitud del Miembro Longitud no apoyada para el cálculodel esfuerzo de flexión permisible

UNF 1.0 La misma que la anterior dada comouna fracción de la longitud real delmiembro

CB 1.0 Valor Cb como se usa en la sección1.5 del AISC. Cb=0.0 significa queel valor será calculado. Cualquierotro valor será usado en el diseño.

SSY 0.0 0.0 =Lateral en eje local y1.0 =No lateral

SSZ 0.0 Lo mismo que el anterior excepto eneje local z

CMY

CMZ

0.85 para laterales*y calculado para no laterales

Valor de los ejes locales yy y zz

MAIN 0.0 0.0 =revisión de esbeltez1.0 =cancela revisión de esbeltez

Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont…Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont…


STIFF Longitud del miembro Espaciamiento de rigidez para eldiseño de trabes losa

PUNCH Ver Sección 3.9 Parámetro para el esfuerzo cortantede penetración

TRACK 0.0 0.0 =Cancela esfuerzos críticos delmiembro

1.0 =Imprime todos los esfuerzoscríticos del miembro

2.0 =Imprime salida expandida( Verfig.3.1)

DMAX 45 pulgadas. Máximo peralte permisible.

DMIN 0.0 in. Mínimo peralte permisible.

RATIO 1.0 Razón permisible entre esfuerzo realy permisible.

WELD 1 secciones cerradas2 secciones abiertas

Tipo de soldadura tal como se aplicaen la sección 3.11. Un valor de 1,significa que la soldadura estásolamente en un lado excepto parasecciones de patín ancho osecciones T, donde se asume que elalma está soldada por ambos lados.Un valor de 2 significa ambos ladosestán soldados. Para seccionescerradas como tubulares, lasoldadura está solamente de un sololado.

BEAM 0.0 0.0 =Diseño solo para momentos enlos extremos o en aquellospuntos especificados por elcomando SECTION .

1.0 =Calcula momentos en docepuntos a lo largo de la viga yusa el máximo Mz para eldiseño.

Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont…Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont…


WMIN 1/16 pulgadas Espesor de soldadura mínimo.

WSTR 0.4 x FYLD Esfuerzo permisible de soldadura.

DFF Ninguna(Verificación de deflexión)

Longitud de deflexión/Máximadeflexión local permisible

DJ1 Nodo inicial delmiembro

Número de nodo que denote el puntoinicial para el cálculo de la longitudde deflexión (ver nota 1).

DJ2 Nodo final delmiembro

Número de nodo que denote el puntofinal para el cálculo de la longitudde deflexión (ver nota 1).

TORSION 0.0 0.0 = No diseñe por torsión.1.0 = Diseñe por torsión.

* En el caso de que no exista lateralidad, lo cual quiere decir que elmiembro está restringido en ambos extremos, el valor Cm se calculaen base a la formula de la Sección 1.6. del código AISC.

NOTA:1) La longitud de deflexión, se define como la longitud utilizada

para el cálculo de las deflexiones locales en un miembro. Sepuede observar que para la mayoría de los casos la longitud dedeflexión es igual a la longitud del miembro. Sin embargo, enalgunas situaciones, esta longitud será diferente. Por ejemplo,consulte la figura siguiente en donde una viga ha sidomodelada utilizando cuatro nodos y tres elementos. Note, quepara este caso, la longitud de deflexión para los miembros esigual a la longitud de la viga. Los parámetros DJ1 y DJ2deberán utilizarse en el modelaje de este caso. Además, la línearecta uniendo DJ1 y DJ2 se utiliza como la línea de referenciaa partir de la cual se miden las deflexiones locales. Por lo que,para los tres miembros de este ejemplo, DJ1 deberá de ser 1 yDJ2 deberá ser 4.

D = Deflexión local máxima para los miembros1 2 y 3.

D

1

2 3

4

1

2 3 Ejemplo : PARAMETERSDFF 300. ALLDJ1 1 ALLDJ2 4 ALL

2) Cuando no se utilizan DJ1 y DJ2, La longitud de deflexióntoma como valor por omisión la longitud del miembro y lasdeflexiones locales serán medidas a partir de la línea delmiembro original.

3) Es importante notar que a menos que un valor del parámetroDFF sea especificado, STAAD no realizará una verificación dela deflexión. Esto está en concordancia con el hecho de que noexiste una valor por omisión para el parámetro DDF( ver tabla3.1).

4) Una diferencia crítica existe entre el parámetro UNL y losparámetros LY y LZ. UNL representa la longitud no soportadalateralmente de compresión del patín. Esto es definido en elcapítulo F, página 5-47 de las especificaciones en el manualAISC 1989 ASD como la distancia entre seccionescontraventeadas en contra del giro o desplazamiento lateral dela compresión del patín. UNL se utiliza para calcular el esfuerzode compresión permisible (FCZ y FCY) para comportamientocomo una viga. LY y LZ por otro lado, son las longitudes sinapuntalar que se comportan como columna y son utilizadas paracalcular las razones KL/r y el esfuerzo de compresión axialpermisible FA.

5) Si SSY y/o SSZ se definen como 1.0, los valores CMY y/o CMZserán automáticamente calculados.

3.9 Trabes Armadas

Las trabes armadas pueden ser diseñadas de acuerdo al capítulo Gde las especificaciones AISC. La opción de especificaciónISECTION generalizada disponible en el catálogo, puede usarse

para especificar las secciones de las trabes armadas. Las formaspara trabes armadas soldadas de AISC (paginas 2-230 y 2-231;AISC novena edición) están contenidas en la biblioteca desecciones de acero del programa. Tanto la revisión conforme acódigos como la selección de miembros pueden ser ejecutadoscuando las secciones son especificadas de un catálogo AISC desecciones estándar para trabes armadas o, a través de la opciónISECTION generalizada. El parámetro STIFF (ver Tabla 3.1)puede ser usado para especificar los espaciamientos de losatiesadores, de tal manera que los esfuerzos de corte permisiblespuedan ser calculados. El programa automáticamente calcula losesfuerzos en los patines de acuerdo a los requerimientos de lasección G2.

3.10 Revisión de Esfuerzo Cortante Por Penetración

Para miembros tubulares, el esfuerzo cortante de penetración podráser revisado de acuerdo a las especificaciones del API(AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE). El parámetro PUNCHpuede usarse para identificar a los miembros para los cuales larevisión del esfuerzo cortante por penetración sea requerida. Esteparámetro deberá además ser usado para especificar el tipo ygeometría del nodo. Refiérase a la Tabla siguiente para el valor deparámetro de la Tabla 3.1.

TIPO Y GEOEMTRIA VALOR REQUERIDO DELDE LA UNION PARAMETRO PUNCH

K (traslape) 1.0K (intervalo) 2.0

T y Y 3.0CRUZADA (c/ diafragmas) 4.0CRUZADA (c/s diafragmas) 5.0

NOTA:1) Un valor representando el tipo y la geometría del nodo

debe de ser proporcionado para el parámetro PUNCH.

2) Para una descripción detallada del tipo y la geometría de launión, refiérase al código API (Sección 2.5.5).

3.11 Presentación de Resultados del Diseño de Acero

Para la revisión conforme a códigos o la selección de miembros, elprograma produce los resultados de una manera tabulada. Elcontenido de la Tabla de resultados se explica a continuación:

a) MEMBER, se refiere a el número de miembro para el cual hasido ejecutado el diseño.

b) TABLE, se refiere al nombre de la sección de acero AISC queha sido verificada con el código de acero, o que ha sidoseleccionada.

c) RESULT, imprime si el miembro es satisfactorio para eldiseño. En caso de que no lo sea, aparecerá un asterisco (*) enfrente del número del miembro.

d) CRITICAL COND, se refiere a la sección del código AISC,que gobierna el diseño.

e) RATIO, imprime la razón del esfuerzo real al esfuerzopermisible para la condición crítica. Normalmente, un valor 1 omenor significa que el miembro es satisfactorio.

f) LOADING, define el número de caso de carga que gobierna eldiseño.

g) FX, MX y MZ, definen la fuerza axial, el momento en el ejelocal y y el momento en el eje local z, respectivamente. Aúncuando en STAAD-III se consideran todas las fuerzas ymomentos en los miembros para efectuar el diseño, únicamentese imprimen FX, MY y MZ, debido a que estas son las másimportantes en la mayoría de los casos.

h) LOCATION, proporciona la distancia real que existe desde elinicio del miembro hasta la sección donde están las fuerzasgobernantes del diseño.

i) Si el parámetro TRACK se define como 1.0, el programabloqueará parte de la Tabla e imprimirá los esfuerzos de flexiónpermisibles a compresión (FCY y FCZ) y tensión (FTY y FTZ),el esfuerzo axial permisible en compresión (FA), y el esfuerzo

de corte permisible (FV), todo en kips por pulgada cuadrada.Además se imprimen, la longitud del miembro, el área y elmódulo de la sección, que gobiernan la razón KL/r y CB.

j) En la salida para TRACK 2.0, los elementos Fey y Fez soncomo sigue:

( )Fey

K L rY Y Y

=12

23

2

2π Ε

( )Fez

K L rZ Z Z

=12

23

2

2π Ε

Figura 3.1

3.12 Diseño de Soldaduras

STAAD-III es capaz de seleccionar el espesor de soldaduras enconexiones y tabular los esfuerzos diversos. El diseño de soldadurase limita únicamente a aquellos miembros que tienen propiedadesde secciones de catálogo como patín ancho, T, ángulo sencillo,canal sencillo y secciones tubulares. Los parámetros WELD,WMIN y WSTR (como se explica en la Tabla 3.1) gobiernan eldiseño de soldaduras.

Puesto que el espesor de una soldadura es muy pequeño encomparación a su longitud, las propiedades de la soldadura puedencalcularse como si se tratara de miembros lineales. Porconsiguiente, el área de la sección transversal (AZ) de la soldadura,realmente será la longitud de la soldadura. Similarmente, la unidadpara el módulo de la sección (SY y SZ) será longitud cuadrada ypara el momento polar de inercia (JW) será longitud cúbica. Lasiguiente Tabla muestra las diferentes soldaduras linealesdisponibles; sus tipo y sus ejes de coordenadas.

TIPO DE

SOLDADURA ANGULAR PATIN-ANCHO T ACANALADA PIPE TUBULAR

y

z

y

z

y

z

y

z

yy

z

y

z

y

z z

y

z

z

y

1

2

Los esfuerzos reales, calculados a partir de las fuerzas en losmiembros, se pueden definir de tres formas diferentes en base a susdirecciones.

Esfuerzo horizontal, producido por la fuerza de corte en ladirección local z y el momentotorsionante.


Esfuerzo vertical, producido por la fuerza de corte en ladirección axial y, y el momentotorsionante

Esfuerzo directo, producido por la fuerza axial y losmomentos de flexión en lasdirecciones locales y y z

Se calcula la combinación de esfuerzos como la raíz cuadrada de lasuma de los cuadrados de los tres esfuerzos principales anteriores.

Variables de las ecuaciones teóricas:

Fuerzas

MX = Momento torsionalMY = Flexión en el eje local yMZ = Flexión en el eje local zFX = Fuerza axialVY = Cortante en el eje local yVZ = Cortante en el eje local z

Propiedades de soldadura

AX = Area de la soldadura como un miembro linealSY = Módulo de sección alrededor del eje local ySZ = Módulo de sección alrededor del eje local zJW = Momento polar de inerciaCH = Distancia de la fibra extrema para fuerzas

horizontales en la dirección local zCV = Distancia de la fibra extrema para fuerzas verticales

en la dirección local y

Ecuaciones de esfuerzo:

Esfuerzo horizontal, FhVZ

AX

CH MX

JW= +

×

Esfuerzo vertical, FvVY

AX

CV MX

JW= +

×

Esfuerzo directo, FdFX

AX

MZ

SZ

MY

SY= + +

* *

* Note que los momentos MY y MZ se toman en su valorabsoluto, lo cual podría generar resultados conservadores parasecciones asimétricas tales como angular, T y acanalada.

Fuerzas combinadas F F F Fcomb h v d= 2 2 2 + +

Espesor de soldadura =F

F

comb

w

donde Fw = esfuerzo permisible en la soldadura, el valor poromisión es 0.4 FYLD ( Tabla 3.1).

El espesor t es redondeado al valor más próximo de un diciseisavode pulgada (1/16”) y todos los esfuerzos son recalculados. Laimpresión de salida presenta los últimos esfuerzos calculados. Encaso de que el parámetro TRACK sea declarado como 1.0, laimpresión de salida incluirá las propiedades de la soldadura.Observe que el programa no calcula el mínimo espesor desoldadura como se requiere por algunos códigos, sino quesolamente lo compara con el mínimo espesor que el usuario hayadefinido (el valor por omisión es de 1/16 de pulgada).

Cuando se usa la opción TRUSS con el comando SELECT WELD,el programa diseña las soldaduras requeridas para armadurasangulares y doble angulares que estén unidas a las placas deempalme. El programa reporta el número de soldaduras (dos paraángulos sencillos y cuatro para ángulos dobles), y la longitudrequerida para cada soldadura. El espesor de la soldadura se tomacomo 1/4 de pulgada (6 mm) para miembros de hasta 1/4 depulgada de espesor (6 mm) y, 1/6 de pulgada (1.5 mm) menor queel espesor del ángulo para miembros mayores de 1/4 de pulgada de

espesor (6 mm). La longitud de soldadura mínima se toma comocuatro veces el espesor de la soldadura.

P

Fig. 3.2 - Diseño de soldadura para armaduras Soldadas.

3.13 Especificaciones AASHTO Para el Diseño de Acero

3.13.1 Comentarios Generales

Esta sección presenta algunos lineamientos generales con respectoa las adaptaciones de las especificaciones de la AsociaciónAmericana de Funcionarios de Carreteras y Transportes Estatales,AASHTO (American Association of State Highway andTransportation Officials), para el diseño estructural en acero deSTAAD-III. La filosofía de diseño y procedimiento logístico parala selección de miembros y revisión conforme a códigos, estábasada en los principios de diseño por esfuerzos permisibles. Dosdeficiencias principales son reconocidas: La deficiencia debida alsobre - esfuerzo y la deficiencia debida a consideraciones deestabilidad. Las siguientes Secciones describen las característicassobresalientes de los esfuerzos permisibles calculados y el criteriode estabilidad usado. Los miembros son definidos de tal forma queresistan las cargas de diseño sin que se excedan los esfuerzospermisibles y la sección más económica es seleccionada en base alcriterio de peso mínimo. La parte del programa para la revisiónconforme a códigos, también revisa los requerimientos de esbeltez,de mínimo espesor de metal y de ancho - espesor. Por lo general seasume, que el usuario tomará el debido cuidado en losrequerimientos de detalles, tales como la definición placas

atiesadoras y la revisión de los efectos locales como pandeo depatines, desgarramiento del alma de la viga, etc..

3.13.2 Esfuerzos Permisibles Según el Código AASHTO

Como se menciono anteriormente, el diseño de miembros y larevisión conforme a códigos en STAAD-III están basados en elmétodo de diseño de esfuerzos permisibles. Es un método paradefinir miembros estructurales usando las cargas y fuerzas dediseño, esfuerzos permisibles y límites de diseño para el materialadecuado bajo condiciones de servicio. Debido a razones prácticas,está más allá de los alcances de éste manual, describir cada uno delos aspectos para el diseño estructural en acero de lasespecificaciones AASHTO. Por lo que en esta Sección, se discutenúnicamente las características sobresalientes de los esfuerzospermisibles especificados por el código AASHTO. La Tabla10.32.1A del código AASHTO, especifica los esfuerzospermisibles.

Esfuerzo Axial

El esfuerzo de tensión permisible, como se calcula en AASHTO,está basado en la consideración de la sección neta. Lo que tiende aproducir un resultado ligeramente conservador. El esfuerzo detensión permisible sobre la sección neta está dado por la relación,

F Ft y= 0 55.

El esfuerzo de compresión permisible en la sección total demiembros sujetos a compresión cargados axialmente se calcula enbase a la fórmula siguiente:

FF

EKl r Ca

yc

F

F.S.

(1- (Kl / r) cuando

y2

4 2 ( / )

FE

F S Kl rKl r Ca c

2

2. .( / )( / ) cuando

con C E F Syc2 (2 y F/ ) . . ./1 2 212

Puede mencionarse aquí, que AASHTO no cuenta con ningunaopción para incrementar el esfuerzo permisible para un miembrosecundario y, cuando 1/r excede un cierto valor.

Esfuerzo de Flexión

Los esfuerzos permisibles para compresión por flexión parasecciones de perfiles de vigas laminadas y secciones incluidascuyas patines en compresión sean soportadas lateralmente a lolargo de toda su longitud debido a estar ahogada en concreto estadada por,

F Fb y= 0 55.

Para miembros similares con longitud de patines parcialmenteapoyadas o no apoyadas, el esfuerzo de compresión por flexiónpermisible esta dado por:

F Fr F

kl r C

con r b

b yy

E c055 11

4

12

2

2

2 2

. (( / )

) ( / )

( ) /

donde

El código AASHTO no tiene una especificación para el máximoesfuerzo de tensión permisible para miembros sujetos a flexión. Lacorrespondiente especificación AISC es 0.66Fy para seccionessimétricas compactas o forjadas en caliente, y cargadas en el planode su eje menor y reuniendo otros requerimientos de la Sección1.5.1.4. para las especificaciones AISC. Una práctica común, entrediseñadores de puentes, es usar a 0.55F como el esfuerzo detensión por flexión permisible para miembros reuniendo otrosrequerimientos de la Sección 1.5.1.4.1 de las especificacionesAISC. Esta práctica es ligeramente conservadora y se utilizó parala adaptación del código de acero AASHTO en STAAD-III.

Esfuerzo de Corte

Los esfuerzos de corte permisibles sobre la sección total estándados por:

Fv = .33 Fy

Para cortante en el alma, la sección total se define como elproducto del peralte total del alma de la viga entre el espesor deesta misma. El código AASHTO no específica nada sobre elesfuerzo permisible para el cortante sobre patines. El programaasume el mismo esfuerzo de corte permisible (0.33Fy) paracortante sobre almas y patines. Para cortante sobre patines, lasección total se toma como 2/3 partes del área total del patín.

Interacción Entre Esfuerzo Axial y de Flexión

Los miembros sujetos tanto a esfuerzo axial y de flexión sondimensionados de acuerdo a la sección 10.36 del código de aceroAASHTO. Todos los miembros sujetos a flexión y compresiónaxial habrán de satisfacer las siguientes fórmulas:

f

F

C f

f F F

C f

f F F

a

a

mx bx

a ex bx

my by

a ey by

+−

+−

<( / ) ( / )

.1 1

1 0

en puntos intermedios, y

f

F

f

F

f

F

a

y

bx

bx

by

by..

4721 0+ + <

en los puntos de apoyo.

El código de acero AASHTO no proporciona ningunaespecificación para la interacción combinada de tensión axial yflexión. El procedimiento AISC de revisión para la interacción detensión axial - flexión se usa en la adaptación de AASHTO en

STAAD-III. Todos los miembros sujetos a la combinación detensión axial y flexión son requeridos para que satisfagan lascondiciones 1.6.2 de AISC.

3.13.3 Requerimientos de Estabilidad según el Código AASHTO

De acuerdo al código AASHTO, para la compresión de miembros,la relación de esbeltez, Kl/r, estará limitada a 120 para miembrosprincipales, y a 140 para miembros secundarios. El códigoAASHTO define a los miembros secundarios como aquellos cuyopropósito fundamental es el de contraventear la estructura encontra de una fuerza longitudinal o lateral, o para reducir lalongitud que no presenta contraventeo en otros miembros,principales o secundarios. Para miembros en tensión, KL/r es 200para miembros principales y 240 para miembros secundarios.

3.13.4 Requerimiento del Espesor Mínimo de Metal

El código AASHTO tiene un requerimiento de espesor mínimo paratodo el acero estructural. De acuerdo a este requerimiento, todas elacero estructural, excepto para almas de ciertas formas laminadas,costillas muy cercanas en pisos ortotrópicos y enrejados no deberánde ser menores de 0.3125 pulgadas. El espesor del alma de la viga,de vigas laminadas o acanaladas no debe de ser menor de 0.23pulgadas. Estos requerimientos han sido incorporados en laadaptación de AASHTO en STAAD-III.

3.14 Especificaciones AISC/LRFD Para el Diseño en Acero

3.14.1 Comentarios Generales

La filosofía de diseño involucrada en la especificación de LRFDFactor de diseño de Carga y Resistencia, está cimentada en elconcepto de diseño de estado límite, lo más sofisticado eningeniería estructural. Las estructuras son diseñadas ydimensionadas tomando en consideración los estados límite que lasestructuras llegarían a ser inadecuadas para el uso que se lespretende dar. Dos categorías principales de estado límite sonreconocidas; carga última y capacidad de servicio. Lasconsideraciones primarias en el diseño del estado límite de cargaúltima son la resistencia y la estabilidad, mientras que para lacapacidad de servicio es la deflexión. Se usan factores apropiadosde carga y resistencia para lograr una seguridad de funcionamientouniforme para todas las estructuras de acero bajo variascondiciones de carga y al mismo tiempo las posibilidades de quelos límites puedan ser sobrepasados son aceptablemente remotos.

En la adaptación de LRFD a STAAD-III, los miembros sonproporcionados para resistir las cargas de diseño sin exceder losestados límites de resistencia, estabilidad y funcionalidad.Asimismo, se selecciona la sección más económica en base delcriterio de peso mínimo que es aumentada por el diseñador en laespecificación de peralte permisible del miembro, tipo de seccióndeseada, u otros parámetros semejantes. La porción del programade revisión conforme a códigos, revisa que los requerimientos decódigo para cada sección seleccionada sean alcanzados e identificael criterio gobernante.

Las Secciones siguientes describen las característicassobresalientes de las especificaciones de LRFD tal como seadaptaron dentro del diseño de acero de STAAD-III. Unadescripción detallada del proceso de diseño junto con sus

conceptos implícitos y suposiciones, están contenidas en el manualLRFD. Sin embargo, puesto que la filosofía de diseño esdrásticamente diferente que la convencional ASD (Diseño poresfuerzos permisibles), se presenta aquí, una breve descripción delos conceptos fundamentales para introducir al usuario dentro delproceso de diseño.

3.14.2 Fundamentos de LRFD

El objetivo primario de la especificación de LRFD es proporcionaruna seguridad uniforme para toda la estructura de acero bajo variascondiciones de carga. Esta uniformidad no puede obtenerse con elformato de diseño de esfuerzos permisibles (ASD).

El método de ASD, puede representarse por la desigualdad,

i nQ R F S∑ < / . .

El término del lado izquierdo de la desigualdad es la resistenciarequerida, la cual es la sumatoria de los efectos de la carga, Qi(fuerzas y momentos). El término del lado derecho, la resistenciade diseño, es la resistencia nominal o resistencia Rn, dividida porun factor de seguridad. Cuando es dividida por la propiedadadecuada de la sección (módulo de sección o área), los dos ladosde la desigualdad se convierten en el esfuerzo real y el esfuerzopermisible respectivamente. ASD entonces, se caracteriza por eluso de cargas de trabajo no factorizadas, en conjunción con unsimple factor de seguridad aplicado a la resistencia. Debido a lagran variabilidad y, por ende, a la impredicibilidad de la carga vivay otras cargas en comparación con la carga muerta, una seguridadde funcionamiento uniforme no es posible.

LRFD, tal como su nombre implica, utiliza factores separados paracada carga y resistencia. Ya que los diferentes factores reflejan elgrado de incertidumbre de diferentes cargas y combinaciones decarga y de la precisión para predecir la resistencia, una seguridadde funcionamiento más uniforme es posible. El método LRFDpuede ser sintetizado por la desigualdad

y Q Ri i n< ∅

En el término izquierdo de la desigualdad, la resistencia requeridaes la sumatoria de los efectos de las cargas Qi, multiplicados porsus respectivos factores de carga, yi. La resistencia de diseño, en ellado derecho, es la resistencia nominal o resistencia Rn,multiplicada por un factor de resistencia, Ø.

En la adaptación de LRFD en STAAD-III, se asume que el usuariousará los factores de carga adecuados y creará las combinacionesde carga necesarias para el análisis. La parte correspondiente adiseño del programa, toma en consideración los efectos de carga(fuerzas y momentos) obtenidos del análisis. Los cálculos de lasresistencias de varios elementos (vigas, columnas, etc.), laresistencia nominal y factor de resistencia aplicable seránautomáticamente considerados.

3.14.3 Requerimientos de Análisis

Los tipos de construcciones reconocidas por las especificacionesAISC, no han cambiado, a excepción de que el marco simple(formalmente el tipo número 2) y el marco semi-rígido(formalmente el tipo número 3) han sido combinados dentro de lamisma categoría, tipo PR (parcialmente restringidos). El MarcoRígido (formalmente el tipo número 1) es ahora el tipo FR(completamente fijo). El tipo de construcción FR es permitidoincondicionalmente. El tipo de construcción PR, puede necesitar dealguna deformación plástica, pero autolimitada, de algún elementoestructural de acero. Debido a esto, cuando se especifique el tipode construcción PR, el diseñador deberá tomar en consideración losefectos de restricción parcial en la estabilidad de la estructura,deflecciones laterales y momentos de flexión de segundo orden.Como se propone en la Sección C1 de las especificaciones deLRFD, se requiere de un análisis de los efectos de segundo orden.Así, cuando se use el código de LRFD para el diseño en acero, sedeberá usar la opción de análisis P-Delta de STAAD-III.

3.14.4 Clasificación de Secciones

La especificación LRFD, permite considerar deformacionesplásticas en las secciones de los elementos. Así, el pandeo local, seconvierte en un importante criterio. Las secciones de acero seclasifican, de acuerdo a sus características de pandeo local, comocompactas, no compactas o secciones de elementos esbeltos. Estaclasificación está en función de las propiedades geométricas de lasección. Los procedimientos de diseño serán diferentesdependiendo de la clase de sección. STAAD-III es capaz dedeterminar la clase de sección para las formas estándar y para lasformas que hayan sido definidas por el usuario, y diseñar deacuerdo a éstas.

3.14.5 Tensión Axial

El criterio predominante en la capacidad de tensión de losmiembros está basado en dos condiciones límite. La condiciónlímite de fluencia en la sección total tiene como propósito prevenirla elongación excesiva del miembro. La segunda condición límiteinvolucra la fractura en la sección con el área neta efectiva mínima.El área de la sección neta, puede especificarse mediante lautilización del parámetro NSF (ver Tabla 3.2). STAAD-III calculala capacidad de tensión de un miembro dado, basado en estos dostipos de condiciones límites y procede con la selección demiembros o revisión conforme a códigos.

3.14.6 Compresión Axial

Las ecuaciones de resistencia al flambeo han sido revisadas enLRFD para tomar en cuenta la deformación inelástica y otrasinvestigaciones recientes relacionadas con el comportamiento decolumnas. Dos ecuaciones que gobiernan la resistencia al flambeoestán disponibles, una para el pandeo inelástico y otra para elpandeo elástico o de Euler. Ambas ecuaciones incluyen los efectos

de esfuerzos residuales y desvío inicial. La resistencia a lacompresión para un miembro en particular se calcula con STAAD-III, de acuerdo al procedimiento delineado en el Capítulo E de lasespecificaciones LRFD. Para elementos esbeltos, se usa elprocedimiento descrito en el Apéndice B5.3.

Los Miembros individuales con compresión simétrica o asimétrica,son diseñados en base a las condiciones límite de flexión torsionaly pandeo por torsión. El procedimiento del Apéndice E3 esadaptado para la determinación de la resistencia de diseño paraestos estados límite.

La longitud efectiva para el cálculo de la resistencia a lacompresión puede definirse a través de los parámetros KY, KZ y/oLY, LZ. En caso de que ninguna de ellas sea definida, la longitudtotal del miembro será tomada en consideración.

Además del criterio de resistencia a la compresión, los miembros acompresión son requeridos para satisfacer las limitaciones deesbeltez, las cuales están en función de la naturaleza del uso delmiembro (componente resistiendo carga principal, miembros decontraventeo, etc.). En los procesos de selección de miembros yverificación de códigos, STAAD-III inmediatamente revisa laesbeltez en los miembros pertinentes antes de continuar con otrosprocedimientos para determinar si un miembro dado es adecuado.

3.14.7 Diseño de Resistencia a la Flexión

En LRFD, el diseño de la resistencia a la flexión de un miembroestá determinada por la condición límite del pandeo lateraltorsional. La flexión inelástica es permitida y la medida básica dela capacidad de flexión es la capacidad del momento plástico de lasección. La resistencia a la flexión es una función de la capacidaddel momento plástico, de la longitud efectiva no apuntaladalateralmente, de la longitud limitante no apuntalada lateralmente,del momento de pandeo y del coeficiente de flexión. La longitudlimitante no apuntalada lateralmente Lr y el momento de pandeo Mrson funciones de la geometría de la sección y se calculan conforme

al procedimiento del Capítulo F. El propósito del coeficiente deflexión Cb es el de considerar la influencia del gradiente delmomento sobre la flexión lateral torsional. Este coeficiente puedeser especificado por el usuario a través del parámetro CB (verTabla 3.2) o puede ser calculado por el programa (si CB esdeclarado como 0.0). En ausencia del parámetro CB, se usará unvalor por omisión de 1.0. El procedimiento para cálculos deresistencia de diseño a la flexión, también considera la presenciade esfuerzos residuales causados por el rolado de la fabricación.Para especificar la longitud no apuntalada lateralmente, puedenusarse los parámetros UNL y UNF (ver Tabla 3.2).

3.14.8 Combinación de Fuerza Axial y Flexión

La interacción de fuerzas axiales y de flexión en formas simples ydoblemente simétricas, está gobernada por las fórmulas H1-1a yH1-1b. Estas fórmulas de interacción cubren el caso general deflexión biaxial combinada con fuerza axial. Que también sonvalidas para flexión uniaxial y fuerza axial.

3.14.9 Diseño Por Corte

El procedimiento de la Sección F2 de la especificación LRFD seusa en STAAD-III para diseñar las fuerzas de corte en losmiembros. La resistencia de corte, como se calcula en LRFD, estágobernada por las siguientes condiciones límite: La ecuación F2-1apara la fluencia del alma de la viga; La ecuación F2-2a para elpandeo inelástico del alma de la viga; La ecuación F2-3a para elpandeo elástico del alma de la viga. El cortante para patines anchosy secciones acanaladas es resistido por el área del alma de la viga,la cual es tomada como las veces del peralte total al espesor delalma de la viga.

3.14.10 Parámetros de Diseño

Para el diseño por especificaciones LRFD se requiere usar elparámetro CODE (ver Sección 6.47). Otros parámetros aplicablesse resumen en la Tabla 3.2. Estos parámetros comunican lasdecisiones del ingeniero al programa, permitiéndole controlar losprocesos de diseño para satisfacer las necesidades de unaaplicación en particular.

Los valores por omisión de los parámetros, han sido seleccionados,de tal manera que son los más frecuentemente utilizados para eldiseño convencional. Dependiendo de los requerimientos deldiseño en particular, algunos o todos los valores de los parámetrospueden ser cambiados para modelar exactamente la estructurafísica.

Note que los parámetros PROFILE, DMAX y DMIN pueden usarseúnicamente para la selección de miembros.

3.14.11 Selección de Miembros y Verificación Conforme a Código

Las opciones para la verificación conforme a código y selección demiembros están contenidas en la adaptación de LRFD a STAAD-III. Para información general sobre estas opciones, refiérase a lasSecciones 3.5 y 3.6. Para información sobre la especificación deestos comandos, refiérase a la Sección 6.47.1.

3.14.12 Presentación de Resultados del Diseño en Acero

Los resultados de la verificación de códigos y selección demiembros son presentados en un formato tabular. Una discusióndetallada del formato se presenta en la Sección 3.11. Observe las


siguientes excepciones: La opción CRITICAL COND se refiere a lasección de las especificaciones LRFD que gobierna el diseño.

Si se utiliza el valor de 1.0 en la opción TRACK, la resistencia dediseño de los miembros será enviada a impresión.

Tabla 3.2 - Parámetros LRDF

Nombre de Valor por DescripciónParámetro Omisión

KY 1.0 Valor K para la flexión sobreel eje Y. Usualmente éste eleje menor.

KZ 1.0 Valor K para la flexión sobreel eje Z. Usualmente éste esel eje mayor.

LY Longitud del

Miembro

Longitud para calcular larelación de esbeltez para laflexión sobre el ele Y.

LZ Longitud del miembro Longitud para calcular larelación de esbeltez para laflexión alrededor del eje Z.

FYLD 36.0 Ksi Resistencia a la fluencia delacero

NSF 1.0 Factor de sección neta paramiembros en tensión

UNL Longitud del miembro Longitud libre, para calcular laresistencia a la flexión deldiseño.

UNF 1.0 Lo mismo que el anteriordada como una fracción del lalongitud del miembro.

CB 1.0 Coeficiente Cb del Capítulo F.Si Cb = 0.0 será calculado porel programa. Cualquier otrovalor será utilizado en eldiseño.

TRACK 0.0 0.0 =Suprime todas lasresistencias de diseño

1.0 =Imprime todas lasresistencias de diseño

2.0 =Imprime salida extendidadel diseño

DMAX 45.0 in. Peralte máximo permisible

DMIN 0.0 in. Peralte mínimo permisible

Tabla 3.2 - Parámetros LRDF


RATIO 1.0 Relación permisible entre elefecto de carga real y laresistencia de diseño

BEAM 0.0 0.0 =diseño únicamente paramomentos en losextremos y en aquellospuntos especificadospor el comandoSECTION

1.0 =Calcula momentos endoce puntos a lo largode la viga y utiliza elmáximo Mz para diseño.

Nota: Los parámetros DFF, DJ1 y DJ2, Tabla 3.1, se podránutilizar para la verificación de la deflexión. Todos los demásrequerimientos permanecerán igual.

Diseño en ConcretoNormas Americanas


STAAD-III, cuenta con los medios necesarios para realizar eldiseño en concreto. Además, calculará el refuerzo necesario paracualquier sección de concreto. Todos los cálculos de diseño enconcreto se basan en el ACI 318-89.

4.2 Tipos de Secciones Para el Diseño en Concreto

Los siguientes tipos de secciones se pueden utilizar para el diseñoen concreto.

Para vigas Prismática (rectangular y cuadrada), trapezoidaly formas T

Para columnas Prismática (rectangular, cuadrada y circular)Para losas Elemento finito con un espesor específicoMuros/Placas

Los detalles de los diferentes tipos de secciones se muestran acontinuación:

PRISMATICA

ZD

YD

CIRCULAR

YD

TE

YB

ZD

YD

ZB

TRAPEZOIDAL

YD

ZB

ZD


4.3 Dimensiones de Miembros

Se deberán definir con el comando MEMBER PROPERTY ciertaspropiedades de la sección de los miembros de concreto que sevayan a diseñar con el programa. Los datos de entrada necesarios,se muestran en el siguiente ejemplo:

UNIT INCHMEMBER PROPERTY1 3 TO 7 9 PRISM YD 18. ZD 12. IZ 2916 IY 129611 13 PR YD 12.14 TO 16 PRIS YD 24. ZD 48. YB 18. ZB 12.17 TO 19 PR YD 24. ZD 18. ZB 12.

En los datos de entrada anteriores, el primer grupo define amiembros rectangulares (18 pulgadas de altura y 12 pulgadas deancho) y el segundo grupo, con únicamente altura y ningún anchoprovisto, define a un miembro circular con 12 pulgadas dediámetro. Note que el área (AX), no está definida para estosmiembros. Para el diseño en concreto, esta propiedad no tiene queser proporcionada. Cuando las áreas de corte y momentos deinercia no son estipulados, el programa calcula estos valores apartir de YD y ZD. Note que en el ejemplo anterior, los valoresprovistos para IZ y IY son realmente el 50% de los valorescalculados usando YD y ZD. Esto es una práctica convencional,que toma en consideración la revisión de parámetros de seccióndebido al agrietamiento de la sección.

Observe que el tercero y cuarto grupo del ejemplo anterior, definenuna forma T y una forma trapezoidal, respectivamente.Dependiendo de las propiedades dadas (YD, ZD, YB, ZB, etc.), elprograma determinará si la sección es rectangular, trapezoidal o deforma T, y entonces, el diseño de la viga será hecho de acuerdo aello.

4.4 Parámetros De Diseño

El programa contiene un número de parámetros que seránnecesarios al ejecutar el diseño por el código ACI. Los valores poromisión de los parámetros han sido seleccionados de tal forma queson los más frecuentemente utilizados por los requerimientos deldiseño convencional. Dichos valores, podrán cambiarse a fin desatisfacer un diseño en particular. La Tabla 4.1 es una listacompleta de los parámetros disponibles junto con sus valores poromisión.

En la Sección 6.1.2 de este Manual, se describen los comandosnecesarios para definir éstos parámetros en el archivo de entrada.Por ejemplo, las distancias de las superficies de los soportes de losnodos de los extremos de una viga, SFACE y EFACE (parámetrosque son usados en el diseño por cortante), tienen valores poromisión de cero, pero pueden ser modificados dependiendo de lasituación real. Similarmente, las vigas y columnas se diseñan enbase a los momentos obtenidos directamente del análisis sinninguna magnificación. El factor MMAG se puede usar parapropósitos de magnificación de momentos en columnas. Para vigas,el usuario puede generar casos de carga que contengan cargasmagnificadas por factores de carga apropiados.

4.5 Efectos de Esbeltez y Consideración de Análisis

Los efectos de esbeltez son extremadamente importantes en eldiseño de miembros a compresión. El código ACI-318-89especifica dos opciones con las cuales el efecto de esbeltez puedeser considerado (Sección 10.10 y 10.11 ACI-89). Una opción es,ejecutar un análisis exacto que tome en cuenta la influencia decargas axiales y el momento de inercia variable sobre la rigidez demiembros y momentos en los extremos empotrados, el efecto dedeflecciones sobre momentos y fuerzas, y el efecto de la duración

Véase La Sección

6.51 Y El Ejemplo

8, 9 Y 10

de cargas. Otro opción es amplificar de manera aproximada losmomentos de diseño.

STAAD-III ha sido escrito de tal manera que permite el uso deambas opciones. Para efectuar el primer tipo de análisis, use elcomando PDELTA ANALYSIS en lugar de PERFORMANALYSIS. Este método de análisis ajustará los requerimientos deacuerdo a como se especifican en la Sección 10.10 del código ACI-318-89; a excepción de los efectos de la duración de cargas. Sepresume de que este efecto puede ser ignorado sin riesgo alguno yaque los expertos creen que los efectos de la duración de cargas sondespreciables en una configuración estructural normal. Si se desea,STAAD-III puede adaptar también cualquier factor arbitrario deamplificación del momento (segunda opción) como un dato deentrada, a fin de proporcionar alguna seguridad por los efectos dela duración de cargas.

Tabla 4.1

Nombre deParámetro

Valor poromisión

Descripción

FYMAIN * 60,000 psi Esfuerzo de fluencia del acero derefuerzo principal

FYSEC * 60,000 psi Esfuerzo de fluencia para el acero derefuerzo secundario

FC * 4,000 psi Resistencia a la compresión delconcreto

CLT * 1.5 pulgadas Recubrimiento para refuerzo superior

CLB * 1.5 pulgadas Recubrimiento para refuerzo inferior

CLS * 1.5 pulgadas Recubrimiento para refuerzo lateral

MINMAIN ** Varilla No. 4 Tamaño mínimo de varilla derefuerzo principal. (Número 4 - 18)

MINSEC ** Varilla No. 4 Tamaño mínimo de varilla derefuerzo secundario

MAXMAIN ** Varilla No. 18 Tamaño máximo de varilla derefuerzo principal

SFACE *0.0 Localización del paño del apoyo alprincipio de la viga

Tabla 4.1 Cont.

Nombre deParámetro

Valor poromisión

Descripción

EFACE *0.0 Localización del paño delapoyo al final de la viga. (Nota:Tanto SFACE como EFACEson dados como númerospositivos).

REINF 0.0 Columna zunchada. Un valorde 1.0 significara espiral..

MMAG 1.0

(solo para columnas)

Factor de magnificación de losmomentos de diseño de lascolumnas.

WIDTH *ZD Ancho del miembro deconcreto. El valor por omisiónes ZD tal como se especificoen MEMBER PROPERTIES.

DEPTH *YD Altura del miembro deconcreto. El valor por omisiónes YD tal como se especificoen MEMBER PROPERTIES.

NSECTION 12 Número de seccionesequidistantes a serconsideradas para encontrarlos momentos críticos paradiseño de vigas.

Tabla 4.1 Cont.

Nombre deParámetro

Valor poromisión

Descripción

TRACK 0.0 DISEÑO DE VIGAS:Con el valor de TRACK igual a0.0, el momento crítico no seráimpreso en el reporte dediseño de vigas..Un valor de 1.0 significa que síse imprimirá.Un valor de 2.0 imprimirá lasáreas de acero requeridaspara todas las seccionesintermedias especificadas enNSECTION.

DISEÑO DE COLUMNAS:TRACK 0.0 imprime losresultados detallados dediseño.TRACK 1.0 imprime losresultados del análisis de lainteracción de columnas, enadición a la salida de TRACK0.0TRACK 2.0 imprime undiagrama esquemático de lainteracción y valoresintermedios de interacción enadición a todos los anteriores.

* Estos valores deben ser dados en el sistema de unidades que estésiendo utilizado.

** Cuando se ocupan unidades métricas para diseño por medio del ACI,se dan valores para estos parámetros un unidades de milímetros enlugar de utilizar el número de la varilla. Los siguientes tamaños devarillas en sistema métrico están disponibles: 6 mm, 8 mm, 10 mm,12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 32 mm, 40 mm, 50 mm y 60 mm.

Aun cuando el ignorar los efectos de la duración de carga es, encierto modo, una aproximación, debe comprenderse que laevaluación aproximada de los efectos de esbeltez es también unmétodo aproximado. En este método, la magnificación delmomento está basada en una fórmula empírica y en una premisalateral.

Considerando toda esta información, es nuestra opinión, que unanálisis P-Delta, como el ejecutado por STAAD-III, es el másapropiado para el diseño de miembros de concreto. Sin embargo, elusuario debe observar, que para tomar ventaja de este análisis,todas las combinaciones de cargas deben de especificarse comocasos de cargas primarias y no como combinaciones de carga. Estose debe al hecho de que las combinaciones de carga sonexclusivamente combinaciones algebraicas de fuerzas y momentos,en tanto que, un caso de carga primaria es revisado durante elanálisis P-Delta en base a las deflecciones. Además, note que losfactores de carga apropiados (tales como 1.4 para DL, etc.)deberán de ser provistos por el usuario. STAAD-III no factoriza lascargas automáticamente.

4.6 Diseño de Vigas

Las vigas se diseñan por flexión, corte y torsión. Para todas estasfuerzas, todas las cargas activas en la viga son pre -analizadas paralocalizar las posibles secciones críticas. El número total desecciones consideradas es de 12 (doce) a menos que este númerosea redefinido con el parámetro NSECTION. Todas estas seccionesequidistantes son analizadas para determinar el envolvente demomento y de esfuerzos de corte.

Diseño por flexión

Los refuerzos para momentos positivos y negativos son calculadosen base a las propiedades de la sección que el usuario hayadefinido. Si las dimensiones de la sección son inadecuadas parasoportar la carga aplicada, esto es, si el refuerzo requerido esmayor que el máximo permisible para la sección transversal, elprograma reporta que la viga falla en el refuerzo máximo. Elperalte efectivo es elegido como la profundidad total -(recubrimiento + diámetro de estribo + la mitad del diámetro delrefuerzo principal), y se obtiene un valor de ensayo al adoptartamaños de varillas apropiados para el estribo y para el refuerzoprincipal. Las cláusulas relevantes de las secciones 10.2 a 10.6 deACI 318-89 son utilizadas para obtener la cantidad real de acero

requerido, así como también, el acero máximo permisible y elmínimo requerido. Estos valores se reportan como ROW, ROWMXy ROWMN en la salida y pueden imprimirse usando el parámetroTRACK 1.0 (ver Tabla 4.1). Además, el espaciamiento realmáximo y mínimo de la varilla es también impreso.

Diseño por Cortante

El refuerzo por cortante, se calcula para resistir tanto fuerzascortantes como momentos torsionales. Las fuerzas de cortante secalculan a una distancia (d+SFACE) y (d+EFACE) tomada desdelos nodos extremos de la viga. SFACE y EFACE tienen valores poromisión de cero, salvo que se especifique lo contrario (ver Tabla4.1). Note que el valor del peralte efectivo "d", usado para estepropósito, es el último valor y cuenta para el centro de gravedadreal del refuerzo principal calculado bajo el diseño de flexión. LasCláusulas 11.1 hasta la 11.6 de ACI 318-89 son usadas paracalcular el refuerzo para fuerzas cortantes y momentos torsionales.Basado en el refuerzo de estribo total requerido, el tamaño de lasvarillas, el espaciamiento, el número de las varillas y la distanciasobre la cual están definidas, es calculada. Los estribos sonsiempre asumidos de dos patas.

Diseño del anclaje

Los detalles del anclaje son proporcionados en la salida de diseñopor flexión. En cualquier nivel particular, las coordenadas inicial yfinal de la distribución del refuerzo principal es descrito junto conla información referente a la forma (de gancho o continua) delanclaje, requerido o no, en los puntos inicial y final. Note que lascoordenadas de los puntos inicial y final se obtienen después detomar en consideración los requerimientos del anclaje. La longituddel anclaje se calcula en base a las cláusulas descritas en elCapítulo 12 de ACI 318-89.

Descripción de la Salida Para el Diseño de Vigas

Las anotaciones siguientes se aplican a la Tabla 4.2, la cualpresenta, una impresión de ejemplo de un patrón de refuerzo real,desarrollado por el programa.

1) LEVEL Número de serie de nivel de la varilla la cualpuede contener una o mas barras de grupo.

2) HEIGHT Altura del nivel de la varilla desde la parteinferior de la viga.

3) BAR INFO Información de refuerzo de varillaespecificando número de varillas y tamaño devarilla.

4) FROM distancia desde el principio de la viga alprincipio de la varilla de refuerzo.

5) TO Distancia desde el principio de la viga al finalde la varilla de refuerzo.

6) ANCHOR Plantea si el anclaje,(STA/END) ya sea un gancho o continuo, se necesita al

principio (STA) o al final.

7) ROW Refuerzo flexionante real requerido.(As/bd) donde b = ancho de la seccióntransversal (ZD para secciones rectangulares ycuadradas) y d = peralte efectivo de la seccióntransversal (YD - distancia desde la fibra atensión más alejada al centro de gravedad delrefuerzo principal).

8) ROWMN Refuerzo flexionante mínimo requerido(Amin/bd).

9) ROWMX Refuerzo flexionante máximo permitido(Amax/bd).

10) SPACING Distancia entre centros de varillas adyacentesdel refuerzo principal.

11) Vu Fuerza cortante factorizada en la sección.

12) Vc Resistencia nominal al cortante del concreto.

13) Vs Resistencia nominal al cortante del refuerzopor cortante.

14) Tu Momento torsional factorizado en la sección

15) Tc Resistencia nominal al momento torsionalprovisto por el concreto.

16) Ts Resistencia nominal al momento torsionalprovisto por el refuerzo por torsión.

INICIAL

GANCHO DE ANCLAJESEPARACION DE ESTRIBOS

FINAL

ALTURA DE LA ARMADURA

ESTRIBOS

SEPARACION

RECUBRIMIENTOALTURA DE LA ARMADURA

Tabla 4.2(Salida Real de Diseño)

====================================================================

B E A M N O. 14 D E S I G N R E S U L T S - FLEXURE

LEN - 20.00FT. FY - 60000. FC - 4000. SIZE - 15.00 X 21.00 INCHES

LEVEL HEIGHT BAR INFO FROM TO ANCHOR FT. IN. FT. IN. FT. IN. STA END ---------------------------------------------------------------------

1 0 + 2-5/8 3-NUM.9 2 + 4-5/8 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL POS MOMENT= 189.77 KIP-FT AT 12.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 2.48 IN2, ROW=0.0090, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 7.50/ 2.26/ 4.94 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 37.95/ 31.42 INCH | |----------------------------------------------------------------|

2 1 + 6-1/8 4-NUM.11 0 + 0-0/0 18 +10-0/0 YES NO |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 369.86 KIP-FT AT 0.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 5.47 IN2, ROW=0.0198, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 7.50/ 2.82/ 3.20 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 59.20/153.91 INCH | |----------------------------------------------------------------|

3 1 + 6-3/8 3-NUM.6 16 + 8-1/4 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 105.87 KIP-FT AT 20.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 1.31 IN2, ROW=0.0047, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 7.50/ 1.75/ 5.13 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 16.70/ 27.75 INCH | |----------------------------------------------------------------|

B E A M N O. 14 D E S I G N R E S U L T S - SHEAR

AT START SUPPORT - Vu= 83.90 KIP Vc= 35.10 KIP Vs= 63.61 KIP PROVIDE NUM. 4 BARS AT 7.0 IN. C/C FOR 108. IN. AT END SUPPORT - Vu= 57.51 KIP Vc= 35.10 KIP Vs= 32.56 KIP PROVIDE NUM. 4 BARS AT 9.3 IN. C/C FOR 84. IN.

4.7 Diseño de Columnas

El diseño de columnas según el código ACI se realiza para fuerzasaxiales y momentos uniaxiales y biaxiales en los extremos. Todaslas cargas activas son examinadas para calcular el refuerzo. Lacarga que produce el máximo refuerzo se llama, carga crítica. Eldiseño de columna se efectúa para secciones cuadradas,rectangulares y circulares. Para secciones rectangulares ycirculares, se asume que el refuerzo siempre está igualmentedistribuido con respecto a cada uno de los lados. Eso significa queel número total de varillas será siempre un múltiplo de 4 (cuatro).Si el parámetro MMAG es especificado, los momentos de lascolumnas son multiplicados por el valor MMAG para llegar a losúltimos momentos de la columna. Debido a que el código ACI yano requiere que se satisfaga ninguna condición mínima deexcentricidad, ya no se realizan dichas verificaciones.

Método utilizado: Método de contorno de carga de Bresler

Valores Conocidos: Pu, Muy, Muz, B, D, Recubrimiento, Fc, Fydeformación unitaria para concreto: 0.003

Pasos involucrados :

1) Suponer un refuerzo. El mínimo refuerzo (1%) es una buenacantidad para empezar.

2) Encontrar un arreglo aproximado de varillas para el refuerzoasumido.

3) Calcular PNMAX = 0.85 Po, donde Po es la máxima capacidadde carga axial de la sección. Asegurarse que la carga nominalreal en la columna no sobrepasa a PNMAX. Si PNMAX esmenor que Pu/PHI, (PHI es el factor de reducción de laresistencia) se debe incrementar el refuerzo y repita los pasos 2y 3. Si el refuerzo pasa el 8%, la columna no puede serdiseñada con las dimensiones actuales.

4) Para el refuerzo asumido, arreglo de varillas y carga axial,encontrar la capacidad de momento uniaxial de la columna para

los ejes Y y Z, independientemente. Estos valores son referidoscomo MYCAP y MZCAP respectivamente.

5) Resolver la ecuación de interacción

α αnyM

ycapnzM

zcapMM

+

≤ 10.

donde α =1.24Si la columna está sujeta a momento uniaxial, α esseleccionado como 1.0

6) Si la ecuación de interacción es satisfecha, encuentre unarreglo con tamaños de varillas disponibles, encuentre lacapacidad y resuelva la ecuación de interacción otra vez. Si laecuación se satisface ahora, los detalles de refuerzo sonescritos al archivo de salida.

7) Si la ecuación de interacción no se satisface, el refuerzoasumido se incrementa ( asegurándose que es menor que 8%) ylos pasos 2 al 6 son repetidos.

Interacción de Columnas

Los valores de interacción de columnas pueden ser obtenidosutilizando el parámetro de diseño TRACK 1.0 o TRACK 2.0 parala columna. Si un valor de 2.0 es utilizado para el parámetroTRACK se imprimen 12 pares Pn-Mn, cada uno representando unpunto diferente de la curva Pn-Mn. Cada uno de esos puntosrepresentan una las diversas combinaciones Pn-Mn que esacolumna es capaz de soportar sobre el eje dado, para el refuerzoreal para el cual la columna ha sido diseñada. En el caso decolumnas circulares, los valores son para cualquiera de los ejesradiales. Los valores impresos para la salida de TRACK 1.0 son:

P0 = Máxima capacidad de carga puramente axial de lacolumna (momento cero).

Pnmax = Máxima carga axial permisible en la columna(Sección 10.3.5 del ACI 318-89).

P-bal = Capacidad de carga Axial en la condición dedeformación balanceada.

M-bal = Capacidad de momento Uniaxial en la condición dedeformación balanceada.

e-bal = M-bal / P-bal = Excentricidad en la condición dedeformación balanceada.

M0 = Capacidad de momento con carga axial cero.P-tens = Carga máxima permisible de tensión en la columna.Des. Pn = Pu/PHI donde PHI es el factor de reducción de

resistencia y Pu es la carga axial para el caso de cargacrítica.

Des. Mn = Mu *MMAG/PHI donde PHI es el factor de reducciónde resistencia y Mu es el momento flexionante para eleje apropiado para el caso de la carga crítica. Paracolumnas circulares:

u uy uzM M M= +2 2

e/h = (Mn/Pn)/h donde h es la longitud de la columna

Salida de Diseño de Columnas

En la tabla siguiente se ilustran los diferentes niveles de la salidadel diseño de la columna.

Tabla 4.3El siguiente reporte es generado sin ninguna especificaciónTRACK

====================================================================

C O L U M N N O. 5 D E S I G N R E S U L T S

FY - 60000 FC - 4000 PSI, SQRE SIZE - 12.00 X 12.00 INCHES, TIED

AREA OF STEEL REQUIRED = 7.888 SQ. IN.

BAR CONFIGURATION REINF PCT. LOAD LOCATION PHI ----------------------------------------------------------

8 - NUMBER 9 5.556 2 STA 0.700 (PROVIDE EQUAL NUMBER OF BARS AT EACH FACE)

TRACK 1.0 genera la siguiente salida adicional.

COLUMN INTERACTION: MOMENT ABOUT Z -AXIS (KIP-FT)

-------------------------------------------------------- P0 Pn max P-bal. M-bal. e-bal.(inch) 936.03 748.83 171.32 172.47 12.08 M0 P-tens. Pu/PHI Pn Mn e/h 137.68 -473.25 323.12 724.59 22.16 0.031 --------------------------------------------------------

COLUMN INTERACTION: MOMENT ABOUT Y -AXIS (KIP-FT)

-------------------------------------------------------- P0 Pn max P-bal. M-bal. e-bal.(inch) 936.03 748.83 171.32 172.47 12.08 M0 P-tens. Pu/PHI Pn Mn e/h 137.68 -473.25 323.12 361.06 143.12 0.396 --------------------------------------------------------

TRACK 2.0 genera la siguiente salida además de las anteriores

Pn Mn Pn Mn (@ Z ) | 210.44 166.60 156.52 170.63 P0 |* 202.41 168.67 149.93 169.69 | * 194.25 169.97 143.69 168.61 Pn,max|__* 185.95 170.45 137.80 167.44 | * 178.93 171.48 132.25 166.20 Pn | * 163.81 171.74 127.39 165.41 NOMINAL | * Pn Mn Pn Mn (@ Y ) AXIAL | * 210.44 166.60 156.52 170.63 COMPRESSION| * 202.41 168.67 149.93 169.69 Pb|-------*Mb 194.25 169.97 143.69 168.61 | * 185.95 170.45 137.80 167.44 ___________|____*_______ 178.93 171.48 132.25 166.20 | * M0 Mn, 163.81 171.74 127.39 165.41 | * BENDING P-tens|* MOMENT |

4.8 Diseño de Losas y Muros

Las losas y muros son diseñadas de acuerdo a las especificacionesACI-318-89. El diseño de una losa o de un muro, habrá demodelarse usando elementos finitos.

Un ejemplo típico de una salida de diseño con elemento finito semuestra en la Tabla 4.4. El refuerzo necesario para resistir elmomento Mx está señalado como un refuerzo longitudinal y elrefuerzo necesario para resistir el momento MY como un refuerzotransversal (Figura 4.1). Los parámetros FYMAIN, FC y CLEARlistados en la Tabla 4.1, son importantes para el diseño de losas.

Algunos de los parámetros mencionados en la Tabla 4.1 no sonaplicables al diseño de losas.

LONG.

TRANS.

X

Y

Z

M

MM

M x

y

x

y

Tabla 4.4Salida Real de Diseño

ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= KIP FEET -------------- FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH

ELEMENT LOAD QX QY MX MY MXY FX FY FXY

13 1 0.00 0.04 0.14 0.06 0.00 6.05 0.76 0.00 TOP : SMAX= 9.35 SMIN= 2.09 TMAX= 3.63 ANGLE= 0.0 BOTT: SMAX= 2.74 SMIN= -0.56 TMAX= 1.65 ANGLE= 0.0 3 0.00 0.03 0.10 0.04 0.00 2.63 0.25 1.46 TOP : SMAX= 5.44 SMIN= 0.74 TMAX= 2.35 ANGLE= 18.7 BOTT: SMAX= 1.37 SMIN= -1.81 TMAX= 1.59 ANGLE= 35.5

ELEMENT DESIGN SUMMARY ----------------------

ELEMENT LONG. REINF MOM-X /LOAD TRANS. REINF MOM-Y /LOAD (SQ.IN/FT) (K-FT/FT) (SQ.IN/FT) (K-FT/FT)

13 TOP : 0.130 0.14 / 1 0.130 0.06 / 1 BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0

Diseño en Madera

5.1 Diseño en Madera

El módulo de STAAD-III de diseño en madera ofrece el diseño desecciones de madera de acuerdo a los Códigos de AITC, Manual deConstrucción en madera ( Timber Construction Manual, tercera edición,1985). Además conforme a la NDS, Especificación Nacional de diseñopara construcción en madera y suplementos ( National Design Specificationfor Wood Construction and Supplement) y para códigos de construccióncomo el UBC, Código Uniforme de Construcción (Uniform BuildingCode), Código Básico/Nacional de Construcción y Código Estandarizadode Construcción(Basic/National Building Code and Standard BuildingCode).Algunas de las características principales del programa son:

1. Esta opción es solamente para madera laminada encolada.2. Verificación de códigos y diseño de miembros acorde al TCM -

AITC.3. Existen valores de diseño para madera laminada encolada

estructural dentro del programa. El programa acepta comodatos de entrada Número de tabla, especificaciones decombinaciones y especies ( por ejemplo 1:16F-V3-SP/SP) y leevalores desde las tablas existentes en el programa.

4. Incorpora todos los siguientes modificadores de esfuerzopermisible:i) Duración del factor de cargaii) Factor de tamañoiii) Factor de Formaiv) Estabilidad lateral de vigas y columnas


v) Factor de contenido de humedadvi) Factores de temperatura y curvatura.Los esfuerzos permisibles de flexión, tensión, compresión,cortante y el módulo de elasticidad se modifican en función alos factores listados.

5. Determina la esbeltez para vigas y columnas ( cortas,intermedias y largas) y verifica la mínima excentricidad,estabilidad lateral, pandeo, flexocompresión, flexión, tensióny corte horizontal en contra de ambos ejes.

6. Los resultados de salida muestran secciones dadas oseleccionadas, esfuerzos real y permisible, condicióngobernante y fórmulas de relación de interacción y los númerosde las cláusulas relevantes del AITC, etc., para cada miembroindividual.


Explicación de Términos y Símbolos Usados en Esta Sección:

Símbolos Descripción

fa Esfuerzo real de Compresión o de tensión (en PSI). Paratensión, la carga axial es dividida por el área de la secciónneta (es decir, el NSF x X-área).

FA Valor permisible de diseño para compresión o tensión (enPSI) modificado por medio de modificadores aplicables ocalculado en base a la esbeltez en caso de compresión.

fbz, fby Esfuerzo de flexión real alrededor de los ejes locales Z y Y(en PSI).

FBZ, FBY Valores de diseño permisibles para esfuerzos de flexiónalrededor de los ejes locales Z y Y (en PSI) modificadospor los modificadores aplicables.

JZ, JY Modificador para el efecto P-Delta alrededor de los ejes Z yY respectivamente como se explica en la fórmula 5-18 deTCM.

fvz, fvy Esfuerzo real de cortante horizontal.FVZ, FVY Esfuerzo de cortante horizontal permisible.VZ, VY Cortante en las direcciones locales Z y Y.

ZD, YD Peralte de la sección en los ejes Z y Y.EZ, EY Excentricidad mínima a lo largo de los ejes Z y Y.CFZ, CFY CFZ y CFY son los valores de los factores de tamaño en los

ejes Z y Y respectivamente.CLZ, CLY CLZ y CLY representan los factores de estabilidad lateral

para vigas alrededor de los ejes Z y Y, respectivamente.RATIO Relación permisible de esfuerzo de acuerdo a haya sido

definida por el usuario en un principio. El valor por omisiónes 1.

Combinación de Flexión y Esfuerzo Axial:

Flexión y Tensión Axial:

Se verifican las siguientes fórmulas de interacción:

i) fa/FA + fbz/(FBZ x CFZ) + fby/(FBY x CFY) =< RATIO.ii) Verificación de estabilidad lateral con el esfuerzo de compresión neto:

- fa/FA + fbz/(FBZ x CLZ) + fby/(FBY x CLY) =< RATIO.

Flexión y Compresión Axial:i) fa/FA + fbz/(FBZ-JZ x fa) + fby/(FBY-JY x fa) =< RATIO

Aplicabilidad del factor de tamaño:

a) Cuando CF < 1.00,Si fa > FBZ x (1-CFZ), FBZ no es modificado con CFZ. Si fa >FBY x (1-CFY), FBY no es modificado con CFY

Si fa < FBZ x (1-CFZ) FBZ es tomada como FBZ x CFZ + fa,pero no deberá exceder FBZ x CLZ

Si fa < FBY x (1-CFY) FBY es tomada como FBY x CFY + fa,pero no deberá exceder a FBY x CLY

b) Cuando CF >= 1.00, el efecto de CF y CL son acumulativos FBZes tomado como FBZ x CFZ x CLZ FBY es tomada como FBY xCFY x CLY

Excentricidad Mínima:El programa revisa contra la mínima excentricidad en los siguientes casos:

a) El miembro es un miembro de una marco y no de una armadura yestá bajo compresión.

b) El valor del esfuerzo de compresión axial real no excede el 30%del esfuerzo de compresión permisible.

c) Los momentos reales alrededor de ambos ejes son menores quelos momentos que serían causados por la excentricidad mínima.En esta aproximación, el momento debido a la excentricidadmínima es tomada como las veces de la carga compresiva a unaexcentricidad de 1 pulg. ó 0.1 x el peralte, cualquiera que seamayor.

En caso de excentricidad mínima,

fbz es tomada como fa x (6+1.5 x JZ)/(EZ/ZD) fby es tomada como fa x(6+1.5 x JY)/ (EY/YD).Las siguientes condiciones son checadas:fa/FA + fbz/(FBZ-JZ x fa) =< RATIO y fa/FA + fby/(FBY-JY x fa) =<RATIO

Esfuerzo Cortante:

Los esfuerzos horizontales son calculados y revisados en contra de losvalores permisibles:

fvz = 3 x VY /(2 x Area x NSF) =< FVZ fvy = 3 x VZ /(2 x Area x NSF) =<FVY

5.3 Especificación de Entrada

Un típico grupo de comandos de entrada para el Diseño en Madera deSTAAD-III se lista a continuación:

UNIT KIP INCHPARAMETERCODE TIMBERGLULAM 1:16F-V3-DF/DF MEMB 1 TO 14GLULAM 1:22F-E5-SP/SP MEMB 15 TO 31GLULAM 2:3-DF MEMB 32 TO 41LAMIN 1.375 LY 168.0 MEMB 5 9 15 TO 31LZ 176.0 MEMB 1 TO 4 6 7 8 10 TO 14LUZ 322.6 ALLLUY 322.6 ALLWET 1.0 ALLCDT 1.33NSF 0.85BEAM 1.0 ALLCHECK CODE 1 TO 14SELECT MEMB 15 TO 31

Explicación de Comandos y Parámetros de Entrada

Para comenzar con el diseño en madera hay primero que especificar elparámetro (PARAMETER) y el código de madera (CODE TIMBER)antes de especificar los parámetros de entrada,. El usuario debeproporcionar el grado de madera (Grado GLULAM) para cada uno de losmiembros que se intenten diseñar. Los parámetros pueden especificarsepara todos los miembros de una lista o, para miembros específicos de lamisma. En caso de que un parámetro no sea especificado, se asigna unvalor por omisión. Véase para la descripción y valores por omisión de losparámetros la siguiente lista de parámetros de entrada..

Esfuerzos Permisibles y Grado Glulam de Catálogo

El esfuerzo permisible para miembros GLULAM son leídos desde laTabla-1 y tabla-2 del AITC para valores de diseño de madera laminadaencolada estructural. Los miembros estructurales habrán de especificarsede la siguiente manera:

Miembros Tabla 1:

TablaNo.

Nucleo/Exterior)

GLULAM 1 : 16F-V3-DF/DF

Combinación EspeciesSímbolo (Laminación

Miembros Tabla -2:

TablaNo.

GLULAM 2 : 3 - DF

Combinación EspeciesNo.

Para los miembros de la tabla-2, los valores de esfuerzo aplicable seseleccionan en base al peralte y al número de laminaciones. Observe quelos espesores de los laminados (en pulgadas) pueden proporcionarsedirectamente y en caso de que no sea así el valor por omisión es tomadocomo 1.5 pulg. Usualmente, este valor es de 1.5 o 1.375 pulgadas.

5.4 Verificación conforme a Código

El comando de verificación conforme a códigos permite al usuario revisarsi el tamaño (YD x ZD) definido en la opción MEMBER PROPERTIES

para las fuerzas y momentos críticos es adecuado o no. El programaimprime si el miembro ha pasado o no, las condiciones críticas y el valorde la relación.

5.5 Orientación de la Laminación

Las laminaciones se asumen siempre como contenidas a lo largo del planolocal Z del miembro. El usuario notará, que en la sección MEMBERPROPERTIES, YD siempre representa el peralte de la secciónperpendicular a las fibras y ZD representa el ancho a lo largo de las fibras.

YZD

Z

YD

ZYD

Y

ZD

5.6 Selección de Miembro

El comando SELECT MEMBER ( selección de miembros ) comienza afuncionar con el peralte mínimo permisible (o peralte mínimo definido através del parámetro DMIN) y entonces verifica el código. Si el miembrono pasa con este peralte, el espesor es incrementado un espesor delaminación y los requerimientos son revisados nuevamente. El proceso escontinuado hasta que la sección pasa todos los requerimientos. Estoasegura la sección más ligera para el miembro. Si el peralte de la secciónalcanza el máximo permisible o el disponible y el miembro falla, se cuentacon las siguientes opciones para el rediseño:

i) Cambiar el ancho o incrementar el peralte máximo permisible(DMAX).

ii) Cambiar el grado de madera.iii) Cambiar los parámetros de diseño.

Tabla 5.1 - Parámetros de Diseño para Madera


LZ Longitud delMiembro (L)

Longitud efectiva de lacolumna sobre el eje z.

LY -DO- Lo mismo que el anteriorpero sobre el eje y.

LUZ 1.92*L Longitud efectiva nosoportada de la vigasobre el eje z.

LUY 1.92*L Longitud efectiva nosoportada de la vigasobre el eje y.

WET 0.0 0.0 - condición seca

1.0 - condición húmedaWET, utiliza factoresincluidos.

NSF 1.0 Factor de sección netapara miembros entensión. (Tanto losesfuerzos de tensióncomo de corte estánbasados sobre el áreatransversal x nsf).

CDT 1.0 Duración del factor decarga.

CSF 1.0 Factor de forma.

CTM 1.0 Factor de temperatura.

CCR 1.0 Factor de curvatura.

RATIO 1.0 Relación permisible entreel esfuerzo real ypermisible.

LAMINATION 1.50 pulg Espesor de laminaciónen pulgadas (1.50 o1.375).

Tabla 5.1 - Parámetros de Diseño Cont.


BEAM 0.0 0.0= diseño para fuerzasen los extremos o en laslocalizacionesespecificadas por elcomando SECCION.

1.0= Calcula el momentoen diez puntos a lo largode la viga y usa elmáximo para el diseño.

Notas:i. En caso de que el pandeo de la columna sea restringido en la dirección

Y y/o Z, defina LY y/o LZ como cero(s). Similarmente, el pandeolateral de la viga en la dirección Y y/o Z podrá restringirse definiendoa LUY y/o LUZ como ceros.

ii. El factor de tamaño, los factores de estabilidad lateral y contenido dehumedad y algunos otros son; ya sea calculados o leídos de loscatálogos del programa.

Resultados de Salida

STAAD-III CODE CHECKING - (AITC) ***********************

ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED)

MEMBER TABLE RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION =======================================================================

2 PR 8.000X15.000 FAIL TCM:CL. 5-18 1.205 2 2.24 C 0.00 45.38 0.0000|--------------------------------------------------------------------------|| MEMB- 2 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH || LZ=240.00 LY=240.00 LUZ=240.00 LUY=240.00 JZ =0.370 JY =1.000 CDT=1.000 || CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.98 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 ||ACTUAL STRESSES: fa= 18.67,fbz=1815.06,fby= 0.00,fvz= 49.37,fvy= 0.00 ||ALLOW. STRESSES: FA= 366.67,FBZ=1579.49,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 ||--------------------------------------------------------------------------|

3 PR 8.000X15.000 FAIL TCM:CL. 5-18 1.239 2 10.64 C 0.00 43.94 0.0000|--------------------------------------------------------------------------|| MEMB- 3 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH || LZ=180.00 LY=180.00 LUZ=180.00 LUY=180.00 JZ =0.074 JY =0.997 CDT=1.000 || CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.98 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 ||ACTUAL STRESSES: fa= 88.68,fbz=1757.49,fby= 0.00,fvz= 36.61,fvy= 0.00 ||ALLOW. STRESSES: FA= 652.22,FBZ=1600.00,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 ||--------------------------------------------------------------------------|

STAAD-III MEMBER SELECTION - (AITC) **************************

ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED)

MEMBER TABLE RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION =======================================================================

2 PR 8.000X18.000 PASS TCM:CL. 5-18 0.860 2 2.24 C 0.00 45.38 0.0000|--------------------------------------------------------------------------|| MEMB- 2 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH || LZ=240.00 LY=240.00 LUZ=240.00 LUY=240.00 JZ =0.173 JY =1.000 CDT=1.000 || CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.96 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 ||ACTUAL STRESSES: fa= 15.56,fbz=1260.46,fby= 0.00,fvz= 41.14,fvy= 0.00 ||ALLOW. STRESSES: FA= 366.67,FBZ=1545.08,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 ||--------------------------------------------------------------------------|

3 PR 8.000X18.000 PASS TCM:CL. 5-18 0.876 2 10.64 C 0.00 43.94 0.0000|--------------------------------------------------------------------------|| MEMB- 3 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH || LZ=180.00 LY=180.00 LUZ=180.00 LUY=180.00 JZ =0.000 JY =0.997 CDT=1.000 || CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.96 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 ||ACTUAL STRESSES: fa= 73.90,fbz=1220.48,fby= 0.00,fvz= 30.51,fvy= 0.00 ||ALLOW. STRESSES: FA= 652.22,FBZ=1600.00,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 ||--------------------------------------------------------------------------|

Explicación de los Resultados de Salida y Parámetros

Los resultados de salida de la verificación conforme a códigos y/o laselección de miembros son impresos como se muestra en la Sección previa.Cada uno de los elementos son explicados a continuación:

a) MEMBER se refiere al número de miembro para el cual el diseño esejecutado.

b) TABLE se refiere al tamaño de la sección prismática (B X D o ZD XYD).

c) RESULT imprime si el miembro ha sido satisfactorio (PASS) o no(FAIL).

d) CRITICAL COND se refiere a la cláusula o número de fórmula, delmanual de construcción en madera (Tercera edición, AITC-1985), elcual está gobernando el diseño. Véase la tabla siguiente:

CONDICION CRITERIO GOBERNANTECRÍTICA

CLAUSULA 5-19 Compresión axial y flexión conExcentricidad mínima.

CLAUSULA 5-18 Compresión axial y flexiónCLAUSULA 5-42 Tensión axial y flexiónCLAUSULA 5-24 Cortante horizontalCLAUSULA 5-40 Estabilidad lateral para el esfuerzo

compresivo neto en caso de tensión yflexión

e) RATIO imprime la relación entre el esfuerzo real y el permisible parala condición crítica. Esta relación es usualmente la relaciónacumulativa del esfuerzo en la fórmula de interacción. Si el cortanteestá gobernando el diseño, RATIO significa la relación del esfuerzo decorte real al esfuerzo de corte permisible. Cuando este valor excede larelación permisible (valor por omisión de 1) el miembro falla.

f) LOADING proporciona el número de caso de carga que estágobernando.

g) FX, MY y MZ definen la fuerza axial de diseño, el momento sobre eleje local Y y el momento sobre el eje local Z, respectivamente. El

valor FX es acompañado por una letra C o T denotando compresión otensión.

h) LOCATION especifica la distancia real desde el principio delmiembro hasta la sección donde las fuerzas gobernantes de diseño encaso de que el mandato BEAM o el mandato SECTION seaespecificado.

Los parámetros de salida que aparecen dentro del marco se explican acontinuación:

a) MEMB se refiere al mismo número de miembro para el cual se ejecutael diseño.

b) GLULAM GRADE se refiere al grado de madera.c) LAM se refiere a los espesores de laminación provistos en la entrada o

asumidos por el programa. (Véase la Sección de parámetros de entrada).

d) LZ, LY, LUZ y LUY son las longitudes efectivas como se hancalculado o definido. (Véase la Sección parámetros de entrada).

e) JZ y JY son los modificadores para el efecto P-Delta alrededor de losejes Z y Y, respectivamente. Estos son calculados por el programa.

f) CDT, CSF, WET, CCR y CTM; son los modificadores del esfuerzopermisible tal y como se explican en la Sección parámetros de entrada.

g) CFZ y CFY son los valores de los factores de tamaño en los ejes Z yY, respectivamente. CLZ y CLY representan los factores deestabilidad lateral para vigas alrededor del eje Z y Y, respectivamente.Estos valores son impresos para ayudar al usuario a visualizar losvalores de diseño intermedio y rechecar los cálculos de diseño.

h) fa, fbz, fby, fvz y fvy son el esfuerzo axial real, los esfuerzos de flexiónalrededor de los ejes Z y Y, y los esfuerzos de corte horizontalalrededor de los ejes Z y Y, respectivamente. Si los momentos deflexión alrededor de ambos ejes son menores que los momentos deexcentricidad basados en la mínima excentricidad, entonces losesfuerzos de flexión son calculados en base a la excentricidad mínima.Refiérase a la Sección de operaciones de diseño para más información.

i) FA, FBZ, FBY, FVZ y FVY son los esfuerzos finales permisiblesaxiales, de flexión (en los ejes Z y Y) y de corte horizontal (ejes Z y Y)finales. Refiérase a la Sección de operaciones de diseño.

Comandos e Instrucciones deEntrada de STAAD - III

Esta Sección del Manual, describe en detalle varios de loscomandos e instrucciones relacionados con STAAD-III. El usuarioutiliza un formato de lenguaje de comandos para comunicar lasinstrucciones al programa, ya sea para suministrar algún dato alprograma o para instruirlo en como ejecutar algún cálculo usandolos datos ya especificados. El formato del lenguaje de comandos yconvenciones de los comandos se describen en la Sección 6.1, yposteriormente se presenta una descripción detallada de todos loscomandos disponibles.

Aun cuando una entrada de STAAD-III puede crearse a través delgenerador gráfico de datos, (discutido en la Sección 7) es muyimportante entender el lenguaje de comandos. Con el conocimientode este lenguaje, es fácil comprender el problema y añadir o hacerobservaciones sobre los datos cuando sea necesario. La secuenciageneral en la que los comandos habrán de aparecer en un archivode entrada, deberá de seguir, idealmente, la misma secuencia en laque son presentados en esta Sección. No obstante, los comandospueden proporcionarse en cualquier orden, a excepción de lossiguientes casos:

i) Todos los datos relacionados con el diseño habrán deproporcionarse después del comando de análisis.

ii) Todos los casos de carga y combinaciones de carga debendefinirse juntos, excepto en el caso donde los comandosCHANGE y RESTORE sean utilizados. Los casos de cargaadicionales podrán proporcionarse en la última parte de laentrada.


Todos los datos de entrada provistos son almacenados en elprograma. Por medio del archivo de datos, éstos pueden seradicionados, borrados o modificados.

Instrucciones de Entrada

6.1 Convenciones del Lenguaje de Comandos

Esta Sección describe el lenguaje de los comandos utilizado enSTAAD-III. Primero, se discuten los elementos diversos dellenguaje, y luego se describen en detalle los formatos de loscomandos.

6.1.1 Elementos de los Comandos

a) Números enteros: Los números enteros son aquellos escritossin punto decimal. Estos números son designados como i1, i2,

etc. y no deben contener punto decimal. Los signos (+ ó -) sepermiten enfrente de estos números. Si se omite el signo, seasumirá como valor positivo (+).

b) Números de punto flotante: Estos son números reales quepueden contener una porción decimal. Estos números sondesignados como f1, f2,…, etc. Los valores pueden tener un

punto decimal y/o exponente. Cuando se especifican númeroscon magnitudes menores que 1/100, es recomendable utilizar elformato científico (E) para evitar errores relacionados con laprecisión.

Ejemplo

5055.32 0.73 -8.9 7325E3 -3.4E-6etc.

Cuando se omite el signo, se asume como un valor positivo (+).Además, observe que si la porción decimal del número es cero,el punto decimal puede omitirse.

c) Alfanuméricos: Éstos son caracteres que se usan paraconstruir los nombres de los datos, títulos o comandos. Todoslos caracteres alfanuméricos pueden especificarse con letrasmayúsculas o minúsculas. No se necesitan comillas paraenmarcarlos.

Ejemplo

MEMBER PROPERTIES1 TO 8 TABLE ST W8X35

d) Repetición de datos: La repetición de datos numéricos sedefine a través del siguiente formato:

n * f

donden = número de veces que se repetirá el dato.f = dato numérico, entero o punto flotante.

Ejemplo

JOINT COORDINATES1 3 * 0.

Esta especificación de las coordenadas de los nodos es similar a:

1 0. 0. 0.

6.1.2 Formatos de los Comandos

a) Formato de entrada libre: Todos los datos de entrada deSTAAD-III son leídos con un formato de entrada libre. Losdatos de entrada deberán separarse entre sí por medio deespacios en blanco o por comas. El uso de las comillas nuncaes necesario para separar palabras alfabéticas, tales comodatos, comandos o títulos.

b) Comentarios: Para documentar un archivo de datos deSTAAD-III, se cuenta con una opción que permite el uso decomentarios. Estos se pueden incluir al proporcionar unasterisco (*), como el primer caracter de línea. De tal maneraque la línea será impresa pero no será procesada por elprograma.

Ejemplo

JOINT LOAD* THE FOLLOWING IS AN EQUIPMENT LOAD2 3 7 FY 35.0etc.

c) Significado de las palabras subrayadas en el Manual: Losformatos exactos de los comandos se describen en la últimaparte de esta Sección. Muchas de las palabras en los comandosy datos, pueden abreviarse. La palabra completa se da con elpropósito de describir el comando, aunque la porción realmentenecesaria es la que se encuentra subrayada (abreviación).

Por ejemplo, si se utiliza la palabra MEMBER para especificarun comando, únicamente se necesitara definir la porción MEMde la palabra. Para ciertas personas, sería más claro leer lasalida utilizando la palabra completa, pero un usuarioexperimentado podría desear usar las abreviaciones.

d) Significado de corchetes y paréntesis: En algunos formatos,los corchetes encierran un número de opciones, las cuales sonpresentadas en arreglos verticales. Una y solamente una de lasopciones puede seleccionarse. Sin embargo, varias de lasopciones listadas podrían seleccionarse en caso de que unasterisco (*) esté localizado a un lado de los corchetes.

Ejemplo

XY YZ XZ

En el ejemplo anterior, se debe hacer una elección de entre lostérminos XY, YZ o XZ.

Ejemplo

* FX FY FZ

Aquí se puede elegir, en cualquier orden, uno o todos los términosde la lista (FX, FY y FZ) en cualquier orden. Los paréntesis ( ),indican que la porción encerrada del comando es opcional. Lapresencia o ausencia de esta porción, afecta el significado delcomando, de acuerdo a como se explica en la descripción delcomando en particular.

Ejemplo

PRINT (MEMBER) FORCESPERFORM ANALYSIS (PRINT LOAD DATA)

En la primera línea, la palabra MEMBER puede omitirse sin alterarel significado del comando. Para la segunda línea,

PRINT LOAD DATA

el comando puede ser omitido, y en tal caso, el dato de carga noserá impreso.

e) Separador de datos múltiples: Varios datos pueden definirseen una misma línea, al separarse con un punto y coma (;).Una restricción en el uso de este caracter, es que los comandosconsecutivos no pueden ser separados por un punto y coma,deberán aparecer en líneas separadas.

Ejemplo

MEMBER INCIDENCES1 1 2; 2 2 3; 3 3 4etc.Posible Error:PRINT FORCES; PRINT STRESSES

En el caso anterior, únicamente se procesa el comando PRINTFORCES y se ignora el comando PRINT STRESSES.

f) Lista de datos: En algunas de las descripciones de loscomandos de STAAD-III, la palabra list se utiliza paraidentificar una lista de nodos, miembros/elementos o casos decarga. El formato de una lista puede definirse de la manerasiguiente:

* i1, i2, i3....... list = i1 TO i2 (BY i3)

X o Y o Z

Donde TO se refiere a todos los enteros desde el primero (i1)hasta el segundo (i2) inclusive. BY, significa que los númerosson incrementados por el tercero (i3). Si se omite BY i3, el

incremento será considerado como uno. Algunas veces, la listapuede ser demasiado grande para caber en una misma línea, en

tales casos, se podrá continuar en la próxima línea agregandoun guión precedido por un espacio. Además, note que esto esválido únicamente para continuar una lista y no puedeutilizarse para ningún otro tipo de datos.

Se puede utilizar la especificación de X (o Y o Z) en lugar deuna lista numérica. La especificación incluirá todos losmiembros paralelos a la especificación global especificada.Observe que esto no es aplicable a nodos o elementos.

Ejemplo

2 4 7 TO 13 BY 2 19 TO 22 -28 31 TO 33 FX 10.0Esta lista es la misma que:2 4 7 9 11 13 19 20 21 22 28 31 32 33 FX 10.0Error Posible:3 5 TO 9 11 15 -FX 10.0

En este caso, la marca de continuación se usa para los términosde la lista que no son continuos. Generándose, un mensaje deerror, o posiblemente, resultados imprevisibles.

6.1.3 Lista de Miembros por Especificación de Rangos Globales

Este comando permite al usuario especificar listas demiembros/elementos proporcionando rangos globales. El formatogeneral de la especificación es como sigue:

Formato General:

XRANGEYRANGE f1, f2ZRANGE

donde,XRANGE, YRANGE, ZRANGE = dirección del rango (paralelo a

las direcciones globales X, Y, Zrespectivamente)

f1, f2 = valores (en el sistema actual de unidades) que definen alrango especificado.

Notas

1) Unicamente una dirección de rango (XRANGE, YRANGE etc.)es permitida por lista.

2) Los valores que definen al rango (f1, f2) debe estar en elsistema actual de unidades.

Ejemplo

MEMBER TRUSSXRANGE 20. 70.CONSTANTSE STEEL YRANGE 10. 55.

En el ejemplo anterior, un XRANGE es especificado con valores de20 y 70. Este rango incluirá a todos los miembros que pertenezcana un rango paralelo al eje X y estén limitados por X=20 y X=70.

Comandos de STAAD-III

6.2 Inicio del Problema y Título

Objetivo

Este comando inicia la ejecución de STAAD y permite al usuariodefinir el tipo de estructura y un título opcional.

Formato general:

PLANE SPACE

STAAD (any title a1)TRUSS FLOOR

Descripción

Cualquier entrada de STAAD-III tiene que comenzar con la palabraSTAAD. Las siguientes especificaciones del tipo de estructuraestán disponibles:

PLANE = Estructura planaSPACE = Estructura espacialTRUSS = Armadura plana o espacialFLOOR = Estructura de piso

a1 = título del problema.- Este título, aparecerá en la parte superior

de cada página de impresión. Para incluir información adicional enel encabezado de la impresión, use una línea de comentario,conteniendo la información pertinente, como la segunda línea deentrada.

Véase LaSección 2.3

Notas

1) El usuario deberá tener sumo cuidado en la elección del tipo deestructura, ya que de esta elección dependen los diversosgrados de libertad que se consideran en el análisis. La figurasiguiente ilustra los varios grados de libertad considerados enlos diferentes tipos de especificaciones. Una discusióndetallada se proporciona en la sección 2.3.

TIPOS DE ESTRUCTURAS

PLANA

ESPACIAL

ARMADURA

PISO

2D 3D

2) El titulo que el usuario haya proporcionado para la estructuraserá impreso en la parte superior de las hojas de salida,permitiéndole así, adecuar la salida a sus necesidades.

6.3 Especificación de Unidades

Objetivo

Este comando permite al usuario especificar o cambiar las unidadesde fuerza y longitud para los archivos de entrada o salida.

Formato general:

* length-unit UNIT

force-unit

INCHES FEET o FT CM

length-unit = METER MMS DME KM

KIP POUND KG

force-unit = MTON NEWTON KNS MNS DNS

Nota:DME denota decámetros. MNS denota Meganewtons y Dnsdenota Decanewtons. MTON denota Toneladas métricas=1000 Kg. Las demás unidades se dan por sobreentendidas.

Descripción

El comando UNIT, se puede repetir cualquier número de vecesdurante un análisis. Cuando se cambian las unidades durante unanálisis, todos los datos de entrada previos se ajustarán a estas

nuevas unidades. Además, observe que para los ángulos la unidadde entrada siempre son grados. Sin embargo, la unidad de salidapara la rotación de nodos (en desplazamiento de nodos) está enradianes. Para todas las salidas, las unidades son claramenteespecificadas por el programa.

Ejemplo

UNIT KIP FTUNIT INCHUNIT CM MTON

Notas

Este comando se podrá utilizar tan frecuentemente como seanecesario para especificar datos o para generar la salida en lasunidades de fuerzas y longitud convenientes. Observe que sepermite la mezcla y comparación de diferentes sistemas deunidades (Imperial, Métrica, Sistema Internacional, etc.).

6.4 Especificación del Ancho de la Entrada/Salida

Objetivo

Estos comandos se pueden utilizar para especificar los anchos delas líneas de los archivos de entrada y salida.

Formato general:

INPUT WIDTH i1OUTPUT

Para INPUT WIDTH,i1 = número de caracteres por línea, en el archivo de entrada que

serán procesados.

Para OUTPUT WIDTH,i1 = 72 ó 118 caracteres, dependiendo de lo angosto o ancho de la

salida.

Descripción

Con este comando el usuario podrá especificar el ancho deentrada/salida necesario. El valor por omisión para el ancho deentrada es 72, pero podrá definirse cualquier valor hasta de 79. Encaso de que el ancho de la entrada sea mayor de 72, la salidadeberá imprimirse en papel más ancho, y en una impresora, que seacapaz de manejar hasta 118 caracteres. Recuerde, que un ancho deentrada más angosto, resultará en una mayor rapidez de análisis delínea, y por consiguiente, en un incremento en la rapidez deejecución. El programa puede generar dos diferentes tipos deanchos de salida, 72 (valor por omisión) y 118. El ancho de 72caracteres se puede utilizar para mostrar información en la mayoríade los monitores de las computadoras y para imprimir en papel de8-1/2" de ancho . El ancho de 118 caracteres se utiliza paraimprimir en papel de 11" de ancho.

Notas

Esta es una opción que permite improvisar la calidad depresentación de los documentos ejecutados.

6.5 Comando SET

Objetivo

Este comando permite definir al usuario varias especificacionesgenerales para la ejecución del análisis y diseño.

Formato general:

NL i1 CO i2

SET ON ECHO OFF Z UP

donde,i1 = número máximo de casos de carga primaria (NL)i2 = número máximo de miembros (o elementos) conectados a un

nodo

Descripción

Se usa el comando SET NL, en una ejecución de análisis múltiple,cuando el usuario requiere añadir más casos de carga primariadespués de que un análisis haya sido ejecutado. Específicamente,para aquellos ejemplos, que usan el comando CHANGE oRESTORE, cuando el usuario desea añadir más casos de cargaprimaria, el valor NL deberá colocarse al número máximo con elcomando SET NL. El programa será entonces capaz de quitarespacio adicional para la información que será adicionada mástarde. Observe que este comando deberá especificarse antes decualquier especificación de nodo, miembro o carga.

El comando SET CONNECTIVITY también se puede utilizar paraespecificar el número máximo de miembros (o elementos) que sepueden conectar a un mismo nodo. El valor por omisión dentro delprograma, es de 16. Si se requiere conectar más de 16 miembros (o

Véase LaSección6.18, 6.38 YProblema 4

elementos) a un nodo, utilice la opción SET CONNECTIVITY.Este comando deberá proporcionarse antes de la especificaciónJOINT COORDINATE.

El comando SET ECHO ON activa y el comando SET ECHO OFFdesactiva la repetición de los comandos del archivo de entrada enel archivo de salida. En la ausencia del comando SET ECHO, loscomandos del archivo de entrada serán repetidos en el archivo desalida.

Por omisión, el eje Y representa al eje vertical. Sin embargo, elcomando SET Z UP se podrá utilizar para modelar aquellassituaciones en donde el eje Z representa la carga vertical (direcciónde la carga de gravedad) de la estructura. Esta situación podríasurgir cuando la geometría de la estructura es generada a través dealgún software tipo CAD. Observe que este comando afectará elvalor por omisión del ángulo de especificación BETA. Sinembargo, el valor de BETA podrá ser colocado a cierto valor paratodos aquellos miembros que sean paralelos a un eje global enparticular mediante el listado de tipo MEMBER X (o Y o Z). Parainformación adicional, véase la especificación de constantes en lasección 6.26.

Notas

El comando SET Z UP influye directamente en los valores de lossiguientes datos de entrada:

1) JOINT COORDINATE2) Entrada para el comando PERFORM ROTATION3) BETA ANGLE

Las siguientes opciones de STAAD no pueden ser utilizadas con elcomando SET Z UP:

1) Generación de carga por viento2) Generación de carga en piso3) Generación Automática de apoyos elásticos para Losas de

Cimentación

6.6 Comando de Separación de Líneas

Objetivo

Este comando se utiliza para especificar el caracter de separaciónde líneas que será empleado para separar los datos de varias líneasdentro de una única línea de entrada.

Formato general:

SEPARATOR a1

Descripción

El punto y coma (;) es el caracter que por omisión actúa paraseparar varios datos en una misma línea. No obstante, este caracterde separación se puede cambiar con el comando SEPARATOR, acualquier caracter a1, que sea diferente a la coma o el asterisco.

Notas

Los caracteres (,) o (*) no podrán ser utilizados como separadoresde líneas.

6.7 Comando de Salto de Hoja

Objetivo

Este comando se utiliza para instruir al programa que inicie unanueva página de salida.

Formato general:

PAGE NEW

Descripción

Este comando, sirve para definir una nueva página de impresión enel archivo de salida. Proporcionando al usuario, la flexibilidadnecesaria, para el diseño del formato de salida.

Notas

La calidad de presentación del documento de salida se puedemejorar con el uso de este comando

6.8 Comando de Expulsión de Hoja

Objetivo

Estos comandos se emplean para definir la longitud de página de lasalida y el caracter de expulsión.

Formato general:

LENGTH i PAGE

EJECT a1

La longitud de página para la impresión del archivo de salida deSTAAD-III, está basada en un valor por omisión de 60. Sinembargo, se puede cambiar esta longitud a cualquier número i(número de líneas por página) deseado.

Descripción

El caracter estándar de expulsión de página (CNTRL L para microy 1 para mini o macro computadoras) está incluido dentro delprograma de STAAD-III. El caracter a1, del comando PAGE

EJECT, alterará el caracter por omisión para expulsión de páginaen el programa. Un espacio suprimirá la expulsión de página.

6.9 Especificaciones Ignorar

Objetivo

Estos comandos permiten definir una lista de miembros de unamanera conveniente para no obtener mensajes de error referentes anúmeros de miembros que no existen.

Formato general:

IGNORE LIST

Descripción

IGNORE LIST se puede utilizar cuando el usuario requiera que elprograma ignore algún miembro inexistente que pueda estarincluido en la especificación de una lista de miembros. Porejemplo, por razones de simplicidad, una lista puede especificarsecomo MEMB 3 TO 40, donde los miembros 10 y 11 no existen. Unmensaje de error se podrá evitar en esta situación proporcionandoel comando IGNORE LIST, en algún lugar al principio de laentrada. Un mensaje de advertencia, sin embargo, aparecerá paracada miembro inexistente.

6.10 Especificación de no Diseño

Objetivo

Este comando permite al usuario declarar que no se realizaranoperaciones de diseño durante la ejecución del programa. Lamemoria reservada para el diseño será desocupada, con lo que sepodrán completar trabajos de análisis más grandes.

Formato general:

INPUT NODESIGN

Descripción

STAAD-III siempre asume que, en algún lugar de la entrada, elusuario podría desear ejecutar el diseño para miembros de acero oconcreto. Estos procesos de diseño requieren de más memoria de sucomputadora. En caso de que la disponibilidad de memoriarepresente un problema, el comando anterior ayudará a eliminar losrequerimientos de memoria extra.

6.11 Coordenadas de Los Nodos

Objetivo

Este grupo de comandos permitirá al usuario especificar y generarlas coordenadas de los nodos de la estructura. El comando JOINTCOORDINATES inicia la especificación de las coordenadas. Loscomandos REPEAT y REPEAT ALL permite la fácil generación decoordenadas a través de patrones de repetición.

Formato general:

JOINT COORDINATES (CYLINDRICAL (REVERSE)) band-spec

i1, x1, y1, z1, ( i2, x2, y2, z2, i3 )REPEAT n, xi1, yi1, zi1, (xi2, yi2, zi2,..., xin, yin, zin)REPEAT ALL n, xi1, yi1, zi1, (xi2, yi2, zi2,..., xin, yin, zin)

band-spec = (NOREDUCE BAND)

NOCHECK= No realiza verificaciones para estructuras múltipleso nodos huérfanos.

Descripción

El comando JOINT COORDINATES especifica un sistema decoordenadas cartesianas (véase figura 2.2). Los nodos se definenutilizado las coordenadas globales X, Y y Z. El comando JOINTCOORDINATE CYLINDRICAL especifica un sistema decoordenadas cilíndricas (véase la figura 2.3). Los nodos seespecifican utilizando las coordenadas r, θ y z. El comando JOINTCOORDINATE CYLINDRICAL REVERSE especifica un sistemade coordenadas cilíndricas inverso (véase la figura 2.4). Los nodosse definen mediante las coordenadas r, y θ. El comandoNOREDUCE BAND provoca que el programa se ejecute sinrealizar una reducción del ancho de banda.

Véase La

Sección

2.5.1

Ejemplo

JOINT COORDINATES NOREDUCE BAND

El comando REPEAT provoca que la línea previa de entrada searepetida un número "n" de veces con incrementos específicos en lascoordenadas. El comando REPEAT ALL funciona de manerasimilar al REPEAT excepto que éste repite todas las líneas deentrada antes de un previo comando de REPEAT ALL, o todos losdatos de los nodos en caso de que no se haya definido ningúncomando REPEAT ALL. (Cuando se utilizan los comandosREPEAT y REPEAT ALL la numeración de nodos deberá de serconsecutiva y empezar desde uno).

i1 = el número de nodo para el cual las coordenadas son

proporcionadas. Cualquier número entero (no mayorde cuatro dígitos) es permitido.

x1, y1 y z1 = X, Y y Z (R, θ y Z para coordenadas cilíndricas, y R,

Y y θ para coordenadas cilíndricas inversas de lasnodos).

Para el análisis de estructuras planas, z1 es un elemento de dato

opcional cuando se dan los nodos individualmente. Para lageneración de nodos siempre se requiere de z1. Lo siguiente se usa

únicamente para cuando se van a generar los nodos.

i2 = el segundo número de nodo para el cual se generarán

las coordenadas.x2, y2 y z2 = X, Y y Z son las coordenadas de las nodos (R, h y Z

para coordenadas cilíndricas o R, Y y h paracoordenadas cilíndricas inversas)

i3 = número con el cual los nodos generados serán

incrementados. El valor por omisión es 1n = número de veces REPEAT se realizará. Note que n

no puede exceder a 98 en ningún comando REPEAT.

xik, yik y zik = X, Y y Z (R, h y Z[R, Y y h]) incremento de

coordenadas para la k-ésima repetición

Las coordenadas X, Y y Z (R, h y Z[R, Y y h]) estarán igualmenteespaciadas entre i1 e i2.

Ejemplo 1

JOINT COORDINATES1 10.5 2.0 8.52 0.0 0.0 0.03 5.25 0.0 8.5 6 50.25 0.0 8.5

En este ejemplo, se proporcionan las coordenadas XYZ de losnodos del 1 al 6. Note que los nodos del 3 al 6 serán generados aintervalos igualmente espaciados desde el 3 al 6. Debido a eso elnodo 4 tendrá por coordenadas 20.25 0.0 8.5 y el nodo 5 tendrá porcoordenadas 32.25 0.0 8.5 .

Ejemplo 2

JOINT COORDINATES1 0.0 0.0 0.0 4 45 0.0 0.0REPEAT 4 0.0 0.0 15.0REPEAT ALL 10 0.0 10.0 0.0

Aquí se generan las coordenadas de los 220 nodos de una nave dediez niveles 3 X 4. El comando REPEAT, repite la primera línea deentrada cuatro veces, incrementando cada coordenada Z 15. Poresto dos líneas son suficientes para crear un piso de veinte nodos:

1 0. 0. 0. ; 2 15. 0. 0. ; 3 30. 0. 0. ; 4 45. 0. 0.5 0. 0. 15. ; 6 15. 0. 15. ; 7 30. 0. 15. ; 8 45. 0. 15...... ..... ..... .....17 0. 0. 60. ; 18 15. 0. 60. ; 19 30. 0. 60. ; 20 45. 0. 60.

El comando REPEAT ALL repite todos los datos previos (es decir,los veinte nodos del piso) diez veces, incrementando la coordenadaY por 10, cada vez. Esto crea los 200 nodos restantes de laestructura:

Ejemplo 3

21 0.0 10.0 0.0 ; 22 15.0 10.0 0.0 ; ... ;40 45.0 10.0 60.0 ; 41 0.0 20.0 0.0 ; ... ;200 45.0 90.0 60.0 ; 201 0.0 100.0 0.0 ; ... ;219 30.0 100.0 60.0 ; 220 45.0 100.0 60.0

Los siguientes ejemplos ilustran varios usos del comando REPEAT.

REPEAT 10 5. 10. 5.

El comando REPEAT anterior, repetirá la última línea de entrada10 veces usando el mismo tipo de incrementos (esto es, x=5.,y=10., z=5.).

REPEAT 3 2. 10. 5. 3. 15. 3. 5. 20. 3.

El comando REPEAT anterior, repetirá la última línea de entradatres veces. Cada operación de repetición usará un diferente tipo deincremento.

REPEAT 10 0. 12. 0. 15*0 0. 10. 0. 9*0

El comando REPEAT anterior, repetirá la última línea de entrada10 veces. Seis veces usando incrementos de 0., 12., 0., para x, y, z,cuatro veces usando incrementos de 0., 10., y 0. Cada valor cero(0) de x, y, y z representa que no se ha cambiado el incrementoprevio. Cinco grupos de 0., 0. y 0. (15*0) son proporcionados paracrear repeticiones de la segunda hasta la sexta. La séptima

repetición es hecha con incrementos de 0., 10. y 0. De la octavahasta la décima repetición son hechas con el mismo incremento quela séptima, y es representado como 9*0.

Notas

El comando PRINT JOINT COORDINATE se emplea paraverificar las coordenadas de los nodos provistas o generadas porlos comandos REPEAT y REPEAT ALL.

Utilice además el módulo de STAAD-POST para verificarvisualmente la geometría.

6.12 Especificación de Incidencia de Miembros

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para la definición de miembros através de la especificación de conectividad de Nodos. Loscomandos REPEAT y REPEAT ALL se pueden utilizar parafacilitar la generación de patrones repetitivos.

La incidencia de miembros y/o elementos se deberá de definir detal manera que el modelo desarrollado represente una únicaestructura, y no dos o mas estructuras separadas. STAAD-III escapaz de detectar automáticamente estructuras múltiples.

Formato general:

MEMBER INCIDENCESi1, i2, i3, ( i4, i5, i6 )REPEAT n, mi, jiREPEAT ALL n, mi, ji

Descripción

El comando REPEAT provoca que la línea previa de entrada, serepita un número n de veces, con el miembro específico y losincrementos en los nodos. El comando REPEAT ALL funcionasimilarmente al comando REPEAT, excepto que repite todas lasentradas previamente especificadas al más reciente comandoREPEAT ALL o al comienzo de la especificación, si ningúncomando REPEAT ALL ha sido previamente utilizado (cuando seusan los comandos REPEAT o REPEAT ALL, la numeración de losmiembros debe de ser consecutiva).

i1 = número de miembro para el cual las incidencias son

proporcionadas. Cualquier número entero (máximo seisdígitos) es permitido

i2 = número del nodo inicial

Véase La

Sección

2.5.2

i3 = número del nodo final

Los siguientes datos se usan únicamente para la generación demiembros:

i4 = número del segundo miembro para el cual los miembros

serán generadosi5 = número del incremento de los miembros para generacióni6 = número del incremento de los nodos que será añadido a los

nodos incidentes (i5 y i6 tendrán como valor por omisión 1)

n = número de repeticiones que se van a realizarmi = número de incremento para miembrosji = número de incremento para nodos

Ejemplo

MEMBER INCIDENCES1 1 22 5 7 57 11 13 13 2 3

En este ejemplo, el miembro 1 va del nodo 1 al nodo 2. El miembro2 está conectado entre los nodos 5 y 7. Los números de losmiembros del 3 al 5 serán generados con un incremento para losmiembros de 1 y con un incremento para los nodos de 1 (poromisión). Esto es, el miembro 3 va del 6 al 8; el miembro 4 del 7 al9; miembro 5 del 8 al 10. Similarmente, en la próxima línea, elmiembro 9 estará del 14 al 16; el 11 del 17 al 19 y el 13 del 20 al22.

Ejemplo Adicional

MEMBER INCIDENCES1 1 21 2021 21 22 23REPEAT 4 3 436 21 25 39REPEAT 3 4 4REPEAT ALL 9 51 20

Este ejemplo crea los 510 miembros de una nave de diez niveles3X4 (esto es una continuación del ejemplo empezado en la Sección6.12). La primera línea de entrada crea las veinte columnas delprimer piso:

1 1 21 ; 2 2 22 ; 3 3 23 ; ... ; 19 19 39 ; 20 20 40

Los dos comandos (21 21 22 23 y REPEAT 4 3 4) crean 15miembros, los cuales están en el nivel del segundo piso para vigascorriendo, por ejemplo, en la dirección este - oeste;

21 21 22; 22 22 23; 23 23 2424 25 26; 25 26 27; 26 27 28... ... ...33 37 38; 34 38 39; 35 39 40

Los próximos dos comandos (36 21 25 39 y REPEAT 3 4 4)funcionan similarmente a los dos comandos previos, pero aquí creael piso del diciseisavo nivel con vigas corriendo en la direcciónnorte - sur:

36 21 25; 37 22 26; 38 23 27; 39 24 2840 25 29; 41 26 30; 42 27 31; 43 28 32... ... ... ...48 33 37; 49 34 38; 50 35 39; 51 36 40

Los comandos precedentes han creado una unidad de piso sencilla,compuesta tanto de vigas y columnas con un total de 51 miembros.El comando REPEAT ALL, ahora repite esta unidad nueve veces,generando 459 nuevos miembros y terminando la estructura de diezniveles. El número de miembros es incrementado por 51 (el númerode miembros en una unidad repetida) y el número de nodos esincrementado por 20, (número de nodos en un piso).

Notas

El comando PRINT MEMBER INFO se emplea para verificar laincidencia de miembros provista o generada por los comandosREPEAT y REPEAT ALL.

Además, el módulo de STAAD-POST verifica la geometríagráficamente.

6.13 Especificación de la Incidencia de Elementos

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para especificar elementosdefiniendo la conectividad entre nodos. Los comandos de REPEATy REPEAT ALL se pueden utilizar para facilitar la generación depatrones repetitivos.

La incidencia de miembros y/o elementos se deberá de definir detal manera que el modelo desarrollado represente una únicaestructura, y no dos o mas estructuras separadas. STAAD-III escapaz de detectar automáticamente múltiple estructuras.

Incidencias de Elementos Planos/Cascarones

Formato general:

ELEMENT INCIDENCES (SHELL)

i1, i2, i3, i4, (i5), ( TO i6, i7, i8)

REPEAT n, ei, jiREPEAT ALL n, ei, ji

Descripción

Los elementos incidentes de cascarones se deben proporcionarinmediatamente después de que los miembros incidentes seanespecificados. El comando REPEAT, provoca que la línea deentrada previa se repita un número n de veces, con incrementosespecíficos para los elementos y nodos. El comando REPEAT ALLfunciona similarmente al comando REPEAT, excepto que repitetodas las entradas previamente especificadas al más recientecomando REPEAT ALL, o al comienzo de la especificación, si elcomando REPEAT ALL no ha sido utilizado previamente.

Véase LaSección 2.6Y LosProblemas 9Y 10

i1 = número de elemento (cualquier número hasta de seis

dígitos). En caso de que se hayan definido miembrosincidentes, este número no deberá de coincidir con algúnnúmero de miembro

i2...i5 =el sentido de la numeración de los nodos, en el sentido o

en contra de las manecilla del reloj, representa laconectividad del elemento. Note que i5 no se necesita

definir para elementos triangulares (3 nodos)

Los siguientes datos son necesarios si los elementos se van agenerar.

i6 = número del último elemento que se va a generari7 = incremento entre los elementos que se van a generar. El

valor por omisión es 1i8 = número del incremento entre nodos que será utilizado para

los nodos incidentes. El valor por omisión es 1Los siguientes datos son necesarios cuando los comandos REPEATy REPEAT ALL se usan para la generación de elementos:

n = número de veces que se va a repetirei = incremento entre los números de los elementosji = incremento entre los números de los nodos

Ejemplo

ELEMENT INCIDENCE1 1 2 7 62 3 4 83 8 9 11 10 TO 89 1 3 7 TO 14

Notas

El comando PRINT ELEMENT INFO se emplea para verificar laincidencia de los elementos inducida o provocada por loscomandos REPEAT y REAPT ALL.

Además, el módulo de STAAD-POST verifica la geometríagráficamente.

Incidencias de Elementos Sólidos

Formato General

Las incidencias de elementos para elementos sólidos deberán seridentificadas utilizando la expresión SOLID para distinguirlos delos elementos Planos/Cascarones.

ELEMENT INCIDENCES SOLID

i1, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8, i9, (TO i10, i11, I12)

REPEAT n, ei, ji

REPEAT ALL n, ei, ji

Descripción

El comando ELEMENT INCIDENCES SOLID debe serespecificado inmediatamente después del comando MEMBERINCIDENCES (si existe) se especifican también como después delcomando ELEMENT INCIDENCES SHELL (si existen).

i1 = Número de Elementoi2 ... i9 = Números de los nodos del elemento sólidoi10 = Número del último elemento a ser generadoi11 = Incremento del número de elementoi12 = Incremento del número de nodon = Número de veces que REPEAT se realizaei = Incremento del número de elementoji = Incremento del número de nodo

Especificar los cuatro nodos de cualquiera de las caras delelemento sólido en un sentido en contra de las manecillas del relojtal como se vería desde fuera del elemento y después ir a la caradel otro lado y especificar los cuatro nodos de esa cara en la misma

dirección utilizada durante la especificación de los nodos de laprimera cara.

Ejemplo

ELEMENT INCIDENCE SOLID1 1 5 6 2 21 25 26 22 TO 34 21 25 26 22 41 45 46 42 TO 6

6.14 Generación de Mallas

Objetivo

Este grupo de comandos se emplea para generar mallas deelementos finitos. El procedimiento involucra la definición desuper - elementos, los cuales son posteriormente divididos enelementos más pequeños.

Descripción

Este es el segundo método para la generación de incidencias deelementos. Si el usuario requiere dividir un elemento grande, en unnumero de pequeños elementos, esta opción generaráautomáticamente los números de nodos, sus coordenadas, númerode elementos y las incidencias de los elementos. El empleo de estácaracterística consta de dos partes:

1. Definición de puntos de frontera del super - elemento: Un super- elemento se puede definir ya sea dando 4 puntos de frontera u8 puntos de frontera. (véase figura en la página siguiente). Unpunto de frontera se denota con una letra (A-Z con mayúsculaso a-z en minúsculas) y sus coordenadas correspondientes. Dedonde, cualquiera de los cuatros o ocho de los 52 caracterespuede ser utilizado para definir la frontera del super -elemento. Si se utilizan 4 puntos para definir el super -elemento, se asumirá que cada uno de los lados del super -elemento tendrá un borde recto conectando los 2 puntos quedefinen ese lado. Cuando se utilizan 8 puntos, cada lado seráuna curva suave que conecta a los 3 puntos que definen eselado.

2. La generación de sub - elementos: Se define el super -elementoespecificando los puntos de frontera( 4 u 8 tal como se explicóantes), y específicamente, el número total de sub - elementosnecesarios.

Formato general:

DEFINE MESH CYL Ai xi yi zi ( (xo,yo,zo)). . . RCYL Aj xj yj zj

(QUADRILATERAL) GENERATE ELEMENT

TRIANGULAR MESH Ai Aj ..... n1 (n2)MESH Am An ..... n3 (n4)

..... .....

dondeAi - Aj = Caracteres alfabéticos de A - Z o a-z (52 máximo)xi,yi,zi = Coordenadas para el punto de frontera Ai.

Si CYL o RCYL se definen, las coordenadas anterioresestarán en el sistema de coordenadas cilíndrico ocilíndrico inverso. Coordenadas opcionales xo, yo y zo

serán las coordenadas cartesianas para el origen de lascoordenadas cilíndricas. Las valores por omisión 0, 0,0.

Ai Aj Ak = super - elemento rectangular, definido por cuatro uocho puntos de frontera

n1 = número de elementos a lo largo del lado Ai Aj del

super - elemento. (no deberá ser mayor de 20).n2 = número de elementos a lo largo del lado Ai Ak del

super - elemento. (no deberá ser mayor de 20).

Cuando solo n1 es provisto , es decir, si se omite n2, entonces n1

indicará el número total de elementos dentro del super - elemento.En este caso, n1 deberá de ser la raíz cuadrada de un númeroentero.

Notas

Todas las coordenadas están en el sistema de unidades en uso.Cuando se utilice esta opción usted deberá de conservar en mentelos siguientes puntos:

1) Todos los super - elementos deben estar constituidos por 4 ó 8nodos. Los elementos generados para un super - elemento decuatro nodos conservará los bordes rectos del super - elemento,mientras que los nodos del elemento generados de un super -elemento de 8 nodos estarán sobre una trayectoria curva.

D

B

C

A

G

F

E

DH

CA

B

Malla generada de un Malla generada de unelemento de 4 nodos elemento de 8 nodos

2) Los super - elementos que tengan una frontera común deberánde tener el mismo número de elementos a lo largo de ésta.

3) La secuencia de los comandos MESH super - elementos definena los super - elementos. La secuencia del comando MESHdeberá de ser tal que una vez que una sea definida, el próximosuper - elemento deberá de conectarse a éste. Por lo tanto, porconveniencia, el primer super - elemento deberá de ser aquelque esté conectado al mayor número de super - elementosposibles. En el ejemplo del tanque que aquí se muestra, elsuper - elemento inferior es el que primero se define.

4) Este comando habrá de usarse después de las Secciones paraMEMBER INCIDENCES y ELEMENT INCIDENCES y antesde las secciones MEMBER PROPERTIES y ELEMENTPROPERTIES. Los elementos que son creados internamenteson numerados secuencialmente con un incremento de uno,comenzando desde el último número de miembro o elementomás uno. Similarmente los nodos adicionales creadosinternamente son numerados secuencialmente con un

incremento de uno (1) comenzando a partir del último númerode nodo más uno. Es aconsejable que el usuario mantenga lanumeración de nodos y de miembros y/o elementos en unasecuencia que comience desde el número uno y con unincremento de uno.

5) Cuando existan miembros que están apuntalando a otroelemento el cual está siendo trabajado como una malla, se debede tener cuidado de las adiciones y modificaciones requeridasen la sección de MEMBER INCIDENCES ya que unos cuantosnodos más podrían aparecer en la frontera común como unresultado de considerar como hacer malla al super - elementoadjunto. Véase la figura siguiente:

A B

CD

NOTA: CUANDO EXISTE UN MIEMBRO ENTRE LOS PUNTOS A Y B,

ESTE MIEMBRO DEBE DE SER DIVIDIDO EN CUATRO PARTES. LOS

MIEMBROS NO SON DIVIDIDOS EN MALLAS AUTOMATICAMENTE.

6) Los sub - elementos tendrán la misma dirección (a favor o encontra de las manecillas del reloj) que tenga el super -elemento. Cuando un super - elemento delimitado por cuatropuntos A, B, C y D, es listado como ABCD, BCDA, etc.,significa que está en dirección del sentido de las manecillas delreloj, y cuando se lista como CBAD o DCBA, etc., está ensentido contrario. Cuando el super - elemento se denota comoABCD, todos los sub - elementos que lo componen tendrán unaincidencia de elementos en el sentido de las manecillas delreloj.

7) Los elementos incidentes de los sub - elementos generados sepodrán obtener mediante la utilización del comando PRINT

ELEMENT INFORMATION después del comando MESH en elarchivo de entrada.

8) Si el archivo de entrada de STAAD-III contiene los comandosJOINT COORDINATES, MEMBER INCIDENCES, ELEMENTINCIDENCES y MESH GENERATION, deberán serespecificados en el orden siguiente:

STAAD SPACEUNIT KIP FEETJOINT COORDINATES…MEMBER INCIDENCES…ELEMENT INCIDENCES…DEFINE MESH…GENERATE ELEMENT…

Ejemplo

La siguiente Sección de entrada ilustra el uso de la opción degeneración de mallas( MESH GENERATION ).El usuario puedecomparar esta entrada con la geometría dada en el Problema No. 10del Manual de Ejemplos de STAAD-III.

A

B

C

DE

F

G

H

STAAD SPACE TANK STRUCTURE WITH* MESH GENERATIONUNIT FEET KIPSDEFINE MESHA 0 0 0 ; B 0 20 0 ; C 20 20 0D 20 0 0 ; E 0 0 -20 ; F 0 20 -20G 20 20 -20 ; H 20. 0. -20GENERATE ELEMENTMESH AEHD 16MESH EABF 16MESH ADCB 16MESH HEFG 16MESH DHGC 16

Elementos Típicos cuadrangulares y triangulares que se generan:

Típica generación de Típica generación deelementos cuadrangulares elementos triangulares

6.15 Redefinición de Números de Nodos y Miembros

Objetivo

Este comando se emplea para redefinir los números de las nodos yde los miembros. Los números de las nodos y miembros originalesson substituidos con nuevos números.

Formato general:

JOINT XRANGE YRANGE f1, f2 START i

SUBST MEMBER ZRANGE COLUMN

donde, f1 y f2 son el rango de x, y, o z; y la letra i es el nuevo

número de inicio.

Descripción

Los números de los nodos y de los miembros se pueden redefinir enSTAAD-III a través del comando SUBSTITUTE. Después de queun nuevo grupo de números sea asignado, los valores de entrada ysalida estarán conforme al nuevo esquema de numeración. Elusuario podrá diseñar sus propios esquemas de numeración queresultarán en una simple especificación de entrada, así comotambién, en una fácil interpretación de resultados. Por ejemplo,todos los nodos en el primer piso de un edificio se puedenrenumerar cómo 101, 102,... , todos los nodos del segundo pisocómo 201, 202,... , etc..

Ejemplo

UNIT FTSUBST JOINT YR 9.99 10.0 START 101SUBST COLUMN START 901

Todos los nodos con coordenadas Y definidos de 9.99 a 10 ft,comenzarán a numerarse con el número 101. Todas las columnascomenzarán con el número 901.

Notas

Adecuadas re - especificaciones de la numeración de Nodos yMiembros podrían mejorar significativamente la interpretación deresultados.

6.16 Listado de Miembros por la Especificación de GRUPOS

Este comando permite al usuario especificar un grupo demiembros/nodos y guardar la información utilizando un nombre degrupo. El nombre de grupo puede ser usado subsecuentemente en elarchivo de entrada en lugar de la lista de miembros/nodos paraespecificar otros atributos. Esta opción extremadamente útilpermite el evitar la especificación múltiple de la misma lista demiembros/nodos. A continuación se presenta el formato generalrequerido por el comando GROUP.

Formato General:

START GROUP DEFINITION_(group-name) member-list/joint-list............END

donde,group-name = Un nombre alfanumérico especificado por el

usuario para identificar al grupo. El nombre delgrupo debe empezar con un guión bajo ‘_’ y estálimitado a ocho caracteres.

member-list/ = La lista de miembros/nodos pertenecientes algrupo.

joint-list

Notas

1) La definición del grupo debe empezar con el comando STARTGROUP DEFINITION y finalizar con el comando END.

2) Más de un nombre de grupo puede ser especificado dentro de lamisma especificación de definición.

Ejemplo

START GROUP DEFINITION_TRUSS 1 TO 20 25 35_BEAM 40 TO 50ENDMEMBER PROPERTIES_TRUSS TA LD L40304_BEAM TA ST W12X26

6.17 Rotación de La Geometría de la Estructura

Objetivo

Este comando se utiliza para rotar la geometría de la estructuraalrededor de los ejes globales.

Formato general:

* X d1 PERFORM ROTATION Y d2

Z d3

Donde d1, d2, d3 son las rotaciones (en grados) alrededor de los

ejes absolutos X, Y y Z, respectivamente. Después de que lascoordenadas de los nodos y los miembros incidentes seanproporcionadas, este comando permite efectuar una rotacióngeométrica, a través de cualquier ángulo deseado alrededor del ejeabsoluto. La configuración rotada se puede utilizar tanto para elanálisis como para el diseño. Cuando se especifique este comando,observe que el sentido de la rotación esté de acuerdo a la regla dela mano derecha.

Descripción

Este comando se utiliza para rotar la estructura un determinadoángulo alrededor de los ejes globales. La configuración rotada sepodrá utilizar para el análisis y diseño.

Ejemplo

PERFORM ROTATION X 20 Z -15

Notas

Este comando debe ser especificado inmediatamente después de lasincidencias de miembros si existen solamente miembros y después

de las incidencias de los miembros si existen miembros yelementos.

6.18 Especificaciones de Borrar e Inactivo

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para desactivar temporalmente oborrar definitivamente miembros o nodos especificados.

Formato general:

INACTIVE MEMBERS member-list

MEMBERS member-list DELETE

JOINTS joint-list

Descripción

Estos comandos se pueden utilizar para especificar los nodos omiembros que vayan a ser desactivados o completamente borradosde una estructura. El comando INACTIVE convierte los miembrosen temporalmente inactivos y, el usuario deberá reactivarlosdurante la parte final de los datos de entrada para procesoposterior. El comando DELETE borra completamente los miembrosde la estructura, el usuario no podrá reactivarlos. Estos comandosse deben definir inmediatamente después de que todas lasincidencias de los miembros/elementos sean proporcionadas.

Notas

a) El comando DELETE MEMBER borrará automáticamentetodos los nodos asociados con los miembros borrados, siemprey cuando los nodos no estén conectados con algún otromiembro o elemento activo.

b) Este comando también borrará todos los nodos que noestuviesen conectados a la estructura en primer lugar. Porejemplo, dichos nodos pudieron haber sido generados parafacilitar la entrada de las coordenadas de los nodos y los cualesse pretendían borrar. Por lo que, no se deberá utilizar el

Véase ElProblema 4

comando DELETE JOINT, cuando se utiliza el comandoDELETE MEMBER.

c) El comando DELETE MEMBER es aplicable para borrarmiembros así como elementos. Cuando la lista de miembrosque se desea borrar es más grande que una línea, entonces dejeun espacio en blanco y utilice un guión (-) al final de la línea.

Ejemplo

INACTIVE MEMBERS 5 7 TO 10DELETE MEMBERS 29 TO 34 43

d) El comando INACTIVE MEMBER no puede ser utilizado ensituaciones donde el hacer a un miembro inactivo resulta ennodos desconectados en el espacio.

e) El comando INACTIVE MEMBER no deberá utilizarse si elcomando MEMBER TENSION es ocupado.

f) Los miembros inactivados pueden ser activados para serprocesados posteriormente ( como en un análisis o diseño paraun 2º grupo de casos de carga )utilizando el comandoCHANGE. Ver sección 6.37 y ejemplo 4 para mayorinformación.

g) El comando DELETE MEMBER deberá ser también utilizadopara borrar elementos. Especifique el comando como DELETEMEMBER j donde j es el número de elemento que ustedborrará. En el ejemplo mostrado anteriormente los números de29 a 34 y 43 representan los números de elementos.

6.19 Especificación del Tabla de Acero del Usuario

Objetivo

STAAD-III permite al usuario crear Tablas de secciones de aceropara la especificación de propiedades, verificación de códigos yselección de miembros. Este grupo de comandos se utiliza paracrear las tablas y definir los datos necesarios.

Formato general:

START USER TABLETABLE i1 (fn)

section-typesection-nameproperty-specEND

donde,i1 = número de catálogo (de 1 a 4 si se definió por

medio del archivo de entrada de STADD-IIIde 1 a 2 si se definió por medio de un archivoexterno.)

fn = nombre del archivo conteniendo el nombre de

la sección y las propiedades correspondientessection-type = un nombre de la sección de acero incluyendo:

canal, patines anchos, ángulos, doble angular,forma T, tubos y pipes, general, sección I yprismáticas.

section-name = cualquier nombre de sección designada, nomayor de 12 caracteres. Los primeros trescaracteres para pipes y tubos deberán de serPIP y TUB, respectivamente. Solamentecaracteres alfanuméricos y dígitos sonpermitidos para la definición de nombres de

sección. ( Espacios, asteriscos, signos deinterrogación, comas, puntos y comas no sonpermitidos ).

property-spec = Propiedades para la sección. Losrequerimientos son diferentes para cada tipode sección. Observe que las áreas de corte AYy AZ se deben proporcionar, para asegurar loscálculos apropiados del esfuerzo cortante o dela resistencia al cortante durante el diseño.Las unidades de longitud por omisión son laspulgadas (para la versión americana) ycentímetros (para otras versiones). Sinembargo, se puede especificar la unidad delongitud deseada usando el comando UNITcomo el primer comando en el catálogo. (verel ejemplo siguiendo esta descripción)

Descripción

El siguiente tipo de secciones se encuentra disponible dentro deesta opción.

Patines Anchos

1) AX = área de la sección transversal.2) D = peralte de la sección.3) TW = espesor del alma de la viga.4) WF = ancho del patín.5) TF = espesor del patín.6) IZ = momento de inercia alrededor del eje local z

(usualmente el mayor).7) IY = momento de inercia alrededor del eje local y.8) IX = constante de torsión.9) AY = área de corte sobre el eje local y. Si el valor es 0 (cero)

la deformación por cortante será ignorada en el análisis.10 AZ = mismo que el anterior excepto, que sobre el eje local z.

Canal

1) AX, 2) D, 3) TW, 4) WF, 5) TF, 6) IZ, 7) IY, 8) IX, 9) CZ, 10)AY, 11) AZ

YCZ

Ángulo

1) D, 2) WF, 3) TF 4) R, 5) AY, 6) AZR = Radio de giro alrededor del eje principal, denotado en el

Manual AICS por r(Z-Z)

Doble Angular

WF

Y

Z

SP

CY

Forma T

1) AX, 2) D, 3) WF, 4) TF, 5) TW, 6) IZ, 7) IY, 8) IX, 9) CY, 10)AY, 11) AZ

Z

YCY

Sección Tubular Redonda

1) OD = Diámetro Externo2) ID = Diámetro Interno3) AY, 4) AZ

Sección Tubular Rectangular

1) AX, 2 ) D, 3) WF, 4) TF, 5) IZ, 6) IY, 7) IX, 8) AY, 9) AZ

Sección General

Las siguientes propiedades de las secciones transversales , sedeberán usar para este tipo de sección. Observe que esta opciónpermite especificar una sección de acero compuesta o noconvencional.

1) AX = Área de sección transversal.2) D = Peralte de la sección.3) TD = Espesor asociado con la sección del elemento

paralelo a la peralte. Se usa para verificar la razón deperalte - espesor.

4) B = Ancho de la sección.5) TB = Espesor asociado con la sección del elemento

paralelo al patín.6) IZ = Momento de inercia paralelo alrededor del eje local

z.7) IY = Momento de inercia alrededor del eje local y.8) IX = Constante de torsión.9) SZ = Módulo de sección alrededor del eje local z.10 SY = Módulo de sección alrededor del eje local y.11) AY = Área de corte para cortante paralelo al eje local y.12) AZ = Área de corte para cortante paralelo al eje local z.13) PZ = Módulo plástico alrededor del eje local z.14) PY = Módulo plástico alrededor del eje local y.15) HSS = Constante de alabeo para el cálculo de la flexión por

torsión lateral.16) DEE = Peralte del alma de la viga. Para secciones roladas, se

deben definir las distancias entre chaflanes.Nota:

Las propiedades PZ, PY, HSS y DEE deben definirse para larevisión conforme a códigos y/o selección de miembros paraestado límite y plástico, basado en los códigos AISC LRFD,Británico, Francés, Alemán e Escandinavo. Para códigosbasados en el diseño de esfuerzos permisibles (códigosAISC-ASD, AASHTO e Indús) los valores 0 (cero) podránser estipulados para estas propiedades.

Sección I

Este tipo de sección se puede utilizar para especificar una forma desección I generalizada. Las propiedades requeridas para la seccióntransversal, se listan a continuación. Note que estas opciones sepueden utilizar para especificar las formas I biseladas.

1) DWW = Peralte de la sección en el nodo inicial.2) TWW = Espesor del alma de la viga.3) DWW1 = Peralte de la sección en el nodo final.4) BFF = Ancho del patín superior.5) TFF = Espesor del patín superior.6) BFF1 = Ancho del patín inferior.

7) TFF1 = Espesor del patín inferior.8) AYF = Área de corte para cortante paralelo al eje Y.9) AZF = Área de corte para cortante paralelo al eje Z.10) XIF = Módulo de torsión.

BFF

DWW

DWW

TFF1

DWW1

TFF

BFF1

TWW

NOTAS:1) DWW nunca deberá de ser menor que DWW1. El usuario

tendrá que proporcionar la incidencia de los miembrosconforme a esto.

2) Se le permiten al usuario las siguientes opciones para losvalores de AYF, AZF y XIF.

a) Cuando se proporcionan valores positivos, estos seránutilizados directamente por el programa.

b) Cuando se proporciona el valor de 0 (cero), el programacalcula las propiedades usando la fórmula siguiente:

AYF = D x TWW(D es la peralte de la sección bajo consideración)

AZF = 0.66((BFF x TFF) + (DEE x TFF1))

XIF = 1/3 ((BFF x TFF3) + (DEE x TWW3) + (BFF1 xTFF1 3))(DEE es la peralte del alma de la viga)

c) Cuando se proporcionan valores negativos, estos sonaplicados como factores en los valores correspondientescalculados por el programa usando la fórmula anterior. Elfactor aplicado es siempre el valor absoluto del valorprovisto, es decir, si se proporcionó el valor de XIF como-1.3, entonces el programa multiplicará el valor de XIF,calculado por la fórmula anterior, por un factor 1.3.

Prismática

La especificación de propiedades para la sección prismática escomo sigue:

1) AX = Area de sección transversal2) IZ = Momento de inercia alrededor del eje local z3) IY = Momento de inercia alrededor del eje local y4) IX = Constante de torsión5) AY = Area de corte para cortante paralelo al eje local y6) AZ = Area de corte para cortante paralelo al eje local z7) YD = Peralte de la sección en la dirección del eje local y8) ZD = Peralte de la sección en la dirección del eje local z

Ejemplo

START USER TABLETABLE 1UNIT INCHESWIDE FLANGEW14X308.85 13.84 .27 6.73 .385 291. 19.6 .38 0 0W21X5014.7 20.83 .38 6.53 .535 984 24.9 1.14 7.92 0W14X10932. 14.32 .525 14.605 .86 1240 447 7.12 7.52 0TABLE 2UNIT INCHESANGLESL252552.5 2.5 0.3125 .489 0 0L404044. 4. .25 .795 0 0END

* Observe que estos nombres de secciones se deben definir enorden ascendente en función del peso, debido a que el procesode selección de miembros usa estas tablas, y las iteracionescomienzan desde la parte superior. El ejemplo anterior tambiénse puede dar como:

START USER TABLETABLE 1 TFILE1TABLE 2 TFILE2END

Donde TFILE1 y TFILE2 son los nombres de los archivos que sedeben crear antes de ejecutar STAAD-III, y donde el archivoTFILE1 contendrá lo siguiente:

UNIT INCHESWIDE FLANGEW14X308.85 13.84 .27 6.73 .385 291. 19.6 .38 0 0W21X5014.7 20.83 .38 6.53 .535 984 24.9 1.14 7.92 0W14X10932. 14.32 0.525 14.605 .86 1240 447 7.12 7.52 0

y el archivo TFILE2 contendrá:

UNIT INCHESANGLESL252552.5 2.5 .3125 .489 0 0L404044. 4. .25 .795 0 0

Notas

Los tablas de acero que defina el usuario podrán ser creadas ymantenidas como un archivo separado. Los mismos archivos sepueden utilizar para todos los modelos que utilicen secciones deesas tablas. Estos archivos deberán de residir en el mismodirectorio en donde se localice el archivo de entrada.

6.20 Especificación de Propiedades de Los Miembros

Objetivo

Este grupo de comandos se emplea para la especificación depropiedades de las secciones miembros de marcos.

Formato general:

AUSTRALIAN CANADIAN EUROPEAN FRENCH

MEMBER PROPERTIES INDIAN AMERICAN BRITISH GERMAN JAPANESE

TABLE type-spec table-name (additional-spec)

member-list PRISMATIC property-spec TAPERED argument-list UPTABLE i1 section-name ASSIGN profile-spec

Las opciones americana, británica, europea, etc. hacen que elprograma tome las propiedades del catálogo de acerocorrespondiente. El nombre del catálogo, que el programa tiene poromisión, depende del país de distribución.

Descripción

Este comando inicia la especificación de propiedades de losmiembros. Las siguientes opciones se encuentran disponibles:a) Especificaciones de tablas de acero incluidas

( Sección 6.19.1)b) Especificaciones de propiedades prismáticas

( Sección 6.19.2)

c) Especificación de miembros de peralte variable (Sección 6.19.3)d) Especificación de tablas definidas por el usuario

( Sección 6.19.4)e) Especificación asignando un perfil

( Sección 6.19.5)Cada una de las especificaciones se describen en detalle en lasección siguiente (véase la sección 6.20.6 para ejemplos).

6.20.1 Especificación de Propiedades de la Tablas de Acero

Objetivo

Los comandos siguientes se emplean para especificar laspropiedades de las secciones para catálogos de acero incluidos.

Formato general:

type-spec . table-name additional-spec.

ST RA D LD SD

type-spec = T CMTC BC TB

ST Especifica una sección simple del catálogo estándar delprograma

RA Especifica un ángulo simple con los ejes Y-Z inversos(ver Sección 2.3.2)

D Especifica una sección doblemente acanaladaLD Especifica la extremidad mayor, espalda con espalda, de una

sección doblemente angularSD Especifica la extremidad menor, espalda con espalda, de una

sección doblemente angularT Especifica una sección T cortada de una viga en forma ICM Especifica una sección compuesta, obtenida con vigas en

forma ITC Especifica vigas con placa de cubierta superiorBC Especifica vigas con placa de cubierta inferiorTB Especifica vigas con placas de cubierta superior e inferior

table-name = nombre de la sección en el catálogo, talcomo W8X18, C15X33, etc. (ver Sección 2)

La documentación sobre diseño en acero según los códigosindividuales de los diferentes países contiene información sobresus especificaciones de secciones de acero también. Para detallesde como especificar secciones del catálogo Americano de acero verla sección 3.2.1 de este manual.

* SP f1WP f2TH f3WT f4

additional-spec = DT f5OD f6ID f7CT f8FC f9

SP f1 = Este grupo describe el espaciamiento (f1) entre ángulos o

canales cuando se utilizan ángulos dobles o canalesdobles. El valor por omisión para f1 es de 0.0

WP f2 = Ancho (f2) de la cubierta de placa, cuando se usa una

cubierta con las secciones I.TH f3 = Espesor (f3) de placas o secciones tubularesWT f4 = Ancho (f4) de secciones tubulares rectangulares, donde

TUBE es el nombre en el catálogoDT f5 = Peralte (f5) de los secciones tubularesOD f6 = Diámetro externo de las secciones tubulares redondas

(f6), donde PIPE es el nombre en el catálogoID f7 = Diámetro interno de los secciones tubulares redondas (f7)CT f8 = Espesores de concreto (f8) para secciones compuestasFC f9 = Resistencia a la fluencia (f9) del concreto para secciones

compuestas

Ejemplo

Véase la sección 6.19.6

Notas

Todos los valores (del f1 al f9) se deben de proporcionar conforme

al tipo de unidades que se estén utilizando. Algunos puntosimportantes que se deben de notar para el caso de seccionescompuestas son:

1) El ancho de la losa de concreto se asume que tiene el ancho delpatín superior de la sección de acero mas 16 veces el espesorde la losa.

2) Para calcular las propiedades de las secciones de la seccióntransversal, la razón modular es calculada asumiendo que:

Es= Módulo de elasticidad del acero = 29 Ksi.Ec= Módulo de elasticidad del concreto = 1802.5 FC Ksidonde FC (en Ksi) se definió anteriormente.

6.20.2 Especificación de Propiedades Prismáticas

Objetivo

Los siguientes comandos se emplean para especificar laspropiedades de las secciones transversales prismáticas.

Formato general:

PRISMATIC quiere decir, propiedades que son provistasdirectamente como sigue:

* AX f1 IX f2 IY f3 IZ f4

property-spec = AY f5 AZ f6 YD f7 ZD f8 YB f9 ZB f10

AX f1 = Área de la sección transversal del miembro. En caso de

que se omita, el área es calculada a partir de lasdimensiones YD y ZD

IX f2 = Constante de torsiónIY f3 = Momento de inercia alrededor del eje local yIZ f4 = Momento de inercia alrededor del eje local z

(usualmente mayor)AY f5 = Área de corte efectiva sobre el eje local yAZ f6 = Área de corte efectiva sobre el eje local zYD f7 = Peralte del miembro en la dirección local y (para

miembros circulares, se tomará el diámetro de lasección)

ZD f8 = Peralte del miembro en la dirección local zYB f9 = Peralte del alma para la sección T

Sección T Sección Trapezoidal

ZD

YD

ZB

YB

ZD

YD

ZB

ZB f10 = Ancho del alma para secciones tipo T o, el ancho de la

parte inferior para secciones trapezoidales.

6.20.3 Especificación de Miembros Biselados

Objetivo

Los comandos siguientes se utilizan para definir las propiedades delas secciones I biseladas.

Formato general:

argument-list = f1 f2 f3 f4 f5 (f6 f7)

donde,f1 = Peralte de la sección en el nodo inicialf2 = Espesor del alma de la vigaf3 = Peralte de sección en el nodo finalf4 = Ancho del patín superiorf5 = Espesor del patín superiorf6 = Ancho del patín inferior. El valor por omisión es f4f7 = Espesor del patín inferior. El valor por omisión es f5

Ejemplo

MEMBER PROPERTY1 TO 5 TAPERED 13.98 0.285 13.98 6.745 0.455 6.745 0.455

NOTAS:1. Todas las dimensiones (f1, f2, ... f7) deberán de ser congruentes

con las unidades en uso en el momento de su especificación.2. f1 (peralte de la sección en el nodo inicial) deberá de ser

siempre mayor que f3 (peralte de la sección en el nodo final).

El usuario tendrá que proporcionar las incidencias de losmiembros en forma apropiada.

Ver sección

2.7.4

6.20.4 Especificación de Propiedades de una Tabla Dada por el Usuario

Objetivo

Los comandos siguientes se utilizan para especificar laspropiedades de las secciones tomadas de un tabla de aceroproporcionada por el usuario (USER-PROVIDED STEELTABLE):.

Formato general:

UPTABLE I1 section-name

UPTABLE significa Tabla de acero proporcionada por el usuario.

i1=número de catálogo como se especificó previamente (1 al 4)

section - name = nombre de sección como se especificó en elcatálogo (véase la Sección 6.19)

Ejemplo


Véase La

Sección

2.7.3

6.20.5 Especificación de Asignación de Perfiles

Objetivo

El comando ASSIGN se puede utilizar para instruir al programapara que asigne automáticamente una sección de acero adecuadapara los miembros del marco, en base a la especificación deperfiles que se muestra a continuación:

Formato general:

BEAM COLUMN

profile-spec = CHANNEL ANGLE (DOUBLE)

Ejemplo


Notas

Las secciones son seleccionadas siempre de la tabla de aceroincluida. Para conocer los detalles de las secciones que sonseleccionadas, el comando PRINT MEMBER PROPERTIES debeser dado después de la especificación de las propiedades de todoslos miembros.

Véase La

Sección

2.7.5

6.20.6 Ejemplos de Especificación de Propiedades de Los Miembros

Esta sección ilustra las diversas opciones disponibles para laespecificación de propiedades de los miembros.

Ejemplo

UNIT INCHESMEMBER PROPERTIES1 TO 5 TABLE ST W8X319 10 TABLE LD L40304 SP 0.2512 TO 15 PRISMATIC AX 10.0 IZ 1520.0 IY 600.17 18 TA ST PIPE OD 2.5 ID 1.7520 TO 25 TA ST TUBE DT 12. WT 8. TH 0.527 29 32 TO 40 -42 PR AX 5. IZ 400. IY 33. IX 0.2 YD 9. ZD 3.43 TO 47 UPT 1 W10X4950 51 UPT 2 L4040452 TO 55 ASSIGN COLUMN56 TA TC W12X26 WP 4.0 TH 0.357 TA CM W14X34 CT 5.0 FC 3.0

Este ejemplo muestra el tipo de entrada de cada propiedad paramiembros. Los miembros del 1 al 5 son miembros de patinesanchos seleccionados del manual AISC; 9 y 10 son ángulos doblesseleccionados del manual AISC; del 12 al 15 son miembrosprismáticos sin deformación por cortante; 17 y 18 son secciones depipes; 20 al 25 son secciones de tubulares; 27, 29, y del 32 al 40 y42 son miembros prismáticos con deformación debida a corte; del43 al 47 son miembros de patines anchos seleccionadas de la tablaque el usuario definió con el número 1; 50 y 51 son ángulossencillos de la tabla que el usuario definió con el número 2; del 52hasta el 55 están designados como miembros columna usando laespecificación ASSIGN. El programa asignará una apropiadasección I del catálogo de acero para cada uno de los miembros.

El miembro 56 es un patín ancho de W12X26 con un ancho decubierta de 4.0 pulg. y un espesor de 0.3 pulg. en la parte superior.El miembro 57 es una sección compuesta de una losa de concretode espesor de 5.0 pulgadas en la parte superior de un patín anchode W14X34. La resistencia a la compresión del concreto en la losaes 3.0 Ksi.

6.21 Especificación de Las Propiedades de Los Elementos

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para especificar propiedades deplacas de elementos finitos.

A diferencia de los miembros y elementos planos/cascarones, paraelementos sólidos no se requieren propiedades. Sin embargo, lasconstantes como el módulo de elasticidad y el módulo de Poissondeben ser especificados.

Formato general:

ELEMENT PROPERTY

element-list THICKNESS f1 (f2, f3, f4)

f1 = Espesor del elemento

f2...f4 = Espesor del elementos en otros nodos del

elemento, en caso de que sean diferentes de f1.

Descripción

Elementos de espesor uniforme se pueden modelar utilizando estecomando. Note que el valor del espesor deberá especificarse en elsistema de unidades en uso.

Ejemplo:

UNIT INCHELEMENT PROPERTY1 TO 8 14 16 TH 0.25


6.22 Especificación de Grados de Libertad de Miembros y Elementos

STAAD-III permite la especificación de relajamientos de grados delibertad tanto para miembros de marco como para elementos placa.La sección 6.21.1 describe las opciones de relajamientos deelementos.

6.22.1 Especificación de Grados de Libertad de Miembros

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para dar grados de libertadespecíficos en los extremos de los miembros de marcos.

Formato general:

MEMBER RELEASES

* FX START FY

member-list FZ END MX

MY MZ

Donde FX a MZ representan las fuerzas en X a momentos en Zsobre los ejes locales del miembro.

Ejemplo

MEMBER RELEASE1 3 TO 9 11 12 START MY MZ1 10 11 13 TO 18 END MZ

En el ejemplo anterior, el momento local y el momento Z sonliberados para el primer grupo de miembros en sus nodos iniciales(tal como se especificó en la opción de incidencia de miembros),mientras que el momento Z está provocado únicamente por elsegundo grupo de miembros en sus nodos finales. Observe que losmiembros 1 y 11 están liberados en los nodos inicial y final.

Liberación del Momento Parcial

Los elementos en el extremo de un miembro pueden serparcialmente liberados. Esta opción se puede utilizar para modelarconexiones parcialmente fijas. El siguiente formato se puedeutilizar para definir la liberación del momento parcial. Observe queesta característica es provista bajo la opción MEMBER RELEASE,y es además, una las varias opciones del comando RELEASE.

Formato general:

MEMBER RELEASE

STARTmember-list MP f1

END

dónde f1 = factor de relajamiento.

El momento relacionado al coeficiente de rigidez será multiplicadopor un factor de (1-f1) en el extremo específico.

Ejemplo

MEMBER RELEASE15 TO 25 START MP 0.25

El comando RELEASE anterior aplicará un factor de 0.75 sobre elmomento relacionado al coeficiente de rigidez al inicio de losmiembros 15 a 25.

Notas

Es importante observar que el factor f1 indica una reducción en larigidez correspondiente a los grados de rigidez rotacional MX, MYy MZ. En otras palabras, el usuario no deberá esperar que elmomento sobre el miembro se reduzca por un factor de f1. Sepodrían necesitar unos cuantos ensayos para obtener el valor

Véase

sección 2.8

apropiado de f1, el cual resulte en la reducción del momentodeseado.

También observe que START y END está basado en laespecificación de MEMBER INCIDENCE.

6.22.2 Especificación de Grados de Libertad de Elementos

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para relajar grados de libertadespecíficos al final de los elementos finitos de placa.

Formato general:

ELEMENT RELEASE

* FX J1 FY

element-list J2 FZ J3 MX J4 MY

MZ

dónde J1, J2, J3 y J4 se refieren a los nodos en el orden de laespecificación de la incidencia del elemento. Por ejemplo, si lasincidencias del elemento fueron definidas como 35 45 76 63, J1representa 35, J2 representa 42, J3 representa 76, y J4 representa63. Por favor, nótese que la liberación de elementos en nodosmúltiples no puede ser especificada en una sola línea. Esos debenser especificados de manera separada, tal como se muestra a masadelante.

FX a MZ representan los momentos y fuerzas que serán liberadospara el eje de sistemas local.

Véase laSección 2.8

Ejemplo

Uso Correcto Uso Incorrecto

ELEMENT RELEASE10 TO 50 J1 MX MY10 TO 50 J2 MX MY10 TO 50 J3 MY10 TO 50 J4 MY

ELEMENT RELEASE10 TO 50 J1 J2 MX MY10 TO 50 J3 J4 MY

Notas

Todas los relajamientos están en el sistema de ejes local.

6.23 Especificación de Miembros de Armadura/Cable/Tensión/Compresión

STAAD-III permite que los miembros tipo marco serán diseñadoscomo miembros armadura, miembros cable y miembros de solotensión/compresión. Las secciones 6.23.1 a 6.23.3 describen éstasespecificaciones.

6.23.1 Especificación de Miembros Armadura

Objetivo

Este comando se podrá utilizar para modelar un grupo específicode miembros como miembros armadura.

Descripción

Esta especificación se emplea para definir miembros de tipoarmadura en un plano, espaciales o de piso. Los miembrosarmadura son capaces de soportar únicamente fuerzas axiales.Típicamente los miembros de contraventeo en un marco plano oespacial serán de esta naturaleza.

Formato general:

MEMBER TRUSSmember - list

Observe que este comando es superfluo cuando una estructura detipo armadura ya ha sido especificada con anterioridad.

Ejemplo

MEMB TRUSS1 TO 8 10 12 14 15

Notas

El miembro armadura posee únicamente un grado de libertad parala deformación axial. Esto no es equivalente a un miembro con larelajación de momentos en ambos extremos.

Véanse

secciones

2.9,2.10 y

Ejemplo 4

6.23.2 Especificación de Miembros Tipo Cable

Objetivo

Este comando se puede utilizar para modelar un grupo específicode miembros como miembros cable.

Descripción

Los miembros tipo cable, además de la deformación axial elástica,también son capaces de soportar el efecto de tensión inicial. Unadiscusión teórica de los miembros tipo cable es presentada en lasección 2 de éste manual.

Formato general:

MEMBER CABLE

member-list TENSION f1

dónde f1= la tensión inicial en el cable (en las

unidades en uso)

Ejemplo

MEMB CABLE20 TO 25 TENSION 15.5

Notas

La tensión especificada en el cable está aplicada sobre la estructuracomo una carga externa tal como es utilizada para modificar larigidez del miembro. Véanse las secciones 2.10 para másinformación.

Véanse

secciones

2.9,2.10

6.23.3 Especificación de Miembros en Tensión/Compresión

Objetivo

Este comando se utiliza para definir ciertos miembros comomiembros que soportan tensión o compresión únicamente.

Formato general:

MEMBER TENSIONmember - list

MEMBER COMPRESSIONmember - list

Descripción

Los miembros de tensión son capaces de soportar únicamentecargas de tensión. Así, éstos son automáticamente desactivadospara los casos de carga que sean capaces de causar compresiónsobre ellos.

Los miembros a compresión son miembros de armaduras que soncapaces de soportar únicamente fuerzas de compresión. Debido aeso, son automáticamente desactivados para casos de carga que soncapaces de causar tensiones en ellos.

El procedimiento para análisis de miembros de solo tensión ocompresión requiere de iteraciones para cada caso de carga y porconsiguiente puede ser demasiado laborioso. El usuario podráconsiderar el uso de la especificación INACTIVE en caso de que eltiempo de solución llegue a ser demasiado grande.

Es muy importante reconocer que los datos de entrada debe serdado de tal manera que solo un caso de carga primaria se da paracada comando PERFORM ANALYSIS. También los comandos SET

Véasesección 2.9 yEjemplo 21

NL y CHANGE deben ser utilizados para comunicar a STADD-IIIque existen condiciones de análisis múltiple y condiciones deestructura múltiple.

Ejemplo

MEMBER TENSION25 TO 30 35 36

Ejemplo

MEMBER COMPRESSION43 57 98 102 145

Ejemplo

MEMBER TENSION12 17 19 TO 37 65MEMBER COMPRESSION5 13 46 TO 53 87

Notas

1) Las cargas que han sido definidas en miembros declaradoscomo MEMBER TENSION o MEMBER COMPRESSIONestarán activas aún cuando el miembro se convierta en inactivo(INACTIVE) durante el proceso de análisis. Esto se aplica apeso propio, cargas en miembros, presfuerzo y post - esfuerzo,carga por temperatura, etc.

2) Un miembro declarado como un miembro solo a tensión o soloa compresión soportara únicamente cargas axiales. Nosoportara momentos o fuerzas cortantes. En otras palabras, esun miembro de armadura.

3) Los comandos MEMBER TENSION y MEMBERCOMPRESSION no deben especificarse si el comandoINACTIVE MEMBER es especificado.

4) La siguiente es la secuencia general de comandos en el archivode entrada si los comandos MEMBER TENSION o MEMBERCOMPRESSION son utilizados. Este ejemplo es para elcomando MEMBER TENSION. Reglas similares son aplicablespara el comando MEMBER COMPRESSION. Los puntosrepresentan otros elementos de entrada.

STAAD …SET NL …UNITS …JOINT COORDINATES…MEMBER INCIDENCES…ELEMENT INCIDENCES…CONSTANTS…MEMBER PROPERTY…ELEMENT PROPERTY…SUPPORTS…MEMBER TENSION…LOAD 1…PERFORM ANALYSISCHANGEMEMBER TENSION…LOAD 2…PERFORM ANALYSISCHANGEMEMBER TENSION

…LOAD 3…PERFORM ANALYSISCHANGEMEMBER TENSION…LOAD 4…PERFORM ANALYSISCHANGEMEMBER TENSION…LOAD 5…LOAD COMBINATION 6…LOAD COMBINATION 7…PERFORM ANALYSISCHANGELOAD LIST ALLPRINT …PRINT …PARAMETER…CHECK CODE …SELECT MEMBER …FINISH

a) Vea la sección 6.5 para la explicación del comando SETNL El número que le sigue a este comando es el númerototal de casos de carga primaria en el archivo.

b) El principio utilizado en el análisis es el siguiente:

• El programa lee la lista de miembros declarados comoMEMBER TENSION.

• El análisis se realiza para toda la estructura y lasfuerzas en miembros son calculadas.

• Para los miembros declarados como MEMBERTENSION, el programa verifica la fuerza axial paradeterminar si es tensión o compresión. En caso de quesea compresión, el miembro es descartado de laestructura.

• El análisis se realiza otra vez sin los miembrosdescartados.

c) En el análisis mostrado, solo un caso de carga esespecificado por análisis. Esto se debe a que el miembroque está bajo tensión para un caso de carga puede estar encompresión para otro caso de carga. La matriz de rigidezpara análisis puede valer por la condición estructural desolo una de estos dos casos de carga.

d) Note que el comando MEMBER TENSION y la lista demiembros que lo acompaña se especifica después de cadacomando CHANGE ( excepto el último ). Esto se debe aque cada comando CHANGE implica que el comandoanterior MEMBER TENSION se cancela, por eso senecesita la especificación del comando MEMBERTENSION otra vez.

6.24 Elemento de Esfuerzos Planos y Especificación del Ignorar Rotación Dentro del Plano

Objetivo

Este comando permite modelar las siguientes condiciones sobre loselementos tipo placa.

a) Condición de Esfuerzos Planos.b) Ignorando la Rotación dentro del Plano.

Formato general:

PLANE STRESS ELEMENT element-list IGNORE INPLANE ROTATION

Descripción

La especificación PLANE STRESS permite al usuario modelarelementos seleccionados para acción de esfuerzos planos (PLANESTRESS) únicamente.

Similarmente el comando IGNORE INPLANE ROTATION provocaque el programa ignore la acción de rotación dentro del plano. Laformulación de STAAD-III de placas, incluye ésta importanteacción automáticamente.

Sin embargo, se podrá observar que algunas de las formulacionesignoran ésta acción por omisión. Así usted podrá utilizar estaopción para comparar resultados de STAAD-III con soluciones deestos programas.


Ejemplo

ELEMENT PLANE STRESS1 TO 10 15 20 25 35ELEMENT IGNORE30 50 TO 55

6.25 Especificación de no concurrencia de Miembros

Objetivo

Este comando se utiliza para modelar las condiciones de noconcurrencia (offset) existentes en los extremos de los miembros delos marcos.

Formato general:

MEMBER OFFSETSSTART

member list f1, f2, f3END

Descripción

Y

X

wp wp

wp

7 6

2

9

"

"

"

Donde f1, f2, y f3

corresponden a ladistancia, medida en elsistema de coordenadasabsolutas, desde el nodo (ya sea inicial o final) alcentroide de los miembroslistados.

El comando MEMBER OFFSET se puede utilizar para cualquiermiembro cuyo centroide no sea concurrente con el nodo incidentedado. Este comando permite al usuario considerar las fuerzassecundarias, las cuales son inducidas, debido a la excentricidad delmiembro. Los desfasamientos de los miembros se puedenespecificar en cualquier dirección, incluyendo a aquella direcciónque coincidiese con el eje local x del miembro.

wp en el diagrama se refiere a la posición del centroide o del puntofinal del miembro.

Véase La

Sección 2.11

Y El Ejemplo

7

Ejemplo

MEMBER OFFSET1 START 7.01 END -6.02 END -6.0 -9.0

Notas

1) Si un MEMBER LOAD (véase especificación de MEMBERLOAD) es aplicada sobre un miembro no concurrente, laposición de la carga no es medida a partir de las coordenadasde la nodo inicial. Si no que, es medida a partir de la distanciade desfasamiento del punto inicial.

2) START y END se basan en la especificación de la incidenciadel miembro MEMBER INCIDENCE para el miembro enparticular.

6.26 Especificación de Constantes

Objetivo

Este comando se utiliza para definir las propiedades de losmateriales (módulo de elasticidad, módulo de Poisson, Densidad yCoeficiente de dilatación lineal) de los miembros y elementos.Además este comando también podrá ser utilizado para especificarla orientación del miembro (ángulo BETA o nodo de Referencia).

Formato general:

CONSTANTS

E POISSON MEMBER memb/elem-list DENSITY f1 BETA (ALL) ALPHA

REF f2, f3, f4 MEMBER memb/elem-list

E Especifica el módulo de Young. Este valor se debedefinir como el primer término en la lista de constantes

POISSON Especifica el módulo de Poisson. Este valor se usa paracalcular el módulo de corte (G=0.5xE/(1+POISSON))

DENSITY Define el peso específicoALPHA Coeficiente de dilatación térmicaBETA Especifica el ángulo de rotación del miembro en grados

(ver Sección 2)

Nota : Las secciones de ángulos únicos, son orientadasde acuerdo a sus ejes principales por omisión. Si esnecesario orientarlos de tal manera que sus extremossean paralelos a los ejes globales, la especificaciónBETA debe ser utilizada. STAAD-III ofrece lassiguientes especificaciones adicionales para estepropósito:

Véase

sección 2.5.3

BETA ANGLEBETA RANGLE

Las dos opciones anteriores provocarán una orientacióncon los extremos paralelos a los ejes globales. Laopción ANGLE rota la sección a través de un ángulotheta (donde theta = es el ángulo entre el sistema deejes principales y el sistema global de ejes). La opción'RANGLE' rota la sección a través de un ángulo igual a180 - theta. Las dos opciones trabajarán de la mismamanera para ángulos iguales. Para ángulos desigualesla opción adecuada debe ser utilizada basada en laorientación requerida.

f1 Valor de las constantes correspondientes. Para E,

POISSON y DENSITY, el nombre del material sepuede definir en lugar de f1. Valores apropiados serán

automáticamente asignados. La lista de nombres demateriales incluye al acero, concreto y aluminio.

f2,f3,f4 Coordenadas absolutas X, Y, y Z para el punto de

referencia, a partir del cual, el ángulo BETA pueda sercalculada por el programa

Ejemplo

CONSTANTSE 29000.0 ALLBETA 45.0 MEMB 5 7 TO 18DENSITY STEEL MEMB 14 TO 29BETA 90 MEMB X

Note que el último comando del ejemplo anterior asignaráBETA=90°.para todos los miembros paralelos al eje X.

Notas

1) El valor de E siempre deberá de ser el primero en la lista de lasconstantes.

2) Todos los valores numéricos se deberán indicar en el sistemade unidades en uso.

3) No es necesario o posible especificar las unidades detemperatura o ALPHA. El usuario debe asegurarse que el valordado de ALPHA es consistente en términos de unidades con elvalor dado para la temperatura (vea Sección 6.32.6).

6.27 Especificación de Apoyo Global/Inclinado

Las especificaciones de los apoyos en el programa de STAAD-IIIpueden ser ya sea paralelos o inclinados con respecto a los ejesglobales. La especificación de apoyos paralelos a los ejes globaleses descrita en la sección 6.27.1, mientras que la especificación paraapoyos inclinados se describe en la sección 6.27.2

6.27.1 Especificación de Apoyo Global

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para especificar las condicionesde apoyo para apoyos paralelos a los ejes globales.

Formato general:

SUPPORTS

PINNED joint-list

FIXED (BUT release-spec[spring-spec.])

* FX FY FZ

release-spec = MX MY MZ

* KFX f1KFY f2KFZ f3

spring-spec = KMX f4KMY f5KMZ f6

Descripción

El apoyo articulado (PINNED), es un apoyo que tiene translación,pero no tiene restricciones en cuanto a la rotación. En otraspalabras, el apoyo no tiene capacidad para soportar momentos. Unapoyo empotrado (FIXED), tiene ambas restricciones, tanto detranslación como de rotación. Un apoyo empotrado se puede dejaren libertad en las direcciones absolutas como se describe en laespecificación de grados de libertad (FX para la fuerza X y MZpara el momento Z). Además, un apoyo empotrado puede tener

Véasesección 2.13

constantes de elasticidad como se describe en la especificación deelasticidad (translación en el eje absoluto X como KFX, hastarotación en el eje absoluto Z como KMZ). Las constantes elásticascorrespondientes son f1 a f6. Note que la constante de elasticidad

para la rotación se define siempre por grados de rotación. No sepueden definir más de cinco grados de libertad. Cuando se requieraespecificar, tanto los grados de libertad como de elasticidad para elmismo nodo articulado, la especificación del grado de libertadtendrá que ser definido primero.

Ejemplo

SUPPORTS1 TO 4 7 PINNED5 6 FIXED BUT FX MZ8 9 FIXED BUT MZ KFX 50.0 KFY 75.18 21 FIXED27 FIXED BUT KFY 125.0

En este ejemplo, los nodos del 1 al 4 y 7 son articulados, losmomentos no son soportados por estos apoyos. Los nodos 5 y 6están empotrados en todas direcciones, excepto para la fuerza en Xy el momento Z, la fuerza en X y el momento Z en estos apoyostienen libertad. Los nodos 8 y 9 están empotrados con una libertaden el momento Z y tienen curvaturas en las direcciones absolutas Xy Y con correspondientes constantes elásticas de 50 y 75 unidadesrespectivamente. Los nodos 18 y 21 están empotrados en todasdirecciones, tanto para translación como rotación. El nodo 27 estaempotrado en todas direcciones con una constante elástica de 125en la dirección absoluta Y.

Notas

1) Se recomienda enfáticamente a los usuarios a consultar lasección 6.39 para información en la especificación de apoyosasí como de especificaciones del comando CHAGE.

2) Las constantes de elasticidad deberán de proporcionarse en elsistema de unidades en uso.

6.26.2 Especificación de Apoyos Inclinados

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para especificar apoyosinclinados con respecto al eje global.

Formato general:

SUPPORTPINNED

joint-list INCLINED f1 f2 f3 FIXED (BUT release- spec [spring-spec.])

Donde f1, f2, f3 son las coordenadas del punto de referencia

necesario para el Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados (Véasefigura siguiente).

Observe que la especificación de relajamiento y la especificaciónde elasticidad son las mismas como en la sección previa (6.27.1).Sin embargo note por favor que desde FX hasta MZ y KFX hastaKMZ se refieren a fuerzas/momentos y constantes de elasticidad enel Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados.

1

2 3

4

X

Y

3m4m

3m

Punto de Referencia (1, -1, 0)

Un apoyo inclinado no debe ser definido en un nodo en el cual unelemento finito está conectado.


Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados

La especificación de Apoyos inclinados se basa en el Sistema deEjes de Apoyos Inclinados. El eje local x de este sistema se defineasumiendo al nodo apoyado como el origen y uniéndolo con unpunto de referencia de coordenadas f1, f2 y f3 (véase figura)

medido desde el nudo del apoyo inclinado en el sistema global decoordenadas.

Los ejes Y y Z del sistema de ejes del apoyo inclinado tienen lamisma orientación que los ejes Y y Z de un miembro imaginariocuyo ángulo BETA es cero y cuyas incidencias son definidas desdeel nodo del apoyo inclinado al punto de referencia. Los usuarios sepueden referir a la sección 2.5.3 de este manual para mayorinformación en estos conceptos.

Ejemplo

SUPPORT4 INCLINED 1.0 -1.0 0.0 FIXED BUT FY MX MY MZ

6.27.3 Generador Automático de Apoyos Elásticos para Cimentaciones

STAAD-III tiene una opción para la generación automática deapoyos elásticos para modelar cimentaciones. Este comando esespecificado en el comando SUPPORT.

Formato General:

SUPPORT

FOOTING f1 (f2) X joint-list DIRECTION Y SUBGRADE f3

(ELASTIC) MAT Z

dondef1, f2 = Largo y ancho de la cimentación. Si f2 no es dado, se

asume que la cimentación es un cuadrado con lados f1f3 = Módulo de Subgrado del Suelo en fuerza/área/unidades

de longitudX,Y,Z = Dirección global en la cual los apoyos elásticos serán

generados.

La opción FOOTING: Si usted desea especificar el área deinfluencia de un nodo y hacer que STAAD-III simplementemultiplique el área que proporciono por el módulo de sub - grado,use la opción FOOTING. Las situaciones en las que esto puede serapropiado son aquellas en las que una cimentación corrida estaposicionada en un nodo donde se desea especificar un apoyoelástico. Por favor note que si elige la opción FOOTING esabsolutamente necesario especificar f1 (y f2 si se trata de unacimentación no cuadrada).

La opción ELASTIC MAT: Si usted desea que STAAD-III calculeel área de influencia para un nodo (en vez de que usted especifiqueun área ) y que ocupe esa área con el módulo de sub - grado paradeterminar el valor de la rigidez elástica, utilice la opción MAT.

Las situaciones donde esto puede ser apropiado son aquellas endonde una losa está sobre el terreno y soporta el peso de laestructura sobre de ella. Se puede haber modelado toda la losacomo elementos finitos y desear generar apoyos elásticos en losnodos de los elementos. Note que la palabra ELASTIC es opcional.

La opción DIRECTION : La palabra clave DIRECTION esseguida por alguno de los caracteres X, Y o Z que indican ladirección de resistencia de los apoyos elásticos.

La opción SUBGRADE : La palabra clave SUBGRADE es seguidapor el valor de la reacción de subgrado. Por favor note que el valordebe ser dado en las unidades en uso especificado en la aplicaciónmás reciente del comando UNIT anterior al comando SUPPORT.

Ejemplo

SUPPORTS1 TO 126 ELASTIC MAT DIREC Y SUBG 200.

El comando anterior le indica a STAAD-III para que internamentegenere apoyos para todos los nodos desde el 1 hasta el 126 conresortes elásticos. STAAD-III calcula primero el área de influenciaperpendicular al eje global Y de cada nodo y después multiplica elárea de influencia correspondiente por el módulo de subgrado delsuelo de 200.0 para calcular la constante elástica a ser aplicada alnodo.

6.28 Especificación Amo/Esclavo

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para modelar conexiones rígidasa través de la especificación de nodos Amo/Esclavo.

Formato general:

* RIGID FX FY

SLAVE FZ MASTER j JOINT joint-specMX MY MZ

joint-list

joint-spec = XRANGE YRANGE f1, f2 ZRANGE

Descripción

La opción amo -esclavo presentada por STAAD-III, permitemodelar conexiones rígidas en el sistema. Las especificaciones delos apoyos deben de proporcionarse antes de que se use estecomando. Note que en lugar de estipular una lista de nodos para losnodos esclavos, se podrá dar un rango de coordenadas (en elsistema de coordenadas absoluto). Con lo que todas lascoordenadas de los nodos dentro de un rango específico, se asumencomo nodos esclavos. Ningún elemento finito puede ser conectadoa los nodos esclavos. La lista de nodos o rango de coordenadasespecificadas para los nodos esclavos podrá incluir el nodo amo.Fx, Fy, etc. son las direcciones en las cuales ellos estánrelacionados al nodo amo. Los nodos estarán rígidamente

Véasesección 2.14

conectados, cuando todas las direcciones sean proporcionadas. Lossiguientes ejemplos ilustran la utilización de esta opción.

Ejemplo

SLAVE FX MZ MASTER 9 JOINT 1 TO 15 -17 19 20SLAVE FX FY MASTER 37 JOINT YR 19.9 20.1

La especificación SLAVE RIGID se podrá utilizar para modelardirectamente un diafragma rígido. Todos los grados de libertadestán tomados en consideración para los nodos esclavos y, larotación de cuerpo rígido será considerada automáticamente.

Ejemplo

SLAVE RIGID MASTER 22 JOINTS 10 TO 45SLAVE RIGID MASTER 70 JOINTS YR 25.5 27.5

Notas

Para este tipo de modelaje se requiere de una conexión rígidaapropiada entre los nodos amo y esclavos.

6.29 Especificaciones de Dibujo

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para generar las impresiones dela geometría de la estructura y los resultados como parte de lasalida del programa.

Descripción

Además de la interacción gráfica, STAAD-III tiene la característicade proveer comandos para plotear la geometría de la estructura, elanálisis de resultados, etc. como parte del archivo de salida deSTAAD-III.

Note que estos archivos de salida ( archivos .ANL) deben serimpresos solo por medio de la opción Print Output del menúprincipal de STAAD. También se pueden ver en pantalla con laopción View Output del menú principal de STAAD.

Las gráficas son de una gran resolución y prácticamente todas lasimpresoras de matriz 8/9/24 e impresoras láser se pueden utilizar.

El comando DRAW se utiliza para crear todas las gráficas de lasalida. A continuación se presenta el formato del comando DRAW.

Véase

sección 2.24

y Ejemplo 1

* ISOMETRIC ROTATE rotate-spec SECTION section-spec ZOOM f1 SHIFT x y JOINT MEMBER SUPPORT PROPERTY SHAPE

DRAW HIDDEN - LINE - REMOVED (LIST list-spec)SHRINK f2 LOAD ln DFDRAW ln MODRAW sn SCDRAW ln MSDRAW ln force-spec BMDRAW ln force-spec ENVELOP direction-spec SCALE f3f orce VALUE STRESS CONTOUR ln

* X xa XY rotate-spec = Y ya section-spec= YZ r1 r2

Z za XZ

FX FY

force-spec = MZ FZ MY

f1 = Factor de amplificación por el cual la estructura es

amplificada o disminuida.. Un factor menor a uno seutiliza para reducir la imagen mientras que un factormayor a 1 se utiliza para crear una amplificación.

f2 = Factor de reducción por el cual los miembros y

elementos son reducidos. El valor varia de 0.1 a 0.9f3 = Factor de escala por el cual las formas deformadas son

multiplicadas. Generalmente se calculan todas lasescalas. Sin embargo, el usuario será capaz decambiarlas mediante el uso de este comando.

x,y = Valores de cambio en base las coordenadas de laestructura.

ln = Número de carga en consideraciónsn = Número de modo de vibración que será presentado en

pantalla.xa,ya,za = Angulos X, Y y Z por los cuales la estructura es rotada.r1,r2 = Valores mínimo y máximo que definen el rango en la

dirección perpendicular al plano de la secciónespecificada.

Notas

1) Los comandos siguientes se pueden utilizar en cualquier lugardel archivo de datos de entrada del programa.

ISOMETRIC = Dibuja Vista isométricaROTATE = Rota como se especifico en rotate-spec.SECTION = Dibuja una sección como se especifico en section-

spec.ZOOM = Dibuja con un factor de amplificación de f1.

SHIFT = Cambia a la estructura a los valores específicos x yy

JOINT = Presentación de número de nodosMEMBER = Presentación de número de miembrosSUPPORT = Presentación de simbología de nodosPROPERTY = Presentación de nombres de propiedadesSHAPE = Presentación de la forma del miembro con el

apropiado ángulo de orientación BETAHIDE = Remueve líneas ocultas cuando los elementos están

presentesSHRINK = Reduce a todos los miembros y elementos por el

factor de f2

LOAD = Presentación de la simbología para las cargas.Obviamente, este comando se puede utilizarúnicamente después de que se hayan provista lascargas

2) Los siguientes comandos están relacionados a los resultados yúnicamente deberán de ser utilizados después del comandoPERFORM ANALYSIS.

DFDRAW = Dibuja formas deflectadasMODRAW = Dibuja modos de vibraciónSCDRAW = Dibuja el desplazamiento de secciónMSDRAW = Presentación de diagrama de fuerza/momento de la

estructura completa para un número de cargaespecifico

BMDRAW = Presentación de diagrama de fuerza/momento paramiembros independientes como se listan en LIST. Nomás de 2 miembros podrán ser listados. Utilicevarios comandos DRAW para presentar losdiagramas de fuerza/momento para miembrosindependientes.

ENVELOP = Lo mismo que MSDRAW excepto que funciona paratodos los casos de carga activa

SCALE = Factor de escala por le cual las formas deflectadasserán multiplicadas

VALUE = Presenta los valores de desplazamientos,fuerza/momento,

STRESS-CONTOUR = Dibuja Contorno de esfuerzos paraelementos finitos. Solo el contorno para elesfuerzo principal máximo absoluto pude sergraficado.

Ejemplo

DRAW ISOMETRIC MEMBER SUPPORT PROPERTYDRAW SHAPE SUPPORTDRAW SECTION XY 14.9 15.1DRAW ROTATE X -20 Y 30 Z 20 HIDEDRAW ISOMET MSDRAW 2 MZ VALUE

6.30 Frecuencia de Corte o Modos de Vibración

Objetivo

Estos comandos se utilizan en conjunto con el análisis dinámico.Pueden ser utilizados para especificar la frecuencia mas alta o elnúmero de modo de vibración que se necesite tomar enconsideración

Formato general:

FREQUENCY f1 CUT (OFF)

MODE SHAPE i1

donde,f1 = La más alta frecuencia (ciclos/seg) que será considerada en el

análisis dinámicoi1 = Número de modo de vibración que será considerado para el

análisis dinámico. En caso de que el comando de frecuencia decorte no se proporcione el valor por omisión será de 108cps.Si el comando de modo de sección de corte no se proporcionalos primeros tres modos serán calculados, estos comandosdeberán ser proporcionados antes de las especificaciones decarga.

Este(os) comando(s), deberán de proporcionarse antes de cualquierespecificación de carga.

Véase

sección y

Ejemplo 11

6.31 Definición de Sistemas de Carga

Objetivo

Esta sección describe las especificaciones necesarias para definirdiferentes sistemas de cargas para la generación automática decargas en movimiento, Cargas sísmicas UBC y cargas de viento.Además, esta sección también describe la especificación del pasopara el análisis de paso a paso.

Descripción

STAAD-III/ISDS tiene algoritmos incluidos capaces de generarmovimiento de cargas, cargas sísmicas laterales (de acuerdo alCódigo Uniforme de la Construcción, UBC (Uniform BuildingCode) y cargas debidas a viento sobre una estructura. El uso de lasopciones para la generación de cargas, consiste de dos partes:

1) Definición de el (los) sistema(s) de carga.2) Generación de casos de carga primaria, usando sistemas de

carga previamente definidos.

La definición de los sistemas de carga, se debe hacer antes de quecualquier caso de carga primario sea especificado. Esta Sección,describe la especificación de los sistemas de carga. Información decomo generar casos de carga primario usando los sistemas decarga, se encuentra en la Sección 6.32.12.

Véase

Sección 2.16

6.31.1 Definición del Sistema de Cargas en Movimiento

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para definir el sistema de cargasen movimiento.

Formato general:

DEFINE MOVING LOAD (FILE file-name)

LOAD f1,f2,..fn DISTANCE d1,d2,..dn-1 (WIDTH w) TYPE j

load-name (f)

Observe que el sistema para cargas en movimiento, se puede definirde dos maneras. Directamente dentro del archivo de entrada ousando un archivo externo.

La opción FILE, se deberá utilizar únicamente para cuando losdatos se vayan a leer desde un archivo externo. El nombre delarchivo no deberá tener más de 16 caracteres.

Cargas de movimientos pueden ser generadas solamente paraelementos de marcos. No podrán ser generadas para elementosfinitos.

Definición de cargas en movimiento en el archivode entrada

Usando la primera especificación de tipo.

TYPE j LOAD f1,f2,...fn DISTANCE d1,d2,d(n-1)

(WIDTH w)

donde,

Ver sección

6.32.12

j = número para el sistema de cargas en movimiento (entero)f1 = valor de la i-ésima carga concentradad1=distancia entre la i+1-ésima carga y la i-ésima carga en la

dirección de movimientow = espaciamiento entre cargas perpendiculares a la dirección de

movimiento. En caso de que este valor se omite, se asumiráuna carga de una dimensión

Definición de cargas en movimiento utilizando unarchivo externo

Usando la segunda especificación de tipo.

TYPE j load-name (f)

donde,nombre de carga = es el nombre del sistema de carga en

movimiento, yf = factor de multiplicación opcional, para escalar

el valor de las cargas. El valor por omisión es1.0

El siguiente, es un archivo típico que contiene los datos.

CS200 ----- nombre del sistema de carga (nombre decarga

50. 80. 90. 100. ----- cargas7. 7. 9. ----- distancia entre cargas6.5 ----- ancho

7.0 9.07.0

80

6.5

9050 100

Observe que varios sistemas de carga, pueden ser repetidos dentrodel mismo archivo.

Todas las cargas y distancias están en el sistema de unidades enuso.

El generador de cargas en movimiento de STAAD-III, asume que:

1) Todas las cargas están actuando en la dirección negativa Y o Z(sistema absoluto). Se le aconseja al usuario configurar almodelo de la estructura de acuerdo a lo anterior.

2) La resultante de la dirección de movimiento es determinado porlos incrementos de X, Y y Z tal como se proporcionaron por elusuario.

Carga de referencia

La primer carga concentrada, especificada sobre el sistema decargas en movimiento será designada como la carga de referencia.Mientras que, la generación de casos de carga primariasubsecuentes (la posición inicial del sistema de carga y la direcciónde movimiento) son definidas con respecto a la localización de lacarga de referencia. Además, observe que cuando se establece laubicación de la carga de referencia, el valor de la amplitud, debede ser positivo en la dirección X o Z aplicable. Las siguientesfiguras ilustran el concepto de carga de referencia.

punto de referenciaz

x

d2

W

d1

x

z W

d2

d1

punto de referencia

Movimiento paralelo Movimiento paraleloal eje absoluto X al eje absoluto Z

Especificación de cargas estándar AASHTO

Formato General:

HS20TYPE i HS15 ( f ) ( vs )

H20 H15

donde,i = número del sistema de carga en movimiento (entero)f = factor de multiplicación opcional (valor por omisión 1.0)vs = espaciamiento variable como se define por AASHTO, para

series de transporte HS. El valor por omisión es 14 ft

Ejemplo

UNIT KIP FEETDEFINE MOVING LOADTYPE 1 LOAD 10.0 20.0 15.0 DISTANCE 5.0 7.5 WIDTH 6.0TYPE 2 LOAD 20.0 20.0 DISTANCE 10.0 WIDTH 7.5TYPE 3 HS20 0.80 22.0

Notas

Todas las cargas y distancias deberán de ser provistas en el sistemade unidades en uso.

Véasesección2.16.1 yEjemplo 12

Ejemplo

Cuando los datos son dados a través de un archivo externodenominado MOVLOAD

Datos en archivo de entrada

UNIT KIP FEETDEFINE MOVING LOAD FILE MOVLOADTYPE 1 AXLTYP1TYPE 2 AXLTYP2 1.25

Datos en el archivo externo MOVLOAD

AXLTYP110 20 155.0 7.56.0AXLTYP220 20107.5

6.31.2 Definición de Cargas UBC

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros parala generación de cargas estáticas laterales equivalentes UBC parael análisis sísmico.

Descripción

El generador de carga UBC de STAAD-III, asume que las cargaslaterales estarán ejercidas en la direcciones X y Z, y que Y será ladirección de la carga debida a la gravedad. Así, para un modelo deconstrucción, el eje Y será perpendicular a los pisos y lascoordenadas positivas apuntarán hacia arriba. El programa leayudará a establecer su modelo en la debida forma.

La fuerza sísmica lateral total o Cortante de base es calculadoautomáticamente por STAAD-III, usando las siguientes ecuacionesde UBC.

V = ZIC W (según UBC 1994 y 1988) (1)Rw

V = ZIKCSW (según UBC 1985) (2)

NOTA:1) Todos los símbolos y notaciones son los utilizados por el UBC.2) El cortante en la base V, se puede calcular con STAAD-III,

usando ya sea el procedimiento de la versión de 1994 (ecuación1) o el procedimiento de la versión de 1985 (ecuación 2).Usted deberá de usar la especificación de UBC apropiada (veael formato de abajo) para instruir al programa adecuadamente.

Véanse Las

secciones y

6.32.12

STAAD-III, utiliza el siguiente procedimiento para generar lascargas sísmicas laterales.

1. El usuario proporciona el coeficiente de zona sísmica y laespecificación para UBC deseada (1988-1985), a través delcomando DEFINE UBC LOAD.

2. El programa calcula el periodo de la estructura T.3. El programa calcula C, de la ecuación apropiada de UBC,

utilizando el valor de T.4. El programa calcula V, a partir de, la o las ecuaciones

apropiadas. W se obtiene a partir de las opcionesSELFWEIGHT y/o JOINT WEIGHT, que fueron provistas porel usuario a través del comando DEFINE UBC LOAD.

5. La carga sísmica lateral total (cortante de base) es entoncesdistribuida por el programa entre los diferentes niveles de laestructura mediante el procedimiento de UBC.

Formato general:

DEFINE UBC (ACCIDENTAL) LOAD

ZONE f1 ubc-spec

SELFWEIGHTJOINT WEIGHTjoint-list WEIGHT wMEMBER WEIGHT

UNI v1 v2 v3 mem-list

CON v4 v5

* I f2 * K f6 UBC-spec = RWX f3 ubc-spec = I f7 UBC 1994 RWZ f4 UBC 1985 TS f8

S f5 (CT f9) (CT f9)

donde,f1 = Coeficiente de zona sísmica (0.2, 0.3, etc.)f2 = Factor de importancia

f3 = Coeficiente numérico Rw para la carga lateral en la dirección

Xf4 = Coeficiente numérico Rw para la carga lateral en la dirección

Zf5 = Factor de sitio por tipo de suelof6 = factor de fuerza horizontalf7 = factor de importanciaf8 = Periodo característico del sitio ( Referido como Ts en el

código UBC). El valor por omisión es 0.5f9 = Valor opcional CT para calcular el periodo alternativo

mediante el método B de UBCw = Peso del nodo asociado con la listaUNI = Especifica una carga uniformemente distribuida con un

valor de v1 comenzando en la distancia v2 (al inicio delmiembro) a la distancia final v3 (al inicio del miembro). Siv2 y v3 son omitidas, se asume que la carga cubre la

longitud completa del miembro.CON = Especifica una fuerza concentrada con un valor de v4

aplicada a la distancia v5 (del inicio del miembro). Si v5

es omitido, se asumirá que la carga actúa en la partecentral del miembro.

Notas

1) Cuando se utiliza la opción ACCIDENTAL, la torsiónaccidental será calculada de acuerdo a las especificacionesUBC. El valor para la torsión accidental está basado en elcentro de masa de cada uno de los niveles. El centro demasa se calcula del peso propio, peso de nodos y peso demiembros especificados por el usuario.

2) En la especificación de UBC para el código de 1985, laespecificación de TS es opcional. Cuando se especifica Ts,el coeficiente de resonancia S es determinado a partir delperiodo del edificio T y el valor provisto de TS dado por elusuario, usando las ecuaciones de UBC. Si TS no seespecifica, el valor por omisión es 0.5

3) El periodo calculado por STAAD, podrá ser anuladoproporcionando los valores de PX o PZ (o ambos), de talmanera que el valor que usted haya definido, será utilizado

para el cálculo del cortante en la base. Si usted no definePX o PZ el periodo será calculado por el programa.

4) A continuación se explican algunos de las elementos de lasalida para un análisis UBC.

CALC /USED PERIOD

CALC PERIOD es el periodo calculado utilizando elmétodo de Rayleigh (Método B del código UBC). Según elUBC el USED PERIOD en la dirección x es PX. Para elUBC el USED PERIOD en la dirección z es PZ. Si PX yPZ no son indicados el USED PERIOD es el mismo que elperiodo calculado para esa dirección. El USED PERIOD esaquel que fue sustituido en la ecuación crítica del códigoUBC para calcular el valor de C.

C, C-ALT

De acuerdo al código UBC, el valor de C de la ecuación34-2 habrá de calcularse como un periodo mediante elmétodo B y un periodo mediante el método A. Lo primeroes representado en la salida como C y lo segundo esmultiplicado por 0.8 ( 80% ) y el valor resultante esrepresentado como ALT-C.

5) En el análisis para cargas UBC, todos los apoyos de laestructura tienen que estar en el mismo nivel y deben tener lamenor nivel de elevación de la estructura.

Ejemplo

Ver sección 6.32.12 bajo Generación de Carga Sísmica UBC

6.31.3 Definición de Cargas Por Viento

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros parala generación automática de cargas por a viento en la estructura.

Formato general:

DEFINE WIND LOADTYPE jINTENSITY p1 p2 p3 ... pn HEIGHT h1 h2 h3 ... hn

e1 JOINT joint-list EXPOSURE

YRANGE o ZRANGE f1 f2

EXPOSURE e2 - do -

. . .EXPOSURE en - do -

donde,j Número del sistema de carga debida a viento

(entero)p1, p2, p3,...pn Intensidad de viento (presión) fuerza sobre área.

Hasta 5h1, h2, h3,...hn Elevaciones (sobre la coordenada absoluta Y) a las

cuales las intensidades anteriores ocurrene1, e2, e3,...en Factores de exposición. El valor por omisión es

1.0, lo cual significa que la fuerza debida a vientoestá aplicada en toda el área de influencia asociadacon el nodo o nodos

Lista de nodos Lista de nodos asociados con el factor deexposición

f1 y f2 valores de las coordenadas verticales (global) que

especifiquen el rango vertical de exposición.

Si no es especificado el comando EXPOSURE , el factor deexposición seleccionado es 1.0.

Descripción

Todas las cargas y elevaciones están definidas en el sistema deunidades en uso. En la lista de las intensidades, el primer valor deintensidad actúa desde el nivel del piso hasta la primera elevación.La segunda intensidad (p2), actúa en la dirección absoluta Y, entrelas dos primeras elevaciones (h1 y h2) y así sucesivamente. El

programa asume que el nivel del piso tiene la coordenada más bajadel eje Y.

El factor de exposición (e) es la fracción del área de influenciaasociado con el o los nodos sobre los cuales actúa la carga. Lacarga total, actuando sobre un nodo en particular, es calculada dela siguiente manera:

Carga en el nodo = (factor de exposición) X (área de influencia) X(intensidad de viento). El factor de exposición se puede especificarpor medio de una lista de nodos, o dando un rango para Y, dentrodel cual, todas los nodos tendrán la misma exposición. Cuando elfactor de exposición no se especifica, el valor por omisión es de1.0, en cuyo caso será considerada el área de influencia completaasociada con los nodos.

Para marcos planos, el área de influencia para cada uno de losnodos es calculada considerando el ancho unitario perpendicular alplano de la estructura. Note que usted puede adaptar el ancho real,al incorporarlo dentro del factor de exposición como sigue:

factor de exposición(especif. Por el Usuario)=(fracción del área deinfluencia)X(ancho de influencia para elnodo)

Notas

Todas las intensidades, alturas y rangos deberán de definirse en elsistema de unidades en uso.

Véasesección2.16.3

6.31.4 Definición de Análisis Paso a Paso

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros parael análisis paso a paso de la carga de la estructura.

Formato general:

DEFINE TIME HISTORY (DT x)

ACCELERATION TYPE i SAVE

FORCE READ fn t1 p1 t2 p2 .... tn pn function-spec

ARRIVAL TIMEa1 a2 a3 ....... an

(DAMPING d)

donde

SINE FUNCTION

COSINE function-spec =

FREQUENCY AMPLITUDE f1 f2 (PHASE f3) CYCLES f4 (STEP f5)

RPM

x = solución de paso de tiempo utilizado en laintegración paso a paso de las ecuaciones noacopladas. El valor por omisión de DT sedetermina de la siguiente manera.a) Si el modo mas alto incluido en la respuesta

tiene una frecuencia mayor a 60 cps, DT =0.0016sec.

b) Si el modo mas alto (N f-esimo modo) tieneuna frecuencia menor de 60 cps, DT= 1/10th elperiodo del N-f-esimo modo).

i = tipo de número de la carga variando con respectoal tiempo (entero). Se podrán proveer hasta seistipos diferentes. ACCELERATION indica que lacarga variando con respecto al tiempo es unmovimiento del terreno. FORCE indica que setrata de una función forzada.

Save = La opción save resulta en la creación de unarchivo (archivo de entrada con extensión TIM)que contiene la historia de los desplazamientos decada nodo de la estructura en cada paso detiempo. Sintaxis: TYPE 1 FORCE SAVE

t1, p1; t2, p2; ... valores de tiempo (seg) y fuerza o aceleración

correspondiente dependen en si la variación de lacarga con respecto al tiempo es una funciónforzada o un movimiento del terreno. Se puedenproveer hasta 299 pares para cada tipo, en valoresascendentes de tiempo. Se podrá utilizar mas deuna línea en caso de que se requiera.

a1 a2 a3 ... an = Valores de los diferentes tiempos posibles de

arribo (segundos), para los diversos tipos decargas dinámicas. El tiempo de arribo es el tiempoen el cual un tipo de carga comienza a actuar enun nodo (función de fuerza) o en la base de laestructura (movimiento del terreno). El mismotipo de carga podría tener diferentes tiempos dearribo para diferentes nodos, de donde todos estosvalores deberán de especificarse aquí. Lostiempos de arribo y los pares fuerza - tiempo paralos tipos de carga se utilizan para crear el vectorde carga necesario para cada paso de tiempo delanálisis. Consulte la sección 6.32.10.2 parainformación en la especificación de entrada en laaplicación de cargas de funciones de fuerza ocargas de movimiento del terreno. Se podránespecificar hasta 99 tiempos de arribo.

d = Razón de Amortiguamiento modal. El valor poromisión es de 0.05. Unicamente se podrá utilizaruna razón de amortiguamiento para toda laestructura.

Observe que la opción de "function-spec" se utiliza paraespecificar cargas armónicas. Se pueden especificar funcionesarmónicas seno y coseno. El programa automáticamente calcularáel historial de la carga armónica en base a las especificacionessiguientes.

f1 - Amplitud del movimiento en unidades en uso.f2 - Si FREQUENCY, entonces frecuencia circular( ciclos/seg)

Si RPM, entonces revoluciones por minuto.f3 - Ángulo de fase en grados, valor por omisión 0f4 - No. de ciclos de carga.f5 - Tiempo de paso de carga, valor por omisión = un décimo de

la frecuencia circular.

Ejemplo:

UNIT FTDEFINE TIME HISTORYTYPE 1 FORCE0.0 1.0 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 2.24.0 2.6 5.0 2.8TYPE 2 ACCELERATION0.0 2.5 0.5 2.7 1.0 3.2 1.5 3.82.0 4.2 2.5 4.5 3.0 4.5 3.5 2.8ARRIVAL TIME0.0 1.0 1.8 2.2 3.5 4.4DAMPING 0.075

Notas

El comando 'READ fn' será provisto únicamente si la historia de lacarga de variación con respecto al tiempo es leída de un archivoexterno. Donde fn es el nombre del archivo. Los datos dentro del

archivo externo deberán de tener en cada línea el par de fuerza -tiempo tal y como se muestra en el siguiente ejemplo.

Datos en el archivo de entrada

UNIT KIP FEETDEFINE TIME HISTORYTYPE 1 FORCEREAD THFILEARRIVAL TIME0.0DAMPING 0.075

Datos en el archivo externo “THFILE”

0.0 1.01.0 1.22.0 1.83.0 2.24.0 2.65.0 2.8

Ejemplo de generación de cargas armónicas

UNIT KIPDEFINE TIME HISTORYTYPE 1 FORCE*Following lines for Harmonic Loading GeneratorFUNCTION SINEAMPLITUDE 6.2831 FREQUENCY 60 CYCLES 100 STEP 0.02ARRIVAL TIME0.0DAMPING 0.075

Nota

La respuesta (desplazamientos, fuerzas. etc.) contendrá solamentela contribución de esos modos cuya frecuencia es menor o igual a60 cps. La contribución de modos con frecuencia mayor de 60 cpsno es considerada.

6.32 Especificación de Cargas

Objetivo

Esta sección describe las diferentes opciones de carga disponiblesen STAAD-III. Los comandos siguientes se pueden utilizar parainiciar un nuevo caso de carga.

Formato general:

LOADING i1 (any load title)

i1 = cualquier número entero (hasta cinco dígitos), que identifique

el caso de carga. Este número no necesita ser secuencial conrespecto a los números de carga anteriores.

El comando LOADING inicia un nuevo caso de carga. Bajo estetítulo, se pueden dar todas las cargas diferentes relacionadas a estenúmero de carga. Estos diferentes tipos de cargas son descritos acontinuación.

6.32.1 Especificación de Carga Nodal

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para especificar las cargas deNodos en la estructura.

Formato general:

JOINT LOAD* FX f1

FY f2joint-list FZ f3

MX f4MY f5MZ f6

FX, FY y FZ especifican una fuerza en la dirección absolutacorrespondiente

MX, MY y MZ especifican un momento en la dirección absolutacorrespondiente

f1, f2,...f6 valores de las cargas

Ejemplo

JOINT LOAD3 TO 7 9 11 FY -17.2 MZ 180.05 8 FX 15.112 MX 180.0 FZ 6.3

Notas

Los números de nodos pueden ser repetidos, en el lugar endonde las cargas van a ser sumadas al nodo.

Ver sección

2.15.1

6.32.2 Especificación de Carga Sobre Un Miembro

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para especificar las cargas sobremiembros de marcos.

Formato general:

MEMBER LOAD

UNI o UMOM direction-spec f1, f2, f3, f4 member-list CON o CMOM direction-spec f5, f6, f4

LIN local-spec f7, f8, f9 TRAP direction-spec f10, f11, f12, f13

X Y Z GX X

direction-spec = GY local-spec = Y GZ Z PX PY PZ

UNI o UMOM Especifica una carga uniformemente distribuida oun momento con un valor de f1, a una distancia def2 desde el inicio del miembro a el inicio de lacarga; y una distancia de f3 desde el inicio del

miembro al final de la carga. La carga se asumeque cubre la longitud total del miembro cuando seomiten f2 y f3.

CON o CMOM Especifica una fuerza concentrada o momento conun valor de f5 aplicado a una distancia f6 desde elinicio del miembro. f6 tendrá como valor por

omisión, la mitad de la longitud del miembro.

f4 Distancia perpendicular a partir del centro de corte

del miembro al plano de carga. El valor es positivoen la dirección general del eje local paralelo (ocasi paralelo)

LIN Especifica un incremento o decremento lineal o,una carga triangular. Si la carga se incrementa odisminuye linealmente, entonces f7 es el valor alinicio del miembro y f8 es el valor en el extremo.Si la carga es triangular, entonces f7 y f8 son dadascomo cero y f9 es el valor de la carga a la mitad del

miembroTRAP Especifica un carga trapezoidal con variación

lineal, que puede actuar sobre la longitud parcial ototal de un miembro y una dirección local, absolutao proyectada. El valor de carga en el principio estádado por f10 y el valor de carga en el extremo finalpor f11. La localización de la carga está dada porf12, el punto inicial de la carga, y f13, el punto

final. Ambas son medidas desde el inicio delmiembro. Cuando no se especifican f12 y f13, se

asume que la carga cubrirá la longitud completa delmiembro.

X, Y y Z dentro de la especificación de dirección y especificaciónlocal, especifican la dirección de la carga en los ejes locales x, y yz.

GX, GY y GZ dentro de la especificación de dirección, especificanla dirección de la carga en los ejes absolutos X, Y y Z.

PX, PY y PZ pueden ser utilizar cuando las cargas están a lo largode la longitud proyectada del miembro en la correspondientedirección absoluta. El principio de la carga y distancias a losextremos son mediadas a lo largo de la longitud del miembro y nola longitud proyectada.

Véase

sección

2.16.2

Notas

La especificación de los ejes globales no es permisible para cargaslineales ( opción LIN ).

Si el miembro que está cargado tiene una distancia dedesfasamiento (véase la especificación de MEMBER OFFSET ), lalocalización de la carga es medida no a partir de las coordenadasde la nodo inicial sino de la distancia desplazada.

6.32.3 Especificación de Carga Sobre Un Elemento

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para definir los diferentes tiposde cargas sobre elementos placas.

Formato general:

ELEMENT LOAD

GX PRESSURE GY f1 (x1 y1 x2 y2) GZ

element-list X TRAP f2 f3 Y

Descripción

La opción PRESSURE deberá de utilizarse cuando se necesiteespecificar una presión UNIFORME. La presión uniforme se puededefinir sobre el elemento completo o sobre una porción específica(definidas por x1, y1 y x2, y2. Ver descripción en la parte inferior).Si no se proporciona x1, y1, y x2, y2, la presión es aplicada a todoel elemento. Si solamente se proporcionan x1, y1, se asume que la

carga es una carga concentrada, aplicada en el punto especificado.

Note que la presión, se puede definir ya sea en las direccionesglobales (GX, GY, GZ) o en la dirección local Z (normal alelemento). Si la dirección global se omite, la carga aplicada seasume está en la dirección local Z.

GX, GY, GZ denota dirección global para la presión, en lasdirecciones X, Y y Z respectivamente

Eje Local Y

Eje Local X

Area de cargaUniforme

X Y1

2X Y

2

1

f1 Presión en elemento (fuerza/longitud cuadrada) ocarga concentrada (fuerza). Observe que f1 es

considerada como una carga concentra cuando seomiten x2 y y2

x1,y1 & x2,y2 Puntos coordenados en el sistema de coordenadas

Presión de VariaciónUniforme (Trap Y)

Uniforme (Trap X)

Eje Local X

Eje Local Y

Presión de Variación

locales (el nodo central es elorigen) definiendo el árearectangular sobre la cual lapresión es aplicada

La opción TRAP se debe utilizarpara cuando se necesite definiruna presión variablelinealmente. La variación sedebe definir sobre todo elelemento

X o Y Dirección de variación de la presión del elemento.La opción TRAP X/Y indica que la variación deltrapecio es en la dirección local X o en la direcciónlocal Y. La carga siempre actúa en el eje local Z.

f2 Intensidad de presión en la parte inicialf3 Intensidad de presión en la parte final

Véasesección 2.6 yEjemplos 9 y10

Nota:1. El inicio y final definido en la parte anterior está basado en las

direcciones positivas de los ejes locales X o Y.2. Mientras X o Y indica la dirección de variación de la carga

trapezoidal, la carga actúa en la dirección local Z.

Ejemplo

LOAD 4ELEMENT LOAD1 7 TO 10 PR 2.511 12 PR 2.5 1.5 2.5 5.5 4.515 TO 25 TRAP X 1.5 4.534 PR 5.0 2.5 2.535 TO 45 PR -2.5

6.32.4 Especificación de Carga de Piso y de Carga de Superficie

Objetivo

Estos comandos se utilizan para especificar las Cargas deSuperficie o las Cargas de Piso de una estructura. La carga desuperficie se utilizará para modelar una distribución en unadirección y la carga de piso para modelar una distribución en dosdirecciones.

Formato general para AREA LOAD:

AREA LOAD

member-list ALOAD f1

f1 = valor de carga actuando sobre un área ( unidad de peso sobre

unidad de longitud cuadrada). Esta carga siempre actúa a lolargo del eje local positivo Y. Para los miembros de unanálisis de PISO, esta dirección coincidirá con el eje absolutoen la mayoría de los casos. (Para una descripción detalladareferirse a la Sección 2).

Ejemplo

AREA LOAD2 4 TO 8 ALOAD -.25012 16 ALOAD -.500

Nota

La carga de Superficie no debe especificarse en miembrosdeclarados como MEMBER CABLE, MEMBER TRUSS oMEMBER TENSION.

Véase

sección

2.15.3

Formato General para CARGA DE PISO:

FLOOR LOAD

YRANGE f1 f2 FLOAD f3 (XRANGE f4 f5 ZRANGE f6 f7)

donde,f1 f2 Valores, en las coordenadas globales verticales, para

especificar el rango vertical. La carga de piso será calculadapara todos los miembros que estén comprendidos en el planohorizontal global dentro del rango global verticalespecificado.

f3 El valor de la carga de piso (peso unitario sobre longitud

unitaria al cuadrado). Esta carga siempre actúa paralela al ejeabsoluto vertical. Un valor positivo significa que la cargaestá actuando en la dirección positiva global Y. Un valornegativo indica una carga en la dirección global negativa Y.

f4-f7 Valores de las coordenadas absolutas x y z, que definen los

puntos de las esquinas del área sobre la cual la carga de pisoespecificada (f3) actuará. En caso de no especificarse, la

carga de piso será calculada para todos los miembros entodos los pisos dentro del rango vertical global.

Notas

1) La estructura habrá de modelarse de tal manera que el ejeglobal vertical permanezca perpendicular al plano del piso.

2) La especificación de Carga de Piso se considera para la cargauna distribución en dos direcciones, La especificación de lacarga de superficie considera una acción en una sola dirección.

3) La carga de piso de una losa es distribuida en los cuatro ladoscomo cargas trapezoidales o triangulares dependiendo en lalongitud de los lados como se muestra en el diagrama.Internamente, estas cargas son convertidas a cargas puntualesmúltiples.

o

34

11

1413

5

6

10

1

2

45

20'

10'

9o45 o45

o45

Los miembros 1 y 2 tienen cargastotales trapezoidal y triangularrespectivamente. Los miembros 3 y 4presentan cargas trapezoidales y 5 y 6tienen cargas triangulares parciales.

4) La carga total se aplica solamente a losas triangulares ycuadriláteras o paneles. La carga por unidad de área puedeno variar para un panel particular y entonces se asumirácomo continuo y sin agujeros.

5) La opción FLOOR LOAD no está disponible si el comandoSET Z UP es utilizado (Vea Sección 6.5.)

Ejemplo

La entrada para FLOOR LOAD se explica a través deun ejemplo.

Considérese el siguiente esquema de piso en y = 12'.

5

6'

10'10

5

7 8

Z

7

4

6A

9C

3

3

8

22

B

11

46

11' 10'

X

si el piso completo tiene una carga de 0.25 (fuerza/unidad de área), entonces la entrada sería como sigue:

. . .LOAD 2FLOOR LOADYR 12.0 12.0 FLOAD 0.250. . .

Si en el ejemplo anterior, el panel A tiene una carga de0.25 y el panel B y C tienen una carga de 0.5, entoncesla entrada será como sigue:Note el formato de las especificaciones XRANGE yYRANGE.

. . .LOAD 2FLOOR LOADYR 12.0 12.0 FLOAD 0.250 XR 0.0 11.0 ZR 0.0 16.0YR 12.0 12.0 FLOAD 0.5 XR 11.0 21.0 ZR 0.0 16.0LOAD 3. . .

El programa internamente identifica los paneles(mostrados como A, B y C en la figura anterior). Lascargas de piso son distribuidas como cargastrapezoidales y triangulares como se muestra por laslíneas punteadas en la Figura. El signo negativo parala carga significa que está aplicada hacia abajo en ladirección global Y.

6.32.5 Especificación de Carga de Pre-Esfuerzo

Objetivo

Este comando se utiliza para definir las cargas de presfuerzo queactúan sobre los miembros de la estructura.

Formato general:

PRESTRESS MEMBER (LOAD)

POSTSTRESS

* ES f2 member-list FORCE f1 EM f3

EE f4

f1 = Fuerza de presfuerzo. Este valor es positivo de acuerdo a la

dirección del eje local xES = Especifica la excentricidad de la fuerza de presfuerzo al

inicio del miembro a una distancia f2 del centroide

EM = Especifica la excentricidad de la fuerza de presfuerzo, a lamitad del miembro a una distancia f3 del centroide

EE = Especifica la excentricidad de la fuerza de presfuerzo alfinal del miembro a una distancia f4 del centroide

Descripción

La primera opción, MEMEBER PRESTRESS LOAD, considera elefecto de la fuerza de presfuerzo durante su aplicación. Así, elcortante transversal generado en los extremos de los miembrossujetos a las fuerzas de presfuerzo es transferido a los miembrosadyacentes.

La segunda opción, (MEMBER POSTSTRESS LOAD), considerael efecto de la carga de presfuerzo existente después de laoperación de presfuerzo. Así, el cortante transversal en los

Véasesección2.15.5 yEjemplo 6

extremos de los miembros sujetos a fuerza de presfuerzo no serátransferido a los miembros adyacentes.

Ejemplo

MEMBER PRESTRESS2 TO 7 11 FORCE 50.0MEMBER POSTSTRESS8 FORCE 30.0 ES 3.0 EM -6.0 EE 3.0

En el primer ejemplo, una fuerza de presfuerzo de 50 kips esaplicada a través del centroide (es decir, sin excentricidad) de losmiembros del 2 al 7 y 11. En el segundo ejemplo, una fuerza depost - esfuerzo de 30 kips se aplica con una excentricidad de 3pulgadas en la parte inicial, -6.0 pulgadas a la mitad y 3 pulgadasen el parte final del extremo 8.

Una de las limitaciones en el uso de este comando es que bajocualquier caso de carga, sobre cualquier miembro, solamente sepuede aplicar una carga de presfuerzo y post - esfuerzo solamenteuna vez. Si el miembro dado tiene cables múltiples de presfuerzo otiene una condición de carga de presfuerzo o post - esfuerzo, talsituación tendrá que ser especificada a través de casos de cargamúltiple para ese miembro. Vea el ejemplo siguiente.

Entrada Incorrecta

LOAD 1MEMBER PRESTRESS6 7 FORCE 100 ES 2 EM -3 EE 26 FORCE 150 ES 3 EM -6 EE 3PERFORM ANALYSIS

Entrada Correcta

LOAD 1MEMBER PRESTRESS6 7 FORCE 100 ES 2 EM -3 EE 2LOAD 2MEMBER PRESTRESS6 FORCE 150 ES 3 EM -6 EE 3LOAD COMB 31 1.0 2 1.0PERFORM ANALYSIS

Ejemplos de Técnicas de Modelaje

Los ejemplos siguientes describen los datos de entrada parcial paralos perfiles de miembros y cables mostrados a continuación.

Ejemplo 1

3

3

3

10ft

JOINT COORD1 0 0 ; 2 10 0MEMB INCI1 1 2...UNIT INCHLOAD 1POSTSTRESS LOAD1 FORCE 100 ES 3 EM -3 EE 3PERFORM ANALYSIS

Ejemplo 2

3 3 3

20 ft

JOINT COORD1 0 0 ; 2 20 0MEMB INCI1 1 2...UNIT INCHLOAD 1PRESTRESS LOAD1 FORCE 100 ES -3 EM -3 EE -3PERFORM ANALYSIS

Ejemplo 3

3

3

3

5 ft 10 ft 5 ft

JOINT COORD1 0 0 ; 2 5 0 ; 3 15 0 0 ; 4 20 0MEMB INCI1 1 2 ; 2 2 3 ; 3 3 4..UNIT INCHLOAD 1PRESTRESS LOAD1 FORCE 100 ES 3 EM 0 EE -32 FORCE 100 ES -3 EM -3 EE -33 FORCE 100 ES -3 EM 0 EE 3PERFORM ANALYSIS

Ejemplo 4

33

3

20 ft

JOINT COORD1 0 0 ; 2 10 0 ; 3 20 0 0MEMB INCI1 1 2 ; 2 2 3...UNIT INCHLOAD 1PRESTRESS LOAD1 FORCE 100 ES 3 EM 0 EE -32 FORCE 100 ES -3 EM 0 EE 3PERFORM ANALYSIS

Ejemplo 5

333 3

3

10 ft 10 ft

JOINT COORD1 0 0 ; 2 10 0 ; 3 20 0 0MEMB INCI1 1 2 ; 2 2 3...UNIT INCHLOAD 1PRESTRESS LOAD1 FORCE 100 ES 3 EM -3 EE 32 FORCE 100 ES 3 EM -3 EE 3PERFORM ANALYSIS

6.32.6 Especificación de Carga Debida a Temperatura Para Miembros y Elementos

Objetivo

Este comando se utiliza para especificar las cargas debidas atemperatura o las cargas por deformación sobre los miembros yelementos.

Formato general:

TEMPERATURE LOAD

TEMP f1 f2 member-list /element-list STRAIN f3

f1 = El cambio de temperatura que produce la dilatación axial en

los miembros o, la expansión volumétrica uniforme en loselementos. La unidad de temperatura es la misma que aquellaseleccionada para el coeficiente de expansión térmica ALPHAbajo el comando CONSTANT

f2 = La diferencia de temperatura de la parte superior a la parte

inferior de un miembro o elemento.(T superficie superior -T superficie inferior ). La flexión no seráconsiderada, cuando se omite f2

f3 = Elongación axial inicial (+)/ contracción (-) en miembros

debido al desajuste, etc. en la unidad de longitud

Ejemplo

TEMP LOAD1 TO 9 15 17 TEMP 70.018 TO 23 TEMP 90.0 66.08 TO 13 STRAIN 0.45E-4

Véase

sección

2.15.6

Nota

No es necesario ni posible especificar las unidades de temperaturao de ALPHA. El usuario se debe asegurar que el valorproporcionado a ALPHA es consistente en términos de las unidadesproporcionadas para la carga de Temperatura. (Vea la Sección6.26)

6.32.7 Especificación de Carga Sobre Un Extremo Empotrado

Objetivo

Este comando se emplea para definir las cargas que actúan sobre unextremo empotrado de los miembros de la estructura.

Formato general:

FIXED ( END ) LOAD

member-list f1, f2, ..... f12

f1...f6 = fuerza x, cortante y, cortante z, torsión, momento y,

momento z (todos en coordenadas locales) al inicio delmiembro.

f7...f12 = Lo mismo que el anterior excepto que en el extremo final

del miembro

Véase

sección

2.15.4

6.32.8 Especificación de Carga por Desplazamiento de Apoyos

Objetivo

Este comando se utiliza para especificar la carga de desplazamientode apoyos de la estructura.

Formato general:

SUPPORT DISPLACEMENT ( LOAD )

FX FY

support joint-list FZ f1MX MY MZ

Con este comando, se proporciona el desplazamiento en el apoyocomo una carga. Observe que el desplazamiento no puede serespecificado en una dirección en la cual el apoyo esté libre.

FX, FY, y FZ, especifican los desplazamientos de translación en lasdirecciones globales X, Y y Z, respectivamente. MX, MY y MZespecifican los desplazamientos de rotación en las direccionesabsolutas X, Y y Z.

f1 = valor del desplazamiento correspondiente. Paradesplazamientos de translación, las unidades son especificadasde acuerdo a la unidad de longitud en uso, mientras que paralos desplazamientos de rotación las unidades siempre serángrados.

Véase

sección

2.15.7 y

ejemplo 5

Ejemplo

UNIT INCHESSUPPORT DISPL5 TO 11 13 FY -0.2519 21 TO 25 MX 15.0

En este ejemplo, los nodos de la primer lista de apoyos, serádesplazada 0.25 pulgadas en la dirección global negativa Y,mientras que al segunda lista de apoyo será rotada por 15 gradosalrededor del eje global X.

Notas

Los desplazamientos pueden ser aplicados solamente en 4 casos decarga.

El desplazamiento de apoyo no debe ser aplicado en una estructuraque contiene elementos finitos.

6.32.9 Especificación de Carga Debida Al Peso Propio

Objetivo

Este comando se emplea para calcular y aplicar el peso propio de laestructura en el análisis.

Formato general:

X SELFWEIGHT Y f1

Z

Este comando se utiliza cuando se va a considerar el peso de laestructura. El peso propio de cada miembro activo es calculado yaplicado como una carga de miembro uniformemente distribuida.

X, Y y Z representa la dirección global en la cual actuará el pesode la estructura.

f1 = factor que se utiliza para multiplicar el peso propio de la

estructura

Este comando también se puede utilizar sin la especificación defactor y dirección. Así, si se especifica como "SELFWEIGHT", lascargas serán aplicadas en la dirección absoluta negativa Y con unfactor unitario.

Notas

La densidad deberá de indicarse para el cálculo del peso de laestructura.

El peso propio de elementos finitos es convertido a carga sobrenodos en los nodos conectados y no es utilizado como una carga depresión en elemento.

6.32.10 Especificación de Carga Dinámica

Objetivo

La especificación de comando que es necesaria para realizar losanálisis de espectro y de paso a paso es explicado en las siguientessecciones.

6.32.10.1 Especificación del Espectro de Respuesta

Objetivo

Este comando se emplea por el usuario para especificar y aplicar elespectro de respuesta de la carga en el análisis dinámico.

Formato general:

*SRSS X f1 ACC SPECTRUM Y f2 (SCALE f4) (DAMP f5)

CQC Z f3 DIS

P1, V1 ; P2, V2 ; P3, V3 ; P4, V4 ..... Pn, Vn

donde,f1...f3 = Son los factores, para el espectro de

entrada, que serán aplicados en lasdirecciones X, Y, y Z. Se puedenespecificar todas o algunas de lasdirecciones. Cuando no seproporciona una dirección su valorpor omisión será de cero

f4 = Factor de escala para el cual el

espectro de respuesta es modificado.En caso de no especificarse, el valorpor omisión es 1.0

f5 = Factor de amortiguamiento. El valor

por omisión es de 0.05 (5% deamortiguamiento). Este valor esnecesario solamente para el MétodoCQC.

ACC o DIS = Se refieren a la aceleración odesplazamiento

P1, V1,; P2, V2;...;Pn, Vn = Valores de periodos (segundos) y la

correspondiente aceleración (longitudunitaria/sec2) o desplazamiento (usode longitud en uso) como el caso lorequiera. Más de una línea podrá serusada si es necesario. El uso del guión(-) al final de línea no se permite paracontinuar datos en la próxima línea.Pares de espectros deberán de serproporcionados en valor ascendentede periodo, con un máximo de 99pares de espectro.

Descripción

Note que si se usa el SPECTRUM SRSS, combinaciones modalesson hechas de acuerdo al método de SRSS ( raíz cuadrada de lasuma de los cuadrados). De lo contrario, se usará el método CQC(combinación cuadrática completa).

Este comando deberá de aparecer como parte de una especificaciónde carga. Si es el primero, deberá de ser acompañado por el valorde carga que será usado para el cálculo de la frecuencia y modos devibración. Las instrucciones Adicionales no necesitan informaciónadicional. El máximo espectro de respuesta de casos de cargapermitido en una ejecución es de 4.

Los resultados de cálculos de frecuencia y modos de vibraciónpueden variar significativamente dependiendo sobre el modelaje demasa. Todas las masas activas deberán de ser modeladas comocargas. Todas las masas que sean capaces de movimiento, deberánser modeladas como cargas, aplicadas en todas las posiblesdirecciones de movimiento. En el análisis del espectro de respuestatodas las masas que sean capaces de movimiento en la dirección delespectro, deberán de ser proporcionadas como cargas actuando enesa dirección. Un ejemplo de modelado de masas está contenido,con sus respectivos comentarios explicatorios, en el problemanúmero 11.

Véanse

secciones

2.17.3, 6.30,

6.34 y

Ejemplo 11

Ejemplo:

LOAD 2 SPECTRUM IN X-DIRECTIONSELFWEIGHT X 1.0SELFWEIGHT Y 1.0SELFWEIGHT Z 1.0JOINT LOAD10 FX 17.510 FY 17.510 FZ 17.5SPECTRUM SRSS X 1.0 ACC SCALE 32.20.20 0.2 ; 0.40 0.25 ; 0.60 0.35 ; 0.80 0.43 ; 1.0 0.471.2 0.5 ; 1.4 0.65 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.55 ; 2.0 0.43

Espectros de Respuesta Múltiples

Cuando se defina en el archivo de entrada mas de un espectro derespuesta, los datos de carga deberán acompañar únicamente alprimer grupo de datos del espectro. En los casos de cargasubsecuentes, solamente el espectro deberá de definirse. Vea elejemplo siguiente.

LOAD 1 SPECTRUM IN X-DIRECTIONSELFWEIGHT X 1.0SELFWEIGHT Y 1.0SELFWEIGHT Z 1.0JOINT LOAD10 FX 17.510 FY 17.510 FZ 17.5SPECTRUM SRSS X 1.0 ACC SCALE 32.20.20 0.2 ; 0.40 0.25 ; 0.60 0.35 ; 0.80 0.43 ; 1.0 0.471.2 0.5 ; 1.4 0.65 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.55 ; 2.0 0.43*LOAD 2 SPECTRUM IN Y-DIRECTION

SPECTRUM SRSS Y 1.0 ACC SCALE 32.20.20, 0.1 ; 0.40 0.15 ; 0.60 0.33 ; 0.80 0.45 ; 1.00 0.481.20 0.51 ; 1.4 0.63 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.54 ; 2.0 0.42*LOAD 3 SPECTRUM IN Z-DIRECTIONSPECTRUM SRSS Z 1.0 ACC SCALE 32.20.20, 0.2 ; 0.40 0.25 ; 0.60 0.35 ; 0.80 0.43 ; 1.00 0.471.20 0.5 ; 1.4 0.65 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.55 ; 2.0 0.43

6.32.10.2 Aplicación de Cargas de Tiempo Variable para Análisis Paso a Paso

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para modelar el registro delperiodo de la carga en la estructura para análisis paso a paso.Observe que se pueden proporcionar tanto registro del periodonodal así como movimiento del terreno.

Formato general:

TIME LOAD

FX FY

joint list FZ It IaMX MY MZ

X GROUND MOTION Y It Ia

Z

Donde It = tipo de número para la carga variando con respecto al

tiempo (véase sección 6.30.4)Ia = número de tiempo de arribo (sección 6.30.4) (entero).

Este es el número secuencial del tiempo de arribo en lalista provista en la sección 6.31.4. Así, el número detiempo de arribo de a3 es 3 y de an es n.

Note que ya sea TIME LOAD o GROUND MOTION, o ambospodrán especificarse bajo un caso de carga. No se permite mas deun caso de carga para el análisis paso a paso.

Ver

Secciones

2.17.3,

6.31.4 y

Ejemplo 16

Ejemplo

LOAD 1SELFWEIGHT X 1.0SELFWEIGHT Y 1.0SELFWEIGHT Z 1.0MEMBER LOADS5 CON GX 7.5 10.05 CON GY 7.5 10.05 CON GZ 7.5 10.0TIME LOAD2 3 FX 1 35 7 FX 1 6GROUND MOTION X 2 1

En el ejemplo anterior, las masas permanentes en la estructura sonespecificadas en la forma de peso propio y las cargas de miembropara obtener el modo de vibración y frecuencias. El resto de losdatos es la entrada para la aplicación de las cargas que varían conrespecto al tiempo en la estructura. Una función de fuerza de tipo 1es aplicada a las nodos 1 y 3 comenzando con el tiempo de arribonúmero 3. (El número de tiempo de arribo 3 es de 1.8 segundos enel ejemplo presentado en la sección 6.31.4). De manera similar, lafunción forzada de tipo 1 es aplicada en las nodos 5 y 7comenzando con el número de tiempo de arribo 6 (4.4 segundos).Un movimiento del terreno (tipo 2) actúa sobre la estructura en ladirección x comenzando con el número de tiempo de arribo 1 (0.0segundos).

6.32.11 Especificación de Cargas Repetitivas

Objetivo

Este comando se utiliza para crear un caso de carga primariautilizando la combinación de casos de carga primaria previamentedefinidos.

Formato general:

REPEAT LOAD

i1, f1, i2, f2 ... in, fn

donde,i1, i2,...in = número de casos de carga primariaf1, f2,...fn= factores correspondientes

Descripción

Este comando se puede utilizar para crear un caso de cargaprimaria usando combinaciones de casos de carga previamentedefinidos. El comando de repetición de carga difiere del comandode combinación de carga (ver Sección 6.35) en dos maneras:

1) una repetición de carga, es tratada como una nueva cargaprimaria. Por lo tanto, un análisis P-Delta, reflejara loscorrectos efectos secundarios. (las combinaciones de carga, porotro lado, combinan algebraicamente los efectos de cargasprimarias previamente definidas, evaluadasindependientemente).

2) Además para cargas primarias previamente definidas, elusuario podrá añadir nuevas condiciones de carga.

3) La opción REPEAT LOAD está disponible con casos de cargacon JOINT LOADS y MEMBER LOADS que contienenespecificaciones UNI, UMOM y CON solamente. No estádisponible para MEMBER LOADS con especificaciones LIN yTRAP. Puede ser utilizado sobre casos de carga con cargas

Véase El

Ejemplo 8

ELEMENT PRESSURE (sin la especificación TRAP). Lassiguientes cargas no deben ser usadas en cargas repetitivas(REPEAT LOAD): carga por desplazamiento de apoyo(SUPPORT DISPLACEMENTS LOAD) carga por temperatura( TEMPERATURE LOAD) en miembros o elementos, carga delespectro de respuesta (RESPONSE SPECTRUM LOAD) yTIME HISTORY LOAD. Tampoco está disponible para lascargas generadas utilizando las opciones de generación delprograma como generador de cargas UBC, generador de cargasde viento, Generador de cargas en movimiento.

Ejemplo

LOAD 1 DL + LLSELFWEIGHT Y -1.4MEMBER LOAD1 TO 7 UNIFORM Y -3.5LOAD 2 DL + LL + WLREPEAT LOAD1 1.10JOINT LOAD

6.32.12 Generación de Cargas

Objetivo

Este comando se emplea para generar cargas en movimiento, cargassísmicas UBC y cargas por viento utilizando las definiciones decarga previamente definidas.

Los casos de carga primaria pueden ser generados usando lossistemas de carga previamente definidos. Las siguientes Seccionesdescriben la generación de cargas en movimiento, las cargassísmicas UBC y las Cargas por viento.

Generación De Cargas En Movimiento

Los tipos de sistemas de carga en movimiento predefinidos, sepueden utilizar para generar el número deseado de casos de cargaprimaria, cada uno representando una posición particular delsistema de carga en movimiento sobre la estructura. Esteprocedimiento simulará el movimiento de un componente en unadirección específica sobre un plano específico de la estructura.

Formato general:

LOAD GENERATION n (ADD LOAD i)

* XINC f1 YRANGE TYPE j x1 y1 z1 YINC f2 ( r)

ZINC f3 ZRANGE

donde,n = número total de casos de carga primaria para ser

generadosi = número de caso de carga, para el caso de carga

definido previamente, que será sumado a las cargasgeneradas.

j = número del tipo de sistema de la carga previamentedefinida.

Véanse LasSecciones2.16 y6.31.1

x1, y1, z1 = coordenadas x, y y z (globales) del punto inicial de la

carga de referencia.f1, f2 f3 = incrementos x, y y z (globales) de la posición del

sistema de carga que serán utilizados para los casos decarga subsecuentes.

r = (opcional) define la sección de la estructura, a lo largodel eje absoluto vertical Y. Este valor de r es sumado ala coordenada vertical de referencia ( y1 o z1) en la

dirección global vertical positiva Y. La carga enmovimiento será externamente distribuida entre todoslos miembros entre el rango vertical así generado. rsiempre debe ser un número positivo. En otraspalabras, el programa busca miembros que estén en elrango Y1 y Y1+ABS(r) o Z1 y Z1+ABS(r).

La especificación ADD LOAD puede ser utilizada para adicionarun caso de carga previamente definido para todos los casos decarga generados por el comando LOAD GENERATION. En elejemplo siguiente, el peso propio especificado en el caso de carga1 es adicionado a todos los casos de carga generados.

Números de casos de carga secuenciales serán asignados a lasseries de casos de carga primarios generados. La numeracióncomenzará con el número de caso de carga previo anterior. Sepermite para éstos, especificar los casos de carga después de lageneración del caso de carga.

Notas

Los Casos de carga primaria pueden ser generados del sistema decargas en movimiento solamente para miembros de marcos.

Ejemplo

LOAD 1 DL ONLYSELFWEIGHTLOAD GENERATION 20 ADD LOAD 1TYPE 1 0. 5. 10. XI 10.TYPE 2 0. 10. 10. ZI 15.LOAD 22 LIVE LOAD ON PAVEMENTMEMB LOAD10 TO 20 30 TO 40 UNI GY -5.0LOAD COMBINATION 3110 0.75 22 0.75PERFORM ANALYSIS

Generación De Carga Sísmica UBC

Los Algoritmos incluidos distribuyen automáticamente el cortantede base entre los niveles apropiados y el techo de acuerdo a lasespecificaciones de UBC. El siguiente formato, se deberá utilizarpara generar una carga del tipo UBC sobre una dirección enparticular.

Formato general:

LOAD iX

UBC LOAD Y (f)Z

donde,i = número de caso de cargaf = factor utilizado para la carga UBC, el valor por omisión es de

1.0

Véansesecciones2.16.2 y6.31.2

Ejemplo

DEFINE UBC LOADZONE 0.2 K 1.0 I 1.5 TS 0.5SELFWEIGHTJOINT WEIGHT1 TO 100 WEIGHT 5.0101 TO 200 WEIGHT 7.5LOAD 1 UBC IN X-DIRECTIONUBC LOAD XJOINT LOAD5 25 30 FY -17.5LOAD 2 UBC IN Z-DIRECTIONUBC LOAD ZLOAD 3 DEAD LOADSELFWEIGHTLOAD COMBINATION 41 0.75 2 0.75 3 1.0

En el ejemplo anterior, note que los dos primeros casos de cargapertenecen al tipo UBC, y que están definidos antes que cualquierotro caso de carga.

Notas

1) Los casos de carga UBC deben de ser definidos como elprimer grupo de casos de carga. Casos de carga primarios noUBC especificados antes de un caso de carga UBC no sonaceptados. Cargas adicionales como cargas en miembrosMEMBER LOADS y cargas en nodos JOINT LOADS puedenser especificados junto a la carga UBC bajo el mismo casode carga.

Uso Incorrecto

LOAD 1SELFWEIGHT Y -1LOAD 2JOINT LOAD3 FX 45LOAD 3UBC LOAD X 1.2JOINT LOAD3 FY -4.5LOAD 4UBC LOAD Z 1.2MEMBER LOAD3 UNI GY -4.5PERFORM ANALYSIS

Uso Correcto

LOAD 1UBC LOAD X 1.2JOINT LOAD3 FY -4.5LOAD 2UBC LOAD Z 1.2MEMBER LOAD3 UNI GY -4.5LOAD 3SELFWEIGHT Y -1LOAD 4JOINT LOAD3 FX 45PERFORM ANALYSIS

2) Todos los casos de carga que involucran la generación decargas UBC deben ser dados antes de la especificaciónANALYSIS. En otras palabras, el análisis múltiple en el cual

la generación de cargas UBC es realizada en el análisisseparado no es permitido.

Uso Incorrecto

LOAD 1UBC LOAD X 1.2SELFWEIGHT Y -1JOINT LOAD3 FY -4.5PDELTA ANALYSISLOAD 2UBC LOAD Z 1.2SELFWEIGHT Y -1JOINT LOAD3 FY -4.5PDELTA ANALYSIS

Uso Correcto

LOAD 1UBC LOAD X 1.2SELFWEIGHT Y -1JOINT LOAD3 FY -4.5LOAD 2UBC LOAD Z 1.2SELFWEIGHT Y -1JOINT LOAD3 FY -4.5PDELTA ANALYSIS

3) La especificación REPEAT LOAD no puede ser utilizadapara casos de carga que involucra generación de carga UBC.Por ejemplo,

Uso Incorrecto

LOAD 1UBC LOAD X 1.0LOAD 2SELFWEIGHT Y -1LOAD 3REPEAT LOAD1 1.4 2 1.2PDELTA ANALYSIS

4) Si la generación de cargas UBC es realizada para lasdirecciones X y Z, el comando para la dirección X debepreceder el comando para la dirección Z.

Uso Incorrecto

LOAD 1UBC LOAD Z 1.2SELFWEIGHT Y - 1LOAD 2UBC LOAD X 1.2SELFWEIGHT Y -1PDELTA ANALYSIS

Uso Correcto

LOAD 1UBC LOAD X 1.2SELFWEIGHT Y -1LOAD 2UBC LOAD Z 1.2SELFWEIGHT Y -1PDELTA ANALYSIS

Generación De Carga Debida A Viento

La opción de generación de carga por viento puede ser usada paracalcular las cargas por viento basándose en los parámetrosdefinidos en la sección 6.31.3. El siguiente formato general, sedeberá utilizar para realizar la generación de carga por viento.

Formato general:

LOAD iX

WIND LOAD Y (f) TYPE jZ

donde,i Número de caso de cargaX o Z Dirección del viento con respecto al sistema de ejes globalesj Número del tipo del sistema previamente definidof Factor que será utilizado para multiplicar la carga por

viento. El signo negativo se utiliza para indicar direccióncontraria del viento (el valor por omisión es 1.0)

Ejemplo

DEFINE WIND LOADTYPE 1INTENSITY 0.1 0.12 HEIGHT 100 200EXP 0.6 JOI 1 TO 25 BY 7 29 TO 37 BY 4 22 23TYPE 2INT 0.1 0.12 HEIGHT 100 900EXP 0.3 YR 0 TO 500LOAD 1SELF Y -1.0LOAD 2WIND LOAD Z 1.2 TYPE 2LOAD 3WIND LOAD X TYPE 1

Véanse LasSecciones2.16.3 y6.31.3

6.33 Especificación de Frecuencia Natural

Objetivo

Este comando se utiliza para calcular la frecuencia natural de laestructura para la vibración correspondiente a la dirección generalde la deflexión generada por el caso de carga que preceda a estecomando. Así entonces, este comando típicamente se utilizadespués de un caso de carga.

Formato general:

CALCULATE NATURAL (FREQUENCY)

Descripción

Este comando se especifica después de todas las otrasespecificaciones de carga de cualquier caso de carga primaria parala cual la frecuencia natural es calculada. Este cálculo defrecuencia natural se basa en el método de iteración Rayleigh. Siuna solución Eigen de escala completa se requiere, el comandoMODAL CALCULATION (ver Sección próxima) podrá serutilizado. Observe que una solución Eigen se ejecutaautomáticamente si un espectro de respuesta se especifica para uncaso de carga.

Ejemplo

LOADING 1 DEAD AND LIVE LOADAREA LOAD1 TO 23 ALOAD -200.0CALCULATE NATURAL FREQLOADING 2 WIND LOAD

En este ejemplo, se calculará la frecuencia natural para el caso decarga 1. La salida producirá el valor de la frecuencia natural en

Véase

sección

2.17.3

ciclos por segundo (cps), la máxima deflexión conjuntamente conla dirección absoluta y el número de nodo donde ello ocurre.

Notas

Este comando esta basado en el métodos de iteración Rayleigh. Lafrecuencia calculada estima la frecuencia para la modo devibración que corresponda a la forma deflectada estática generadapor las cargas dentro del caso de carga.

6.34 Comando de Cálculo Modal

Objetivo

Este comando se utiliza para obtener una solución Eigen de escalacompleta para el cálculo de las frecuencias relevantes y los modosde vibración.

Formato general:

MODAL (CALCULATION REQUESTED)

Este comando se utiliza típicamente en un caso de carga despuésde que todos los casos de carga se hayan especificado. Las cargasserán manejadas como masas para las soluciones Eigen. Losdesplazamientos estáticos y fuerzas se calcularán para el caso decarga en particular.

Este comando se podrá utilizar únicamente para un caso de carga, yNO podrá ser utilizado en conjunto con un análisis de espectro derespuesta (ver problema número 2).

Notas

La solución Eigen iniciada mediante este comando hará que lascargas especificadas de los casos de carga sean tratadas comomasas. Se le aconseja al usuario especificar las cargas manteniendoesto en mente.

Véase

secciones

6.31 y 2.17.3

6.34 Especificación de Cargas Combinadas

Objetivo

Este comando se emplea para combinar los resultados del análisis.La combinación podrá ser algebraica, raíz cuadrada de la suma delos cuadrados(SRSS) o mediante la combinación de ambos.

Formato general:

LOAD COMBINATION (SRSS) i a1

i1, f1, i2, f2 ... (fsrss)

i Número de carga combinada (cualquier valor enteromenor que 100,000, pero diferente de cualquier númeropreviamente definido para los casos de carga primaria)

a1 Cualquier título para la carga combinada1i, i2,... Representa los números de caso de carga los cuales van a

ser combinados.f1, f2,... Representan los correspondientes factores que serán

aplicados a las cargasfSRSS Factor opcional que será aplicado como un factor de

multiplicación sobre los resultados combinados de lacombinación de carga SRSS.( vea ejemplos siguientes )

1) Si el signo menos precede a cualquier número de caso decarga en la opción LOAD COMBINATION SRSS, entoncesese caso de carga será combinado algebraicamente con lacombinación SRSS del resto.

2) El número total de casos de combinación de carga nopueden exceder de 150.

Descripción

Los resultados del análisis se podrán combinar tantoalgebraicamente o utilizando el método SRSS ( Raíz cuadrada de lasuma de los cuadrados ). El esquema de combinación podrámezclarse cuando se requiera. Por ejemplo, en la mismacombinación de caso de carga, los resultados de los casos de cargase podrán combinar como SRSS y después combinarsealgebraicamente con otros casos de carga. El ejemplo siguienteilustra lo anterior.

Ejemplo

Diferentes ejemplos de combinación se proveen para ilustrar losesquemas posibles de combinación.

Combinaciones algebraicas simples y por el MétodoSRSS

LOAD COMBINATION 7 DL+LL+WL1 0.75 2 0.75 3 1.33LOAD COMBINATION SRSS 8 DL+SEISMIC1 1.0 2 0.4 3 0.4

La primera línea de arriba (LOAD COMBINATION 7) ilustra unacombinación algebraica simple. La segunda línea (LOADCOMBINATION 8) ilustra una combinación pura de carga porSRSS con un factor por omisión para SRSS de 1. EL siguienteesquema de combinación será utilizado.

v= 1.0 1 x L12 + 0.4 x L22 + 0.4 x L32

donde v = valor combinado y, l1 - l3 = valores de los casos decarga 1, 2 y 3.

Observe que debido a que no se indica un factor de SRSS, el valorpor omisión utilizado por el programa es de 1.

Combinación Algebraica y SRSS dentro de la mismacombinación de caso de carga

Ejemplo 1

LOAD COMBINATION SRSS 9-1 0.75 2 1.0 3 1.0 0.75

La formula de combinación será como sigue

v = 0.75 x L1 + 0.75 1.0 x L22 + 1.0 x L32

donde v = valor combinadoL2 y L3 = valores de los casos de carga 2 y 3

En la especificación anterior, observe que el caso de carga tiene unsigno menos al inicio. Por lo que, la carga 1 es combinadaalgebraicamente con los resultados obtenidos de la combinación delos casos de carga 2 y 3 del SRSS. Note que se aplica un factor de0.75 para la combinación SRSS para 2 y 3.

Ejemplo 2

LOAD COMBINATION SRSS 10-1 0.75 -2 0.75 3 1.0 4 1.0 0.75

Aquí, tanto los casos de carga 1 y 2 son combinadosalgebraicamente con la combinación del SRSS de los casos decarga 3 y 4. Observe el factor SRSS de 0.75. La formula decombinación es,

v = 0.75 x L1 + 0.75 x L2 + 0.75 1.0 x L12 + 1.0 x L22

Notas

1) Esta opción combina los resultados del análisis en la maneraespecificada. No analiza la estructura para la carga combinada.

2) Si los efectos secundarios de la combinación de casos de cargase obtendrá a través de un análisis PDELTA, el comandoLOAD COMBINATION es inapropiado para tal propósito. Veapara detalles el comando REPEAT LOAD (sección 6.32.11).

3) En una especificación de combinación de carga, un valor de 0(cero) como un factor de carga no es permitido. En otraspalabras, una especificación como la siguiente:

LOAD COMB 71 1.35 2 0.0 3 1.2 4 0.0 5 1.7

no es permitida. Lo que sucede es que debido a la manera enque el programa procesa los datos, tan pronto como encuentraun 0.0, se detiene en el 0.0 y no lee mas adelante. Debido aesto, en el caso de carga anterior, los resultados consistiránsolamente en fuerzas debido a la carga 1 multiplicada por unfactor de 1.35. La contribución de 1.2 * carga 3 y 1.7 * carga 5no valdrá debido a que el programa simplemente no lee esosdatos.

4) Todas casos de combinación de cargas deben serproporcionados inmediatamente después del último caso decarga primaria.

6.36 Calculo de Estadísticas del Problema

Objetivo

Este comando se utiliza para obtener las estadísticas del problema,tales como espacio de almacenamiento requerido, información delancho de banda, etc..

Formato general:

PRINT PROBLEM STATISTICS

Descripción

Este comando proporciona una estimación del espacio del discoduro requerido para ejecutar un archivo antes de usarlo. Serecomienda, particularmente para usuarios de PC, cuando se va arealizar la ejecución de un problema grande. Este comando deberáutilizarse precisamente después de las especificaciones de carga yen lugar del comando PERFORM ANALYSIS.

Véase

sección 2.24

6.37 Especificación de Análisis

Objetivo

La opción de análisis de STAAD-III incluye el análisis linealestático, P-Delta (o análisis de segundo orden), análisis lineal yvarios tipos de análisis dinámicos.

Este comando se emplea para definir el tipo de análisis requerido.Además, este comando se utiliza para obtener diversos tipos dedatos relacionados al análisis, tales como, información de carga,verificación estática, modos de vibración, etc..

Formato general:

LOAD DATA PERFORM STATICS CHECK PDELTA (n) ANALYSIS (PRINT STATICS LOAD ) NONLINEAR (n) MODE SHAPES

BOTH ALL

Donde n= número de iteraciones deseadas (el valor por omisión esde n=1).

Este comando, ordena al programa la ejecución del análisis, el cualincluye:

a) Revisar que toda la información pertinente haya sidoproporcionada para el análisis

b) Generar la matriz de rigidez de los nodosc) Revisar la estabilidad de la estructurad) Resolver ecuaciones simultáneas, ye) Calcular las fuerzas en los miembros y desplazamientosf) Si se específica el análisis P-Delta, las fuerzas y los

desplazamientos son recalculados, tomando en consideración elefecto P-Delta

Véase

sección 2.17

y Ejemplo 8

g) El análisis no lineal tomará en consideración la no linealidad ylos efectos P-Deltas. (refiérase a la sección 2.17.2.2).

h) Cuando se especifica un espectro de respuesta dentro de uncaso de carga, o se utiliza el comando MODALCALCULATION, el programa efectuará un análisis dinámico.

i) Para cada una de las n iteraciones del análisis P-Delta, elvector de carga será modificado para incluir el efectosecundario generado por los desplazamientos provocados por elanálisis previo.

Con la falta de alguno de estos comandos, el análisis no seráejecutado. Estos comandos de análisis se pueden repetir cuandovarios análisis sean requeridos en diferentes fases.

Note que un análisis P-Delta correcto, refleja los efectossecundarios de la combinación de los casos de carga, únicamentecuando ellos son definidos mediante la especificación REPEATLOAD (Sección 6.32.11). Los efectos secundarios no seránevaluados correctamente para LOAD COMBINATIONS.

Si se especifica el comando PRINT LOAD DATA, el programaimprimirá una interpretación de todos los datos de carga.

PRINT STATICS CHECK, proporcionará un resumen de las cargasaplicadas y las reacciones en los apoyos, así como también, unresumen de los momentos de las cargas y reacciones tomadasalrededor del origen.

PRINT STATICS LOAD, imprime lo mismo que PRINT STATICSCHECK, pero además imprime un resumen de todas las fuerzasinternas y externas en cada nodo, generando salidas extensas.

PRINT MODE SHAPES, imprime los modos de vibración en losnodos para todos los modos de vibración calculados.

PRINT BOTH, es equivalente a PRINT LOAD DATA más PRINTSTATICS CHECK.

PRINT ALL es equivalente a PRINT LOAD DATA más PRINTSTATICS LOAD.

Notas

STAAD-III permite realizar análisis múltiple dentro de una mismaejecución, lo cual pude utilizarse para los propósitos siguientes:

1) Análisis sucesivos y ciclos de diseño dentro de una mismaejecución dan como resultado un diseño optimizado. La base dedatos activa de STAAD-III actualiza automáticamente lostamaños de secciones transversales de los miembros, con lo quetodo el proceso es automatizado.

Refiérase al ejemplo número 1 del Manual de Iniciación yEjemplos para mas información.

2) El análisis múltiple se puede utilizar para estructuras de cargadependiente. Por ejemplo, las estructuras con miembros decontraventeo son analizadas en varias etapas. Los miembros decontraventeo se consideran que únicamente pueden soportarcarga de tensión. Por lo que, será necesario activarlos ydesactivarlos dependiendo de la dirección lateral de carga.

El proceso completo se puede modelar dentro de una solaejecución del programa mediante varios comandos dePERFORM ANALYSIS. La base de datos de STAAD-IIIautomáticamente almacena los resultados para diferentesejecuciones y es capaz de generar un diseño en base a lascombinaciones de carga definidas.

Refiérase al ejemplo número 4 del Manual de Iniciación yEjemplos para mas información.

3) También se podrá utilizar el análisis múltiple para modelarcambios para otras características tales como SUPPORTS,RELEASES, SECTION PROPERTIES etc.

4) La utilización del análisis múltiple podría requerir del uso deotros comandos como el SET NL y el CHANGE.

6.38 Especificación de Cambio

Objetivo

Este comando se emplea para reinicializar la matriz de rigidez.Este comando se utiliza generalmente cuando se requiere efectuarun análisis múltiple dentro de la misma ejecución.

Formato general:

CHANGE

Este comando indica que se espera por aquellos datos de entradaque cambiarán a la matriz de rigidez. Este comando se deberáutilizar solamente cuando un análisis ya haya sido ejecutado. Elcomando CHANGE efectúa lo siguiente:

a) Coloca la matriz de rigidez a cero,b) Transforma los miembros a activos, para cuando estos han sido

puestos como inactivos por un comando INACTIVE previo, yc) Permite la especificación otra vez de los apoyos con otro

comando SUPPORT, lo que causa que los antiguos apoyos seanignorados. La especificación SUPPORT debe ser tal que elnúmero de relajamientos antes de CHANGE debe ser mayor oigual al número de relajamientos después del CHANGE.También, los apoyos deben ser especificados en el mismoorden antes y después del comando CHANGE.

Ejemplo

Antes de CHANGE

1 PINNED2 FIXED BUT FX MY MZ3 FIXED BUT FX MX MY MZ

Después de CHANGE

1 PINNED2 FIXED3 FIXED BUT FX MZ

El comando CHANGE, no es necesario cuando se revisanúnicamente las propiedades de los miembros para realizar un nuevoanálisis. Éste es el caso típico en el cual el usuario ha preguntadopor una selección de miembro y entonces usa el comandoPERFORM ANALYSIS, para analizar otra vez la estructura basadoen las nuevas propiedades de los miembros.

Notas

1) Si nuevos casos de carga son especificados después delcomando CHANGE como en el caso de una estructura donde elcomando INACTIVE MEMBER es utilizado, El usuarionecesita definir el número total de casos de carga primariausando la opción SET NL ( ver sección 6.5 y ejemplo 4).

2) Análisis Múltiple utilizando el comando CHANGE no se debenrealizar si el archivo de entrada contiene casos de carga queinvolucran Análisis UBC, Análisis de espectro de Respuesta oAnálisis Paso a Paso.

Véase

sección 6.18

y Ejemplo 4

6.39 Especificación de Lista de Cargas

Objetivo

Este comando permite definir un grupo de casos de cargas activas.Todos los casos de carga definidos como activos mediante estecomando permanecerán así hasta que se especifique una nueva listade cargas.

Formato general:

load-list LOAD LIST

ALL

Descripción

Se usa este comando, para activar los casos de carga listados eneste comando y, hasta cierto punto, desactiva todos los otros casosde carga que no estén listados en este comando. En otras palabras,las cargas listadas se utilizan para la impresión y para el diseño enla ejecución de cálculos específicos. Note que, cuando se utiliza elcomando PERFORM ANALYSIS, el programa usa internamentetodos los casos de carga, sin considerar el comando LOAD LIST,excepto después de un comando CHANGE o RESTORE. En estosdos casos, el comando LOAD LIST, hace que el programa ejecuteel análisis únicamente en aquellas cargas que estén en la lista. Sinunca se usa el comando LOAD LIST, el programa asumirá quetodos los casos de carga son activos.

Ejemplo

LOAD LIST ALLPRINT MEMBER FORCESLOAD LIST 1 3PRINT SUPPORT REACTIONSCHECK CODE ALL

En este ejemplo, las fuerzas en los miembros serán impresas paratodos los casos de carga, en tanto que las cargas 1 y 3 seránutilizadas para imprimir la reacciones en los apoyos y la revisiónconforme a códigos de todos los miembros.

Notas

El comando LOAD LIST se podrá emplear en situaciones deanálisis múltiple en donde se requiera ejecutar un grupo de casosde carga únicamente. Observe que todos los casos de carga seránautomáticamente activados antes de que se utilice un comandoCHANGE o RESTORE.

6.40 Especificación de Secciones

Objetivo

Este comando se utiliza para especificar las secciones a lo largo delos miembros del marco para las que se requieran las fuerzas y losmomentos.

Formato general:

MEMBER memb-list SECTION f1, f2 ... f5

( ALL )

Descripción

Este comando especifica las secciones en términos de longitudesfracciónales de los miembros, en las cuales las fuerzas y momentosson considerados para un proceso posterior.

f1, f2,...,f5 = Sección provista para los miembros (en términos de

la fracción de la longitud de los miembros). El máximo número desecciones es 5, incluyendo las tomadas al inicio y final delmiembro. En otras palabras, no se permiten más de tres seccionesintermedias para el comando SECTION.

Este comando se emplea para rotar la geometría para cualquierángulo deseado alrededor de cualquier eje global. La configuraciónrotada se podrá utilizar en el análisis y diseño.

Ejemplo

SECTION 0.0 0.5 1.0 MEMB 1 2SECTION 0.25 0.75 MEMB 3 TO 7SECTION 0.6 MEMB 8

Véase

secciones

2.18.2,

2.18.4 y

Ejemplo 2

En este ejemplo, primero se colocan los valores de sección de losmiembros 1 y 2 como 0.0, 0.5, y 1.0, es decir, al inicio, en la partecentral y al final. Los miembros 3 y 7 son definidos en el próximocomando SECTION, donde las secciones son puestas como 0.25 y0.75.

En el próximo comando SECTION, el miembro 8 tiene su secciónespecificada en 0.6. El resto de los miembros no tendrán seccionesintermedias para ellos. Si no se especifica el valor de la secciónpara algún miembro, los valores por omisión serán 0.0 1.0 (esto es,al inicio y final). Por ejemplo, en caso de que la sección no seadefinida, las fuerzas inicial y final de los miembros serán utilizadasen el diseño. Como se mencionó anteriormente no más de tressecciones intermedias se permiten para el comando SECTION. Sinembargo, si más de tres secciones intermedias están involucradas,ellas podrán ser examinadas repitiendo el comando SECTIONdespués de completar los cálculos requeridos. El siguiente ejemploayudará a clarificar lo anterior.

Ejemplo

SECTION 0.2 0.4 0.5 ALLPRINT SECTION FORCESSECTION 0.6 0.75 0.9 ALLPRINT SECTION FORCES

En este ejemplo, primero las fuerzas en tres seccionesintermediadas (es decir, 0.2, 0.4 y 0.5) son impresas y entonces, lasfuerzas en tres secciones adicionales (o sea, 0.6, 0.75 y 0.9) sonimpresas. Esto proporciona al usuario, las fuerzas en más de tressecciones intermedias.

Notas

1) El comando SECTION únicamente especifica las secciones.Utilice el comando PRINT SECTION FORCES después de estecomando para imprimir la fuerzas y momentos de las seccionesespecificadas.

2) Este es un comando de análisis secundario. Observe que elanálisis habrá de ejecutarse antes de utilizar este comando.

6.41 Especificaciones Para La Impresión

Objetivo

Este comando es utilizado para indicar al programa que imprimadiversos resultados de análisis e información de modelado.STAAD-III ofrece un número de comandos versátiles de impresiónutilizados para dar formato a la salida.

Formato general para comandos de impresión de datos:

JOINT COORDINATES MEMBER INFORMATION ELEMENT INFORMATION (ALL) MEMBER PROPERTIES

PRINT MATERIAL PROPERTIES LIST list of items SUPPORT INFORMATION i.e. joints, o members ALL CG

Formato general para imprimir la localización del centrode gravedad:

PRINT CG

Formato general para impresión de resultados delanálisis:

(JOINT) DISPLACEMENTS (MEMBER) FORCES (SUPPORT) REACTIONS

PRINT ANALYSIS RESULTS List -(MEMBER) SECTION FORCES spec(MEMBER) STRESSES ELEMENT (JOINT) FORCES (AT f1 f2)MODE SHAPES

(ALL) , List-spec = LIST lista de elem.-nodos,

miembros o elementos

Formato General para imprimir reacciones en apoyos:

PRINT SUPPORT REACTIONS

Formato general para impresión de tablas de acero:

PRINT ENTIRE (TABLE)

Descripción

Observe que la lista de términos no es aplicable para los comandosPRINT ANALYSIS RESULTS, PRINT SUPPORT REACTIONS yPRINT MODE SHAPES.

El comando PRINT JOINT COORDINATES, imprime todas lascoordenadas de los nodos interpretadas.

El comando PRINT MEMBER INFORMATION, imprime toda lainformación de los miembros, incluyendo la longitud del miembro,incidencia de miembros, ángulos beta, si un miembro es armadura ono y las condiciones de libertad del miembro al inicio y final delmismo (1 = libre, 0 = no libre).

El comando PRINT ELEMENT INFORMATION imprime todos losnodos incidentes, espesores de los elementos y módulos de Poissonpara elementos plano/cascarón. El comando PRINT ELEMENTINFORMATION imprime información similar para elementossólidos.

El comando PRINT MEMBER PROPERTIES imprime todas laspropiedades de los miembros incluyendo el área de la seccióntransversal, momentos de inercia, y módulos de sección en ambosejes. Las unidades para las propiedades son siempre pulgadasINCH o centímetros CM (dependiendo sobre el sistema de unidadesFPS o METRIC) sin considerar la unidad especificada en elcomando UNIT.

La designación siguiente es utilizada para nombres de propiedadesde miembros:

AX - Área de la Sección TransversalAY - Área utilizada para calcular la deformación por cortante

en el eje local Y.AZ - Área utilizada para calcular la deformación por cortante

en el eje local Z.IZ - Momento de Inercia sobre el eje local Z.IY - Momento de Inercia sobre el eje local Y.IX - Constante TorsionalSY - Módulo de sección más pequeño sobre el eje local Y.SZ - Módulo de sección más pequeño sobre el eje local Z

El comando PRINT MATERIAL PROPERTIES imprime todas laspropiedades de los materiales para los miembros, incluyendo E(módulo de elasticidad), G (módulo de corte), peso específico ycoeficiente de expansión térmica (alfa) para miembros de marco.Este comando está disponible para miembros solamente.

El comando PRINT SUPPORT INFORMATION imprime toda lainformación de los apoyos con respecto a su estabilidad, libertad yconstante de elasticidad, en caso de que existan.

El comando PRINT ALL es equivalente a la combinación de losúltimos cinco comandos. Este comando imprime las coordenadas delos nodos, la información de los miembros, las propiedades de losmiembros, las propiedades de los materiales y la información delos apoyos en ese orden.

El comando PRINT CG imprime las coordenadas del centro degravedad de la estructura. Solo el peso propio de la estructura esutilizado para calcular el centro de gravedad. Las Cargas en losnodos y en los miembros definidos por el usuario no sonconsideradas en el cálculo del centro de gravedad.

El comando PRINT (JOINT) DISPLACEMENTS imprime losdesplazamientos en los nodos en una forma tabulada. Losdesplazamientos para todas las seis direcciones serán impresas paratodos los casos de carga especificados. La unidad de longitud paralos desplazamientos es pulgada INCH o centímetro CM(dependiendo del tipo de sistema de unidades FPS o METRIC) sinconsiderar la unidad especificada en el comando UNIT.

El comando PRINT (MEMBER) FORCES imprime las fuerzas enlos miembros (es decir, la fuerza axial, Cortante en los ejes localesy y z, Momento Torsional, Momentos sobre los ejes y y z) en unaforma tabulada por miembro, para todos los casos de cargaespecificados.

El comando PRINT ANALYSIS RESULTS es equivalente a losúltimos tres comandos combinados. Con este comando, losdesplazamientos de los nodos, las reacciones en los apoyos y lasfuerzas en los miembros, serán impresos en ese orden.

El comando PRINT (MEMBER) SECTION FORCES imprime lasfuerzas en las secciones intermedias especificadas con un comandoSECTION previo. La impresión es hecha en una forma tabulada,por miembro, para todos los casos de carga especificados.

El comando PRINT (MEMBER) STRESSES tabula los esfuerzosen los miembros en el nodo inicial, en el nodo final y en todas lassecciones intermediadas especificadas. Estos esfuerzos incluyen el

axial (es decir, la fuerza axial sobre el área), la flexión-y (es decir,el momento-y sobre el módulo de sección en el eje local y), laflexión-z (es decir, el momento-z sobre el módulo de sección en eleje local z), el esfuerzo cortante en las direcciones locales y y z, yesfuerzos combinados (combinación absoluta de axial, flexión-y yflexión-z).

Para secciones prismáticas, si no se proporcionan AY y/o AZ, elárea de la sección completa (AX) será considerada en los cálculosdel esfuerzo cortante.

Para secciones con peralte variable, los valores de AY y AZ sonaquellos para el lugar donde el esfuerzo es impreso. Por eso, si elesfuerzo es impreso en el lugar 0.0, el AY en AZ son basados enlas dimensiones del miembro en el nodo inicial.

AY = Peralte Total * Espesor del Alma.AZ = 2/3 Área de ambos patines juntos

El comando PRINT ELEMENT STRESSES debe ser utilizado paraimprimir esfuerzos (FX, FY, FXY, QX, QY), Momentos por unidadde ancho (MX, MY, MXY) y esfuerzos principales (SMAX, SMIN,TMAX) para elementos planos/cascarones. Típicamente, losesfuerzos y momentos por unidad de ancho en el centroide seránimpresos. También son impresos Los esfuerzos Von Mises (VONT,VONB) como el ángulo (ANGLE) que define la orientación de losplanos principales.

Las variables que aparecen en la salida son las siguientes. Ver Fig.2.13 en la sección 2 de este manual de referencia, para mayorinformación sobre estas variables.

QX = Esfuerzo cortante en la cara local X en la dirección Z.QY = Esfuerzo cortante en la cara local Y en la dirección Z.MX = Momento por unidad de ancho sobre la cara local XMY = Momento por unidad de ancho sobre la cara local YMXY = Momento Torsional por unidad de ancho en el plano

local X-YFX = Esfuerzo Axial en la dirección local X

FY = Esfuerzo Axial en la dirección local YFXY = Esfuerzo cortante en el plano local XYVONT = Esfuerzo Von Mises en la superficie superior del

elementoVONB = Esfuerzo Von Mises en la superficie inferior del

elementoSMAX = Esfuerzo principal máximo en planoSMIN = Esfuerzo principal mínimo en planoTMAX = Esfuerzo cortante máximo en planoANGLE = Ángulo que determina la dirección del esfuerzo máximo

principal con respecto al eje local X.

Si la opción JOINT es usada, las fuerzas y momentos en los puntosnodales son también impresos en adición al centroide del elemento.

La opción AT puede ser utilizada para imprimir fuerzas en loselementos en cualquier punto específico del elemento. La opciónAT debe ser acompañada por f1 y f2. Note que f1 y f2 son las

coordenadas locales X y Y ( en unidades en uso ) del punto dondelos momentos y esfuerzos son requeridos. Refiérase a la sección2.6 de este manual para información detallada del sistema local decoordenadas de los elementos.

El comando PRINT ELEMENT (JOINT) STRESS SOLID lepermite la impresión del esfuerzo al centro de elementos SOLID.Las variables que aparecen en la salida son las siguientes:

Esfuerzos Normales : SXX, SYY y SZZEsfuerzos Cortantes : SXY, SYZ y SZXEsfuerzos Principales : S1, S2 y S3.Esfuerzos Von Mises : SECosenos Directores : 6 Cosenos Directores son impresos

siguiendo la expresión DC,correspondiente a las dos primerasdirecciones de esfuerzos.

La opción JOINT imprimirá los esfuerzos en los nodos de loselementos sólidos.

El comando PRINT MODE SHAPES imprime los desplazamientode nodos para todos los modos calculados.

El comando PRINT SUPPORT REACTIONS imprime lasreacciones de los apoyos en forma tabulada, por apoyo, para todoslos casos de carga. La opción LIST no está disponible para estecomando.

El comando PRINT ENTIRE TABLE puede ser utilizado paraobtener una impresión del contenido del catálogo de acero del cuallas propiedades de los miembros están siendo leídas. Este comandodebe ser provisto siguiendo la especificación de las propiedades losmiembros.

Ejemplos

PERFORM ANALYSISPRINT ELEMENT JOINT FORCESPRINT ELEMENT FORCES AT 0.5 0.5 LIST 1 TO 10PRINT SUPPORT REACTIONSPRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 1 TO 50PRINT MEMBER FORCES LIST 101 TO 124

Notas

1) La salida generada por estos comandos están basadas en elsistema de unidades en uso. El usuario puede desear verificarel sistema de unidades en uso y cambiarlo si es necesario.

2) Los resultados pueden ser impresos para todos losnodos/miembros/elementos o basados en una lista específica.

6.42 Impresión de Sección de Desplazamientos

Objetivo

Este comando es utilizado para calcular e imprimirdesplazamientos en las secciones (puntos intermedios) de miembrosde marco, proporcionando los datos de deflexión entre las nodos.

Formato general:

NOPRINT PRINT SECTION (MAX) DISPL (NSECT i) (SAVE a) ALL

LIST memb-list

Descripción

PosiciónOriginal

PosiciónDesplazada

desplaz. -x

desplaz. -y

Y

X

Este comando imprime losdesplazamientos en puntosintermedios entre dos nodos de unmiembro. Estos desplazamientosestán en las direcciones de lascoordenadas globales (ver figura). Sise usa el comando MAX, el programaimprimirá únicamente los máximos

desplazamientos locales entre todos los casos de carga.

i = número de secciones que serán tomadas. En caso de que no seutilice NSECT y que además, se utilice SAVE, el valor poromisión es 12

a = nombre del archivo, donde los valores de desplazamientospueden ser almacenados y usados por el programa degraficado de STAADPL. Si se utiliza el comando NOPRINTjunto con el comando SAVE, el programa escribe los datos enel archivo y no los imprime en la salida. La versión PC, no

Vea sección

2.18.3 y

Ejemplo 13

necesita de un nombre de archivo y en caso de que uno seaprovisto, éste será ignorado.

Ejemplo

PRINT SECTION DISPL SAVEPRINT SECTION MAX DISP

Los desplazamientos de las secciones son medidos en coordenadasglobales. Los valores son medidos a partir de la posición original(no deflectada) a la posición deflectada. Ver figura anterior.

También es impreso el máximo desplazamiento local. Primero, lalocalización se determina y entonces el valor es medido desde estalocalización, a la línea uniendo los nodos inicial y final delmiembro deflectado.

Notas

1) Los valores de desplazamiento de sección están disponibles enCoordenadas Globales. La posición no deflectada es utilizadacomo un nivel de referencia para el cálculo de deflexiones.

2) Este comando es para el análisis secundario. Se deberá ejecutarun análisis antes de que éste comando pueda ser utilizado.

6.43 Especificación de la Impresión del Envolvente de Fuerzas

Objetivo

Este comando se utiliza para calcular e imprimir la envolvente defuerza/momento para los miembros del marco. Este comando noestá disponible para elementos finitos.

Formato general:

FORCE PRINT ENVELOPE (NSECTION i) list-sp.

MAXFORCE

LIST list-spec =

(ALL)

Descripción

Donde i es el número de secciones igualmente espaciadas que seránconsideradas en la impresión de las envolventes de fuerzasmáximas y mínimas. Si se omite el comando NSECTION i, el valorpor omisión para i será de 12. El comando MAXFORCE, produceúnicamente los valores de fuerza máximo/mínimo de todas lassecciones, mientras que el comando FORCE imprime los valores defuerza máximo/mínimo en cada sección, así como también, losvalores de fuerza max/min de todas las secciones. Los componentesde fuerzas incluyen FY, MZ, FZ y MY. Note que el comandoSECTION (como se describió en la Sección 6.40) no define elnúmero de secciones para las envolventes de fuerzas. Para laconvención de signo de los valores de fuerza, refiérase a la Sección2.18.

Véase

sección

2.18.5 y

Ejemplo 12

Ejemplo

PRINT FORCE ENVPRINT MAXF ENV NS 15PRINT FORCE ENV NS 4 LIST 3 TO 15

Notas

Este es un comando de análisis secundario y habrá de utilizarsedespués de la especificación de análisis.

6.44 Especificaciones de Impresión Para El Post - Análisis

La impresión de los resultados del análisis se podrá realizardespués de que el análisis haya sido ejecutado. Consulte la sección6.29 para conocer los diferentes comandos que podrán utilizarsedentro del archivo de entrada después de la especificación delcomando PERFORM ANALISIS.

6.45 Presentación Gráfica del Post - Análisis

Esta parte describe el estilo de entrada para crear los archivos degráficas, los cuales se pueden accesar por STAADPL para lapresentación de gráficas en pantalla o en ploters.

6.45.1 Formas Deflectadas

Objetivo

Este comando genera un archivo que contiene los datos de losdesplazamientos de las nodos. Dicho archivo deberá crearse conuna ejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que la formadeflectada se pueda ser vista dentro del módulo STAAD-POST enuna sesión posterior.

Formato general:

PLOT DISPLACEMENT FILE

Descripción

Este comando genera los datos requeridos para presentar la formadeflectada de cualquier caso de carga para cualquier factor deescala asociado. Las formas deflectadas se despliegan dibujandolas posiciones desplazadas de los nodos y conectándose entre ellascon líneas rectas.

Notas

1) No se necesita tener este comando dentro de una ejecución delanálisis de STAAD-III, si la forma deflectada es vista en lamisma sesión. La base de datos concurrente de STAAD-IIIacumula los datos de desplazamiento de la última ejecución deanálisis la cual es utilizada automáticamente por STAAD-POST.

2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que éste comandotendrá que utilizarse después de la especificación de análisis.

Vea sección

7.5

6.45.2 Desplazamientos de Sección

Objetivo

Este comando genera un archivo que contiene los datos de losdesplazamientos de sección. Este archivo se deberá de crear en unaejecución de análisis y diseño, tal que los desplazamientos ensecciones puedan ser vistas en una sesión posterior mediante elmódulo de STAAD-POST.

Formato general:

PLOT SECTION FILE

Descripción

Usando el comando de desplazamientos de sección de, se puedeobtener el desplazamiento de la sección para cualquier caso decarga con cualquier factor de escala asociado.

Notas

1) No se necesita tener este comando dentro de una ejecución delanálisis de STAAD-III, si la sección de desplazamientos esvista en la misma sesión. La base de datos concurrente deSTAAD-III acumula los datos de desplazamiento de la últimaejecución de análisis la cual es utilizada automáticamente porSTAAD-POST.

2) Esta es una opción de post-análisis. Por lo que éste comandotendrá que utilizarse después de la especificación de análisis.

Vea section

7.5

6.45.3 Diagrama de Fuerzas de Cortante y Momento Flexionante

Objetivo

Este comando genera un archivo que contiene los datos delmomento flexionante y valores de fuerzas cortante. Dicho archivodeberá crearse con una ejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que los momentos flexionantes y diagramas de fuerzascortantes puedan ser vistos dentro del módulo STAAD-POST enuna sesión posterior.

Formato general:

PLOT BENDING FILE

Descripción

Al usar este comando, el usuario puede crear los datos necesariospara mostrar los diagramas de momento y cortantes para ya sea unoo dos miembros o, para todos los miembros al mismo tiempo.

Notas

1) No se necesita incluir este comando dentro de la ejecución deanálisis de STAAD-III cuando los diagramas son presentadosen pantalla dentro de la misma sesión. La base de datosconcurrente activa de STAAD-III acumula los datos necesariosde la última ejecución de análisis la cual es automáticamenteutilizada por STAAD-POST.

2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que éste comandotendrá que utilizarse después de la especificación de análisis.

Vea sección

7.5

6.45.4 Modos de Vibración

Objetivo

Este comando genera un archivo que contiene los datos de losmodos de vibración. Este archivo deberá de crearse en unaejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que los modos devibración se pueden presentar en pantalla mediante el módulo deSTAAD-POST, en un sesión posterior.

Formato general:

PLOT MODE FILE

Descripción

Al usar este comando el usuario puede crear los datos requeridospara mostrar los modos de vibración para cualquier número demodos con su correspondiente factor de escala.

Notas

1) No se necesita incluir este comando dentro de la ejecución deanálisis de STAAD-III cuando los modos de vibración sonpresentados en pantalla dentro de la misma sesión. La base dedatos concurrente activa de STAAD-III acumula los datos dedesplazamiento de la última ejecución de análisis la cual esautomáticamente utilizada por STAAD-POST.

2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que este comandotendrá que utilizarse después de la especificación de análisis.

Vea sección

7.5

6.44.5 Contornos de Esfuerzo

Objetivo

Este comando genera un archivo que contiene los datos de losvalores de esfuerzos. Este archivo deberá de crearse en unaejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que los contornosde esfuerzos se pueden presentar en pantalla mediante el módulo deSTAAD-POST, en un sesión posterior.

Formato general:

PLOT STRESS FILE

Descripción

Usando este comando se puede presentar en pantalla los contornosde esfuerzos para cualquier caso de carga con su correspondientefactor de escala.

Notas

1) No se necesita incluir este comando dentro de la ejecución deanálisis de STAAD-III cuando los contornos de esfuerzos sonpresentados en pantalla dentro de la misma sesión. La base dedatos concurrente activa de STAAD-III acumula los datos delos esfuerzos de la última ejecución de análisis que esautomáticamente utilizada por STAAD-POST.

2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que este comandotendrá que utilizarse después de la especificación de análisis.

Vea sección

7.5

6.45 Especificación de Tamaño

Objetivo

Este comando proporciona una estimación de las propiedades delas secciones requeridas para los miembros del marco, en base aciertos resultados del análisis y los requerimientos que usteddefina.

Formato general

* WIDTH f1DEFLECTION f2 MEMBER member-list

SIZE LENGTH f3 BSTRESS f4 ALL SSTRESS f5

donde,f1 = máximo ancho permisiblef2 = máxima razón permisible (longitud/máxima deflexión local)f3 = longitud para calcular la razón anterior.

La longitud real del miembro será tomada por omisiónf4 = máximo esfuerzo de flexión permisiblef5 = máximo esfuerzo de corte permisible

Observe que los valores deben proporcionarse en el sistema deunidades que se esté utilizando.

Descripción

Este comando se utiliza para calcular las propiedades necesarias deuna sección de un miembro, basado en los resultados del análisis ylos criterios especificados por el usuario. Los criteriosespecificados por el usuario, podrán incluir, el ancho del miembro,razón permisible (longitud/máxima deflexión), máximo esfuerzo deflexión permisible y máximo esfuerzo de corte permisible.Cualquier cantidad de estos criterios podrán usarsesimultáneamente. La salida incluye: el módulo de sección requerido

(alrededor del eje mayor), el área de corte requerida (para corteparalelo al eje menor), capacidad de momento máximo (alrededordel eje mayor), capacidad de corte máximo (para corte paralelo aleje menor) y la razón máxima (longitud máxima local deflexión).

Ejemplo

SIZE WID 12 DEFL 300 LEN 240 BSTR 36 ALLSIZE DEFL 450 BSTR 42 MEMB 16 TO 25

Nota:Vale la pena notar, que el dimensionamiento estará basadoúnicamente, en los criterios especificados por el usuario enel comando SIZE.

Por ejemplo, en el ejemplo anterior, el dimensionamiento estarábasado en un miembro especificado por el usuario, con un ancho de12, una razón de longitud/deflexión de 300 (donde la longitud =240) y un máximo esfuerzo de flexión permisible de 36.

En el segundo ejemplo, el dimensionamiento estará basado en unarazón de longitud/flexión de 450 (donde la longitud es igual a lalongitud real del miembro) y, un máximo esfuerzo de flexiónpermisible de 42.

Nota

Esta es una opción de post - análisis. Por lo que éste comandotendrá que utilizarse después de la especificación de análisis.

6.47 Especificaciones de Diseño En Acero

En esta sección se describen todas las especificaciones necesariaspara el diseño estructural de acero.

La sección 6.47.1 discute todas las especificaciones que pueden serempleadas para controlar el diseño. Las secciones 6.47.2 y 6.47.3describen las opciones de CODE CHECKING y MEMBERSELECTION, respectivamente. La selección de miembros poroptimización es discutida en la sección 6.47.4. STAAD-III tambiénproporciona las opciones para el diseño de soldaduras las cualesson descritas en la sección 6.47.5.

6.47.1 Especificación de Parámetros

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetrosrequeridos para el diseño de acero.

Formato general:

PARAMETER

AASHTO AISC AUSTRALIANBRITISH CANADIAN

CODE FRENCH GERMAN INDIA JAPAN LRFD NORWAY

parameter-name f1 MEMBER memb-list PROFILE a1, (a2, a3) ALL

Descripción

parameter-name - se refiere al nombre del parámetro listado enla tabla de parámetros contenida en la sección de diseño en acero.

Para diseño de esfuerzo permisible AISC, véase la tabla 3.1. Parauna lista de parámetros de diseño para carga resistencia AISCLRFD, véase la tabla 3.2. Para diseño de acero según otroscódigos, refiérase a las secciones pertinentes.

f1 = Valor del parámetro.

El usuario podrá controlar el diseño a través de la especificaciónde los parámetros apropiados.

El parámetro PROFILE está disponible para el código AISC ASD (Diseño por esfuerzos permisibles ) solamente. El usuario puedeespecificar hasta tres perfiles (a1, a2 y a3). El perfil, como se

describió en la Tabla 3.1, se compone de las primeras tres letras deun nombre del catálogo de acero AISC, por ejemplo, W8X, W12,C10, L20, etc.. El nombre del parámetro PROFILE se usasolamente para la selección de miembros con esos nombres deperfil. También la sección especificada bajo PROFILE tiene queser la misma que la especificada inicialmente bajo MEMBERPROPERTIES. Observe que el comando PROFILE, únicamente sepuede utilizar para el catálogo de acero americano. El parámetroCODE le permite elegir el tipo de código de acero que va serverificado en el diseño. El valor por omisión para el código deacero, depende del país de distribución.

Ejemplo

PARAMETERSCODE AISCKY 1.5 MEMB 3 7 TO 11NSF 0.75 ALLPROFILE W12 W14 MEMB 1 2 23RATIO 0.9 ALL

Notas

1) Todos los valores de las unidades deberán de estar en elsistema de unidades en uso.

2) Para conocer los valores por omisión de los parámetros,consulte la tabla de parámetros apropiada.

3) El comando PROFILE está disponible con el código americanoAISC ASD solamente. No está disponible con los códigosLRFD o AASHTO.

Véasesección 3.3 yTabla 3.1

6.47.2 Especificación de Revisión conforme a Códigos

Objetivo

Este comando se emplea para ejecutar la operación de verificaciónconforme a códigos.

Formato general:

MEMBER memb-list CHECK CODE

ALL

Descripción

Este comando revisa los miembros especificados en contra de lasespecificaciones del código deseado. Para información detallada,refiérase a la Sección 3 de este Manual.

Notas

La salida de este comando se puede controlar mediante elparámetro TRACK. Tres niveles de información se encuentrandisponibles. Consulte la sección apropiada de diseño en acero paramás información acerca del parámetro TRACK.

Véase

sección 3.5

6.47.3 Especificación de Selección de Miembros

Objetivo

Este comando se utiliza para ejecutar la operación de MEMBERSELECTION.

Formato general:

MEMBER memb-list SELECT

ALL

Descripción

Mediante este comando, el programa selecciona miembrosespecíficos, basado en las restricciones de los valores de losparámetros y del código específico. La selección es hecha usandolos últimos resultados del análisis e iterando las secciones hastaque el tamaño de menos peso sea elegido. Consulte la Sección 3 deeste Manual para detalles mayores.

Notas

1) La salida de este comando puede ser controlada utilizandoel parámetro TRACK. Tres niveles de detalle estándisponibles. Consulte la sección apropiada de Diseño deAcero para mayor información en el parámetro TRACK.

2) La selección de miembros puede ser hecha después de queun análisis ha sido realizado. Consecuentemente, elcomando para realizar el análisis tiene que ser especificadoantes de que el comando SELECT MEMBER pueda serespecificado.


Objetivo

Este comando ejecuta la selección de miembros utilizando unatécnica optimizada en base a múltiples iteraciones de diseño yanálisis.

Formato general:

SELECT OPTIMIZED

Descripción

Por medio de este comando, el programa selecciona todos losmiembros basado en una técnica sofisticada de optimización. Estemétodo requiere de múltiples análisis de la matriz de rigidez, asícomo también, la iteración de los tamaños hasta que el mínimopeso de toda la estructura sea obtenido. Este comando deberá deser utilizado con precaución, ya que se requiere de un mayortiempo de proceso para resolver una estructura.

Notas

1) La salida de este comando se puede controlar mediante elparámetro TRACK. Tres niveles de información se encuentrandisponibles. Consulte la sección de diseño en acero apropiadapara más información acerca del parámetro TRACK.

2) Este comando podría involucrar múltiples ciclos de iteracionesde análisis y diseño por lo que podría convertirse en unproceso sumamente tardado.

6.47.5 Especificación de Selección de Soldadura

Objetivo

Este comando realiza la selección de tamaños de soldadura paramiembros especificados.

Formato general:

MEMBER memb-list SELECT WELD (TRUSS)

ALL

Descripción

A través de este comando, el programa selecciona los tamaños desoldadura al inicio y final de los miembros especificados. Lasselecciones se tabulan con toda la información necesaria. Si se usael comando TRUSS, el programa diseñará las soldaduras paramiembros angulares o doble angulares unidos entre si, para reforzarlas placas de empalme con la soldadura a lo largo de la longitud delos miembros.

Notas

El cálculo del tamaño de soldadura también podrá controlarseparamétricamente. Para más información en los parámetrosdisponibles, consulte la sección apropiada de Diseño en Acero.

6.48 Especificación de Grupo

Objetivo

Este comando se utiliza para la agrupación de miembros dentro delanálisis y diseño en acero.

Formato general:

(FIXED GROUP)GROUP prop-spec MEMB memb-list (SAME AS i1)

AX = Área de la Sección Transversalprop-spec = SY = Módulo de la Sección en eje local y

SZ =Módulo de la Sección en eje local z

Descripción

Este comando hace posible que el programa agrupe miembrosespecíficos para un análisis de acuerdo a sus propiedades másimportantes. Si se proporciona el número de miembro i1 en el

comando SAME AS, el programa agrupará los miembros deacuerdo a las de i1. Este comando se usa por lo general después dela selección de miembros, y en donde los miembros se puedanagrupar para un proceso ulterior. Si se usa la opción FIXEDGROUP, el grupo especificado será retenido en memoria por elprograma y será usado en operaciones de selección de miembrossubsecuentes y los resultados del agrupamiento no serán vistos amenos que una operación SELECT MEMBER es realizada.

Ejemplo 1

GROUP SZ MEMB 1 3 7 TO 12 15GROUP MEMB 17 TO 23 27 SAME AS 30

En este ejemplo, los miembros 1, 3, del 7 al 12 y 15 estánasignados con las mismas propiedades de acuerdo a lo cual estos

miembros tendrán el módulo de sección más grande. Los miembrosdel 17 al 23 y 27 están asignados con las mismas propiedades queel miembro 30, sin considerar si el miembro 30 tiene el área desección más chica o más grande. AX es la propiedad por omisiónsobre la cual está basada la agrupación.

Ejemplo 2

FIXED GROUPGROUP MEMB 1 TO 5SELECT OPTIMIZED

En el ejemplo anterior, se ilustra la utilización del comando FIXEDGROUP. El comando de SELECT OPTIMIZED involucra los tresprocesos siguientes,

1) Selección de miembros2) Agrupación de miembros (1 a 5)3) Análisis

hasta que después de varias iteraciones se obtenga unaconvergencia de las propiedades de los miembros en ciclosseguidos. El comando FIXED GROUP es necesario para laejecución del paso número 2 dentro del ciclo.

Notas

Este comando se utiliza típicamente después de la selección demiembros para posterior análisis y diseño. Esta opción se puedeutilizar efectivamente para desarrollar un diseño orientado, endonde varios de los miembros necesiten ser del mismo tamaño.

6.48 Especificación de Estimación de Acero

Objetivo

Este comando se emplea para obtener un sumario de todas lassecciones de acero utilizadas junto con sus longitudes y sus pesos.

Formato general:

STEEL (MEMBER) TAKE ( OFF )

Descripción

Este comando proporciona una lista completa de todas lasdiferentes secciones de las tablas de acero utilizadas en laestructura. La lista tabulada incluirá la longitud total de cadanombre de sección y su peso total. Esto puede ser útil en laestimación de cantidades de acero.

La opción MEMBER lista la longitud y peso de cada miembro pornúmero, el tipo de perfil, peso y longitud.

Notas

Esta opción se puede utilizar efectivamente para obtener una rápidaestimación de los volúmenes de acero de la estructura.

6.50 Especificaciones de Diseño En Madera

Esta Sección describe las especificaciones del diseño en madera.Una descripción detallada sobre el diseño en madera es presentadaen la Sección 5.

La sección 6.50.1 describe la especificación de los parámetros paradiseño en madera. Las secciones 6.50.2 y 6.50.3 describen laverificación de códigos y selección de miembros, respectivamente.

6.50.1 Especificación de Parámetros Para el Diseño En Madera

Objetivo

Este grupo de comandos se utiliza en la definición de losparámetros para el diseño en madera.

Formato general:

PARAMETER

CODE TIMBER

MEMBER member-list parameter-name f1

ALL

Descripción

f1 = valor del parámetro

Note que, parameter name, se refiere a los parámetros descritos enla Sección 5.

Notas

1) Todos los valores deberán proporcionarse de acuerdo alsistema de unidades en uso.

2) Para conocer los valores por omisión de los parámetros,refiérase a la sección 5.

6.50.2 Especificación de Revisión Conforme a Códigos

Objetivo

Este comando ejecuta la operación de verificación conforme acódigos sobre miembros específicos tomando como base loscódigos del Instituto Americano de la Construcción en Madera(AITC).

Formato general:

MEMBER member-list CHECK CODE

ALL

Descripción

Este comando compara los miembros en contra de losrequerimientos de los códigos del Instituto Americano para laConstrucción en Madera (American Institute of TimberConstruction). Los resultados de la verificación conforme acódigos se resumen en un formato Tabular. Ejemplos yexplicaciones detalladas de este formato son presentadas en laSección 5.

Notas

La salida de este comando puede ser controlada mediante elcomando TRACK. Se encuentran disponibles dos niveles deespecificación. Refiérase a la sección 5 para un completainformación acerca del parámetro TRACK.


Objetivo

Este comando realiza la operación de selección de miembros sobremiembros específicos, tomando como base el AITC.

Formato general:

MEMBER member-list SELECT

ALL

Descripción

Este comando se podrá usar para ejecutar la selección de miembrosde acuerdo a los códigos de AITC. La selección se basa en losresultados del último análisis, y las iteraciones serán ejecutadashasta que se obtenga el miembro más ligero que cumpla con todoslos requerimientos de código aplicables. Los parámetros se podránutilizar para controlar el diseño y los resultados estarán disponiblesen un formato tabular. Explicaciones detalladas del proceso deselección y de la salida se presentan en la Sección 5.

Notas

La salida de este comando puede ser controlada mediante elcomando TRACK. Se encuentran disponibles dos niveles deespecificación. Consulte la sección 5 para una informacióncompleta acerca del parámetro TRACK.

6.51 Especificación de Diseño En Concreto

Este comando describe las especificaciones para el diseño enconcreto. El procedimiento de diseño en concreto implementado enSTAAD-III consiste de los pasos siguientes.

1) Inicio del diseño2) Especificación de parámetros3) Especificación de requerimientos de diseño4) Requisición de estimación5) Conclusión de diseño

La sección de diseño 6.51.1 describe el comando de inicio deldiseño. La sección 6.51.2 trata lo referente a la especificación deparámetros. Las especificaciones de requerimientos de diseño sedescriben en las secciones 6.51.3. El comando de estimación deconcreto se indica en la sección 6.51.4 y finalmente, el comando deconclusión de diseño se describe en la sección 6.51.5.

6.51.1 Inicio del Diseño En Concreto

Objetivo

Este comando se utiliza para iniciar el diseño en concreto.

Formato general:

START CONCRETE DESIGN

Descripción

Este comando inicia las especificaciones del diseño en concreto.Con esto, los parámetros de diseño son automáticamente colocadosen sus correspondientes valores por omisión (como se muestra enTabla 4.1). Sin este comando, ninguno de los siguientes comandosde diseño en concreto serán reconocidos.

Nota

Este comando deberá incluirse antes de cualquier otro comando dediseño en concreto.

6.51.2 Parámetros de Diseño en Concreto

Objetivo

Este grupo de comandos se emplean para especificar los parámetrosque controlan el diseño en concreto.

Formato general:

ACI BRITISH CANADIAN

CODE FRENCH GERMAN INDIA JAPAN NORWAY

MEMBER memb/elem list parameter-name f1

( ALL )

Descripción

Parameter-name se refiere a los parámetros de concreto descritosen la Tabla 4.1.

f1 es el valor del parámetro. Observe que este valor es siempre

dado en las unidades en uso. El comando UNIT es aceptadoademás, durante cualquier fase del diseño en concreto

Notas

1) Todos los valores deberán proporcionarse de acuerdo alsistema de unidades en uso.

2) Para conocer los valores por omisión de los parámetros,refiérase a la sección 4.

6.51.3 Comando de Diseño En Concreto

Objetivo

Este comando se utiliza para especificar el tipo de diseñorequerido. Los miembros se podrán diseñar como vigas, columnas oelementos.

Formato general:

BEAM DESIGN COLUMN memb-list

ELEMENT

Descripción

Los miembros que van a ser diseñados deben de ser especificadoscomo BEAM, COLUMN o ELEMENT. Observe que los miembros,una vez que hayan sido diseñados como vigas, no pueden serrediseñados como columnas nuevamente, o viceversa.

Nota

Únicamente las placas se podrán diseñar como elementos.

6.51.4 Estimación de Concreto

Objetivo

Este comando se utiliza para obtener una estimación del volumentotal de concreto y varillas de refuerzo que serán utilizadas y susrespectivos pesos.

Formato general:

CONCRETE TAKE OFF

Descripción

Este comando se podrá emplear para imprimir el volumen total deconcreto y el número de varillas y sus pesos respectivos para losmiembros diseñados.

Salida de ejemplo:

************** CONCRETE TAKE OFF **************(FOR BEAMS AND COLUMNS DESIGNED ABOVE)

TOTAL VOLUME OF CONCRETE = 87.50 CU.FT

BAR SIZE WEIGHTNUMBER (in lbs)

-------- --------4 805.036 91.608 1137.609 653.84

11 818.67------------

*** TOTAL = 3506.74

Notas

Este comando se utiliza de manera efectiva para una rápidaestimación de cantidades.

6.50.5 Finalizando el Diseño en Concreto

Objetivo

Este comando se deberá utilizar para concluir el diseño enconcreto.

Formato general:

END CONCRETE DESIGN

Descripción

Este comando concluye el diseño en concreto después del cual loscomandos normales de STAAD-III continúan.

Ejemplo

START CONCRETE DESIGNCODE ACIFYMAIN 40.0 ALLFC 3.0 ALLDESIGN BEAM 1 TO 4 7DESIGN COLUMN 9 12 TO 16DESIGN ELEMENT 20 TO 30END

Notas

Sin éste comando , los comandos posteriores de STAAD III noserán reconocidos.

6.52 Especificación Para El Diseño de Cimentaciones

Objetivo

Este conjunto de comandos se utilizan para especificar losrequerimientos del diseño de las cimentaciones. Las secciones6.52.1 hasta la 6.52.4 describen el proceso de inicio de diseño,especificación de parámetros, comandos y conclusión del diseño.

Descripción

Esta opción se podrá utilizar para diseñar cimentaciones aisladaspara las apoyos que el usuario especifique. Una vez que el apoyosea especificado, el programa automáticamente identifica lasreacciones de los apoyos asociadas con el nodo. Todos los casos decarga activa son verificados y el diseño es ejecutado para lasreacciones de los apoyos que requieran el máximo tamaño decimentación. Existen ciertos parámetros que ayudan a controlar eldiseño. Los empalmes y la longitud de desarrollo también soncalculadas e incluidas en la salida del diseño.

Consideraciones De Diseño

El diseño de cimentaciones aisladas de STAAD-III, está basado enlas siguientes consideraciones.

1) El diseño de las reacciones de carga podrán incluir cargasconcentradas y momentos biaxiales.

2) La reacción a la carga vertical es incrementada un 10% paraconsiderar el peso propio de la cimentación.

3) El tamaño de la losa de cimentación es rectangular. La relaciónentre la longitud y el ancho de la losa se puede controlar pormedio de un parámetro.

4) El diseño de la base de cimentación esta disponible y esopcional.

5) Las cimentaciones no se podrán diseñar en los apoyos dondelas reacciones provoquen un levantamiento sobre estas.

Procedimiento De Diseño

La siguiente es la secuencia de diseño que se sigue:

1) El tamaño de cimentación es calculado en base a la cargaobtenida directamente de los resultados del análisis (reaccionesde los apoyos) y de la compresión del terreno permisible queusted haya especificado. Ningún factor es usado para lasreacciones de los apoyos.

2) El tamaño de cimentación, obtenida del inciso uno, y el factorde carga son utilizados para calcular las reacciones del terreno.

FACTOR DE CARGA = REACCION EFECTIVA XParámetro FFAC

Observe que el usuario podrá proporcionar el valor deseadopara FFAC.

3) Los detalles del peralte y refuerzo de la cimentación, estánbasados en las reacciones del terreno calculados en el inciso 2.

4) Los empalmes y longitud de desarrollo son calculados yreportados en la salida.

Los parámetros siguientes se encuentran disponibles para el diseñode cimentaciones.

Parámetros de Diseño


FY 60,000 psi Resistencia a la fluencia paraacero de refuerzo.

FC 3,000 psi Resistencia a la compresión delconcreto.

CLEAR 3.0 in. Recubrimientos para el refuerzode la losa.

REINF Varilla número 9 Tamaño de varilla del refuerzoprincipal para el diseño de la losa.

FFAC 1.0 Factor de carga de diseño.

BC 3000 psf Capacidad de carga del terreno.

RATIO 1.0 Razón entre los lados de la losa.

TRACK 1.0 1.0 - para salida numérica2.0 - para salida numérica y

diagrama

DEPTH Calculado por elprograma

Profundidad mínima de la basede cimentación de la losa. Elprograma cambia este valor encaso de que el programa lorequiera.

S1, S2 Calculado por elprograma

Tamaño de la base de lacimentación de la losa. S1 y S2a los lados de las columnas YDy ZD, respectivamente. Sepodrán especificar ya sea S1 oS2, o ambos. Cuando seprovee uno, el otro escalculado en base a la razón(RATIO). Cuando se proveenambos el valor de RATIO seráignorado.

EMBEDMENT 0.0 Profundidad de la base de lacimentación a partir del puntode apoyo de la columna.

Parámetros de Diseño Cont.


PEDESTAL 0.0 0.0 = no se efectuará diseñode pedestal

1.0 = diseño de pedestaldejando al programacalcular las dimensionesde este.

X1 X2 - diseño de pedestalutilizando las dimensiones queusted defina, donde X1 y X2corresponden a los lados de lalosa S1 y S2, respectivamente.

6.52.1 Inicio del Diseño

Objetivo

Este comando se debe utilizar para iniciar el diseño decimentaciones.

Formato general:

START FOOTING DESIGN

Descripción

Este comando inicia el diseño de la cimentación. En caso de noespecificarse, no será reconocido ningún comando que se relacionea este tipo de diseño.

Notas

Ninguna de las especificaciones de diseño para cimentaciones seráprocesada sin el uso de este comando.

6.52.2 Especificación de Parámetros Para El Diseño de Cimentaciones

Objetivo

Este comando se emplea para especificar los parámetros que seutilizan para controlar el diseño de cimentaciones.

Formato general:

AMERICAN BRITISH CANADIAN


JOINT joint-list parameter-name f1

( ALL )

Descripción

parameter-name Nombre de parámetro, se refiere a losparámetros descritos en la Sección 6.52.

f1 es el valor del parámetro. Note que este valor deberá definirse

de acuerdo a las unidades en uso. Se puede cambiar el comandoUNIT en cualquier fase del diseño de cimentaciones.

Notas

1) Todos los valores de los parámetros deberán de proporcionaren el sistema de unidades en uso.

2) Refiérase a la tabla de parámetros de la sección 6.52, para verlos valores por omisión de los parámetros.

6.52.3 Comando Para El Diseño de Cimentaciones

Objetivo

Este comando se debe utilizar para ejecutar el diseño decimentaciones.

Formato general:

DESIGN FOOTING joint-list

Descripción

Este comando se podrá utilizar para especificar los nodos para loscuales se desea ejecutar el diseño.

Notas

La salida de este comando se puede controlar mediante elparámetro TRACK (sección 6.52). Cuando el valor de TRACK es1, únicamente se proporcionará la salida numérica. Si TRACK es 2,se proporcionará además, una salida gráfica.

Ejemplo

START FOOTING DESIGNCODE AMERICANUNIT KIP INCHFY 45.0 JOINT 2FY 60.0 JOINT 5FC 3 ALLRATIO 0.8 ALLTRACK 2.0 ALLPEDESTAL 1.0 ALLUNIT KIP FEETCLEAR 0.25BC 5.20 JOINT 2BC 5.00 JOINT 5DESIGN FOOTING 1 2 3 5END FOOTING DESIGN

6.52.4 Conclusión Del Diseño de Cimentaciones

Objetivo

Este comando se debe utilizar para concluir el diseño decimentaciones.

Formato general:

END FOOTING DESIGN

Descripción

Este comando concluye con el diseño de la cimentación.

Notas

En caso de que el diseño de cimentaciones no sea terminado,ningún comando de STAAD-III será reconocido.

6.53 Comandos Especiales Diversos

Los siguientes son dos comandos especiales, que pueden serutilizados para controlar las características de precisión de loselementos de la matriz de rigidez y los requerimientos de memoriapara un problema en particular.

6.53.1 Comando de Precisión

Objetivo

Este comando se emplea para controlar las características deprecisión en la verificación de la matriz de rigidez de la estructura.

Descripción

La matriz global de rigidez, de una estructura correctamentemodelada, es siempre una matriz simétrica con elementos positivossobre la diagonal principal. Elementos negativos o positivos peromuy pequeños son, por lo general, un resultado de un modeladoincorrecto en una matriz de rigidez pésimamente condicionada. EnSTAAD-III, todos los coeficientes de rigidez numéricamentemenores de 0.01 son identificados como posibles fuentes deinestabilidad y en tales casos mensajes de advertencia sonmandados al usuario. En ciertas situaciones especiales, estoscoeficientes de rigidez pueden representar números correctos. Asíes que para eliminar el mensaje de error en estas circunstancias,utilice el comando PRECISION reespecificando el valor en contradel cual los coeficientes son verificados. Este comando deberáincluirse al inicio del archivo de entrada.

Formato general:

PRECISION f1

donde, f1 = número en contra del cual los

coeficientes de rigidez seránverificados (el valor poromisión es de 0.01)

Notas

Este comando se deberá proporcionar antes de las especificacionesde JOINT COORDINATES.

6.52.2 Comando de Entrada de Memoria

Objetivo

Este comando se utiliza para controlar los requerimientos dememoria en el caso de que exista un problema de desbordamiento.

Descripción

Este comando se puede utilizar en una situación de sobreflujo, paradisminuir la memoria demandada por el problema. Un valor poromisión de 16000 está preestablecido en el programa. Un númeromás bajo que éste puede disminuir los requerimientos de memoria.Los problemas que requieran más memoria, pueden sersolucionados usando este comando. El uso de este comandoresultará en una ejecución más lenta. Así, que deberá de serprecavido con el uso de este comando. En caso de que se cuentencon los recursos, el incrementar el número resultará en unaejecución más rápida. Este comando deberá incluirse al principiodel archivo de entrada.

Formato general:

INPUT MEMORY f1

donde f1 = la capacidad de memoria (el

valor por omisión para laversión PC es de 16000)

Notas

1) Este comando deberá de proporcionarse antes de laespecificación de JOINT CCORDINATES.

2) El valor de f1 puede ser especificado como cero, en cuyo caso,

el comando INPUT MEMORY resultará en una demandamínima de memoria central para el problema. Sin embargo, elusuario es advertido de su uso, ya que esto reducirá la rapidezde ejecución. Así, uno deberá de considerar la utilización de

este comando únicamente cuando un mensaje de COREOVERFLOW haya aparecido y todos los otros medios dereducir la demanda de la memoria central hayan sidoexhaustivamente analizados.

6.53 Especificación de Guardado de Archivos

Objetivo

Este comando podrá ser utilizado para guardar los datos de unaejecución y los resultados analíticos para una ejecución posteriordel programa.

Formato general:

SAVE (a1,a2)

Descripción

a1 = nombre del archivo en el cual los resultados analíticos y los

datos serán guardados. Cualquier nombre hasta de 12caracteres, comenzando con caracteres alfabéticos, seráaceptado.

a2 = nombre de un segundo archivo en el cual los datos de carga

serán guardados. Cualquier nombre diferente del primero yhasta de 12 caracteres, comenzando con un caracteralfabético, será aceptado

Notas

Si no se proporcionan los nombres de los archivos, los datos seránsalvados en los archivos denominados TEM1 y TEM2,respectivamente.

6.55 Especificación de Restauración de Archivos

Objetivo

Este comando se podrá utilizar para restaurar los datos de unaejecución guardados mediante el comando SAVE.

Formato general:

RESTORE (a1, a2)

Descripción

a1 y a2 son los mismos nombres de archivos como se especificaron

en el comando SAVE. Este comando se utiliza para restaurar unaejecución previa de STAAD-III que haya sido salvada con elcomando SAVE. Si los nombres a1 y a2 son omitidos, el programa

asumirá los nombres como TEM1 y TEM2, respectivamente. Deesta manera, una ejecución actualizada, sin definir ningún nombrede archivo, podrá ser restaurada de la misma manera, esto es, noespecificando los nombres de los archivos en el comandoRESTORE.

Ejemplo

STAAD SPACE TITLERESTORE FILE1 FILE2

Notas

1) Este comando también reconocerá los nombres de losarchivos por omisión TEM1 y TEM2.

2) Las operaciones que involucran Elementos Finitos nopueden realizarse con el archivo restaurado.

6.56 Especificación de la Conclusión de la Ejecución

Objetivo

Este comando debe de utilizarse para concluir la ejecución deSTAAD-III.

Formato general:

FINISH

Descripción

Este comando deberá de ser provisto como el último comando deentrada. Con lo que queda concluida una ejecución de STAAD-III.

El Ambiente Gráfico DelPre-proceso y Post-proceso

7.1 Introducción

Esta sección describe las opciones gráficas con las que cuentaSTAAD-III para Windows. Existen dos opciones principales queestán disponibles. Éstas son

STAAD-PRE : Generador Gráfico de Datos de EntradaSTAAD-POST : Post Procesador Gráfico

Estas facilidades se describen a continuación.

STAAD-PRE

La opción STAAD-PRE puede ser llamada del menú principal odesde el icono de STAAD-PRE de la ventana de aplicaciones REI.Al utilizar esta opción, el usuario puede generar el archivo deentrada de datos completo de STAAD-III gráficamente. El archivode entrada contiene especificaciones de geometría, propiedades dela sección, constantes, apoyos, cargas, requerimientos deanálisis/diseño, requerimientos de impresión/ploteo, etc.

El proceso de la generación gráfica de datos de entrada escompletamente guiada por medio de menús y es interactiva. Ayudadetallada en pantalla está disponible en todas las etapas delproceso. STAAD-PRE ofrece una gran capacidad de visualizaciónextensiva y manipulación de imágenes. Esto permite la verificaciónconcurrente de gráficas y la visualización durante el proceso de la


generación del modelo. STAAD-III cuenta con un ambientegráfico amigable con el usuario con opciones de generación demiembros/elementos parecidas a programas CAD para facilitar eldesarrollo rápido y exacto del modelo. Además de opciones parageneración convencional de miembros/elementos, STAAD-PREincluye una opción de Biblioteca. Esta opción incluye un númerode componentes estructurales comunes que pueden ser modificadossegún la conveniencia del usuario, y utilizados como bloques paracrear un modelo complejo.

Como salida final, STAAD-PRE crea el archivo de datos deentrada. El editor de textos STAAD-Edit puede ser llamado desdela pantalla principal de STAAD-PRE. Esto permite la verificaciónconcurrente y la edición de texto. Un usuario familiar con ellenguaje de comandos de STAAD-III, puede utilizar unacombinación de las opciones de la generación concurrente degráficos y la edición de texto, para desarrollar el modelo muyeficientemente.

STAAD-POST

STAAD-POST puede ser llamado del menú principal de STAAD-III. Las opciones disponibles incluyen la visualización de lageometría, verificación gráfica de resultados, generación deresultados, generación de reportes y opciones de búsqueda.

Esta opción comparte la base de datos activa de ingenieríaconcurrente con el análisis y diseño de STAAD-III. Por esto, todoslos datos requeridos para la visualización gráfica, verificación,generación de reportes y búsqueda están disponiblesconcurrentemente. En caso de ser necesario, STAAD-III puede serllamado dentro de STAAD-POST para realizar el Análisis y Diseñoy los resultados pueden ser vistos inmediatamente después de laejecución.

El post - proceso gráfico es completamente guiado por mediomenús y es interactivo. Una Ayuda detallada en pantalla estádisponible para todas las etapas del proceso. STAAD-POST ofrececapacidad de visualización extensiva y de manipulación de

gráficas. El ambiente gráfico amigable con el usuario, cuenta conopciones de manipulación parecidas a las de programas CAD,facilita la verificación rápida y exacta y la visualización.

7.2 Organización de la Pantalla

La organización de la pantalla para STAAD-PRE y STAAD-POSTestá ilustrada en las Figuras 7.1 y 7.2. Los elementos de menú estánorganizados en dos grupos funcionales. El menú superior contienelas funciones de STAAD-PRE y STAAD-POST, un editor y unmanual de referencia en línea. Los elementos del menú tienen sub-menús y ventanas de dialogo para permitir una interfase masintuitiva para el usuario, para los momentos en que realice tareastales como la definición de la estructura de la geometría y lavisualización de resultados. La caja de herramientas controla elambiente de trabajo permitiendo diferentes vistas de la estructura.También provee opciones de iconos de activación y desactivación(etiquetas de datos estructurales, dimensiones, etc.) por lo tanto lepermite al usuario tener control total del proceso de la creación dearchivos y del post-proceso.

El área de gráficas central es utilizada para mostrar el modelo. Elsistema de unidades en uso se muestra en la esquina inferiorderecha de la pantalla ( unidades de longitud y fuerza ). La línea demensaje en el fondo de la pantalla muestra la ayuda en línea, losmensajes y la señal para entradas por medio del teclado.

Fig 7.1 Fig 7.2

Los iconos de la caja de herramientas son descritos en la sección7.3. Las opciones de STAAD-PRE y STAAD-POST son descritasen las secciones 7.4 y 7.5 respectivamente. Ejemplos del Tutorialpara estas opciones están disponible en la sección 7.6

7.3 La Caja de Herramientas

Los iconos de la caja de herramientas están en el lado izquierdo dela pantalla tal como se muestra en las figuras siguientes. Elloscontrolan el ambiente de trabajo por medio de opciones tales comoventanas, vistas de cerca y lejos, opciones que se pueden activar odesactivar, etc.

Tool Box

7.3.1 Unit

ObjetivoEsta opción cambia las unidades de longitud y fuerza utilizadas enlos resultados mostrados.

DescripciónLas unidades pueden cambiar en cualquier momento. Las unidadesen uso son mostradas siempre en la esquina inferior derecha de lapantalla de gráficas.

7.3.2 Draw

ObjetivoEstá opción dibuja la estructura en la pantalla sin mostrar ningúnresultado. En otras palabras, es un botón que hace posible borrar dela vista, cualquier grupo de resultados que están en pantalla, ydibujar solamente la estructura.

DescripciónLa estructura será dibujada otra vez tal como se explicóanteriormente. Solo la parte de la estructura que está visible en lapantalla en el momento será dibujada. Los ángulos de rotación semantienen sin cambio.

7.3.3 Clear

ObjetivoEsta opción quita temporalmente todos los objetos que estándibujados en el área de gráficas de la pantalla.

DescripciónLos elementos que estaban en la pantalla serán quitados y darácomo resultado una área de gráficas negra y limpia. La opciónDraw (7.3.2) retornara a la estructura a la vista.

7.3.4 Section

ObjetivoEsta opción muestra secciones especificas del modelo. Vistassecciónales paralelas a los planes globales XY, YZ y XZ puedenser creadas.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Section se explican acontinuación.

AA La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama en uso opara todos los nueve panoramas. (7.3.17).

BB Las opciones de planos XY, YZ o XZ definen cual plano global será utilizado por lavista section. La posición o espesor del plano seleccionado es especificado ya seacon la opción Joint o con la opción Minimum y Maximum.

CC La opción Joint utiliza el número de nodo de un nodo que descansa en el planoglobal seleccionado en B. Escriba el número del nodo en la caja provista. Porejemplo, si la sección será dibujada en el plano XY en Z=5, especifique un nodocon una coordenada Z de 5.

DD Las opciones Minimum y Maximum usan dos valores a lo largo del eje perpendicularal plano global seleccionado en B - todo sobre y entre esos dos puntos de los ejesserá mostrado. Por ejemplo, si la sección será dibujada en el plano XY en Z=5,especifique Minimum=4 y Maximum=6.

EE La opción Window/Rubber Band muestra en pantalla una porción limitada de laestructura definiendo una ventana alrededor de ella con el mouse. Esta opciónfunciona como la opción Zoom In descrita en la sección 7.3.9.

GG

BB

EE

AA

CC

FF

DD

FF La opción View Highlight Only puede ser utilizada para ver solamente los miembrosresaltados. Esto significa que solo esos miembros que han sido resaltados con elmenú Highlight serán mostrados mientras que el resto de la estructura no serámostrada.

GG La opción View All muestra el modelo entero. Esta opción es típicamente utilizadapara restaurar los resultados de las opciones previas Section y List. La opción ViewAll está también disponible como el último elemento en el menú de List..

7.3.5 Data

ObjetivoEsta opción da al usuario una lista de archivos de datos de salidagenerados durante la ejecución del Análisis y Diseño de STAAD-III.

DescripciónLos archivos de datos de salida que han sido generados seránindicados con una X en la casilla de verificación correspondiente.Una casilla de verificación vacía indica que el archivo de datos noha sido generado.

7.3.6 Plot

ObjetivoEsta opción crea electrónicamente la salida y la impresión de laimagen actual.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo de PLOT se explican acontinuación. La imagen deseada debe estar en pantalla antes deque éstas opciones sean seleccionadas.

AA La opción 2-D crea un archivo DXF de dos dimensiones. La siguiente ventana dedialogo aparece. Introduzca un nombre de archivo sin extensión. (La extensión“.DXF” no es requerida.)

BB La opción 3-D crea un archivo DXF tridimensional. La ventana de dialogo mostradaen A aparece. Introduzca un nombre de archivo sin extensión. (La extensión “.DXF”no es requerida.)

Nota: “*.DXF” se refiere a los archivos en el formato de intercambio de dibujos.Este formato puede ser leído en la mayoría de paquetes de software CAD y deprocesadores de palabras y está escrito al estándar de AutoCAD r12.

CC La opción Send to File manda la imagen actual a un archivo para ser procesada porSTAAD-III. La ventana de dialogo que se muestra a continuación aparece. (Pararealizar una impresión a disco que puede ser copiada a un disco flexible e impresapor una computadora diferente vea D.)

Especifique un número de hoja y una descripción para el archivo PLOT de STAAD-III.Un archivo será creado con la extensión “*.Pxx” donde xx es el número de hoja. Lasiguiente ventana de dialogo aparecerá.

DD La opción Send to Printer manda la imagen actual a su impresora o ploter. Laventana de dialogo Print aparece con la impresora predeterminada del sistemaseleccionada. Vea sección 8 de este manual para más información en la impresión.(Para realizar una impresión a disco que puede ser copiada a un disco flexible,seleccione la opción Print to File en la esquina inferior izquierda)

EE La opción Preview Plot Files le permite al usuario obtener una vista preliminar eimprimir archivos PLOT de STAAD III previamente creados. Vea C para informaciónde la creación de archivos PLOT. Seleccione el archivo PLOT deseado de la siguienteventana de dialogo.

El archivo plot de STAAD-III es ahora mostrado tal como aparecería en papel y estáotra vez listo para impresión.

FF La opción Transfer to Clipboard copia la imagen actual al portapapeles de Windowspara pegarla en otras aplicaciones de Windows.

GG La opción Create Metafile crea un Metafile de Windows (nombre de archivo . wmf)desde la imagen actual para uso en otras aplicaciones de software. Estas otrasaplicaciones deben tener la habilidad de importar archivos en el formato Metafile deWindows.

7.3.7 Icon

ObjetivoEsta opción dibuja iconos específicos en el modelo. Los iconos sonsímbolos gráficos que representan datos estructurales comoposiciones de apoyos y nombres de propiedades de miembros.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Icon son explicados acontinuación.

AA La opción Modify View marca si las opciones son para el panorama en uso o para losnueve panoramas (7.3.17).

BB Las opciones del Toggle Icon son definidas a continuación.

Joint Number , Member NumberEstas opciones muestran los números de nodos y miembros enla estructura. Los números de los miembros son mostrados máscerca del nodo inicial.

Property NameEsta opción muestra la designación de la propiedad delmiembro en el punto medio de cada miembro.

BB

AA

ShapeEsta opción muestra la forma de la sección transversal delmiembro a lo largo del eje local Y.

3D ShapeUna vista tridimensional de los miembros de toda la estructurapuede ser dibujada con esta opción.

SupportEsta opción muestra los apoyos de la estructura.

Release, Truss, Cable, Offset, InactiveEstas opciones muestran las siguientes especificaciones de laestructura: Member Release, Truss Member, Cable Member,Member Offset y Inactive Member.

ShrinkEsta opción contrae cada miembro y elemento mostrado. Envez de dibujar la longitud completa de los elementos o lalongitud completa de los miembros, una dimensión reducida esdibujada.

Fill ElementsEsta opción dibuja la superficie total del elemento con un colordiferente para distinguir elementos de miembros.

HideEsta opción cubre las líneas ocultas de la vista en estructurastridimensionales.

GridEsta opción cambia la parrilla de apagada a encendida. Ver lasección 7.3.12 para más información en esta opción.

AxisEsta opción muestra los ejes de coordenadas X, Y, y Z en elorigen.

PerspectiveEsta opción muestra el modelo en perspectiva.

DimensionEsta opción activa o desactiva las dimensiones.

Display Structure OutlineEsta opción activa o desactiva el contorno de la estructura. LosResultados como diagramas de deflexión permaneceránvisibles.

Property Name

Support

7.3.8 Load

ObjetivoEsta opción muestra las cargas en el modelo.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Load se explican acontinuación.

AA La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama actual opara los nueve panoramas (7.3.17).

BB La opción View Load Value muestra la magnitud de la carga en el sistema deunidades en uso.

CC Las opciones Type o Click Load especifican el número de carga a mostrar.

Nota: Seleccione el botón Cancel para eliminar cualquier cargamostrada en pantalla.

BBCC

AA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

SELFWEIGHT Y -1.4 LN= 1

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

Load Icon

7.3.9 Zoom In

ObjetivoEsta opción muestra la porción del modelo especificada con elmouse.

DescripciónCrea una ventana rectangular posicionando la flecha del ratón en laesquina superior izquierda del área a la cual se le desea realizar unacercamiento. Haga Click en el botón izquierdo del mouse una vezy mueva el ratón a través del área deseada. Usted verá una ventanarectangular siendo creada. Debe crear una ventana losuficientemente grande para abarcar el área deseada y haga click enel botón izquierdo del mouse otra vez. La vista original seráreemplazada por una vista magnificada del área seleccionada.

Consulte la opción Distance (7.3.19) y la opción Zoom Out(7.3.10) para otras opciones relacionadas.

-17.42

31.54

6.85

-17.42

31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

105.18

92.53

-319.13105.18

92.53

-319.13

7.25

7.25

-25.83

12.77

12.77

-20.3

13.51

13.51

-19.57

9.9

9.9

-23.17

9.81

9.81

-23.27

1

2

3

5

7

8

9

10

11

15

-17.42

6.85 31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86

-180.09

-319.13

105.18

-319.13

7.25

7.25

-25.83

12.77

12.77

-20.3

13.51

-19.57

9.9

-23.17 MOMENT MZ LN= 1

Maximum= 369.86 UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

Antes de Zoom Después de Zoom

7.3.10 Zoom Out

ObjetivoEsta opción restaura a la vista toda la estructura.

DescripciónSi una porción particular de la estructura ha sido magnificada (versección 7.3.9), esta opción trae la estructura completa a vista. Laestructura completa será dibujada dentro de los límites del área degráficas.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

7.3.11 Dimension

ObjetivoEsta opción puede ser utilizada para mostrar la longitud de unmiembro o la distancia entre nodos.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Dimension son explicadosa continuación.


BB La opción Member muestra la longitud de los miembros en el sistema de unidadesen uso, seleccionados con el mouse. Haga Click en el botón derecho del mouse paraliberar al mouse del área de dibujo.

CC La opción Joint to Joint muestra la distancia entre dos nodos seleccionados con elmouse. Haga Click en el botón derecho del mouse para liberar al mouse del área dedibujo.

DD La opción Erase All Dimensions elimina de la pantalla todas las dimensiones.

Nota: Usted puede apagar temporalmente a las dimensiones de lapantalla con la opción dimension de la ventana de dialogo de Icon(ver sección7.3.7).

BB

AA

CC

DD

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

12

12

18

20

7.3.12 Grid

ObjetivoLos parámetros para mostrar la parrilla tales como espacio,calibraciones, Plano de vista, etc. son especificados utilizando estaopción

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Grid se explican acontinuación.


BB La opción Numbering muestra números a lo largo del eje de coordenadas en unafrecuencia especificada. Por ejemplo, una frecuencia de 2 mostrará números en cadados líneas de la parrilla.

CC La opción Range especifica el valor máximo y el mínimo de coordenadas en el planodonde la parrilla es mostrada. Por ejemplo, Valores Min y Max de 0 y 100 en elplano XY muestra la parrilla desde X=0 hasta X=100 y Y=0 hasta Y=100.

DD La opción View especifica el plano en el cual la parrilla es dibujada. Tambiénespecifica la posición del plano en el eje perpendicular.

EE La opción Grid Increment especifica la distancia entre las líneas de la parrilla. Porejemplo, un incremento de 3 muestra las líneas de la parrilla cada tres metros, pies,centímetros, etc. de acuerdo al sistema de unidades en uso.

AA

BB

CC

DD

EE

Note: Seleccione el botón Cancel o la opción Grid en la ventanade dialogo de Icon (7.3.7) para dejar de mostrar a la parrilla.

7.3.13 Setup

ObjetivoEsta opción marca los parámetros utilizados en el ambiente gráfico.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Grid se explican acontinuación.

AA La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama actualsolamente o para los nueve panoramas (7.3.17).

BB La opción Icon Setup marca los iconos (7.3.7) que serán dibujados al comenzar.

CC La opción Shrink Factor define que tan pequeña será la contracción. Este valor puedeser estar entre 0.1 y 1.0. Por ejemplo, un factor de 0.3 contraerá los miembros yelementos 30%.

DD La opción Rotate define los ángulos en los cuales la estructura se dibuja alcomenzar.

EE La opción Text option define el tamaño de la fuente de los elementos de texto y debeestar entre 0.4 y 4.0.

FF La opción Default option marca todos los valores de Setup a los valores por omisiónoriginales del programa.

AA

BB

CC

DD

EE

FF

7.3.14 Manual

ObjetivoEsta opción abre el manual en línea para los comandos einstrucciones de entrada de STAAD-III. Este manual en línea cubretodos los temas descritos en las secciones 2 y 6 del manual dereferencia de STAAD-III.

DescripciónLa pantalla de apertura del manual en línea se muestra acontinuación. Para ver cualquier elemento en detalle, mueva almouse sobre ese elemento y haga click en el botón izquierdo delmouse.

7.3.15 Calculator

ObjetivoEsta opción abre la calculadora del ambiente Windows para querealice cálculos aritméticos.

DescripciónUsted puede utilizar el mouse o el teclado para operar lacalculadora.

7.3.16 Information

ObjetivoEsta opción da alguna información básica sobre la estructura.

DescripciónLa información se muestra en la ventana que se muestra acontinuación.

7.3.17 Window

ObjetivoEsta opción genera vistas múltiples en la pantalla.

DescripciónLos cuatro botones que muestran los arreglos del panorama seexplican a continuación.

Cada uno de los nueve (9) panoramas puede ser temporalmentevisto en toda la pantalla haciendo click con el botón izquierdo delratón dentro del área de panorama o haciendo click en la caja en laesquina superior izquierda del panorama. Regrese a la vistaoriginal haciendo click en la caja otra vez.

Viewport 1(1 Full Screen)

Viewports 2 & 3(2 Vertical Screens)

Viewports 4 & 5(2 Horizontal Screens)

Viewports 6, 7, 8 & 9(4 Screens)

A A Panorama 1

12

3

45

6

78

9

1011

12

13

14

15

16

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

B B Panoramas 2 & 3

12

3

45

6

78

9

1011

12

1314

1516

1

2

34

5

6

7

8

910

11

12

13

14

15

16

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

C C Panoramas 4& 5

12

3

45

6

78

9

1011

12

1314

1516

1

2

3 4

5

6

7

8

9 10

11

12

13

14

15

16

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

D D Panoramas 6, 7, 8 y 9

12

3

45

6

78

9

1011

12

1314

1516

1

2

3 4

5

6

7

8

9 10

11

12

13

14

15

16

12

3 45

6

78

9 1011

12

1314

1516

12

3

45

6

78

9

1011

12

1314

1516

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

AA

BB CC

DD

7.3.18 Shift

ObjetivoEsta opción cambia la vista de la estructura horizontalmente yverticalmente. Este tipo de opción es también referida como Pan oTranslate por algunos paquetes CAD.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Shift son explicados acontinuación.

La ventana de dialogo siempre abrirá con valores de 0 – quesignifica un desplazamiento de 0% horizontalmente y 0%verticalmente (sin movimiento). Introduzca los factores (En formadecimal) para desplazar al modelo. Por ejemplo, un factorhorizontal de 0.3 desplazará al modelo 30% del ancho delpanorama a la derecha. Utilice números positivos para desplazarhacia arriba y a la derecha. Utilice números negativos paradesplazar hacia abajo y a la izquierda.

Haga Click en los botones de flecha para desplazar el modelo diezpor ciento de la distancia del panorama en la dirección deseadacada vez.

7.3.19 Distance

ObjetivoEsta opción aumenta o disminuye la distancia de vista, magnifica yrestaura el modelo. La distancia más grande pone a la estructuramás lejos (y la hace más pequeña en la pantalla ).

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo de Distance se explican acontinuación.

La ventana de dialogo abrirá siempre con un factor de 100 – quesignifica 100% de la distancia actual (sin movimiento). Porejemplo, un factor de 50 cambiará la distancia actual de vista a50% de su distancia actual y el modelo estará la mitad de lejos, odos veces más grande en la pantalla. Use factores menores que 100para acercarse al modelo. Utilice factores más grandes que 100para alejarse del modelo.

Seleccione los botones + - para incrementar o disminuir ladistancia de vista diez por ciento por cada click.

- +

7.3.20 Rotation

ObjetivoEsta opción rota el modelo sobre los ejes globales. Todas lasrotaciones están en grados. Los ángulos son con respecto al planoXY en vista total y el eje Z perpendicular a la pantalla.

DescripciónLos elementos de la ventana de dialogo Rotation se explican acontinuación.

La ventana de dialogo siempre abrirá con las rotaciones sobre cadaeje actual. Introduzca las rotaciones deseadas en grados.

Las opciones X-Y, Y-Z y X-Z mostrarán el plano correspondienteen la vista total en la pantalla. La opción ISOM (isométrica)muestra el modelo desde la vista del ojo de un pájaro (X=20, Y=30& Z=10).

Las tres filas de botones del fondo en la Caja de Herramientasrotan el modelo en incrementos de 10 grados y muestran losángulos de rotación actuales.

7.4 Opciones de STAAD - PRE

Esta sección describe las opciones de STAAD-PRE - GeneradorGráfico de Datos de Entrada. El orden en el cual los menús sediscuten sigue el orden en el cual aparecen en la pantalla deizquierda a derecha.

7.4.1 File

ObjetivoLa opción File es utilizada para realizar operaciones como laespecificación del nombre del archivo de datos de entrada, guardarla información periódicamente así como guardar y salir delambiente de STAAD-PRE.

DescripciónSeleccione la opción New para especificar un nuevo nombre dearchivo ( uno para el cual los datos de entrada todavía no existen).Seleccione la opción Open para especificar el nombre de unarchivo que ya existe. Los nombre de los archivos deben serespecificados con la extensión .std. Seleccione la opción Save paraguardar su trabajo de vez en vez. Si usted selecciona la opciónExit, se le pedirá que guarde la información antes de salir delprograma. Se exhorta a los usuarios a consultar la documentaciónde Windows para más información en estas opciones.

7.4.2 Editor

ObjetivoMientras el modelo está siendo gráficamente generado, un archivode texto de datos de entrada que contiene la información en ellenguaje de comandos de STAAD-III es simultáneamente generado.El contenido de este archivo puede ser modificado al llamar aleditor de STAAD. Los cambios hechos al archivo con el editor sonautomáticamente registrados en la presentación gráfica en STAAD-PRE.

DescripciónSeleccione la opción Editor desde el menú superior. La siguienteventana de dialogo aparece. Seleccione las opciones necesarias yluego haga click sobre el botón Save. El editor STAAD aparececon el archivo de texto de datos de entrada actual.

Por favor consulte la sección 8 de este manual para una descripcióndetallada acerca de las funciones del editor. La siguiente es unavista típica de la pantalla del editor.

7.4.3 Tools

Estas opciones son discutidas en la sección 7.3 de este manual.

7.4.4 Geometry

ObjetivoLa opción Geometry le permite al usuario crear la geometría de laestructura (definición de miembros y elementos) y modificarla.

DescripciónEl menú Geometry se muestra a continuación. Los elementos en elmenú geometry se describen a detalle en las páginas siguientes.Las opciones Draw Aid, Select, Undo y Tool son las opcionesgenerales en el menú Geometry. Estas opciones son discutidas enesta sección.

La opción UndoSi durante el proceso de adición de miembros, elementos, o alutilizar las opciones copy o mirror, usted se da cuenta que quieredescartar los elementos que creó, usted puede seleccionar la opciónUndo del menú superior (contraria a la opción Accept quecomunica al programa que usted está seleccionando estoselementos ). El miembro y elementos recién creados (dibujadas enpúrpura ) serán descartados.

Opción SelectLa ventana de dialogo Select aparece siempre que usted necesitaseleccionar miembros/elementos para las opciones move, copy,mirror o erase geometry. Esta ventana de dialogo Select también

aparece siempre que usted necesita asignar datos a los miembros yelementos.

AA El botón All selecciona o elimina la selección de todos los miembros, elementos ynodos en el modelo.

BB El botón object puede ser usado para seleccionar desde la pantalla apuntando elobjeto (miembro, junta, etc.). Apunte el cursor al objeto y haga click con el botónizquierdo del mouse para seleccionar. Haga click con el botón derecho del mousepara retornar al menú.

CC El botón Window puede ser utilizado para seleccionar objetos definiendo unaventana.

DD El botón List solicita un número de lista de miembros / elementos.

EE El botón Group puede ser utilizados para seleccionar un miembro/elemento delgrupo ya creado.

FF La opción Parallel to axis puede ser usada para seleccionar miembros que sonparalelos a X, Y o Z.

GG Los botones range X, Y y Z pueden ser utilizados para especificar el plano paralelopara el cual la selección se hará. Después de que el plano es seleccionado, se lesolicitará el rango de la selección. El rango debe ser especificado en término de losvalores de las coordenadas perpendiculares al plano. El miembro/elemento entre elrango especifico será seleccionado.

La opción Draw AidLa opción Draw Aid abre la ventana de dialogo que se muestra acontinuación. La opción Draw Aid puede ser llamada al presionarla barra espaciadora del teclado.

CC

DD

AA

BBGG

EEFF

In - Plane Mouse Movement : (Local - aplicable a la ventanaactual )Al utilizar la opción Draw Aid, usted puede marcar el plano demovimiento del mouse en nueve ventanas diferentes. Las opcionessiguientes proporcionan facilidades para magnificar una sección dela estructura en un plano deseado.

X - Y en Z , Y-Z en X , X-Z en Y - Al utilizar alguna de estasopciones, marca la opción para la ventana actual.

Rotate in to Above Section - Cambia el panorama de la ventanaactual al panorama especifico.

View Above Section Only - Muestra la estructura presente en laabove section especificada en la ventana actual.

View Entire Structure - Muestra toda la estructura.

Mouse Setup : (Global - aplicable a las nueve ventanas)Grid On - Este es un botón de estado. Si esta activado la parrillaserá visible en el área de dibujo. Esto le permite posicionarfácilmente las líneas de referencia en las coordenadas que usteddesee. Si está desactivada, no será visible.

Joint Snap On - Si esto está activado, permite al nodo ser creado enun punto de la parrilla aún cuando las líneas de referencia puedenno estar en la coordenada exacta del punto de la parrilla.

Grid Increment

Mouse SelectionsMovement Plane

Intersecting crossing lines - Imagine dos miembros cuyos extremosson A y B para el primer miembro y C y D para el segundomiembro (ver figura). Si esta opción está desactivada y entoncesestos miembros son creados, un nodo no será creado en su punto deintersección, por lo tanto estos miembros resultan no estarconectados el uno al otro. Sin embargo si esta opción está activada,un nodo será creado resultando en que estos miembros se dividenen dos miembros cada uno. Así, tendremos cuatro miembrosconectados por un nodo común.

A

D

B

C

Grid increment - Esta opción es para permitirle al usuariomodificar el espaciamiento de las líneas de la parrilla. El valor poromisión es de 2 unidades de longitud.

ToolLa opción tool permite la magnificación, cambiar la vista y mostrarlos iconos. Seleccione la opción tool del menú superior geometry.La ventana de dialogo que se muestra a continuación aparece parallevar a cabo la opción.

7.4.4.1 Geometry - Group

ObjetivoLa opción Geometry-Group proporciona opciones para la creaciónde un Group que se conforme de un grupo de miembros/ elementos.Cuando los miembros y elementos son clasificados bajo un nombrede grupo, pueden ser referenciados para utilizar los nombres degrupo en lugar de sus nombres individuales. Este nombre de grupopuede ser usado para seleccionar miembros/elementos para lospropiedades, constantes, diseño y otras especificaciones. Ustedpuede también modificar y resaltar grupos existentes.

DescripciónSeleccione la opción Group desde el menú Geometry.

Para crear un grupo nuevo, seleccione la opción Create desde elmenú desplegable de Group. Seleccione el nombre de grupo en lasiguiente ventana de dialogo. El nombre de grupo puede ser demáximo 8 caracteres.

La siguiente ventana de dialogo aparece para la selección demiembros/elementos para el grupo especifico. Seleccione losmiembros y elementos para el grupo y haga click en el botónReturn.

La opción Modify le permite al usuario sumar o restar miembros yelementos relacionados al grupo. Seleccione la opción Modify de laopción Geometry - Group. Especifique el nombre del grupo. Laventana de dialogo de Select aparece y le permite cambiar losobjetos relacionados con el grupo.

La opción Highlight hace posible distinguir miembros y elementosrelacionados a un grupo de otros miembros o elementos en laestructura dibujándolos en un color diferente.

7.4.4.2 Geometry - Library

ObjetivoLa opción library contiene una biblioteca incluida de modelosestándares sub - ensamblados desde los cuales la estructura finalpuede ser generada. También proporciona la facilidad paraconvertir un archivo DXF de un modelo estructural generado desdesoftware CAD a un archivo de datos de entrada de STAAD-III.

DescripciónPara seleccionar un elemento de la biblioteca,

1) Seleccione la opción library del menú de Geometry.2) Seleccione uno de los elementos de menú desplegable de

library.3) Proporcione los datos tales como número de claros, longitud de

cada claro, etc.4) Usted puede seleccionar ahora uno de los siguientes:

a) Seleccione la opción Connect del menú para conectar estaestructura al resto de la estructura que usted haya definidocon anterioridad.

b) Seleccione la opción Replace si usted desea escoger estaestructura generada por biblioteca para ser su estructurafinal o reemplazar cualquier estructura previamentegenerada.

c) Seleccione la opción Cancel si usted desea salir de librarysin ninguna selección.

7.4.4.2.1 Geometry - Library - Member / Element

ObjetivoEsta opción es utilizada para generar la estructura ensamblandocomponentes seleccionados de library.

DescripciónDentro de la opción Select Library - Member / Element del menúsuperior, seleccione la estructura de biblioteca adecuada del menúdesplegable.La estructura de biblioteca seleccionada aparece en la pantalla conla configuración por omisión. El menú superior será reemplazadopor las opciones del menú Library como se muestra a continuación.

Para cambiar las dimensiones de la estructura de biblioteca:

Seleccione la opción Create del menú Library. Seleccione la opciónGeneral Setup para introducir la longitud total de la estructura y elnúmero de claros en las direcciones X, Y y Z.

Los longitudes individuales de claros en las direcciones X y Ypueden ser modificadas mediante dos maneras diferentes.

Seleccione Create del menú superior. Selecciones la opción LengthPer Bay X / Y e introduzca la longitud del claro en la ventana dedialogo.

o

Usando el botón izquierdo del ratón, haga doble click en elmiembro que descansa en el claro cuya longitud usted deseamodificar. Proporcione la longitud del claro en la ventana dedialogo que aparece.

Seleccione la opción Length Per Bay in Z del menú Create paracopiar la estructura en la dirección Z. La siguiente ventana dedialogo aparece para entrada de las dimensiones en la dirección Z.

Después de especificar la dimensión de la estructura de biblioteca,usted puede seleccionar ahora una de las siguientes opciones delmenú Library.

a) Seleccione la opción Connect para conectar esta estructuraal resto de la estructura que usted pudo haber definido conanterioridad.

b) Seleccione la opción Replace si usted quiere escoger estaestructura generada por la biblioteca para ser su estructurafinal o reemplazarla con cualquier estructura generada conanterioridad.

c) Seleccione la opción Return si usted desea salir de librarysin ninguna selección.

Conectando Modelos

Cuando las especificaciones para una sub-estructura seleccionadasdesde la biblioteca son completadas, se puede reemplazar oconectar al modelo existente (el modelo activo, si existe algunoantes de entrar a la opción Library). Esta sección proporcionainformación en como realizar la conexión.

La opción Connect divide la pantalla de gráficos verticalmente ymuestra los dos modelos lado a lado. El menú superior esreemplazado por el menú que se muestra a continuación

La conexión entre la estructura actual y la estructura de bibliotecapuede realizarse mediante dos métodos diferentes.

Utilizando el mouse, haga doble click en los nodos a serconectados en la estructura actual y en la de biblioteca. Elprograma trae la ventana de dialogo mostrada a continuación conlos nodos de conexión.

o

Seleccione la opción Type Connection del menú superior paraespecificar el número del nodo en cada modelo para la conexión.La siguiente ventana de dialogo aparece para introducir losnúmeros de los nodos para la conexión.

Seleccione el botón Connect en la ventana de dialogo para realizarla operación.

Notas: La numeración para nodos, miembros y elementos delmodelo de la biblioteca empezará del primer número siguiendo elnúmero mas alto del elemento correspondiente del modeloexistente.

La opción Return to Library le regresa al menú library con laestructura de biblioteca y proporciona las opciones para cambiarlas dimensiones de la estructura de biblioteca.

La opción Return lo regresa al menú de STAAD-PRE con laestructura actual.

7.4.4.2.2 Geometry - Library - Super Mesh

ObjetivoLa opción Super Mesh facilita la creación de elementos de unamalla de super-elemento de cuatro u ocho nodos.

DescripciónSeleccione la opción Library - Super Mesh del menú geometry. Lasiguiente ventana de dialogo aparece para la especificación de loslímites de coordenadas X, Y y Z.

Introduzca los límites X, Y y Z. Haga click en el botón Accept. Elmenú superior será reemplazado por las opciones Super mesh.

Seleccione el tipo de elemento de la opción Super Mesh paraespecificar el tipo de super-elemento. La siguiente ventana dedialogo aparece. Seleccione elementos de 4 nodos u 8 nodos.

Selecciones la opción Type de las opciones de Super Mesh eintroduzca las coordenadas de nodos en la siguiente ventana dedialogo y haga click en el botón Accept.

Usted puede especificar los nodos haciendo click con el mouse enla pantalla también.La ventana de dialogo Define Mesh aparece. Introduzca el númerode filas y columnas en la ventana de dialogo. Haga click en elbotón Accept.

De manera similar se definen todos los demás elementos.Finalmente, seleccione la opción Select Mesh de la opción SuperMesh para generar la malla. La ventana de dialogo que se muestra acontinuación aparece. Usted puede cambiar el número de filas ycolumnas para la malla.

La malla será generada y la siguiente opción estará disponible.

a) Connect - Para conectar el modelo a la estructura que fuegenerada con anterioridad a la activación de la opciónSuper Mesh.

b) Replace - Para reemplazar cualquier estructura previamentegenerada con este modelo.

c) Cancel - Para descartar el modelo.

7.4.4.2.3 Geometry - Library - User File

ObjetivoEsta opción le permite al usuario importar datos de la geometría dela estructura desde un archivo de datos de entrada existente deSTAAD-III.

Descripción1) Desde el menú Geometry - Library, seleccione la opción User

file.2 Especifique el nombre del archivo de datos de entrada de

STAAD-III incluyendo la extensión .std en la ventana dedialogo.

3) Desde el menú superior, seleccione (Consulte Sección 7.6.4.2.1para mas detalle):

a) Connect - Para conectar el modelo a la estructura que fuegenerada antes de activar la opción User file.

b) Replace - Para reemplazar cualquier estructura previamentegenerada con este modelo.

c) Cancel - Para descartar el modelo.

7.4.4.2.4 Geometry - Library - DXF IN

ObjetivoEsta opción le permite al usuario convertir la geometría de laestructura creada en la forma de un archivo DXF desde un softwareCAD a un archivo de datos de entrada STAAD-III.

Descripción1) Desde el menú Geometry - Library, seleccione la opción DXF

IN.2) Introduzca el nombre del archivo DXF con la extensión. DXF

en la ventana de dialogo.3) Desde el menú superior selecciones (Consulte sección 7.4.4.2.1

para más detalles):

Connect - Para conectar el modelo a la estructura que fue generadaantes de activar la opción DXFIN.

o

Replace - Para reemplazar cualquier estructura generadapreviamente con este modelo.

o

Cancel - Para descartar el modelo.

7.4.4.3 Geometry - Add Member / Element

ObjetivoLa opción Add Member/Element es utilizada para crear nuevosmiembros y/o elementos en el modelo.

DescripciónMiembros pueden ser adicionados adoptando uno de los siguientesmétodos.

Para adicionar un miembro escribiendo los valores de lascoordenadas de sus nodos extremos.

1) Seleccione la opción Add del menú Geometry.2) Seleccione la opción Member del menú Add.3) Seleccione el botón Icon de la caja de herramientas y active las

opciones de Número de Nodo y de miembro. ( ver sección7.3.7 para mas información).

4) Seleccione la opción Type del menú superior. La ventana dedialogo que aparece se muestra mas adelante.

5) Si los números de los nodos en los extremos de los miembrosya se conocen, escriba el número en la caja Joint #. Si no es asíproporcione las coordenadas X, Y y Z de los nodos de losextremos.

6) Seleccione el botón Accept.7) El miembro será dibujado en la pantalla y la ventana de dialogo

aparece de nuevo. Repita pasos 4 y 5 y adicione mas miembros.O seleccione cancel para salir de la ventana de dialogo.

8) Seleccione Accept del menú superior seguido de la opciónExit.

Para adicionar un miembro especificando sus coordenadas con laayuda de un ratón:

1) Desde el menú Geometry, seleccione la opción Add/Member.2) Al mover el mouse, las coordenadas del punto representadas

por las líneas de referencia son mostradas en la esquina inferiorizquierda de la pantalla. Posicionelas en las coordenadas delnodo inicial y haga click con el botón izquierdo del mouse.Usted ha especificado el nodo inicial.

3) Al mover el mouse, una línea recta uniendo las líneas dereferencia al nodo inicial es dibujada en la pantalla. Posicionelas líneas de referencia en las coordenadas del nodo final delmiembro y haga click con el botón izquierdo del mouse.

4) Por omisión, el segundo nodo recién creado es también elprimer nodo del siguiente miembro que está por ser creado. Siusted acepta esta situación, repita el paso 3 para crear elsegundo nodo del siguiente miembro. Si no es así, haga clickcon el botón derecho del mouse para liberar las líneas dereferencia y repita los pasos 2 y 3 para crear el siguientemiembro.

Para definir un elemento de 3 nodos ( triangular ) o de 4 nodos(rectangular ) escribiendo las coordenadas de sus nodos finales,

1) Seleccione la opción Add del menú Geometry.

2) Seleccione la opción 3 Noded Element o la opción 4 nodedElement como lo requiera el caso.

3) Seleccione el botón Icon y active las opciones Joint Number yMember Number (ver Sección 7.7.7 para más información)

4) Seleccione la opción Type del menú superior.5) Si los número de los nodos finales son conocidos, escriba el

número en la caja de Joint #. Si no, proporcione lascoordenadas X, Y y Z de los nodos finales.

6) Seleccione el botón Accept.7) El elemento será dibujado en la pantalla y la ventana de

dialogo aparece de nuevo. Repita pasos 4 y 5 para adicionarmas elementos.

8) Seleccione Accept del menú superior. Seleccione Exit del menúsuperior..

Para adicionar un elemento especificando sus coordenadas con laayuda de un ratón.

1) Seleccione la opción Add del menú Geometry.2) Seleccione la opción 3 Noded Element o 4 Noded Element tal

como sea el caso.3) Al mover el mouse, las coordenadas del punto representadas

por las líneas de referencia son mostradas en la esquina inferiorizquierda de la pantalla. Posicionelas en las coordenadas delnodo inicial y haga click en el botón izquierdo del mouse.Usted ha especificado el nodo inicial.

4) Al mover el mouse, una línea recta uniendo las líneas dereferencia al nodo inicial es dibujado en la pantalla. Posicionelas líneas de referencia a las coordenadas del segundo nodo yhaga click con el botón izquierdo del ratón.

5) Repita paso 4 para crear el 3er nodo. En este punto,si este fuera un elemento de 3 nodos, el elemento seríadibujado. El 3er nodo sería por omisión el primer nodo delsiguiente elemento de 3 nodos. Usted puede hacer click en elbotón derecho del mouse para descartar esta opción poromisión.

Si este fuera un elemento de 4 nodos, el 2º lado del elemento esdibujado. Las líneas de referencia serán conectadas por líneas

al primer y 3er nodo. Posicione las líneas de referencia en lascoordenadas del 4º nodo y haga click con el botón derecho delmouse. El elemento de 4 nodos será dibujado. El 4º nodo seconvertirá por omisión el primer nodo del próximo elemento de4 nodos. Usted puede hacer click con el botón derecho delmouse para descartar esta opción por omisión.

6) Si usted selecciona la opción por omisión ( ver paso 5 ), repitapasos 4 y 5 para crear elementos adicionales. Si usted descartola opción por omisión, repita pasos 3, 4 y 5 para crearelementos adicionales.

Después de que los miembros y/o elementos fueron creados, hagaclick con el botón derecho del mouse para liberar al mouse del áreade gráficos. Entonces seleccione la opción Accept del menúsuperior seguida de la opción Exit para regresar al menú principal.

7.4.4.4 Geometry - Break All

ObjetivoEsta opción le permite al usuario dividir miembros que seintersectan. Si uno o mas miembros se intersectan, esta opciónpuede ser utilizada para dividir los miembros en las intersecciones.Nodos son creados en los puntos de intersección.

DescripciónSeleccione la opción Break All del menú superior de Geometry. Laventana de dialogo de selección aparece. Seleccione los miembrosa dividir. Los miembros seleccionados son divididos y nuevosnodos son creados en los puntos de intersección.

Nota:Los recién creados miembros no retienen las propiedades de susmiembros padres.

7.4.4.5 Geometry - Copy

ObjetivoEsta opción permite que una porción seleccionada del modelo seacopiada y colocada en una posición especifica.

DescripciónSeleccione la opción copy del menú de Geometry. Seleccione laopción Select del menú superior. La ventana de dialogo deselección aparece. Seleccione los miembros y elementos a sercopiados y seleccione el botón Return.

Usted puede copiar la estructura utilizando dos métodos.

En el primer método, ‘N’ copias de la selección actual serán hechasposicionandolas a incrementos de distancia de DX, DY y DZapartadas de la posición de la selección actual. Los valores de N,DX, DY y DZ deben ser introducidos en la caja.

En el segundo método, usted puede crear copias especificandopuntos base de referencia o nodos. Seleccione la opción Point toPoint del menú Type. La siguiente ventana de dialogo aparece. Laopción From Point (la copia desde el punto o el punto base) esutilizado como el punto base para la porción de la estructura que hasido seleccionada para copia. La opción To Point define laposición del punto de referencia para la nueva posición de laporción copiada de la estructura. El From point y el To point puedeser cualquier punto en el espacio. Por conveniencia, el usuariopuede especificar nodos existentes como puntos de referencia.Introduzca el número de veces que la copia se tiene que realizar.

Seleccione la opción Accept después de que los datos sondados.

7.4.4.6 Geometry - Mirror About

ObjetivoLa opción Mirror crea nuevos miembros / elementos espejeando ungrupo seleccionado de miembros / elementos sobre los planosglobales XY, YZ o XZ. Usted puede colocar el plano de reflexión(o espejo ) en cualquier parte del espacio.

DescripciónSeleccione la opción Mirror About del menú Geometry. Seleccioneel plano para espejear. Seleccione La opción Select del menúsuperior y seleccione los objetos a espejear. Seleccione la opciónType del menú superior.

Se le solicita que indique un punto a través del cual el plano dereflexión pasa. Escriba el número de nodo que descansa en el planode espejo o escriba en sus coordenadas X,Y y Z seguidas por elbotón Accept.

Selected Objects

Reference Point Mirror in YZ Plane

7.4.4.7 Geometry - Move

Move Joint

ObjetivoEsta opción permite que uno o mas nodos de la estructura seanmovidos de su posición actual y sean colocados en una posicióndefinida por el usuario. Los miembros que están conectados a losnodos que serán movidos serán alargados o acortados paraacomodarse al nodo en su nueva posición.

DescripciónSeleccione la opción Move del menú Geometry. Seleccione laopción Joint. La ventana de dialogo de selección aparece.Seleccione los nodos que serán movidos y seleccione la opciónRETURN de la ventana de dialogo.

Usted puede mover la estructura seleccionada utilizando dosmétodos:a) Especificando la distancia en las direcciones X, Y y Z en las

cuales tienen que ser movidas. Seleccione la opción Type -Change in distance. La siguiente ventana de dialogo aparece.Introduzca la distancia en la ventana de dialogo.

b) Especificando puntos o nodos base y de referencia. Seleccionela opción Point to Point del menú Type. La siguiente ventanade dialogo aparece. El From Point (el move from point o elbase point) es utilizado como el punto base para la porción dela estructura que ha sido seleccionada para moverse. El ToPoint define la posición del punto de referencia para la nuevaposición de la porción movida de la estructura. El From point yel To point puede ser cualquier punto en el espacio. Porconveniencia, el usuario puede especificar nodos existentescomo los puntos de referencia.

.

Seleccione la opción Accept después de que los datos sonproporcionados.

Move Origin

ObjetivoLa opción Move Origin mueve el origen del modelo a un puntoespecificado por el usuario.

DescripciónSeleccione la opción Move del menú Geometry. Seleccione laopción Origin. La ventana de dialogo Move Origin aparece. Ustedtiene que definir la nueva posición del origen. Usted puede hacerloescribiendo los números de los nodos de un nodo existente en cuyocaso las coordenadas de ese nodo serán seleccionadas como laposición del origen. O, usted puede directamente escribir lascoordenadas de la nueva posición del origen en las cajasapropiadas. Después de que usted proporciono los datos, seleccioneel botón Accept de la ventana de dialogo. El origen de lascoordenadas será ahora dibujada en su nueva posición. Note quetoda las coordenadas de toda la estructura serán ahora regeneradasbasadas en la nueva posición del origen.

7.4.4.8 Geometry - Pivot Joint

ObjetivoLa opción Pivot Joint es una característica que permite al usuariopivotear un grupo seleccionado de nodos sobre una línea paralela aalguno de los ejes globales (X, Y o Z) que pase a través de unpunto especifico. Este punto es llamado el punto pivote. Esteconcepto puede ser explicado con la ayuda de un ejemplo simple.Imagine que los puntos seleccionados descansan en los rayos deuna llanta de bicicleta. Considere al punto pivote como el centro dela llanta. El acto de pivotear es el mismo que rotar cada uno deestos rayos por un ángulo especifico alrededor de un eje globalpasando a través del punto pivote.

Esta opción puede ser utilizado para pivotear nudos con ángulos derotación definidos con respecto a no mas de un eje global a la vez.

DescripciónSeleccione la opción Pivot Joint del menú Geometry. La ventana dedialogo de selección aparece. Selecciona los nodos que usted deseapivotear seguidos por la opción RETURN de la ventana de dialogo.Seleccione la opción Type del menú superior. La ventana dedialogo Pivot Joint aparece. Proporcione el número de nodo o lascoordenadas del nodo pivote en la sección About Point de laventana de dialogo. Seleccione un eje de rotación de la sección Fixalong de la ventana de dialogo y especifique el ángulo de rotación

para ese eje en particular en la sección Pivot Rotation de la ventanade dialogo. El ángulo de rotación para los otros dos ejes debe sercero. La estructura será dibujada otra vez de acuerdo a la nuevaespecificación.

Para realizar el pivoteo sobre más de un eje a la vez, seleccione laopción None en la ventana de dialogo y proporcione el ángulo derotación para cada uno de los ejes relevantes. Defina el punto depivote también.

7.4.4.9 Geometry - Split Member

ObjetivoLa opción Split Member divide un miembro existente en un númerode segmentos definido por el usuario. El número máximo desegmentos permitido es de 30. Nodos nuevos son presentados enlos puntos intermedios donde ocurre la división. El miembrooriginal es reemplazo por los segmentos de división.

Descripcióna) Seleccione la opción Split Member del menú Geometry y

seleccione el miembro a ser dividido. O utilice el botónizquierdo del mouse para hacer click en el miembro.

b) La ventana de dialogo mostrada a continuación aparece.Escriba el número de elemento del miembro que tiene que ser.Especifique el número de segmentos ( claros ) en los que elmiembro tiene que ser dividido. Por omisión, el miembro serádividido en varios segmentos de igual longitud.

c) Si usted desea especificar longitudes no iguales para cada unode los segmentos intermedios, Seleccione la opción Split - UserDefined Beams del menú superior. La ventana de dialogo queaparece es mostrada a continuación. La ventana de dialogomuestra la distancia de los nuevos nodos del origen delmiembro padre. Cambie la información en la ventana dedialogo y seleccione el botón Accept en la ventana de dialogo.

7.4.4.10 Geometry - Connect Beam

ObjetivoLa opción Connect Beam crea una viga continua en la dirección Xo Z conectando una serie de nodos seleccionados. Los nodosseleccionados tienen todos las misma coordenada global Y.

DescripciónSeleccione la opción Connect Beam del menú Geometry.Seleccione la dirección de la viga (Opciones Along X Axis o AlongZ Axis según sea el caso). La ventana de dialogo de selecciónaparece. Seleccione los nodos que no están conectados a una viga.Si usted está utilizando la opción Object, usted tiene que hacerprimero click sobre los nodos relevantes con el botón izquierdo delmouse (entonces serán mostrados en púrpura), entonces haga clickcon el botón derecho del mouse para finalizar la selección yseleccione Return de la ventana de dialogo. En este punto, unmiembro horizontal será dibujado ( en azul ) entre cada uno de losnodos seleccionados. Selecciones la opción Accept del menúsuperior seguido de la opción Exit.

7.4.4.11 Geometry - Connect Column

Floor to Floor

ObjetivoEsta opción crea columnas que se conectan a nodos localizados enun piso a nodos localizados en otro piso. Para tener 2 nodos aconectar por medio de una columna utilizando esta opción, debende tener las mismas coordenadas X y Z.

DescripciónSeleccione la opción Connect Column del menú Geometry.Seleccione la opción Floor to Floor. La ventana de diálogo deselección aparece. Seleccione los nodos relevantes. Una vez que elproceso de selección es finalizado, los nodos serán conectados pormedio de columnas ( dibujadas en color azul ). Seleccione el botónAccept del menú superior para completar esta actividad seguida porla opción Exit.

Position to Floor

ObjetivoCon esta opción, columnas pueden ser creadas desde cualquiernodo existente a puntos cuya elevación ( coordenada Y ) esespecificada por el usuario. Una columna será creada para cada unode los nodos seleccionados.

DescripciónSeleccione la opción Connect Column del menú Geometry.Seleccione la opción Position to Floor. La ventana de diálogo deselección aparece. Seleccione los nodos relevantes. Al final delproceso de selección, la ventana de diálogo mostrada acontinuación aparece. Especifique la coordenada Y del nivel dondeel nodo final de las columnas tiene que ser creado. Seleccione elbotón Accept de la ventana de diálogo. Las columnas serántentativamente dibujadas en color azul. Seleccione el botón Acceptdel menú superior para completar esta actividad seguida por laopción Exit.

7.4.4.12 Geometry - Renumber

ObjetivoLa opción Renumber se utiliza para cambiar la numeración denudos o de miembros y/o elementos en el archivo de datos deentrada de STAAD-III.

DescripciónSeleccione la opción Renumber del menú Geometry del menúprincipal. Seleccione la opción Joint, Member o Column tal comolo requiera el caso. Si la opción column es seleccionada, solo lascolumnas serán renumeradas. Los Miembros y elementos puedenser renumerados utilizando la opción Member. La ventana dediálogo de selección aparece. Seleccione los elementos que seránrenumerados seguidos de la opción RETURN de la ventana dediálogo de selección. En este punto, la ventana de diálogo deRenumber, como la que se muestra a continuación, aparece. Se lesolicita a usted que proporcione el número inicial para la operaciónde renumeración. Los nuevos números que serán asignadosempezarán desde este número. Seleccione el botón Accept desde laventana de diálogo. Seleccione la opción Accept del menú superiorseguida por la opción Exit.

7.4.4.13 Geometry - Erase

ObjetivoLa opción Erase es utilizada para borrar miembros y elementosespecificados por el usuario del modelo parcialmente creado. Losnodos que se quedan desconectados como un resultado de borrarmiembros/elementos también serán borrados.

DescripciónSeleccione la opción Erase del menú Geometry. La ventana dediálogo de selección aparece. Seleccione los miembros y/oelementos que serán borrados y seleccione el botón Accept de laventana de diálogo de selección. Los elementos seleccionados sondibujados en púrpura. Seleccione la opción Accept del menúsuperior seguida de la opción Exit.

Nota: La numeración de nodos, miembros y elementos nocambiarán para los elementos que quedan.

7.4.5 Property

ObjetivoLa opción Property permite la especificación de propiedades de lasección transversal de miembros y elementos. Ver la sección 6.20de este manual para obtener más detalles. La ayuda extensiva enlínea describe las opciones de sub-menús y ventanas de diálogo.

DescripciónSeleccione una opción del menú siguiente y más opciones estarándisponibles. Después de que las especificaciones están completas,la ventana de diálogo de selección para la selección de miembros /elementos aparece.

Los Sub-menús y ventanas de diálogo para la especificación depropiedades se muestran es su orden de entrada en las siguientespáginas. Por favor note lo siguiente con respecto a las opciones:

AA La opción Table permite la especificación de formas estándar de acero.

BB La opción Prismatic especifica propiedades prismáticas secciónales.

CC La opción Tapered especifica propiedades para secciones transversales biseladas.

DD La opción User Defined Table permite la especificación de propiedades a través deuna tabla proporcionada por el usuario.

GG

EE

AA

FF

BBCC

DD

EE La opción Assign le permite al usuario designar propiedades para un miembrobasado en un particular tipo de perfil (viga, columna, etc.).

FF La opción Element especifica el espesor de elementos.

GG La opción Clear All Properties restablece todas las especificaciones de propiedades.

7.4.5.1 Property - Steel Table

ObjetivoEsta opción permite especificar propiedades de la tabla de aceroincluido. Ver sección 6.20.1 de este manual para más información.

DescripciónSeleccione Property - Steel Table - <Country Name> del menúsuperior (Paso 1). El menú superior será reemplazado por el menúSteel Shape. Seleccione el tipo de sección apropiada del menúSteel Shape (Paso 2). La lista de formas de secciones de acero semuestra a continuación. Seleccione la sección de acero de laventana de diálogo y haga click en el botón Accept (Paso 3). Laventana de diálogo de especificaciones del tipo viga aparece.Seleccione las especificaciones para la viga y introduzca lainformación necesaria para esa especificación (Paso 4). Finalmenteseleccione los miembros para las propiedades especificadas.

Paso 1Paso 1

Paso 2Paso 2

Paso 3Paso 3

Paso 4Paso 4

7.4.5.2 Property - Prismatic

ObjetivoEste opción debe ser utilizada para especificar propiedadesutilizando la especificación Prismatic. Ver sección 6.20.2 de estemanual para más información..

DescripciónSeleccione Property - Prismatic - <Shape> del menú superior(Paso 1). Dependiendo en el tipo de la forma seleccionada, unaventana de diálogo es mostrada. Introduzca los datos para la formaseleccionada en la ventana de diálogo.

Paso 1Paso 1 Paso 2Paso 2

7.4.5.3 Property - Tapered

ObjetivoEsta opción es utilizada para especificar propiedades de miembrosbiselados. Ver Sección 6.20.3 para detalles.

DescripciónSeleccione la opción Property - Tapered del menú superior. Laventana de diálogo mostrada abajo aparece. Introduzca datos parala viga biselada en la ventana de diálogo.

La tabla siguiente explica los parámetros utilizados en la ventanade diálogo.

Parámetro DescripciónDP1 Peralte de la sección en el

nodo de inicioTW1 Espesor del almaDP2 Peralte de la sección en el

nodo final.WTF Ancho de patín superior.THF Espesor de patín superiorWBF Ancho de patín inferiorTBF Espesor de patín inferior

7.4.5.4 Property - User Defined Table

ObjetivoEsta opción debe ser usada para asignar propiedades a un catalogodefinido por el usuario. Ver sección 6.20.4 de este manual paradetalles.

DescripciónSeleccione la opción User Define Table del menú property.Seleccione un tipo relevante de sección . Los datos requeridos paraestos tipos de secciones es mostrada en ventanas de diálogoapropiadas. Especificar los valores y seleccione los miembros de laventana de dialogo de selección.

7.4.5.5 Property - Assign

ObjetivoEl comando ASSIGN puede ser utilizado para instruir al programapara asignar una sección de acero conveniente basada en lasespecificaciones de perfil tales como viga, columna, dobleacanalada, etc. Ver sección 6.20.5 para detalles.

DescripciónSeleccione la opción Property-Assign del menú superior.Seleccione la forma de acero del menú Assign. Seleccione losmiembros para la especificación ASSIGN.

7.4.5.6 Property - Element

ObjetivoEsta opción debe ser utilizada para asignar el espesor a elementos.

DescripciónSeleccione la opción Property - Element property del menúsuperior. Introduzca el espesor del elemento en la siguiente ventanade diálogo . Para una descripción de los parámetros F1, F2, F3 yF4, consulte la sección 6.21 de este manual. Asigne las propiedadesa los elementos especificando la lista de elementos en la ventana dediálogo.

7.4.5.7 Property - Clear All

ObjetivoEsta opción borra todas las especificaciones de propiedades demiembros definidas anteriormente.

DescripciónSeleccione la opción Clear All option borrará todas lasespecificaciones de propiedades de los miembros.

7.4.6 Constant

ObjetivoLa opción Constant permite la especificación de propiedades delmaterial (o constantes del material) y ángulos beta a miembros yelementos en el modelo. Ver secciones 2.5.3, 2.12 y 6.26 para másinformación.

DescripciónSi la opción Elasticity, Density or Poisson Ratio es seleccionada, lasiguiente ventana de diálogo aparece. Usted puede seleccionar unode los materiales pre-definidos o escribir un valor en unidades enuso.

La opción Combine Above permite la especificación de ladensidad, elasticidad, y relación de Poisson basados en el tipo dematerial. La siguiente ventana de diálogo aparece donde una o másde estas constantes pueden ser asignadas al valor por omisión delmaterial seleccionado.

La tabla siguiente describe brevemente la opción other constants.

AA La opción Alpha asigna coeficientes de expansión térmica.

BB La opción Beta define la rotación de miembros.

CC La opción Reference option define la orientación del miembro.

DD La opción Clear Above Commands borra todas las especificaciones de constantespreviamente definidas.

Finalmente la ventana de diálogo de selección aparece para laselección de miembros/elementos para las constantes especificadas.

AABB

CCDD

7.4.7 Support

ObjetivoLa opción Support define apoyos en nodos específicos en elmodelo. Vea secciones 2.13 y 6.27 para mas información.

DescripciónSeleccione la opción apropiada del menú que se muestraanteriormente.

La opción Fixed But and Spring requerirá especificacionesadicionales (ver ejemplo siguiente). Finalmente, seleccione losnodos de apoyo utilizando la ventana de diálogo de selección.

La opción Clear Above Commands restaura todas lasespecificaciones de apoyo previamente definidas.

7.4.8 Member Specification

ObjetivoLa opción Member Specification permite la especificación de lacondición estructural de miembros y elementos estructurales en laestructura. Información detallada en este tema está disponible enlas secciones 6.22 a 6.25 de este manual.

DescripciónSeleccione el elemento del menú anterior y sub-menús relevantes yventanas de diálogo aparecerán. Especifique los datos como seanecesario. Seleccione miembros / elementos utilizando la ventanade diálogo de selección.

7.4.9 Especificación Load

ObjetivoLa opción Load es utilizada para especificar cargas en laestructura. Ayuda extensiva en línea describe las opciones de lossub-menús y ventanas de diálogo.

DescripciónSeleccione la opción del menú anterior y opciones relacionadas seharán disponibles. Después de que las especificaciones esténcompletas, la ventana de diálogo de selección aparecerá. Use estaventana de diálogo para seleccionar miembros/elementosapropiados.

Los sub-menús y ventanas de diálogo para cargas son mostradas enun formato desplegable y se explican en las páginas siguientes:

AA La opción Define puede ser utilizada para proporcionar datos para casos de cargaque involucran la generación de cargas. Ver sección 6.31 para mas información.

BB La opción Primary option crea nuevos casos de carga o cambia existentes.

CC La opción Combination aplica factores de carga a casos de carga primarios para elpost-análisis de la combinación de resultados.

DD La opción Load List selecciona cargas para las opciones de post-análisis.

EE La opción Delete Load elimina cargas.

AABB

CCDD

EE

7.4.9.1 Ventanas de diálogo de Primary Load

Peso Propio

Nodo

Miembro

Elemento

7.4.9.1 Ventanas de diálogo de Primary Load(cont…)

Piso

Presfuerzo

Temperatura

Repetir

Frec. Nat.

7.4.9.2 Ventanas de diálogo de Load Combination

7.4.9.3 Ventanas de Diálogo de Load List

7.4.9.4 Ventanas de Diálogo de Delete Load

7.4.10 Especificación Analysis

ObjetivoLa opción Analysis especifica el tipo de análisis requerido. Veropciones 2.18, 2.20 y 6.37 para mayor información.

DescripciónSeleccione la opción Analysis del menú superior y entoncesseleccione el tipo de análisis apropiado del menú. La siguienteventana de diálogo aparece para la especificación de la opción deimpresión para el análisis.

Seleccione la opción print y entonces haga click sobre el botónAccept.

7.4.11 Design

ObjetivoEsta opción puede ser utilizada para especificar lasespecificaciones relaciones con el diseño para acero, concreto,madera y para cimentaciones.

DescripciónSeleccione la opción apropiada para el menú de arriba. Sub-menússubsecuentes son explicados en las siguientes secciones.

7.4.11.1 Design - Concrete

ObjetivoLa opción Concrete Design permite la especificación para el diseñode elementos y miembros. Ver sección 6.51 y sección 4 para másinformación.

DescripciónSeleccione la opción Concrete Design y el submenú ConcreteDesign Code aparece. Seleccione el código deseado de este menú.El menú Concrete Design aparece como se muestra a continuación.

Seleccione la opción Parameter para especificar parámetros dediseño. Ver tabla 4.1 para más información en los parámetros dediseño de concreto.

7.4.11.2 Design - Footing

ObjetivoLa opción Footing Design permite la especificación para diseño decimentaciones. Ver sección 6.52 para mas información.

DescripciónEl menú Footing Design aparece. Seleccione elementos apropiadosde este menú.

Los valores de los parámetros de diseño pueden cambiar de losvalores por omisión como sea necesario. Ver la tabla en la sección6.52 para obtener información adicional en los parámetros dediseño de cimentaciones.

7.4.11.3 Design - Steel

ObjetivoLa opción Steel Design permite la especificación para diseño demiembros de acero. Ver secciones 3 y 6.46 a 6.49 para mayorinformación.

DescripciónSeleccione la opción Steel y el submenú Steel Design Codeaparece. Seleccione el código deseado de este menú. El menú SteelDesign aparece tal como se muestra a continuación.

Seleccione la opción Parameter para especificar parámetros dediseño. Ver tabla 3.1 para información adicional en los parámetrosde diseño de acero.

7.4.11.4 Design - Timber

ObjetivoLa opción Timber Design permite las especificaciones para eldiseño de miembros y elementos de madera. Ver sección 5 ysección 6.50 para más información.

DescripciónEl menú Timber Design aparece. Seleccione los elementosapropiados para este menú.

Los valores de los parámetros de diseño pueden ser cambiados delos de por omisión como sea necesario. Ver Tabla 5.1 para masinformación en los parámetros de diseño de madera.

7.4.12 Print / Plot

ObjetivoEsta opción le permite la especificación de comandos para obtenerinformación estructural, datos y resultados del análisis escritos alarchivo de salida, así como para la creación de archivos de datospara el post-proceso.

DescripciónSeleccione la opción Print/Plot. Los menús y opciones que se hacendisponibles son descritos en las siguientes secciones.

7.4.12.1 Resultados Print /Plot - Analysis

ObjetivoLa opción Print Analysis permite la especificación de comandosrequeridos para la impresión de resultados de análisis para elarchivo de salida.

DescripciónSeleccione los comandos print deseados del submenú. La opciónClear elimina todas las especificaciones de Print.

7.4.12.2 Print / Plot - Information

ObjetivoLa opción Print Information puede ser utilizada para especificarcomandos para obtener que se impriman datos del pre-análisis alarchivo de salida.

DescripciónSeleccione los comandos print deseados del submenú. La opciónClear restaura todas las especificaciones de print.

7.4.12.3 Print / Plot - Plot File

ObjetivoLa opción Plot File specification crea archivos de datos utilizadospor STAAD-POST para mostrar resultados en pantalla.

DescripciónSeleccione los comandos deseados del submenú plot. Informaciónadicional en estas opciones está disponible en la sección 6.44 deeste manual.

7.4.13 Draw Specification

ObjetivoLa opción Draw Specification especifica comando para laobtención de salida gráfica como parte del archivo de salida. Estasgráficas pueden ser vistas con la opción View Output de STAAD-III.

DescripciónEl menú Draw Command aparece. De las especificaciones quedesee de este menú.

7.4.14 Especificaciones Miscellaneous

ObjetivoLa opción Miscellaneous permite la especificación de algunoscomandos especiales. Ver secciones 6.4 a 6.8 y 6.53 a 6.55 paramayor información.

DescripciónSeleccione la opción deseada del menú. Verifique el texto en elarchivo de datos de entrada para asegurarse que los comandos estánen la secuencia deseada.

-17.42

31.54

6.85

-17.42

31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

105.18

92.53

-319.13 105.18

92.53

-319.13

7.25

7.25

-25.83

12.77

12.77

-20.3

13.51

13.51

-19.57

9.9

9.9

-23.17

9.81

9.81

-23.27

MOMENT MZ LN= 1

Maximum= 369.86

DFDR LOAD= 1

Max Displ= 0.034

.000

.000

.000

.000

.000

.000

.008

.011

.009

.008

.011

.009

.034

.033

.034.033

.015

.015

.005

.041

.005

.041

.008

.009

.008

.009

.041

.049

.041

.049

.111

.111

.016

.018

.014

.038

.037

SCDR LOAD= 1

-17.42

31.54

6.85

-17.42

31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86 105.87

-180.09

105.18

92.53

-319.13

105.18

92.53

-319.13

7.25

7.25-25.83

12.77

12.77

-20.3

13.51

13.51

-19.57

9.9

9.9

-23.17

9.81

9.81

-23.27

MOMENT MZ LN= 1


MN/ELEM

J=16,M=21

Seleccione el icono Plot del Display Tool dialog e imprime losresultados gráficos (Las opciones de salida también estándisponibles desde el menú Tools) Por favor consulte la sección 8para una discusión detallada sobre las opciones de impresión yploteo.

Seleccione View Value para etiquetar cada nodo con su valor dedesplazamiento. La siguiente ventana aparecerá.

-17.42

31.54

6.85

-17.42

31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

105.18

92.53

-319.13105.18

92.53

-319.137.25

7.25-25.83

12.77

12.77

-20.3

13.51

13.51

-19.57

9.9

9.9

-23.179.81

9.81

-23.27

MOMENT MZ LN= 1

Maximum= 369.86

DFDR LOAD= 1

Max Displ= 0.034

.000

.000

.000

.000.000

.000

.008.011

.009

.008.011

.009

.034

.033

.034 .033

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

Similarmente, construye el diagrama de resultado deldesplazamiento de secciones en el panorama inferior izquierdo y eldiagrama de la envolvente MZ en el panorama inferior derecho.

Haga Click en el botón Accept de la ventana de diálogo previa y lasiguiente pantalla aparece.

-17.42

31.54

6.85

-17.42

31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

105.18

92.53

-319.13105.18

92.53

-319.13

7.25

7.25

-25.83

12.77

12.77

-20.3

13.51

13.51

-19.57

9.9

9.9

-23.17

9.81

9.81

-23.27

Maximum= 369.86

MOMENT MZ LN= 1

UNIT FT KIP

MN/ELEM

J=16,M=21

-17.42

31.54

6.85

-17.42

31.54

6.85

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

-4.47

3.1

-1.62

-60.1

105.18

21.47

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

15.75

-37.42

-11.37

68.45

-92.53

-13.12

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

31.54

306.66

-169.44

369.86

105.87

-180.09

105.18

92.53

-319.13

105.18

92.53

-319.13

7.25

7.25

-25.83

12.77

12.77-20.3

13.51

13.51

-19.57

9.9

9.9

-23.17

9.81

9.81

-23.27

MOMENT MZ LN= 1


MN/ELEM

J=16,M=21

Seleccione la ventana superior derecha haciendo click sobre ellacon el mouse. Presente el diagrama de deflexión para el caso decarga 2 seleccionando Deflection de la opción Results del menúsuperior. Seleccione Caso de carga 2 de la ventana de diálogo loadspecification.

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Edición, Visualización,Impresión, Ploteo y Manual

Introducción

Esta sección explica las opciones del editor de texto, la opción devisualización de datos de salida, las opciones de impresión y ploteode gráficas y la opción de manual en línea proporcionadas porSTAAD-III para Windows / Windows NT.

El editor puede ser accesado haciendo doble click en el iconoSTAAD EDITOR en la ventana de grupo de aplicaciones REI.También puede ser accesado seleccionando la opción en el menúprincipal de STAAD-III. Puede ser utilizado para proporcionar losdatos de entrada para archivos de entrada nuevos así como paraeditar archivos de datos de entrada existentes.

La opción View Output proporciona un ambiente para lavisualización de datos de salida ( tanto texto como gráficas )creados con el módulo de análisis y diseño de STAAD-III. Puedeser accesado haciendo doble click sobre el icono de STAAD-VIEWdel grupo de aplicaciones de REI. También puede ser accesadoseleccionando la opción View Output del menú principal deSTAAD-III.

La opción Print Output option crea una interfase con eladministrador de impresión de Windows para la impresión a unavariedad de impresoras y ploters soportadas por Windows.


La opción Plot proporciona una opción para enviar archivos deinformación gráfica previamente creados en STAAD-POST a unaimpresora/ploter.

El Manual que puede ser accesado desde la opción Help de lapantalla principal de STAAD-III es un manual de Referencia quecontiene, en un formato electrónico, los comandos e instruccionesde entrada de STAAD-III explicados en el manual de referencia.

8.1 Edit Input

Objetivo

La opción Edit Input proporciona acceso a un editor de texto parala creación del archivo de datos de entrada de STAAD-III y para laedición de archivos de entrada existentes.

Descripción

Los Datos de Entrada para el análisis y diseño de STAAD-IIIconsisten en un grupo de comandos en idioma inglésproporcionados a través de un archivo de datos de entrada. Elarchivo de entrada puede ser creado ya sea por medio de un editorde texto como el STAAD EDITOR (o cualquier otro editor de textoque prefiera el usuario) o utilizando el generador gráfico de datosSTAAD-PRE.

El STAAD EDITOR puede ser llamado desde:

1) El menú principal de STAAD-III haciendo click en el botónEdit Input,

2) STAAD-PRE como se explicó en la Sección 7, y3) El icono STAAD EDITOR en la ventana de Aplicaciones REI.

La figura anterior muestra la pantalla del editor en el modo deedición. El encabezado de la ventana contiene el nombre delarchivo que está siendo editado. El menú superior contiene losmenús estándar de Windows como los de File, Edit y Search. Unalínea vertical dibujada a través de la ventana marca la posición delcaracter de datos de texto número 72.

El botón izquierdo del ratón puede ser utilizado ya sea para marcaro para seleccionar diferentes funciones del menú superior. Paramarcar un bloque de texto del archivo, el usuario debe utilizar lastécnicas estándar de click y arrastrar , comunes en el ambienteWindows, utilizando el botón izquierdo del mouse.

Las funciones estándar del teclado también son provistas parausuarios que prefieran utilizar el teclado. Teclas de movimiento decursor , teclas de avanzar y retroceder página, Suprimir, y todas lasdemás teclas también están siempre disponibles.

Cada uno de los elementos del menú se describen a continuación.

La opción File le permite al usuario especificar el nombre dearchivos a editar. La opción Open debe ser seleccionada paraespecificar el nombre de un archivo de entrada de STAAD-IIIexistente. La opción New debe ser utilizada para especificar elnombre de un archivo para el cual los datos están por crearse. Esuna buena práctica el guardar periódicamente los datos de unarchivo parcialmente terminado. La opción Save puede ser usadapara hacer lo anterior. Los datos pueden ser guardados en unarchivo diferente utilizando la opción Save As. La opción Exitdebe ser utilizada para guardar el trabajo y salir del ambiente deleditor.

La opción Edit proporciona una interfase con el portapapeles deWindows. Los usuarios pueden utilizar esta opción para cortar ypegar texto dentro del mismo archivo de entrada o entre diferentesarchivos. La opción delete puede ser usada para borrar informaciónde texto no deseado.

La opción Search le permite al usuario encontrar y remplazarcadenas de texto en el archivo de entrada. Operaciones repetitivasde búsqueda pueden ser realizadas utilizando la tecla de funciónF3. Las funciones Find y Replace están basadas en ventanas dediálogo. Los usuarios tienen que especificar la cadena de texto (yla cadena de texto que la remplazará tal como sea el caso) en laventana de diálogo y hacer click en el botón apropiado paraproceder con la búsqueda. Las ventanas de diálogo Find y Replacese muestran a continuación.

8.2 View Output

Objetivo

La opción View Output le permite ver al archivo de salida quecontiene los resultados creados durante la ejecución del Análisis yDiseño de STAAD-III.

Descripción

Durante la ejecución del Análisis y Diseño, un archivo de salida escreado. Este archivo tiene una extensión .ANL. STAAD-VIEW esuna opción para ver la salida.

El archivo de salida puede ser también utilizado eficientementepara documentar varios resultados gráficamente utilizando loscomandos DRAW de STAAD-III. Tanto el texto como las gráficasde salida pueden visualizarse a través de STAAD-VIEW.

STAAD-VIEW puede ser llamado del icono STAAD-View en elgrupo de aplicaciones REI o desde el menú principal STAAD-IIIhaciendo click en la opción View Output. También Puede serllamado también desde la opción Report de STAAD-POST.

La figura anterior muestra una página de texto de salida mostradapor medio de la pantalla STAAD-VIEW. La siguiente figura

muestra una página del archivo de salida que contiene salidagráfica.

Las teclas de Retroceder y avanzar páginas, las teclas de flechahacia arriba y hacia abajo y la barra de desplazamiento pueden serutilizadas para moverse a través del archivo de salida.El menú superior contiene varias opciones para navegar a travésdel archivo. Los nombres de las opciones se explican por símismos. Por ejemplo, la opción Go to .. le permite al usuario“saltar” a una página específica. La opción Search puede serutilizada para buscar cadenas de texto mientras que la opción Printpuede ser utilizada para imprimir páginas específicas o el archivoentero utilizando el administrador de impresión de Windows.

8.3 Print Output / Plot

Descripción

El programa STAAD-III permite imprimir la salida en todas lasimpresoras soportadas por Windows.

Impresión de un archivo de SalidaLa opción Print Output file del menú principal o la opción Report- Print Output de STAAD-POST le permitirán imprimir el archivode salida. Las gráficas creadas en el archivo de salida tambiénserán impresas.

Impresión / Ploteo de GráficasEn adición al archivo de salida, el ploteo de pantallas de gráficaspuede ser creado desde la opción STAAD-POST del menúprincipal de STAAD-III.

El procedimiento para la impresión y el ploteo son descritos en lassiguientes secciones.

8.3.1 Print Output

Descripción

Después de la ejecución de un diseño y análisis, es creado unarchivo de salida ASCII que contiene información de salida delanálisis y diseño. Este archivo tiene una extensión .ANL.

La opción Print Output del menú principal de STAAD-III puedeser usada para imprimir archivos .ANL.

La opción Report de STAAD-POST puede ser también usada paraimprimir archivos de salida.

La siguiente ventana de diálogo Print de Windows ilustra algunosde los parámetros que controlan la impresión del documento desalida.

La opción Setup vista anteriormente le permite al usuario definiropciones como, tipo de impresora, orientación del papel, tamañodel papel, conexión a redes, etc. Una ventana de diálogo PrintSetup de ejemplo se muestra a continuación. Se le recomienda alos usuarios consultar la documentación Windows para informacióndetallada en estas opciones.

8.3.2 PLOT

DescripciónLa opción PLOT del menú principal de STAAD-III proporcionauna opción para la visualización como para la impresión dearchivos de datos gráficos creados por medio de la opción STAAD-POST. Esta opción está también disponible desde STAAD-POST.

Si la opción plot es seleccionada, la ventana de diálogo Select PlotFile aparece con una lista de todos los archivos plot presentes en eldirectorio actual.

Seleccione el archivo deseado de la ventana de diálogo. El botónPreview deberá ser utilizado para ver el archivo en pantalla. Elbotón PLOT debe ser utilizado para mandar al archivo a unaimpresora o ploter utilizando el administrador de impresión deWindows. Todos los archivos plot están marcados con números depágina (01,02 etc.).

Nota: STAAD-III para Windows / Windows NT soporta todas lasimpresoras que soportan Windows y Windows NT.

8.4 Manual

ObjetivoLa opción Manual que puede ser accesada del elemento Help de lapantalla principal de STAAD-III ofrece acceso a un manual dereferencia en línea que proporciona información de la escriturapara los comandos de entrada de STAAD-III. Esta opción estátambién disponible como un icono separado bajo el grupo deaplicaciones REI. Es un formato electrónico de la informaciónproporcionada en el manual de referencia STAAD-III.

El siguiente es la pantalla de contenido (mostrando losencabezados de los temas) de la documentación en línea.Descripción detallada de cada tema puede ser accesadaseleccionando el encabezado por medio del mouse.

La siguiente es la distribución típica de la pantalla de un temaseleccionado del Índice mostrado antes. Esta pantalla en particularse obtiene seleccionando el tema Joint Load Specification delÍndice mostrado antes.

También es posible buscar temas usando la opción Searchbasándose en palabra claves.

Diseño InteractivoSTAAD-INTDES

9.0 Diseño Interactivo STAAD-INTDES

El módulo STAAD-INTDES contiene opciones para llevar a cabodentro de un ambiente interactivo el análisis y diseño, de Muros deContención en Voladizo, Losas, Cimentaciones, con variascondiciones de apoyo en los extremos. Las pantallas de entradaestán adecuadas para cada una de estas estructuras, con el objeto deminimizar la cantidad de datos de entrada a proporcionar.

Los valores numéricos que requiera el programa podrán serproporcionados directamente desde el teclado de su computadora.Están disponibles opciones como calculadora en línea y pantallasde ayuda en línea para simplificar el proceso de proporcionar losdatos de entrada.

Para empezar STAAD-INTDES, haga click con el botón izquierdodel mouse en esa opción del Menú Principal de STAAD-III. Elmenú superior de la opción STAAD-INTDES se muestra en lafigura siguiente.


La figura siguiente muestra una pantalla típica de entrada de datos.Una figura representativa de la estructura junto a los parámetros deentrada son dibujados a lo largo de un costado de las datosrequeridos. Los valores por omisión ya han sido definidos ydeberán de ajustarse de acuerdo al modelo de su proyecto. El botónACCEPT dará acceso a la siguiente pantalla.

Un cursor vertical titilante le muestra su posición en la pantalla.Para mover el cursor a un valor de un parámetro de entradaespecífico, presione la tecla TAB o posicione la flecha del ratón yhaga click en el botón izquierdo del ratón. Escriba el valor

requerido. Repita este proceso ( no presione la tecla RETURN ) sihay mas valores que modificar.La opción de calculadora permite la entrada de valores desde unacalculadora. El resultado de la Calculadora puede ser copiado alportapapeles utilizando la opción Edit de la Calculadora y pegado ala caja de edición requerida utilizando la combinación de teclasMayúsculas + Insert. El botón Help puede ser utilizado paraobtener información acerca del ambiente. Los botones Previous yNext permiten el movimiento hacia atrás y hacia adelante a lasdiferentes pantallas de entrada.

En lo que resta de esta sección se describirán cada uno de loscomponentes de diseño. Una breve discusión del diseño esseguida de un ejemplo utilizando STAAD-INTDES.

9.1 Diseño de Muros de Contención

Bases Teóricas

En esta sección se presentan las bases teóricas de análisis y diseñopara muros de contención. La descripción inicia con una discusiónsobre las diversas clases de estructuras de contención.Posteriormente, las fuerzas que actúan típicamente sobre muros decontención serán discutidas seguidas de una breve explicación delas teorías de empuje lateral del terreno. Puesto que losrequerimientos de estabilidad constituyen los criterios másimportantes para el diseño de muros de contención, estos serándiscutidos en detalle. Por último, se muestra un procedimiento pasoa paso para el proceso de diseño.

Tipos de estructuras de Contención

Las estructuras de contención retienen materiales consolidados yno consolidados que modifican el ángulo natural de reposo enlugares donde ocurre un cambio abrupto en la elevación delterreno. El material de retención ejerce un empuje sobre laestructura de tal manera que tiende a un deslizamiento ovolcamiento, o ambos. Existen varios tipos de estructuras deretención: (Ver Figura 9.1).

1. Muro de Gravedad - Un muro de gravedad está constituidopor lo general de concreto simple o mampostería y dependecompletamente de su peso para la estabilidad.Normalmente se utiliza para muros de hasta una altura de10 pies.

2. Muro de Contención en Voladizo - Constituye el tipo máscomún de estructuras de retención y se utiliza para murosen un rango de alturas de 10 a 25 pies. La pantalla, el talóny la puntera actúan cada uno como una viga en voladizo.

3. Muro de Contrafuerte - En el muro de contrafuerte lapantalla y la zapata están unidas mediante contrafuertes,los cuales son muros transversales separados a distanciasdeterminadas y actúan como amarres de tensión parasoportar el muro de la pantalla. Los muros de contrafuerteson a menudo económicos para alturas arriba de 25 pies.

4. Dique de Machones - La cortina de machones es similar almuro de contrafuerte, excepto que los muros de apoyotransversal están localizados en el lado opuesto delmaterial de relleno del dique y actúan como puntales decompresión. Los machones como elementos de compresión,son más eficientes que los contrafuertes de tensión y máseconómicos para el mismo rango de alturas.

5. Diversos tipos de muros de contención - Además de lostipos anteriores, existen otros muros de contención que seutilizan para propósitos especiales. Las clases máscomunes incluyen estribos para puentes y los cajones.

(a) Muro de Gravedad

Material Retenido

Puntera Talón

Pantalla

Material Retenido

(b) Muro de Contención en Voladizo

PantallaContrafuerte

MaterialRetenido

Zapata

(d) Muro de Contrafuertes

Machón PantallaMaterialRetenido

Zapata

(d) Dique de Machones

MaterialRetenido

Pantalla

Talón

(e) Estribo para Puente

Pavimento de aprocheCalzada del puente

(f) Cajón

Parte Superior

Muro

Piso

Fig. 9.1 Diversas estructuras de contención

Fuerzas sobre los Muros de Contención

La fuerza principal que requiere soportar un muro de contención esla presión del terreno. La magnitud y dirección de la presión delterreno que hace que un muro de retención tienda al deslizamientoy volcamiento podrá ser determinada aplicando los principios demecánica de suelos. Información detallada sobre como determinarla presión del suelo para situaciones de diseño particulares, sepodrá encontrar en diversos textos. En esta sección, únicamente seproporciona un breve resumen de los principios más importantes.

La presión ejercida por el material retenido es proporcional a ladistancia bajo la superficie del terreno y su peso unitario.Análogamente a la acción del fluido, la presión unitaria p a unadistancia H debajo de la superficie del terreno se puede expresarcomo:

p = Cwh ......................Ec. 9.1

donde w es el peso unitario del terreno y C es un coeficiente quedepende de las propiedades físicas del terreno. Es el factor C elque causa dificultades a los diseñadores debido a que puede variardesde valores de 0.3, para materiales granulares dispersos, hasta unvalor de 1.0 para arcilla húmeda. Los factores que afectan a lapresión sobre muros son:

1. Tipo de material de relleno utilizado.2. La condición de temporal del material de relleno.3. Drenaje del material de relleno.4. Posibilidad de sobrecarga del material de relleno, tales

como vehículos pesados y equipo cerca del muro.5. Control de calidad del relleno.6. Grados de restricción rotacional entre los diversos

componentes de la estructura de contención.7. Posibilidad de vibración en las vecindades del muro.8. Tipo de material por debajo de la cimentación de la

estructura de contención.9. Nivel freático.

Posiblemente el factor más importante es la prevención deacumulación de agua sobre el material de relleno. Los murosraramente están diseñados para retener materiales saturados, locual implica que se deberá disponer de un drenaje apropiado.

Cuando el tránsito de vehículos esté cerca y ejerza sus cargas sobreel camino, o cuando existan edificaciones alrededor, la presiónlateral en contra del muro se incrementa. En el caso de una cargaestática fija, tal como un edificio, el peso del edificio se puedetransformar a una altura adicional del material de relleno. El efectode que una autopista o carretera cruce cerca del muro causará unareacción dinámica que no podrá ser convertida con precisión a unefecto estático. Sin embargo, la especificación de puentescarreteros AASHTO y la especificación de muros de contención deferrocarriles AREA prescribe una sobrecarga estática equivalentecorrespondiente a un aumento en la altura del material de relleno.

Teorías de Presión del Terreno

Debido a que el mejor material de relleno utilizado sobre unaestructura de contención está bien drenado, un material sincohesión (grava y arena) cumple con las especificaciones usualesde diseño. Aunque es cierto que la arcilla (material cohesivo)ejercerá frecuentemente menos presión en contra del muro que lagrava y arena bajo condiciones de humedad ordinarias, bajocondiciones saturadas se convierte en un material blando que secomporta más como un fluido. Materiales de drenaje granularofrecen la solución más confiable.

Existen dos teorías muy conocidas para los cálculos de presiónactiva y pasiva del terreno; la teoría de Coulomb y la teoría deRankine. Aquí se utiliza la teoría de Rankine.

Teoría de RankineLa teoría de Rankine, considera que el terreno se encuentra enestado de equilibrio plástico, hace las suposiciones de que elterreno es homogéneo, isotrópico y que posee fricción interna. Lapresión ejercida por el terreno en contra del muro es atribuida a lapresión activa. La resistencia ofrecida por el terreno a un objeto

con un empuje en contra, es atribuida a la presión pasiva. La teoríade Rankine es aplicable a terrenos incompresibles. La ecuaciónpara la presión activa del terreno sin cohesión se expresa como

Pa = kawh

donde

aK =− −

+ −

cos cos cos

cos cos cos

β β φ

β β φ

2 2

2 2

donde

ka = Coeficiente de presión activa

w = peso específico del terreno

h = profundidad de la sección (bajo el terreno) donde la presiónestá siendo evaluada.

β = ángulo que la superficie superior del terreno forma con lahorizontal.

φ = ángulo de fricción interna del terreno.

La expresión para la presión pasiva es

Pp = kpwh

donde kp = 1/ka

Podrá observarse que la fuerza horizontal debido a la presiónactiva es1

22k wha cosβ

y el valor correspondiente a la presión pasiva del terreno es

1

22k whp cosβ

Evaluación de Presiones en Suelos Saturados de AguaEn el evento de una saturación, la cual podrá ser causada por unaelevación del nivel freático, la presión activa ejercida por el suelopuede incrementarse notoriamente mientras que la resistenciapasiva podrá reducirse substancialmente. La fuerza horizontaldebida a la presión activa se expresa entonces como;

( )P k w c h cha a= − +12

12

2 2cos

donde c = es el peso específico del agua, todos los otrosparámetros son como se explicó con anterioridad.

Similarmente, la fuerza horizontal debido a la resistencia pasiva seescribe como

( )P k w c h chp p= − +1

2

1

22 2cosβ

Presión debida a SobrecargaLa sobrecarga debida al peso de edificaciones u otras cargas fijaslocalizadas por encima de la superficie del suelo retenido serepresentan con una altura de suelo equivalente.

La fuerza horizontal, a una profundidad h debajo de la superficiedel suelo, debida a una sobrecarga se representa,

kaqhcosβ

donde q = whr

donde hr = altura del suelo equivalente a la sobrecarga.

éste valor hr es definido por el usuario como un elemento deentrada.

Requerimientos de Estabilidad

La parte más importante en el diseño de muros de contención es elde establecer las proporciones que aseguren la estabilidad de laestructura bajo la acción de las fuerzas del terreno. Tresrequerimientos deberán ser satisfechos:

1) Momento de Volteo: El momento de volteo debe estar más quebalanceado para el momento de estabilidad, de tal manera quese proporcione un factor de seguridad adecuado en contra delvolteo, generalmente de 2.0. El factor de seguridad en contradel volteo se define como:

Momento de EstabilidadFS (Volteo) = _____________________

Momento de Volteo

2) Deslizamiento: Una resistencia a la fricción adecuada, encombinación con una resistencia pasiva confiable, proveen unfactor de seguridad apropiado, usualmente el valor es de 1.5.

3) Hundimiento o Rotación de Base: El ancho de la base deberáser adecuada para distribuir la carga a la cimentación sincausar un Hundimiento excesivo o rotación. En la prácticacomún, se requiere que la fuerza resultante vertical del materialinferior, se encuentre dentro de la tercera parte del cimientopara sub-bases de grava y arena y, a la mitad para sub-bases deroca.

9.1.1 Algoritmo de Diseño

En base a los datos de entrada proporcionados por el usuario, elmuro será dimensionado asegurándose de que los factores deseguridad requeridos sea satisfecho. El programa itera lasdimensiones del talón hasta alcanzar el tamaño más eficiente. Ustedproporcionará una dimensión mínima del talón y una dimensión fijade la puntera. Todos los cálculos relacionados a la estabilidad y

presiones del terreno están basados en una carga sin factorizar,mientras que el diseño de concreto está basado en un factor decarga de diseño.

Después de que los cálculos de estabilidad y presión del terrenosean realizados, se efectúa el diseño en concreto. El usuario podráindicar un factor de carga equivalente por la cual todas las cargasestarán multiplicadas hasta alcanzar los valores de los refuerzos.

9.1.2 Parámetros de Entrada

Factor de Presión LateralCoeficiente de presión activa del terreno (ka). La componente deestabilización vertical de la presión activa del terreno podrá serignorada conservadoramente.

Elevación del Terreno sobre la corona del muroEl programa puede determinar las presiones del terreno paracualquier altura del terreno, debajo o por arriba de la superficie delmuro de contención. El terreno sobre el paramento exterior delmuro se utiliza para calcular la resistencia a la presión pasiva.La elevación es medida arriba de la parte inferior de la zapata.

Profundidad de SobrecargaLa sobrecarga es considerada como una carga de intensidaduniforme para la longitud completa de la pared.

Espesor del muro o pantalla (Superior e Inferior)Espesor de la zapataDimensión de la puntera

Los valores de las variables anteriores se consideran como fijos.Durante el proceso de diseño, el programa verifica la suficiencia deestos espesores. En caso de que alguno de ellos sea menor que lorequerido, el programa lo mostrará en los resultados de salida. Silos espesores son adecuados, el refuerzo es calculado.

Dimensionamiento Mínimo del talón

El programa requiere de que se indique únicamente una dimensióntentativa para el talón de la zapata. Cuando se especificanlongitudes que sean inadecuadas para las consideraciones deestabilidad y/o presiones del terreno, el programa propondrá unadimensión conveniente, mediante la repetición de valores conincrementos de 1/4 de pie.

Presión Permisible del TerrenoLa dimensión del talón es calculada de tal manera que se aseguraque la presión máxima en la base del terreno no exceda el valor depresión máxima permisible. La base total de la zapata se consideraestá en contacto con el terreno.(Ninguna parte de la cimentación seeleva).

Coeficiente de Fricción del TerrenoEl parámetro anterior se utiliza para determinar el factor deseguridad en contra del deslizamiento. Las cargas verticales sonmultiplicadas por el coeficiente de fricción para obtener laresistencia al deslizamiento.

Factor de Seguridad en contra del Volcamiento y DeslizamientoEstos valores de entrada se utilizan como una base para el cálculode las dimensiones del HEEL en la verificación de estabilidad.

Cargas debido a Viento: 1/3 parte de la presión del sueloaumenta en viento (Y=1,N=0)Este valor se define como una presión que actúa sobre el lado deretención del muro y contribuye a los momentos de volteo. Seproporciona un valor de 0.0 para el caso de que no exista fuerza deviento actuando de manera negativa. El usuario puede tambiénespecificar si la presión admisible del terreno puede serincrementada un 33% para el caso que involucre presión por vientoen adición a las cargas por gravedad y presión del terreno... Lafuerza de viento sobre la pared se calcula como una presiónmultiplicada por el área de la pared entre la parte superior delterreno del lado de retención y la parte superior de la pared.

Factor de Carga para Diseño en Concreto

Los cálculos para estabilidad y presión del terreno están basados encargas no factorizadas mientras que el diseño en concreto estábasado en un factor de carga de diseño. Usted podrá proporcionarun factor de carga equivalente por el cual todas las cargas sonmultiplicadas hasta alcanzar los valores de refuerzo de concreto.

9.1.3 Ejemplo y Verificación de Resultados

Problema: Calcule las presiones base y los factores de seguridadpara el muro de contención en voladizo.

Peso Específico del Terreno = 120pcfPeso Especifico del Concreto = 150pcfka = 0.3Coeficiente de Fricción del Terreno = 0.4Sobrecarga = 6ft de TerrenoAngulo que forma el material de relleno con la horizontal = 0o

Presión Admisible del Suelo = 5200 kips/sq.ft.

Surcharge = 6 ft of earth

Soil on exposed side

WT

2ft 7ft3ft

2ft

18ft

1ft

4ft

9ft

Solución por STAAD-INTDES

Cálculo a Mano

H1

H2H3

H4

H5

H1 y H2 Son la presión activa debido a la porción de rellenoarriba del nivel freático.

H3 Presión activa debido a material de relleno + agua bajo el nivel freático.

H4 Presión activa debido a sobrecarga.H5 Presión pasiva debido al terreno sobre el lado expuesto.

Fuerzas Horizontales Debidas a la Presión Activa

H1 = .3(120)9(9/2) = 1.46 kipH2 = .3(120)9(9+2) = 3.56 kipH3 = .3(120-62.43)11(11/2) + (62.43)11(11/2) = 4.82 kipH4 = .3(120)6(20) = 4.32 kip Total = 14.16 kip

Fuerza Horizontal debida a la Presión Pasiva

H5 = (-1)(1/.3)120(4)(4/2) = -3.20 kip

Momentos Horizontales respecto a la base de la zapata debidosa la presión activa

H1(11+9/3) + H2(11/2) + H3(11/3) + H4(20/2) = 100.9 K-FT

Momentos Horizontales respecto a la base de la Zapatarespecto a la Presión Pasiva

H5(4/3) = 4.267 K-FT

Cargas Verticales

W1

W2

W3

W4

W5

W6

W1 = (17FT)(6FT)(1FT)(120PCF) = 12.24 KIPW2 = (16FT)(18FT)(1FT)(120PCF) = 34.56 KIPW3 = (.5)(18)(1)(1)(120) = 1.08 KIPW4 = (.5)(18)(1)(1)(150) = 1.35 KIPW5 = (18)(1)(1)(150) = 2.70 KIPW6 = (21)(2)(1)(120) = 6.30 KIPW7 = (3)(2)(1)(120) = 0.72 KIP

Total = 58.95 KIP

Momentos Verticales alrededor de la Línea Central de la Basede la Zapata.

W1(2) + W2(2.5) - W3(5.833) - W4(6.167) - W5(7) + W6(0) -W7(9) = 38.88 K-FT

Presiones en la Base

xbar = M/P = (100.9-4.267-70.87)/58.95 = 0.437Límites de Excentricidad = 21/6 = 3.5xbar < Límite (La totalidad de la Base en Contacto con el suelo)

pmax = 58.95/21 + 25.763/(1/6*21*21) = 2.807 + 0.351= 3.158 kip/sq ft

pmin = 2.807 - 0.351 = 2.456 kip/sq ft(La totalidad de la Base en Contacto con el suelo)

Factores de Seguridad

Momento de cargas verticales respecto a la puntera= 70.87 + 58.95*21/2= 689.845 ( Restaurando)

F.S. Volteo (689.845+4.267)/100.9 = 6.879 > 2.00F.S. Deslizamiento (58.95*0.4+3.20)/14.16 = 1.891 < 2.00

F.S. Deslizamiento es menor que el permisible. Debido a queaumenta el tamaño del talón de la zapata.

9.2 Diseño de Cimentaciones Aisladas

La opción Diseño de Cimiento realiza al diseño de cimentacionesaisladas sujetas a cargas verticales, cargas horizontales ymomentos biaxiales.

9.2.1 Parámetros de Carga

Los valores de las combinaciones de carga (DL+LL+WL etc.) paralos cuales se desea efectuar el diseño, deberán ser proporcionadas.Hx y Hz son las fuerzas horizontales en la parte superior del niveldel terreno. La carga vertical es incrementada por un 10% paraconsiderar el peso propio de la cimentación. Los momentos sobrela base de la cimentación son calculados como (Mx + Hz *D) y(Mz+ Hx *D) donde D representa la profundidad de la cimentaciónpor debajo del nivel del terreno. Estas cargas no factorizadas, juntocon las dimensiones de la base de cimentación que el usuarioproporcionó al programa son utilizadas para calcular las presionesreales del terreno. En caso de que las presiones del terreno excedanlas presiones permisibles, un nuevo grupo de valores para lasdimensiones será calculado hasta que se satisfagan losrequerimientos de presión permisible. Cuando no se han definidolas dimensiones de la base, un grupo conveniente de valores serácalculado a partir de las cargas y presiones permisiblesespecificadas. No se calculan los factores de seguridad en contradel volcamiento y deslizamiento. Un valor de fuerza o momentonegativo indica que tiene un sentido opuesto al que se indica en lafigura.

9.2.2 Parámetros de Dimensiones

Usted deberá proporcionar los tamaños de las columnas (Cx y Cz)en caso de que se requiera un pedestal para la cimentación, sedeberá de proveer ya sea algunos tamaños, es decir, algunosvalores de Px, Py y Pz que permitan al programa su verificación o,

dar el valor -1 o cualquier otro número negativo para cada uno delos valores Px, Py y Pz, con el objeto de que el programa seencargue de la selección de las dimensiones del pedestal. Cuandono se requiera de un pedestal los valores Px, Py y Pz deberán deser especificados como 0. Las dimensiones de la zapata soncalculadas por el programa cuando los valores para Sx, Sy y Sz sedefinen como números negativos o 0. El usuario podráproporcionar valores para Sx y/o Sz para ser usados en el diseño,además del valor para Sy (peralte mínimo de la zapata). Elprograma conserva los valores dados, calcula los valores que no sehayan proporcionado y diseña la cimentación. D es la profundidadde la cimentación debajo del nivel del suelo. Momentos adicionalespodrían surgir en la cimentación en caso de que el usuarioproporcione las fuerzas horizontales y un valor de D.

Cuando no se definen los valores para Sx y Sz, usted cuenta con laalternativa de proporcionar la tasa de estos valores. (No se necesitaespecificar la tasa Sx Sz, cuando alguno de éstos valores se hayaindicado). La tasa 1.0 es el valor por omisión para una cimentacióncuadrada.

Las dimensiones son definidas como valores decimales en pies opulgadas. En la salida el programa mostrará lo valores en pies yfracciones de pulgada (2'8-1/4"). Los valores de entrada deben serdados en el formato decimal (es decir, 32.25 pulgadas ó2.6875ft.).


Para el diseño en concreto se puede definir un factor de carga. Eldiseño en concreto se efectúa utilizando cargas factorizadas lascuales se obtienen como el producto de las cargas provistasinicialmente y el factor de carga. Para calcular los momentos deflexión y fuerza de corte para el diseño en concreto, la presión delsuelo son reevaluadas a partir de las cargas factorizadas y lasdimensiones de la base obtenidas previamente. El diseño para lasfuerzas cortantes horizontales (Hx y Hz) sobre la parte superior dela cimentación no es ejecutada.

9.2.4 Ejemplo y Verificación de Resultados

REFERENCIA: Problema ejemplo de la sección 20.10 del libroDiseño de Concreto Reforzado de C.K. Wang y C.G. Salmon. 5ta,edición.

Problema: Diseñar un cimiento rectangular que soporte una cargamuerta de 235 kips y una carga viva de 115 kips de una columnazunchada cuadrada de 18 pulgadas que contiene varillas #7. Una delas dimensiones de la cimentación está restringida a un valormáximo de 7ft.. La presión del terreno permisible es de 5500 psf.Desprecie el efecto sobrecarga. Utilice fc'=3000 psi, fy=40,000 psi.Use un factor de sobrecarga de 1.4 para la carga muerta y de 1.7para la carga viva.

Solución de STAAD-INTDES

El peso propio de la cimentación y la sobrecarga en el libro deejemplo del libro es aproximadamente 18.5 kips. Debido a eso, eltotal de carga no factorizada es = 235+115+18.5 = 368.5 kips.Durante los cálculos para la determinación de la presión en la baseel programa agrega un valor de 10% al valor de P para considerarel peso muerto de la cimentación. Por eso, debemos especificar Pcomo 368.5/1.1 = 335 kips. Similarmente, nuestro factor de cargapuede ser calculado como 1.63. Se considera un tamaño decimentación semejante al del libro.

Solución propuesta por el libro:

La tabla inferior muestra una comparación de la solución del libroy la de STAAD-INTDES.

STAAD-INTDESSTAAD-INTDES LibroLibro

Profundidad 27” 22”

Zapata 120”x84” 116”x84”

Area de Acero 7.88 in2 8.5 in2

9.3 Diseño de Losas

La opción de diseño de losas, genera un archivo de salida quecontiene los momentos del diseño y detalles de los refuerzos conlas condiciones de apoyo en las fronteras definidas por el usuario.El cálculo de los refuerzos está basado en los requerimientos delcódigo ACI 318-89. El programa proporciona diseños para losasque trabajan en una dirección y en dos direcciones utilizandocoeficientes de momentos.


Se puede definir dos tipos diferentes de condiciones de frontera;continuas y simplemente apoyadas (discontinuas).

La Carga Viva tiene que ser provista como una presión de cargauniformemente distribuida. La Carga Muerta es calculadaautomáticamente por el programa a partir del espesor de la losa. Seutiliza un factor de 1.4 para la carga muerta y de 1.7 para la cargaviva. El programa no ejecuta reducción de carga viva (como dice elcódigo UBC).

Los cálculos de refuerzos toman en consideración la momentoflexionantes, fuerzas cortantes y momentos de torsión.

Cuando se proporciona un peralte, el programa compara el valordel peralte que el usuario haya definido, con el valor del peraltemínimo requerido, que se obtiene de las consideraciones de flexióny deflexión. El valor más grande es utilizado en el diseño final.

9.3.2 Problema de Ejemplo y Verificación

Problema: Diseñar una losa de una sola dirección de 13 pies parasoportar una carga viva de 100 psf. Las dos fronteras opuestas soncontinuas, las otras dos no son apoyadas. Compare los resultadoscon aquellos obtenidos de un Análisis y Diseño de STAAD-III deun modelo de elemento finito de la losa.

Solución STAAD-INTDES

Solución

Comparación con la Solución de STAAD-III para una Placa

La losa es modelada en STAAD-III utilizando varios elementos deplaca planos de un pie cuadrado. La forma deformada y lascondiciones en las fronteras se puede observar en la siguientefigura.

1 1 DFDR LOAD= 3

STRUCTURE DATA:

TYPE = SPACENJ = 378NM = 0NE = 338NS = 54NL = 3XMAX= 13.0YMAX= 0.0ZMAX= 26.0

FEET POUNFEET POUN

S T A A D P D - P L O T (REV: 18.0 )COMPANY: rei TITLE: TY

DATE:

X

Y

Z

Figure 9.3.1: Deflexión de una losa armada en una dirección.

**************************************************

* *

* S T A A D - III *

* Revision *

* Proprietary Program of *

* RESEARCH ENGINEERS, Inc. *

* Date= *

* Time= *

* *

**************************************************

1. STAAD SPACE FINITE ELEMENT SLAB DESIGN

2. INPUT WIDTH 79

3. UNIT FEET KIP

4. JOINT COORDINATES

5. 1 0.000 0.000 0.000

6. 2 1.000 0.000 0.000

7. 3 2.000 0.000 0.000

... ... ... ... ...

380. 376 11.000 0.000 26.000

381. 377 12.000 0.000 26.000

382. 378 13.000 0.000 26.000

383. ELEMENT INCIDENCES

384. 1 1 2 16 15

385. 2 2 3 17 16

386. 3 3 4 18 17

... ... ... ... ... ...

719. 336 361 362 376 375

720. 337 362 363 377 376

721. 338 363 364 378 377

722. UNIT INCHES KIP

723. ELEMENT PROPERTY

724. 1 TO 338 TH 4.5

725. CONSTANTS

726. E CONCRETE ALL

727. POISSON CONCRETE ALL

728. DENSITY CONCRETE ALL

729. SUPPORTS

730. 1 14 15 28 29 42 43 56 57 70 71 84 85 98 99 112 113 126 127 140 141 154 155 -

731. 168 169 182 183 196 197 29 211 224 225 238 239 252 253 266 267 280 281 294 -

732. 295 308 309 322 323 336 337 350 351 364 365 378 FIXED

733. UNIT FEET POUND

734. LOAD 1 LIVE

735. ELEMENT LOAD

736. 1 TO 338 PR GY -90.

737. LOAD 2 DEAD

738. SELFWEIGHT Y -1.

739. LOAD COMB 3

740. 1 1.7 2 1.4

741. PERFORM ANALYSIS

P R O B L E M S T A T I S T I C S

-----------------------------------

NUMBER OF JOINTS/MEMBER+ELEMENTS/SUPPORTS = 378/ 338/ 54

ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 15/ 15

TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 2268

SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 217728 DOUBLE PREC. WORDS

TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 17.84 MEGA-BYTES

++ PROCESSING ELEMENT STIFFNESS MATRIX. 11:28:13

++ PROCESSING GLOBAL STIFFNESS MATRIX. 11:28:14

++ PROCESSING TRIANGULAR FACTORIZATION. 11:28:26

++ CALCULATING JOINT DISPLACEMENTS. 11:28:52

++ CALCULATING MEMBER FORCES. 11:29: 5

742. START CONCRETE DESIGN

743. CODE ACI

744. DESIGN ELEMENT 1 TO 13

ELEMENT DESIGN SUMMARY

----------------------

ELEMENT LONG. REINF MOM-X /LOAD TRANS. REINF MOM-Y /LOAD

(SQ.IN/FT) (K-FT/FT) (SQ.IN/FT) (K-FT/FT)

1 TOP : 0.186 2.81 / 3 0.097 0.34 / 3

BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0

2 TOP : 0.097 1.43 / 3 0.097 0.07 / 3

BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0

3 TOP : 0.097 0.28 / 3 0.097 0.04 / 3

BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0

4 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.097 0.01 / 3

BOTT: 0.097 0.62 / 3 0.000 0.00 / 0

5 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

BOTT: 0.097 1.27 / 3 0.097 0.01 / 3

6 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

BOTT: 0.98 1.66 / 3 0.097 0.02 / 3

7 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

BOTT: 0.116 1.78 / 3 0.097 0.02 / 3

8 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

BOTT: 0.98 1.66 / 3 0.097 0.02 / 3

9 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

BOTT: 0.097 1.27 / 3 0.097 0.01 / 3

9 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.097 0.01 / 3

BOTT: 0.097 0.62 / 3 0.000 0.00 / 3

11 TOP : 0.097 0.28 / 3 0.097 0.04 / 3

BOTT: 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

12 TOP : 0.097 1.43 / 3 0.097 0.07 / 3

BOTT: 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

13 TOP : 0.186 2.81 / 3 0.097 0.34 / 3

BOTT: 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3

***************************END OF ELEMENT DESIGN***************************

745. END CONCRETE DESIGN

748. FINISH

*************** END OF STAAD-III ***************

STAPLE - STAAD-III Ambiente del Lenguaje deAplicación de Programación

Esta sección está diseñada para proporcionar una visión general dela funcionalidad de STAPLE. Éste consta de un grupo de comandosbasados en el lenguaje inglés que pueden ser usados para crear unarchivo script. El archivo script es un archivo de texto que puedeser creado utilizando cualquier editor de texto. El ambienteSTAAD-III proporciona un poderoso editor de texto que puede serusado para crear y editar archivos script.

El archivo script puede ser entonces ejecutado desde el ambienteSTAAD-III para accesar y extraer información necesaria de la basede datos de la ejecución después de que un análisis es realizado. Lainformación extraída puede ser posteriormente procesada por elarchivo script para:

• Ejecutar el programa del usuario.• Realizar operaciones de ordenar/buscar• Crear una salida de acuerdo a sus necesidades utilizando

formatos del usuario• Crear interfases hacia otro software.• Realizar cualquier otra operación de post-proceso.

Ejecución de archivos script

Los archivos script pueden ser ejecutados dentro del ambienteSTAAD-III como sigue.

• Como un archivo independiente.• Como parte de un archivo de entrada de STAAD-III.• Como parte del archivo de entrada STAAD-III utilizando el

enunciado CALL para llamar un archivo externo script.


Todas las salidas del archivo script pueden ser visualizadas,mostradas en pantalla, ploteadas e impresas utilizando las opcionesdel ambiente STAAD-III. Si el archivo script es parte de unarchivo de entrada, entonces la salida es integrada con la salida deSTAAD-III.

Para ejecutar un archivo script desde una versión STAAD-III(DOS), utilice el botón SCRIPT de la pantalla principal. Consultelas figuras siguientes para mayores detalles.

Press This Button toinvoke script

Para ejecutar un archivo script desde STAAD-III para Windows,utilice la función apropiada del menú FILE. Consulte las siguientesfiguras por detalles.

Script file commands

Ejemplo de salida de archivo script.

Esta sección de la documentación describe en detalle los comandose instrucciones de STAPLE. El usuario utiliza un formato delenguaje de comandos para comunicar comandos al programa.Estos comandos son utilizados para:

• Iniciar y terminar un segmento de comandos de STAPLE paracrear el archivo script.

• Abrir un archivo externo especificado por el usuario.• Accesar información relevante estructural guardada dentro del

archivo de base de datos(archivo .DBS) de STAAD-III• Escribir datos relevantes en un formato requerido al archivo

externo.• Ejecutar programas externos.• Crear salidas gráficas.

El formato de lenguaje de comandos y las convenciones sondescritas en la sección 3.1. Esto es seguido en la sección 3.2, condescripciones detalladas de los comandos disponibles.

Note que los archivos script pueden ser llamados desde el ambienteSTAAD-III. La salida generada puede ser visualizada, ploteada oimpresa utilizando las opciones del ambiente de STAAD-III.

10.1 Convenciones del Lenguaje de Comandos STAPLE

Esta sección describe los elementos y convenciones del lenguaje decomandos STAPLE. Primero se discuten los elementos del lenguajey después se describe en detalle el formato del lenguaje decomandos.

10.1.1 Elementos de los Comandos

a) Números Enteros: Números enteros son números escritos sinpunto decimal. Estos números son designados como i1, i2, etc.,y no deben contener punto decimal. Los Signos (+ o -) sonpermitidos al frente de estos números. Si el signo es omitido,se asume que es positivo (+).

b) Números de Punto Flotante: Estos son números reales quepueden contener una porción decimal. Estos números sondesignados como f1, f2, etc. Los Valores pueden tener un puntodecimal y/o un exponente.

Ejemplo

5055.32 0.73 -8.9 7325E3 -3.4E-6

Cuando el signo es omitido, se asume que es positivo (+).También note que el punto decimal puede ser omitido, si laporción decimal del número es cero.

c) Alfanuméricos: Estos son caracteres que son usados paraconstruir los nombres de los datos, títulos o comandos. No senecesitan comillas para encerrarlos a menos que se especifiquelo contrario.

d) Datos Repetitivos: Datos numéricos repetitivos pueden serproporcionados utilizando el siguiente formato:

n * fdonde n = número de veces que los datos tienen que serrepetidos

f = datos numéricos, ya sea enteros o de puntoflotante

10.1.2 Formatos de los Comandos

a) Entrada de formato libre: Todos los comandos de STAPLEestán en un estilo de formato libre. Los elementos de datos deentrada deben estar separados por espacios o por comas de losotros elementos de entrada. Nunca se necesitan comillas paraseparar ninguna palabra alfabética como datos, comandos otítulos.

b) Comentarios de Entrada: Para documentar un archivo scriptde STAPLE, la opción para hacer comentarios está disponible.Los comentarios pueden ser incluidos al dar un asterisco (*)como el primer caracter no vacío de cualquier línea. La líneacon el comando es mandada al archivo de salida pero no esprocesada por el programa.

Ejemplo

FOR LOAD 1 3* FOLLOWING CALCULATIONS FOR LOAD 1 AND 3WRITE REACT FY MZ

c) El Significado del Subrayado en el Manual: Los Formatosexactos de los comandos se describen en las siguientessecciones. Muchas palabras en los comandos y en los datospueden ser abreviadas. La palabra completa se da en ladescripción del comandos, con la parte realmente requerida (laabreviación) subrayada.

Por ejemplo, si la palabra MEMBER es usada en un comando,solamente la porción MEMB necesita ser especificada. Es claropara otros que lean la salida si toda la palabra es utilizada,pero un usuario experimentado puede desear utilizar lasabreviaturas.

d) El significado de Corchetes y Paréntesis: En algunosformatos de comandos hay corchetes que encierran un númerode alternativas, que son distribuidas verticalmente. Una y solouna de estas alternativas puede ser seleccionada. Sin embargo,varias de las alternativas listadas pueden ser seleccionadas siun asterisco (*) es localizado fuera de los corchetes.

Ejemplo

XY YZ XZ

En ejemplo anterior, el usuario debe hacer una decisión entreXY o YZ o XZ.

Ejemplo

* FX FY FZ

Aquí el usuario puede escoger uno, dos o todos los de la lista(FX, FY y FZ) en cualquier orden. Los Paréntesis ( ), queencierran una porción de un comando indican que la parteencerrada es opcional. La presencia o ausencia de esta parteafecta el significado del comando, tal como es explicado en ladescripción del comando en particular.

Ejemplo

WRITE FORCE (MEMBER) type - list

En la línea anterior, la palabra MEMBER es opcional. Ningúnnúmero de miembro será escrito si esta palabra no es usada.

e) Separador de Datos Múltiples: Datos múltiples pueden serproporcionados en una sola línea si están separados por unpunto y coma (;). Una restricción estriba en que comandosconsecutivos no pueden ser separados por un punto y coma.Deben aparecer en líneas separadas.

f) Lista de Datos: En algunas descripciones de comandosSTAPLE, la palabra "list" es utilizada para identificar una listade nodos, miembros/elementos o casos de carga. El formato deuna lista puede ser definida como sigue:

* i1, i2, i3....... list = i1 TO i2 (BY i3)

X or Y or Z

La palabra TO significa todos los enteros desde el primero (i1)

hasta e inclusive el segundo (i2). La expresión BY y el número

que le sigue (i3) significa que los números de miembros tienen

que ser generados desde i1 hasta i

2 en incrementos de i

3 i.e., i

1,

i1+i

3, i

1+2*i

3, i

1+3*i

3, etc. hasta pero sin exceder i

2. Si BY i

3 se

omite, el incremento será definido como uno. En algunasocasiones la lista puede ser muy larga para caber en una línea,en cuyo caso la lista puede ser continuada en la siguiente líneaescribiendo un guión precedido por un espacio en blanco.También note que una lista puede solamente ser continuada yno cualquier otro tipo de datos.

Ejemplo

FOR MEMB 10 17 23 -25 TO 28

es lo mismo que:

FOR MEMB 10 17 23 25 TO 28

Error Posible:

FOR MEMB -10 17 23 25 TO 28

En el ejemplo anterior, la marca de continuación paraelementos de listas es utilizado cuando los elementos de la listano continuarán. La marca de continuación es colocada en unaposición incorrecta. Debe ser colocada después del número 10.El ejemplo siguiente muestra otro error posible . El guión debeaparecer antes del número 25.

Error Posible:

Ejemplo

FOR MEMB 10 17 23 25 TO -28

10.2 Comandos STAPLE

10.2.1 Inicio de STAPLE

Objetivo

Este comando se usa para iniciar un grupo de comandos deSTAPLE. Todos los archivos script de STAPLE deben empezar coneste comando.

Formato General:

START SCRIPT LANGUAGE

Descripción

Los comandos STAPLE son llamados utilizando el comandoSTART SCRIPT. Este comando es típicamente seguido por otroscomandos STAPLE. Finalmente, el script STAPLE se termina conel comando END SCRIPT. Los archivos script de STAPLE puedenser independientes o parte de un archivo de entrada de STAAD-III.Note que el archivo script de STAPLE puede ser colocado encualquier parte del archivo de entrada de STAAD-III. Sin embargo,si el archivo script es colocado antes del comando PERFORMANALYSIS, entonces los resultados del análisis puede no estardisponibles para un proceso posterior. Similarmente, si el archivoscript de STAPLE está siendo utilizado independientemente, elanálisis de STAAD-III debe ser realizado antes de utilizar elarchivo script para post-proceso.

10.2.2 Especificación UNIT

Objetivo

Este comando permite al usuario especificar o cambiar las unidadesde longitud o fuerza para la salida o entrada.

Formato General:

* length-unit UNIT

force-unit

INCHES FEET or FT CM

length-unit = METER MMS DME KM

KIP POUND KG

force-unit = MTON NEWTON KNS MNS DNS

Note:DME denota Decametros. MNS denota mega Newtons y DNSdenota decaNewtons. Las unidades restantes se explican porsí mismas.

Descripción

El comando UNIT puede ser especificado cualquier número deveces en el archivo script. Se asume que todos los datos estánconforme a la ultima especificación de unidades anterior a ellos.

También note que la unidad de entrada para ángulos es siempregrados. Sin embargo, la unidad de salida para rotación de nodos(en desplazamiento de nodos ) es radianes. Para toda salida, lasunidades son claramente especificadas por el programa.

Ejemplo

UNIT KIP FTFOR MEMB 1 TO 3..

Ejemplo

UNIT CM KNFOR JOINT 10 15WRITE COORD JOINT..

Ejemplo

UNIT CM KIPFOR MEMB 15 25..

Notas

Note que se permite mezclar y comparar entre sistemas de unidadesdiferentes (Imperial, Métrico, SI etc.).

10.2.3 El comando OPEN

Objetivo

Este comando es utilizado para crear un archivo externo a travésdel lenguaje script STAPLE. El archivo externo creado puede

• contener datos estructurales relevantes en un formato definidopor el usuario.

• servir como un archivo de entrada para un programa externo.

Formato General

OPEN FILE file-name

donde,file-name = nombre del archivo que necesita ser creadoespecificado por el usuario.

Descripción

Este comando necesita ser usado cada vez que un archivo externoes creado usando el lenguaje script STAPLE. Típicamente, estecomando es seguido por los comandos FOR, WRITE, FORMAT ySORT que son utilizados para escribir los datos relevantes alarchivo en un formato requerido.

10.2.4 El Comando FOR

Objetivo

El comando FOR es utilizado para especificar elementos (nodos,miembros, apoyos, cargas) para los que los datos estructurales sonrequeridos. Este comando trabaja en conjunto con el comandoCLOSE para crear un ciclo.

Formato General

JOINT FOR MEMBER item-list

SUPPORT LOAD

…………….……………..CLOSE

donde,item-list = lista de los elementos relevantes para los cualesinformación es requerida.

Descripción

Con el comando FOR, el usuario puede especificar un elemento enparticular (nodo, miembro, apoyo, carga) para el cual lainformación es requerida. La item-list asociada le permite alusuario especificar una lista numérica para el elemento enparticular.

Note que comandos FOR sucesivos pueden ser usados paraespecificar más de un elemento. Por ejemplo, si se requierendesplazamiento de nodos para un cierto número de casos de carga,dos comandos FOR sucesivos, uno para nodos y el otro para cargaspueden ser usados.

El ciclo FOR-CLOSE contiene típicamente comandos SORT y/oWRITE para accesar y escribir datos al archivo externo. Lasdescripciones para estos comandos están disponibles en lassecciones siguientes.

Cada ciclo FOR-CLOSE debe ser cerrado por un comando CLOSE.Note que un comando CLOSE puede ser usado para cerrarcomandos FOR múltiples.

Ejemplo

FOR SUPPORT 1 2FOR LOAD 1 3WRITE REACT FX FY MZFORMAT = ‘ REACTION’, 3F10.2CLOSE

El ejemplo anterior ilustra el uso del ciclo FOR-CLOSE. Elsegmento script sencillo esta diseñado para extraer reacciones deapoyos FX, FY y MZ en apoyos 1 y 2 para casos de carga 1 y 3.FX, FY y MZ denotan las fuerzas de reacción en las direccionesglobales X y Y y el momento de reacción respecto al eje global Z,respectivamente. Para detalles en el uso de las especificacionesWRITE y FORMAT, consulte las últimas secciones de estadocumentación. Note que el ciclo FOR-CLOSE es cerrado pormedio de un comando CLOSE.

10.2.5 Los Comandos WRITE y FORMAT

Objetivo

Estos comandos son utilizados para escribir datos estructuralesespecificados por el usuario(desplazamientos, fuerzas, propiedades,reacciones, etc.,) para elementos especificados (nodos, miembros,cargas, apoyos) en un archivo externo que es abierto (ver detallesdel comando OPEN en la sección 3.2.3) para ese objetivo. Elcomando WRITE es inmediatamente seguido por un comandoFORMAT que especifica el formato de la escritura de datos. Estoscomandos son explicados en las siguientes sub-secciones.

10.2.5.1 Comandos WRITE

Escritura de Encabezados

WRITE HEADERFORMAT=’<header>’

donde <header> = texto que aparecerá como encabezado

Descripción

Un encabezado es un título que permite la identificación de datosque será guardado en el archivo de datos para ese objetivo. Porejemplo, digamos que deseamos escribir las reacciones en apoyosdebidas al caso de carga asociado con la carga debida a viento.

Ejemplo

WRITE HEADERFORMAT=’Support Reactions due to Wind Loading’

Escritura de Coordenadas de Nodos

WRITE COORD (JOINT )FORMAT=<list>*

En la sintaxis anterior, la palabra COORD significa coordenadas denodos. Si la palabra JOINT, es proporcionada (es opcional),instruirá a STAAD-III a escribir el número de nodos para loscuales los valores están siendo escritos. Todas las tres coordenadas(X, Y, y Z) serán escritas.

* Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información acerca de laespecificación list del comando FORMAT.

Ejemplo

WRITE COORD JOINTFORMAT=I4, 3F10.2

Escritura de Incidencias de Miembros

WRITE MINC (MEMB )FORMAT=<list>*

En la sintaxis anterior, la palabra MINC significa incidencias demiembros. La palabra MEMB, si es dada (es opcional), instruirá aSTAAD-III a escribir el número de miembro para el los valoresestán siendo escritos.

* Ver la sección section 3.2.5.2 para obtener información en laespecificación FORMAT.

Ejemplo

WRITE MINC MEMBFORMAT=I4, 2X, I5, 2X, I5

Escritura de Propiedades de Miembros

WRITE PROP (MEMB) (NAME) type-listFORMAT=<list>*

* AX AY AZ IX IY

type-list = IZ SZ SY B D TF TW

En la sintaxis anterior, la palabra PROP significa propiedades demiembros. La palabra MEMB, si es proporcionada (es opcional),instruirá a STAAD-III a escribir el número de miembro para el cuallos valores están siendo escritos. La palabra NAME significa ladesignación de la propiedad de ese miembro. (W12X26, L20204son ejemplos de names.) Los elementos en la type-list son:

AX = Área de la sección transversalAY = Área Cortante en el eje local YAZ = Área Cortante en el eje local ZIX = Constante TorsionalIY = Momento de Inercia con respecto al eje local YIZ = Momento de Inercia con respecto al eje local ZSZ = Módulo de la Sección con respecto al eje ZSY = Módulo de la Sección con respecto al eje local YB = Ancho del patín, o ancho de la sección transversal

rectangular (Dimensión paralela al eje local Z)D = Peralte de la sección transversal, o peralte de la sección

transversal rectangular (Dimensión paralela al eje local Y)TF = Espesor del PatínTW = Espesor del Alma

* Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información acerca de laespecificación FORMAT.

Ejemplo

WRITE MEMB NAMEFORMAT=I5, 2X, A16WRITE PROP AX IZFORMAT=2F10.2

Escritura de Relajamientos de Miembros

WRITE RELE (MEMB)FORMAT=<list>*

En la sintaxis anterior, la palabra RELE significa relajamiento demiembros. Si la palabra MEMB, es proporcionada (es opcional),instruirá a STAAD-III para que escriba los números de miembrospara los cuales los valores están siendo escritos. La condición derelajamiento de miembros es representada en la forma de lossímbolos 0 o 1 en la salida. 0 indica un relajamiento mientras 1indica la posición fija de un grado de libertad. Las condiciones derelajamiento son representadas por 6 símbolos para el inicio delmiembro y 6 para el final del miembro.

* Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información sobre laespecificación FORMAT.

Ejemplo

WRITE RELEASE MEMBFORMAT=I5, 2X, 12I1

Escritura de Reacciones en Apoyos y Desplazamientosde Nodos

REACT WRITE (JOINT) (LOAD) type-list

DISPL

FORMAT=<list>*

* FX FY

type-list = FZ MX MYMZ

Descripción

En la sintaxis anterior, la palabra REACT significa reacciones deapoyos y DISPL significa desplazamientos de Nodos. La palabraJOINT, si es proporcionada (es opcional), instruirá al programapara que escriba el número de nodo para el cual las reacciones olos desplazamientos de los nodos están siendo escritos.Similarmente, la palabra LOAD, si es proporcionada (es opcional),instruirá al programa STAAD-III para que escriba el número decaso de carga para el cual las reacciones o los valores dedesplazamientos están siendo escritos.

En la type-list mostrada anteriormente,

FX = X-translación para DISPL, Fuerza en la dirección X paraREACT

FY = Y-translación para DISPL, Fuerza en la dirección Y paraREACT

FZ = Z-translación para DISPL, Fuerza en la dirección Z paraREACT

MX = Rotación sobre el eje X para DISPL, Momento sobre eje Xpara REACT

MY = Rotación sobre el eje Y para DISPL, Momento sobre el ejeY para REACT

MZ = Rotación sobre el eje Z para DISPL, Momento sobre eje Zpara REACT

* Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información en laespecificación FORMAT.

Ejemplo

WRITE REACT JOINT LOAD FY MZFORMAT=2I5, 2F10.2

Escritura de Fuerzas en los Extremos de Miembros

WRITE FORCE (MEMB) (LOAD) type-listFORMAT=<list>*

* FX1 FY1 FZ1 MX1 MY1

type-list = MZ1 FX2 FY2 FZ2 MX2 MY2 MZ2

Descripción

En la sintaxis anterior, la palabra FORCE significa fuerzas enextremos de miembros. La palabra MEMB, si es dada, (esopcional) instruirá a STAAD-III para que escriba el número demiembro para el cual los valores están siendo escritos.Similarmente, la palabra LOAD, si es dada (es opcional), instruiráa STAAD-III para que escriba el número de caso de carga para elcual los valores están siendo escritos.

En la type-list anterior, todas las variables que terminan en “1”representan valores de las fuerzas en los extremos de los miembrosen el primer nodo( nodo inicial) del miembro. Por ejemplo, FX1significa la fuerza axial en el nodo inicial, MY1 significa el

momento flexionante sobre el eje Y en el punto inicial. Todas lasvariables que terminan con “2” representan valores de las fuerzasen los extremos de los miembros en el segundo nodo (nodo final)del miembro. Por ejemplo, FY2 significa la fuerza cortante a lolargo del eje local Y en el nodo final, MZ2 significa el momentoflexionante con respecto al eje Y en el nodo final

* Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información en laespecificación FORMAT.

Ejemplo

WRITE FORCE MEMB LOAD FZ1 MX2FORMAT=2I5, 2F10.2

Escritura de Fuerzas en Secciones de Miembros yDesplazamientos de Miembros

BMO WRITE (MEMB) (LOAD) type-list

SDI

FORMAT=<list>*

* FX FY

type-list = FZ MX MY MZ

En la sintaxis anterior, la palabra BMO significa fuerzas ensecciones de miembros. La palabra SDI significa desplazamientosde secciones de miembros. Los valores son obtenidos para los dosextremos mas once secciones intermedias. La palabra MEMB, si esdada (es opcional), instruirá a STAAD-III para que escriba elnúmero del elemento para el cual los valores están siendo escritos.Similarmente, la palabra LOAD, si es dada (es opcional), instruiráa STAAD-III para que escriba el número de caso de carga para elcual los valores están siendo escritos. En la type-list anterior, FX,FY y FZ se refieren a la fuerza axial, cortante en Y, y cortante en Z

si el elemento que está siendo escrito BMO. Si el elemento siendoescrito es SDI, entonces FX, FY y FZ se refiere a la translación X,translación Y y translación Z respectivamente de la secciónespecifica. Similarmente, MX, MY y MZ se refieren al momentotorsional, momento con respecto el eje local Y, y momento conrespecto el eje local Z si el elemento que está siendo escrito esBMO. Si el elemento siendo escrito es SDI, entonces MX, MY yMZ se refieren a la rotación con respecto el eje local X, rotacióncon respecto el eje local Y, y rotación con respecto al eje local Zrespectivamente de la sección especifica.

Ejemplo

WRITE BMO MEMB LOAD FY MZFORMAT=2I5, 2F9.2

* See the section 3.2.5.2 for information on the FORMATspecification.

10.2.5.2 Especificación FORMAT

Objetivo

Define el formato en el cual los datos son escritos al archivo.

Sintaxis

FORMAT=list

donde list es la lista de Descriptores de Edición.

Los siguientes descriptores de edición son válidos:

1) Descriptor de Edición para enteros

Para la escritura de variables enteras, use la letra I seguida deun número que describe el número de dígitos aplicable para elvalor de esa variable. Por ejemplo, para escribir el nodonúmero 10781 (que es un entero de cinco dígitos), use laespecificación FORMAT.

Ejemplo

FORMAT=I5

Si el descriptor de edición del número entero es más grandeque el número de dígitos en ese número, el número seráimpreso alineado a la derecha (espacios vacíos serán colocadosa la izquierda del número). De manera similar, si el descriptorde edición es más pequeño que el número de dígitos en esenúmero, asteriscos serán impresos en vez del número.

2) Descriptor de Edición para espacios vacíos

Para la escritura de espacios vacíos, especifique el valor de nseguidos por la letra X. Por ejemplo, para escribir 2 espaciosvacíos,

Ejemplo

FORMAT=2X

Si usted desea imprimir más de un entero separado porespacios vacíos utilizando un solo comando format, separe losdescriptores con comas. Por ejemplo, un entero de 3 dígitosseguido de 2 espacios vacíos seguidos de 7 dígitos enteros sonescritos utilizando la especificación FORMAT.

Ejemplo

FORMAT=I3,2X,I7

3) Descriptor de Edición para Números Decimales

Para la escritura de números decimales, la letra F es usadaseguida de un número ‘a’ seguida por un punto decimal seguidopor un número ‘b’. El número ‘a’ es igual al número de dígitosantes del decimal más el número de dígitos antes del decimalmas uno. El número ‘b’ es igual al número de dígitos despuésdel decimal. Si el número es uno negativo, asegúrese que ‘a’ eslo suficientemente grande para contar con el signo menostambién. Por ejemplo, para escribir el número 327.86,escribimos,

Ejemplo

FORMAT=F6.2

Para escribir el número -45376.483, escribimos,

Ejemplo

FORMAT=F10.3

Si el descriptor de Edición del número decimal es más grandeque el número de dígitos en ese número, el número seráimpreso alineado a la derecha (espacios vacíos serán colocadosa la izquierda del número). De manera similar, si el descriptorde Edición es más pequeño que el número de dígitos en esenúmero, asteriscos serán impresos en vez del número. Si usteddesea imprimir más de un número decimal separado porespacios vacíos utilizando un solo comando format, separe losdescriptores con comas. Por ejemplo, los números 273.654 y -980.1 separados por 2 espacios vacíos son escritos utilizandola especificación FORMAT.

Ejemplo

FORMAT=F7.3,2X,F6.1

Si usted desea imprimir números decimal y enteros y espaciosvacíos utilizando un solo comando format, separe losdescriptores con comas. Por ejemplo, los números 273.654,400, -980.1 y 15 separados por 2 espacios vacíos entre cadanúmero son escritos usando la especificación FORMAT.

Ejemplo

FORMAT=F7.3,2X,I3,2X,F6.1,2X,I2

Si usted desea imprimir más de un número decimal y/o más deun entero utilizando un solo comando format, use el númeroapropiado (que representa cuanto de esos valores estánpresentes) antes de la especificación F o I. Por ejemplo, los

números 100, 120, 135, 621.4, 786.3, 809.5 pueden ser escritosusando el siguiente formato.

Ejemplo

FORMAT=3I5,3F7.1

Note que al usar I5, estamos utilizando la habilidad delprograma para asignar 2 espacios vacíos antes de tres dígitosenteros para nuestra ventaja debido a que ahora no tenemos quepreocuparnos por especificar los espacios vacíos.Similarmente, seleccionando un formato F7.1 cuando el totalde dígitos incluyendo el punto decimal es solo 5, estamos enposibilidades de obtener 2 espacios en blanco entre losnúmeros decimales también.

4) Descriptor de Edición de Caracteres

Para la escritura de caracteres o cadenas de caracteres, utilicela letra A seguida de un número de caracteres en la cadena. Elnúmero de caracteres en la cadena es igual al número de letrasmás el número de espacios vacíos. Por ejemplo, la palabraSUPPORT contiene 7 caracteres. La expresión “MATFOUNDATION” contiene 14 caracteres.

Ejemplo

FORMAT=A27

10.2.6 El Comando SORT

Objetivo

El comando SORT debe ser proporcionado antes del comandoWRITE para especificar los parámetros de acuerdo a cual de losvalores deseados de salida debe ser ordenado. El comando SORTes seguido inmediatamente por un comando WRITE que especificalos nombres de los valores que formarán parte de la salida.

Formato General

REACTION SORT DISPLACEMENT BY (ABS) (-)type-list

FORCE

Descripción

A continuación están las explicaciones para cada especificaciónanterior y la type-list asociada con ellos.

a) BY : Las opciones REACT, DISPL o FORCE siempre tienenque ser seguidas por esta palabra

b) ABS : Esta opción deberá ser usada si la ordenación se hará deacuerdo a valores absolutos. Por favor vea los ejemplossiguientes que muestran el uso de esta opción.

c) - : Esta opción que es un signo menos, si es colocadainmediatamente antes del nombre de la variable (vea la type-list siguiente para la lista de nombres de variables) significaque la ordenación se hará basada en el orden descendente devalores implicando que el valor más grande (Valor absolutomás grande si la opción ABS es especificada; valor algebraicomás grande si la opción ABS no es especificada) vendráprimero y el valor más pequeño vendrá al final. Si el signomenos no es especificado, la ordenación se hará basándose enel orden ascendente de valores.

d) REACTIONFX FY

type-list = FZ MXMY MZ

Ejemplo

SORT REACT BY ABS FY

El comando anterior significa que los valores de la reacción deapoyo FY deben ser ordenados basándose en el ordenascendente de sus valores absolutos. El grupo de datos para laordenación consiste de los valores de la reacción de apoyos FYde todos los nodos de soporte especificados en la lista FORmás reciente y los casos de carga especificados en la lista FORmás reciente.

Ejemplo

SORT REACT BY -MX

El comando anterior significa que los valores de reacciones enapoyos MX deben ser ordenados basándose en el ordendescendente de sus valores algebraicos. El conjunto de datosconsiste en los valores de las reaccione en apoyos MX de todoslos nodos de apoyo especificados en la lista For más reciente ylos casos de carga especificados en la lista FOR más reciente.

Ejemplo

SORT REACT BY ABS -FX

El comando anterior significa que los valores de reacción enapoyos FX deberán ser ordenados en base al orden descendente

de sus valores absolutos. El conjunto de datos para laordenación consta de los valores de reacción en apoyos FX detodos los nodos de apoyo especificados en la lista FOR másreciente y los casos de carga especificados en la lista FOR másreciente.

e) DISPLACEMENTS (DESPLAZAMIENTOS)

FX FY

type-list = FZ MXMY MZ

Ejemplo

SORT DISPL BY ABS -FY

El comando anterior significa que los valores de la translaciónY deben ser ordenados en base al orden descendente de susvalores absolutos. El conjunto de datos para la ordenaciónconsta de valores de la traslación Y de todos los nodosespecificados en la lista FOR más reciente y los casos de cargaespecificados en la lista FOR más reciente.

Ejemplo

SORT DISPL BY MX

El comando anterior significa que los valores de rotación Xrotation deben ser ordenados en base al orden ascendente desus valores algebraicos. El conjunto de datos para laordenación consta de los valores de rotación X de todos losnodos especificados en la lista FOR más reciente y los casos decarga especificados en la lista FOR más reciente.

Ejemplo

SORT DISPL BY -FZ

El comando anterior significa que los valores de rotación Zdeben ser ordenados en base al orden descendente de susvalores algebraicos. El conjunto de datos para la ordenaciónconsiste de los valores translación Z de todos los nodosespecificados en la lista FOR más reciente y los casos de cargaespecificados en la lista FOR más reciente.

f) MEMBER END FORCES

FX1 FY1 FZ1 MX1 MY1

type-list = MZ1 FX2 FY2 FZ2 MX2 MY2 MZ2

En la anterior type-list, todas las variables que terminan en “1”representan los valores de las fuerzas en extremos en el primernodo (nodo inicial) del miembro. Por ejemplo, FX1 significa lafuerza axial en el nodo inicial, MY1 significa el momentoflexionante con respecto al eje local Y en el nodo inicial.Todas las variables que terminan en “2” representan valores enlos extremos de miembros en el segundo nodo (nodo final) delmiembro. Por ejemplo, FY2 significa la fuerza cortante a lolargo del eje local Y en el nodo final, MZ2 representa elmomento flexionante sobre el ele local Z en el nodo final.

Ejemplo

SORT FORCE BY ABS -FZ1

El comando anterior significa que la fuerza cortante a lo largodel eje local Z en el nodo inicial debe ser ordenado en base alorden descendente de sus valores absolutos. El conjunto dedatos consiste en la fuerza cortante a lo largo del eje local Z enel nodo inicial de todos los miembros especificados en la másreciente lista FOR list y los casos de carga especificados en lamás reciente lista FOR.

Ejemplo

SORT DISPL BY MX2

El comando anterior significa que el momento torsional(momento con respecto al eje local X) en el nodo final de losmiembros deben de ser ordenados en base al orden ascendentede sus valores algebraicos. El conjunto de datos para laordenación consiste en el momento torsional en el nodo finalde todos los miembros especificados en la más reciente listaFOR list y los casos de carga especificados en la más recientelista FOR.

10.2.7 El Comando EXECUTE

Objetivo

El comando EXECUTE proporciona medios, por medio de loscuales el usuario puede ejecutar un programa que él ha creadoespecíficamente para sus necesidades.

Formato General

EXECUTE program-name

Ejemplo

Asumamos que deseamos crear un archivo llamadoREACTION.DAT utilizando STAPLE, el cual contendrá lasreacciones en los apoyos del análisis de un archivo de entradaSTAAD-III. También asumamos que el usuario ha creado su propioprograma llamado TRAPFOOT.EXE el cual puede diseñar unacimentación de forma trapezoidal utilizando los datos contenidosen el archivo REACTION.DAT. El siguiente ejemplo ilustra lasecuencia de comandos requerida para realizar la tarea explicada.

PERFORM ANALYSISPRINT JOINT DISPLACEMENTSSECTION 0.35 0.55 0.83 ALLPRINT SECTION DISPLACEMENTSSTART SCRIPT LANGUAGEUNIT FEET KIPOPEN FILE REACTION.DATFOR SUPPORT 10FOR LOAD 6 7 8WRITE REACTION JOINT FY MX MZFORMAT=I5,3F8.2CLOSEEXECUTE TRAPFOOT.EXEEND SCRIPT LANGUAGEFINISH

Veamos a continuación los comandos en el ejemplo anterior:

PERFORM ANALYSISPRINT JOINT DISPLACEMENTSSECTION 0.35 0.55 0.83 ALLPRINT SECTION DISPLACEMENTS

Estos son comandos normales de STAAD-III de los cuales ustedestá familiarizado con los que aparecen en los archivos de entradade STAAD-III. Los comandos anteriores tienen la intención derealizar el análisis, impresión de los desplazamientos de los nodos,e impresión de los desplazamientos de secciones en las posiciones0.35L, 0.55L y 0.83L de cada miembro donde L significa lalongitud del miembro.

START SCRIPT LANGUAGE

Esto inicia el segmento de entrada asociado con los comandos parael proceso del archivo script desde el interior del archivo deentrada de STAAD-III.

UNIT FEET KIP

Las unidades para la lectura/escritura de datos están definidas enpies y Kips.

OPEN FILE REACTION.DAT

El comando anterior es una instrucción para que STAAD-III abraun archivo llamado REACTION.DAT. Las reacciones en losapoyos serán guardadas en este archivo. Este será un archivoASCII.

FOR SUPPORT 101FOR LOAD 6 7 8WRITE REACTION JOINT FY MX MZFORMAT=I5,F8.2,2F9.2

Los comandos anteriores ordenan a STAAD-III que escriba losvalores del nombre de nodo ( 101), los valores de las reacciones

FY, MX y MZ al archivo REACTION.DAT. Estos datos seráescrita para los casos de carga 6, 7 y 8. Los datos serán escritosutilizando la siguiente especificación format:

JOINT (I5) : Un entero de 5 dígitos (Debido a que el número denodo es 101, un formato de cinco dígitos significarádos espacios vacíos seguidos por los dígitos 1, 0 y 1)

FY (F8.2) : Un número real con dos dígitos después del puntodecimal y 5 dígitos antes del punto decimal.

MX (F9.2) : Un número real con dos dígitos después del puntodecimal y seis dígitos antes del punto decimal.

MZ (F9.2) : Un número real con dos dígitos antes del puntodecimal y seis dígitos antes del punto decimal.

CLOSE

El comando CLOSE termina el ciclo FOR-CLOSE.

EXECUTE TRAPFOOT.EXE

El comando para ejecutar el programa TRAPFOOT.EXE esespecificado en la línea anterior.

END SCRIPT LANGUAGE

El comando significa el fin del proceso del archivo script.

FINISH

La ejecución STAAD3 es terminada con la ayuda del comandoanterior.

10.2 8 El Comando CALL

Objetivo

Asumamos que hay ciertos comandos script estándar que el usuariodesea especificar en cada ejecución del archivo de entrada enSTAAD-III. Por ejemplo, el usuario puede desear utilizar la opciónSTAPLE para imprimir los valores de las reacciones de los apoyosa un archivo estándar llamado REACTION.DAT para cadaestructura analizada a través de STAAD-III. Esto requerirá que elusuario escriba estos comandos (el comando START SCRIPTLANGUAGE, el comando FOR SUPPORT, el comando FORLOAD, el comando WRITE, el comando FORMAT, el comandoCLOSE, etc.) en cada archivo de entrada de STAAD-III del cuallos resultados del análisis son deseados. En vez de eso, el usuariopuede crear un archivo de texto (para beneficio de nuestro ejemplollamémoslo REACTION.SPL donde SPL es la abreviación descript language file, archivo de lenguaje script) que contengasolamente los comandos script, y use el comando CALL parainformar a STAAD que los comandos script que el usuario deseaespecificar están el en archivo REACTION.SPL. En otras palabras,el comando CALL proporciona medios por los cuales el usuariopuede especificar los comandos script por medio de un archivoexterno en vez de por medio del archivo de entrada de STAAD-III.

Las ventajas principales de esto son: 1) El usuario puede tener unconjunto estándar de comandos script en solo un archivo y debido aeso evitar la escritura de ellos una y otra vez para todos losarchivos de entrada STAAD-III. En cualquier proyecto, el tiempo yesfuerzo que será invertido en asegurarse que toda la informaciónrelevante del análisis es recuperada. Es más fácil manejar un soloarchivo, propiamente construido, un archivo script bien pensadoque perder el tiempo escribiendo los comandos script en cadaarchivo de STAAD-III que usted analice. Esto puede significarmenos frustración y considerables ahorros de tiempo y dinero alargo plazo. Permite la modificación y la estandarización de

comandos script de acuerdo a las necesidades especificas delusuario.

Formato General

CALL script-file-name

Ejemplo

Asumamos que un archivo script estándar llamado REACTION.SPLcontiene los siguientes comandos script.

START SCRIPT LANGUAGEUNIT FEET KIPOPEN FILE REACTION.DATFOR SUPPORT ALLFOR LOAD ALLWRITE REACTION JOINT FY MX MZFORMAT=I5,3F8.2CLOSEEND SCRIPT LANGUAGE

Los datos contenidos en el archivo de entrada STAAD-III serácomo sigue:

PERFORM ANALYSISPRINT JOINT DISPLACEMENTSPRINT MEMBER FORCESSECTION 0.2 0.45 0.73 MEMB 8 19PRINT SECTION FORCES LIST 8 19START SCRIPT LANGUAGECALL REACTION.SPLEND SCRIPTPLOT STRESS FILEPLOT MODE FILEFINISH

Note que el archivo REACTION.SPL debe estar en el mismodirectorio que el archivo de entrada de STAAD-III.

10.2.9 El Comando END SCRIPT LANGUAGE

Objetivo

Este comando es requerido para transmitir a STAAD-III que el proceso delarchivo script debe ser terminado y que otros comandos de STAAD-IIIseguirán..

Formato General

END SCRIPT LANGUAGE

Ejemplo

CHECK CODE ALLSTART SCRIPT LANGUAGE....FOR LOAD 6 7 8WRITE REACTION JOINT FY MX MZFORMAT=I5,3F8.2CLOSEEND SCRIPT LANGUAGE

10.3 Comandos Gráficos en STAPLE

Objetivo

STAPLE proporciona un poderoso conjunto de comandos gráficos quepermiten al usuario generar gráficas profesionales de salida por medio desus programas. Los comandos gráficos pueden ser utilizados como:

• parte de programas del usuario que son llamados utilizando unarchivo script.

• parte de un archivo script.

Los comandos gráficos STAPLE son similares en naturaleza a loslenguajes gráficos estándar en la industria como el HPGL. Estos poderososcomandos permiten al usuario generar gráficas de calidad como parte de lasalida sin tener la necesidad de aprender programación complicada degráficos. Note que los comandos STAPLE pueden ser usados como partede los programas del usuario. Cuando se estén ejecutando utilizando unarchivo script basado en STAPLE, estos archivos generan salida que puedeser visualizada, ploteada, impresa utilizando las opciones del ambienteSTAAD-III.

La siguiente sección explica los comandos gráficos o de dibujo soportadospor STAPLE.

DEFINE

Objetivo

Este comando establece límites de dibujo definidas por el usuario en lasdirecciones X y Y.

Sintaxis

DEFINE Xmin Xmax Ymin Ymax

Xmin: Límite mínimo X especificado como número realXmax: Límite máximo X especificado como número real

Ymin: Límite mínimo Y especificado como número realYmin: Límite máximo Y especificado como número real

Los valores especificados para estas variables serán usados como la basepara el área de dibujo. El programa traducirá automáticamente estosnúmeros para que se acomoden dentro del ancho de 1024X768 de laresolución de la pantalla o un tamaño de papel 8.5in X 11in..

Origen de coordenadas se asume que es la esquina inferior izquierda de lapantalla.. El eje X va de izquierda a derecha de la pantalla. El eje Y vadesde el fondo hasta la parte superior de la pantalla.

Ejemplo

DEFINE 0 6500 0 4000

COLOR

Objetivo

Este comando define el color del marcador.

Sintaxis

COLOR <color>

<color> : Cadena de texto que define color.Colores Válidos: NEGRO(BLACK),AZUL( BLUE), VERDE(GREEN),CYAN, ROJO(RED), MAGENTA, CAFÉ(BROWN), BLANCO(WHITE),GRIS(GRAY), LBLUE, LGREEN, LCYAN, LRED, LMAGENTA,AMARILLO(YELLOW) y LWHITE

Ejemplo

COLOR LMAGENTA

MOVE

Objetivo

Este comando mueve el marcador a un posición especificada por el usuario.

Sintaxis

MOVE X Y

X: X posición especificada como un número real ( Xmin ≤ X ≤ Xmax)Y: Y posición especificada como un número real (Ymin ≤ Y ≤ Ymax)

Es extremadamente importante notar que

(Xmin ≤ X ≤ Xmax)(Ymin ≤ Y ≤ Ymax)

Ejemplo

MOVE 500 2500

LINE

Objetivo

Este comando dibuja una línea con el color del marcador actual entrepuntos especificados por el usuario

Sintaxis

LINE X1 Y1 X2 Y2

donde,(X1,Y1) es el punto inicial de la línea(X2,Y2) es el punto final del la línea


(Xmin ≤ X1 ≤ Xmax)(Xmin ≤ X2 ≤ Xmax)(Ymin ≤ Y1≤ Ymax)

(Ymin ≤ Y2 ≤ Ymax)

Ejemplo

LINE 500 750 1000 3500

RECTANGLE

Objetivo

Este comando dibuja un rectángulo en el color actual del marcador.

Sintaxis

RECTANGLE X1 Y1 X2 Y2

donde,(X1,Y1) es un punto esquina del rectángulo(X2,Y2) es la esquina contraria del rectángulo

Es extremadamente importante notar que:

(Xmin ≤ X1 ≤ Xmax)(Xmin ≤ X2 ≤ Xmax)(Ymin ≤ Y1 ≤ Ymax)(Ymin ≤ Y2 ≤ Ymax)

Ejemplo

RECT 500 400 1000 2500

RFILL

Objetivo

Este comando dibuja un rectángulo y lo llena con el color actual delmarcador

Sintaxis

RFILL X1 Y1 X2 Y2

donde,(X1,Y1) es un punto esquina del rectángulo (X2,Y2) es la esquina contraria del rectángulo


(Xmin ≤ X1 ≤ Xmax)(Xmin ≤ X2 ≤ Xmax)(Ymin ≤ Y1 ≤ Ymax)(Ymin ≤ Y2 ≤ Ymax)

Ejemplo

RFILL 500 400 1000 2500

POLYGON

Objetivo

Este comando dibuja un polígono generalizado en el color actual delmarcador

Sintaxis

POLYGON NX1 Y1

X2 Y2

……..Xi,Yi

……..Xn Yn

N: No. de vértices del polígono (Un número entero)(Xi,Yi): Coordenadas del i esimo vértice del polígono


(Xmin ≤ Xi ≤ Xmax)(Ymin ≤ Yi ≤ Ymax)

Ejemplo

POLYG 8100 0200 0300 100300 200200 300100 3000 2000 100

FILL

Objetivo

Este comando dibuja un polígono generalizado y lo llena con el coloractual del marcador.

Sintaxis

FILL NX1 Y1

X2 Y2

……..Xi,Yi

……..

Xn,Yn

N: No. de vértices del polígono (Un número entero)(Xi,Yi): Coordenadas del i esimo vértice del polígono

Ejemplo

FILL 8100 0200 0300 100300 200200 300100 3000 2000 100

SIZE

Objetivo

Este comando define el tamaño actual del texto.

Sintaxis

SIZE <value>

<value>: Valor real especificado por el usuario que representa el tamañodel texto. El tamaño es medido en el sistema de coordenadasespecificado por el usuario.

El valor definido para el tamaño (SIZE) del texto debe estar acorde con loslímites del área de dibujo definido en el comando DEFINE descritoanteriormente. El valor por omisión de SIZE es 80. Esto puede serinterpretado como que 80 caracteres entrarán en la pantalla lo cual estáconforme a las pantallas normales de texto. Por lo tanto, un valor menor de80 (como 20) significa que el tamaño de texto será mayor (debido a quesolo 20 caracteres entrarán en la pantalla). De esta manera, un valor mayorque 80 significa que el tamaño del texto será más pequeño que elcorrespondiente a tamaño 80.

Ejemplo

SIZE 70

ANGLE

Objetivo

Este comando define la orientación del texto con respecto al eje local X.

Sintaxis

ANGLE <value>

<value>: La orientación de Texto en grados con respecto al eje X

El ángulo es medido de acuerdo a la regla de la mano derecha, quesignifica que un ángulo positivo es medido en el mismo sentido que un arcoque viaja del eje X al eje Y a lo largo del primer cuadrante.

Ejemplo

ANGLE 45

TEXT

Objetivo

Para escribir una cadena de texto empezando en la posición actual delmarcador en el tamaño actual del texto y color de marcador.

Sintaxis

TEXT=<user specified string>

Ejemplo

TEXT=Foundation for Turbo Generator

CIRCLE

Objetivo

Este comando dibuja un círculo con el color actual del marcador

Sintaxis

CIRCLE X Y R

donde,(X,Y): Posición del centro del circuloR: Radio del circulo


(Xmin ≤ X ≤ Xmax)(Ymin ≤ Y ≤ Ymax)

Ejemplo

CIRCLE 2500 3500 1800

Sumario de Comandos STAAD-III

Todos los comandos de STAAD-III son listados en la siguientesección. Las descripciones completas de estos comandos sonproporcionadas en la sección 6 del manual de Referencia bajo elnúmero de sección apropiado.

Apéndice A

6.2 Inicio del Problema y Título

Formato General:

PLANE SPACE

STAAD TRUSS (cualquier título a1)FLOOR DATA

6.3 Especificación de Unidades

Formato General:

* unidad de longitud UNIT

unidad de fuerza

INCHES FEET o FT CM

unidad de long. = METER MMS DME KM

KIP POUND KG

Unidad de fza = MTON NEWTON KNS MNS DNS

6.4 Especificación del Ancho de la Entrada / Salida

Formato General:

INPUT WIDTH i1OUTPUT

6.5 Comando SET

Formato General:

NL i1 CONNECTIVITY i2 DATA CHECK RUN

SET ON ECHO OFF Z UP

6.6 Comando de Separación de Líneas

Formato General:SEPARATOR a1

6.7 Comando de Salto de Hoja

Formato General:PAGE NEW

6.8 Comando de Expulsión de Hoja

Formato General:

LENGTH i PAGE

EJECT a1

6.9 Especificaciones Ignorar

Formato General:

IGNORE LIST

IGNORE STIFFNESS MEMBER memb-list

6.10 Especificación de no Diseño

Formato General:INPUT NODESIGN

6.11 Coordenadas de Los Nodos

Formato General:

JOINT COORDINATES (CYLINDRICAL (REVERSE)) band-spec

i1, x1, y1, z1, ( i2, x2, y2, z2, i3 )REPEAT n, xi1, yi1, zi1, (xi2, yi2, zi2,..., xin, yin, zin)REPEAT ALL n, xi1, yi1, zi1, (xi2, yi2, zi2,..., xin, yin, zin)

band-spec = (NOREDUCE BAND)

6.12 Especificación de Incidencia de Miembros

Formato General:

MEMBER INCIDENCEi1, i2, i3, ( i4, i5, i6 )REPEAT n, mi, jiREPEAT ALL n, mi, ji

6.13 Especificación de la Incidencia de Elementos

Formato General para elemento placa/cascarón:

ELEMENT INCIDENCES (SHELL)i1, i2, i3, i4, (i5), ( TO i6, i7, i8)REPEAT n, ei, ji

REPEAT ALL n, e i, ji

Formato General para elemento sólido:

ELEMENT INCIDENCES SOLIDi1, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8, i9, (TO i10, i11, I12)REPEAT n, ei, ji

REPEAT ALL n, e i, ji

6.14 Generación de Mallas

Formato General:

DEFINE MESH CYL Ai xi yi zi ( (xo,yo,zo)). . . RCYL Aj xj yj zj

(QUADRILATERAL) GENERATE ELEMENT

TRIANGULAR

MESH Ai Aj ..... n1 (n2)MESH Am An ..... n3 (n4)

..... .....

6.15 Redefinición de Números de Nodos y Miembros

Formato General:

JOINT XRANGE MEMBER YRANGE f1, f2

SUBST ZRANGE START i COLUMN

6.16 Rotación de La Geometría de la Estructura

Formato General:

* X d1 PERFORM ROTATION Y d2

Z d3

6.17 Especificaciones de Borrar E Inactivo

Formato General:

INACTIVE MEMBERS lista de miembros

MEMBERS lista de miembros DELETE

JOINTS lista de nodos

6.18 Especificación del Tabla de Acero del Usuario

Formato General:

START USER TABLETABLE i1 (fn)

section-typesection-nameproperty-specEND

6.19 Especificación de Propiedades de Los Miembros

Formato General:

AUSTRALIAN CANADIAN EUROPEAN FRENCH

MEMBER PROPERTIES INDIAN AMERICAN BRITISH GERMAN JAPANESE

TABLE type-spec table-name (additional-spec)

member-list PRISMATIC property-spec TAPERED argument-list UPTABLE i1 section-name ASSIGN profile-spec

6.19.1 Especificación de propiedades de la Tablas de Acero

ST RA D LD SD

type-spec = T CM TC BC TB

* SP f1 WP f2 TH f3 WT f4

additional-spec = DT f5 OD f6 ID f7 CT f8 FC f9

6.19.2 Especificación de Propiedades Prismáticas

* AX f1 IX f2 IY f3 IZ f4

property-spec = AY f5 AZ f6 YD f7 ZD f8 YB f9 ZB f10

6.19.3 Especificación de Miembros Biselados

argument-list = f1 f2 f3 f4 f5 (f6 f7)

donde,f1 = Peralte de la sección en el nodo inicial .f2 = Espesor del alma de la vigaf3 = Peralte de sección en el nodo finalf4 = Ancho del patín superiorf5 = Espesor del patín superior

f6 = Ancho del patín inferior. El valor por omisión es f4f7 = Espesor del patín inferior. El valor por omisión es f5

6.19.4 Especificación de Propiedades de una Tabla Dada por el Usuario

Formato General:

member-list UPTABLE I1 section-name

6.19.5 Especificación de Asignación de Perfiles

member-list ASSIGN profile-spec

BEAM COLUMN

profile-spec = CHANNEL ANGLE (DOUBLE)

6.20 Especificación de Propiedades de Los Elementos

Formato General para elemento placa / Cascarón:

ELEMENT PROPERTY

element-list THICKNESS f1 (f2, f3, f4)

6.21.1 Especificación de Grados de Libertad de Miembros

Formato General:MEMBER RELEASES

* FX START FY

member-list FZ END MX

MY MZ

PARTIAL MOMENT RELEASE

Formato General:

MEMBER RELEASE

START member-list MP f1

END

6.21.2 Especificación de Grados de Libertad de Elementos

Formato General para elemento Placa /Cascarón:

ELEMENT RELEASE

* FX J1 FY

element-list J2 FZ J3 MX J4 MY MZ

6.22.1 Especificación de Miembros Armadura

Formato General:

MEMBER TRUSSmember - list

6.22.2 Especificación de Miembros Tipo Cable

Formato General:

MEMBER CABLEmember-list TENSION f1

6.22.3 Especificación de Miembros en Tensión/Compresión

Formato General:

MEMBER TENSIONmember-list

MEMBER COMPRESSIONmember-list

6.23 Elemento de Esfuerzos Planos y Especificación del Ignorar Rotación Dentro del Plano

Formato General:

PLANE STRESS ELEMENT

IGNORE INPLANE ROTATION element-list

6.24 Especificación de no Concurrencia de Miembros

Formato General:

MEMBER OFFSETS

START member list f1, f2, f3

END

6.25 Especificación de Constantes

Formato General:

CONSTANTS

E POISSON MEMBER memb/elem-list DENSITY f1 BETA (ALL) ALPHA

REF f2, f3, f4 MEMBER memb/elem-list

6.26.1 Especificación de Apoyo Global

Formato General:

SUPPORTS

PINNED joint-list


* FX FY FZ

release-spec = MX MY MZ

* KFX f1 KFY f2 KFZ f3

spring-spec = KMX f4 KMY f5 KMZ f6

6.26.2 Especificación de Apoyo Inclinado

Formato General:

SUPPORT

PINNED joint-list INCLINED f1 f2 f3


donde release-spec y spring-spec son idénticos a como se explica enla sección 6.26.1

6.26.3 Generador Automático de Apoyos Elásticos para Cimentaciones

Formato General:

SUPPORT

FOOTING f1 (f2) X joint-list DIRECTION Y SUBGRADE f3

(ELASTIC) MAT Z

6.27 Especificación Amo/Esclavo

Formato General:

* RIGID FX FY

SLAVE FZ MASTER j JOINT joint-specMX MY MZ

joint-list

joint-spec = XRANGE YRANGE f1, f2 ZRANGE

6.28 Especificaciones de Dibujo

Formato General:

* ISOMETRIC ROTATE rotate-spec SECTION section-spec ZOOM f1 SHIFT x y JOINT MEMBER SUPPORT PROPERTY SHAPE

DRAW HIDDEN-LINE-REMOVED (LIST list-spec)SHRINK f2 LOAD ln DFDRAW ln MODRAW sn SCDRAW ln MSDRAW ln force-spec BMDRAW ln force-spec ENVELOP force-spec SCALE f3 VALUE STRESS CONTOUR ln

* X xa XY rotate-spec = Y ya section-spec = YZ r1 r2

Z za XZ

FX FY

force-spec = MZ FZ MY

6.29 Frecuencia de Corte o Modos de Vibración

Formato General:FREQUENCY f1

CUT (OFF) MODE SHAPE i1

6.30.1 Definición del Sistema de Cargas en Movimiento

Formato General:

DEFINE MOVING LOAD (FILE file-name)

LOAD f1,f2,..fn DISTANCE d1,d2,..dn-1 (WIDTH w) TYPE j

load-name (f)

Especificando cargas estándar AASHTO

Formato General:

HS20 TYPE i HS15 ( f ) ( vs )

H20 H15

6.30.2 Definición de Cargas UBC

Formato General:

DEFINE UBC (ACCIDENTAL) LOAD

ZONE f1 UBC-spec

SELFWEIGHTJOINT WEIGHTjoint-list WEIGHT wMEMBER WEIGHT

UNI v1 v2 v3 mem-list

CON v4 v5

* I f2 * K f6 UBC-spec = RWX f3 UBC-spec = I f7 para UBC 1991 RWZ f4 para UBC 1985 TS f8

S f5 (CT f9) (CT f9)

6.30.3 Definición de Cargas Por Viento

Formato General:

DEFINE WIND LOADTYPE jINTENSITY p1 p2 p3 ... pn HEIGHT h1 h2 h3 ... hn

e1 JOINT joint-list EXPOSURE

YRANGE o ZRANGE f1 f2

6.30.4 Definición de análisis Paso a Paso

Formato General:

DEFINE TIME HISTORY (DT x)

ACCELERATION TYPE i

FORCE

READ fn t1 p1 t2 p2 .... tn pn function-spec

ARRIVAL TIMEa1 a2 a3 ....... an

(DAMPING d)

donde

SINE FUNCTION

COSINE

function-spec =

FREQUENCY AMPLITUDE f1 f2 (PHASE f3) CYCLES f4 (STEP f5)

RPM

6.31 Especificación de Cargas

Formato General:

LOADING i1 (cualquier título de carga)

6.31.1 Especificación de Carga Nodal

Formato General:

JOINT LOAD* FX f1

FY f2 joint-list FZ f3

MX f4 MY f5 MZ f6

6.31.2 Especificación de Carga Sobre Un Miembro

Formato General:

MEMBER LOAD

UNI o UMOM direction-spec f1, f2, f3, f4 member-list CON o CMOM direction-spec f5, f6, f4

LIN local-spec f7, f8, f9 TRAP direction-spec f10, f11, f12, f13

X Y Z GX X

direction-spec = GY local-spec = Y GZ Z PX PY PZ

6.31.3 Especificación de Carga Sobre Un Elemento

Formato General para especificación de carga en elementoPlaca/Cascarón:

ELEMENT LOAD

GX PRESSURE GY f1 (x1 y1 x2 y2) GZ

element-list X TRAP f2 f3 Y

6.31.4 Especificación de Carga de Piso y de Carga de Superficie

Formato General para carga de superficie:

AREA LOAD

member-list ALOAD f1

Formato General para carga de piso:

FLOOR LOAD

YRANGE f1 f2 FLOAD f3 (XRANGE f4 f5 ZRANGE f6 f7)

6.31.5 Especificación de Carga de Pre - Esfuerzo

Formato General:

PRESTRESS MEMBER (LOAD)

POSTSTRESS

* ES f2 member-list FORCE f1 EM f3

EE f4 6.31.6 Especificación de Carga Debida a Temperatura ParaMiembros y Elementos

Formato General:

TEMPERATURE LOAD

TEMP f1 f2 member-list /element-list STRAIN f3

6.31.7 Especificación de Carga Sobre Un Extremo Empotrado

Formato General:

FIXED ( END ) LOAD

member-no. f1, f2, ..... f12

6.31.8 Especificación de Carga por Desplazamiento de Apoyos

Formato General:

SUPPORT DISPLACEMENT ( LOAD )

FX FY

support joint-list FZ f1MX MY MZ

6.31.9 Especificación de Carga Debida Al Peso Propio

Formato General:

X SELFWEIGHT Y f1

Z

6.31.10.1 Especificación del Espectro de Respuesta

Formato General:

*SRSS X f1 ACC SPECTRUM Y f2 (SCALE f4) (DAMP f5)

CQC Z f3 DIS

P1, V1 ; P2, V2 ; P3, V3 ; P4, V4 ..... Pn, Vn

6.31.10.2 Aplicación de Cargas de Tiempo Variable para Análisis Paso a Paso

Formato General:

TIME LOAD

FX FY

joint list FZ It IaMX MY MZ

X GROUND MOTION Y It Ia

Z

6.31.11 Especificación de cargas Repetitivas

Formato General:

REPEAT LOAD

i1, f1, i2, f2 ... in, fn

6.31.12 Generación de Cargas

GENERATION OF MOVING LOADS

Formato General:

LOAD GENERATION n (ADD LOAD i)

* XINC f1 YRANGE TYPE j x1 y1 z1 YINC f2 ( r)

ZINC f3 ZRANGE

GENERATION OF UBC SEISMIC LOAD

Formato General:

LOAD iX

UBC LOAD Y (f)Z

GENERATION OF WIND LOAD

Formato General:

LOAD iX

WIND LOAD Y (f) TYPE jZ

6.32 Especificación de Frecuencia Natural

Formato General:CALCULATE NATURAL (FREQUENCY)

6.33 Comando de Cálculo Modal

Formato General:MODAL (CALCULATION REQUESTED)

6.34 Especificación de Cargas Combinadas

Formato General:

LOAD COMBINATION (SRSS) i a1

i1, f1, i2, f2 ... fSRSS

6.35 Cálculo de Estadísticas del Problema

Formato General:PRINT PROBLEM STATISTICS

6.36 Especificación de Análisis

Formato General:LOAD DATA

PERFORM STATICS CHECK NONLINEAR (n) ANALYSIS (PRINT STATICS LOAD ) PDELTA (n) MODE SHAPES

BOTH ALL

6.37 Especificación de Cambio

Formato General:CHANGE

6.38 Especificación de Lista de Cargas

Formato General:

load-list LOAD LIST

ALL

6.39 Especificación de Secciones

Formato General:

MEMBER memb-list SECTION f1, f2 ... f5

( ALL )

6.40 Especificaciones Para La Impresión

Formato General para la información relacionada concomandos print:

JOINT COORDINATES MEMBER INFORMATION ELEMENT INFORMATION (SOLID) (ALL) MEMBER PROPERTIES

PRINT MATERIAL PROPERTIES LIST lista de ele. SUPPORT INFORMATION nodos, o miembros ALL

Formato General para imprimir la posición del cg:

PRINT CG

Formato General para la impresión del resultado delanálisis:

(JOINT) DISPLACEMENTS (MEMBER) FORCES

PRINT ANALYSIS RESULTS List -(MEMBER) SECTION FORCES spec(MEMBER) STRESSES ELEMENT (JOINT) STRESSES (AT f1 f2) ELEMENT (JOINT) STRESSES SOLID MODE SHAPES

(ALL) , List-spec = LIST lista de elem.-nodos,

miembros o elementos

Formato General para imprimir reacciones de apoyos:

PRINT SUPPORT REACTIONS

Formato General para imprimir la tabla de acero completa:PRINT ENTIRE (TABLE)

6.41 Impresión de Desplazamientos de Secciones

Formato General:

NOPRINT PRINT SECTION (MAX) DISPL (NSECT i) (SAVE a) ALL

LIST memb-list

6.42 Especificación de la Impresión del Envolvente de Fuerzas

Formato General:

FORCE PRINT ENVELOPE (NSECTION i) list-sp.

MAXFORCE

LIST list-spec =

(ALL)

6.43 Especificaciones de Impresión Para El Post - Análisis

Las gráficas para impresión de los resultados del análisis puedenser generados después de que el mismo ha sido realizado. Consultela sección 6.29 para todos los comandos pueden serproporcionados en el archivo de entrada después del comandoPERFORM ANALYSIS.

6.44.1 Formas Deflectadas

Formato General:PLOT DISPLACEMENT FILE

6.44.2 Desplazamientos de Sección

Formato General:PLOT SECTION FILE

6.44.3 Diagrama de Fuerzas de Cortante y Momento Flexionante

Formato General:PLOT BENDING FILE

6.44.4 Modos de Vibración

Formato General:PLOT MODE FILE

6.44.5 Contornos de Esfuerzo

Formato General:PLOT STRESS FILE

6.45 Especificación de Tamaño

Formato General:

* WIDTH f1 DEFLECTION f2 MEMBER member-list

SIZE LENGTH f3 BSTRESS f4 ALL SSTRESS f5

6.46 Especificaciones de Diseño En Acero

Esta sección de la entrada se conforma de las especificacionesrelacionadas con el diseño.

6.46.1 Especificación de Parámetros

Formato General:

PARAMETER

AASHTO AISC AUSTRALIAN BRITISH CANADIAN

CODE FRENCH GERMAN INDIA JAPAN LRFD NORWAY

parameter-name f1 MEMBER memb-list PROFILE a1, (a2, a3) ALL

6.46.2 Especificación de Revisión conforme a Códigos

Formato General:

MEMBER memb-list CHECK CODE

ALL


Formato General:

MEMBER memb-list SELECT

ALL


Formato General:SELECT OPTIMIZED

6.46.5 Especificación de Selección de Soldadura

Formato General:

MEMBER memb-list SELECT WELD (TRUSS)

ALL

6.47 Especificación de Grupo

Formato General:

(FIXED GROUP)GROUP prop-spec MEMB memb-list (SAME AS i1)

AX = Área de la sección transversalprop-spec = SY = Módulo de Sección en eje local y

SZ = Módulo de Sección en eje local z

6.48 Especificación de Estimación de Acero

Formato General:STEEL TAKE ( OFF )

6.49 Especificaciones de Diseño En Madera

Esta sección describe las especificaciones de diseño demadera.

6.49.1 Especificación de Parámetros Para el Diseño En Madera

Formato General:

PARAMETER

CODE TIMBER

MEMBER member-list parameter-name f1

ALL

6.49.2 Especificación de Revisión Conforme a Códigos

Formato General:

MEMBER member-list CHECK CODE

ALL


Formato General:

MEMBER member-list SELECT

ALL

6.50 Especificación de Diseño En Concreto

6.50.1 Inicio del Diseño En ConcretoFormato General:

START CONCRETE DESIGN

6.50.2 Parámetros de Diseño en Concreto

Formato General:

ACI BRITISH CANADIAN


MEMBER memb/elem list parameter-name f1

( ALL )

6.50.3 Comando de Diseño En Concreto

Formato General:

BEAM DESIGN COLUMN memb-list

ELEMENT

6.50.4 Estimación de Concreto

Formato General:CONCRETE TAKE OFF

6.50.5 Finalizando el Diseño en Concreto

Formato General:END CONCRETE DESIGN

6.51 Especificación Para El Diseño de Cimentaciones

Esta sección describe la entrada para el diseño decimentaciones.

6.51.1 Inicio del Diseño

Formato General:START FOOTING DESIGN

6.51.2 Especificación de Parámetros Para El Diseño de Cimentaciones

Formato General:

AMERICAN BRITISH CANADIAN


JOINT joint-list parameter-name f1

( ALL )

6.51.3 Comando Para El Diseño de Cimentaciones

Formato General:DESIGN FOOTING joint-list

6.51.4 Conclusión Del Diseño de Cimentaciones

Formato General:END FOOTING DESIGN

6.52 Comandos Especiales Diversos

6.52.1 Comando de Precisión

Formato General:PRECISION f1

6.52.2 Comando de Entrada de Memoria

Formato General:INPUT MEMORY f1

6.53 Especificación de Guardado de Archivos

Formato General:SAVE (a1,a2)

6.54 Especificación de Restauración de Archivos

Formato General:RESTORE (a1, a2)

6.55 Especificación de la Conclusión de la Ejecución

Formato General:FINISH

Documents

Manual en español de Staad.pro.pdf