Sap2000

ANALISIS Y DISEO DE ESTRUCTURAS CON SAP2000 V.16

Ing. Ovidio Serrano Zelada [email protected]

Aplicacin 01.-Edificio Sistema Estructural de Prticos y Muros de Cortante de cinco niveles. Anlisis Ssmico Dinmico porCombinacin Modal Espectral. Uso : Oficinas Concreto fc= 210 Kg/cm2 Ubicacin : Chiclayo Acero fy = 4200 Kg/cm2 Suelo : Flexible Vigas XX : 0.30m*0.50m Vigas YY : 0.30m*0.60m Columnas : Rectangular : 0.45m*0.45m

Circular : D=0.60m Muros : e=0.20m



Solucin SAP2000 V.16.-

Paso 1 [Seleccionar Unidades]:Ejecute el programa Sap2000 V.16. Seleccione las unidades iniciales en las que desea trabajar. Esta opcin se encuentraen la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000, como se muestra a continuacin.

Paso 02 [Seleccin del modelo]:Del men principal (parte superior), abriendo la opcin de File seleccione New Model. Esta accin lo llevar a laventana de New Model que se muestra a continuacin.

Seleccione la plantilla 3D Frames. Esto lo conducir a la siguiente ventana:



Escriba 1, 3 y 5 en las cajas de texto de Number of Stories (nmero de pisos), Number o Bays X (nmero de tramos enX) y Number o Bays Y (nmero de tramos en Y), respectivamente, y chequee la opcin Use Custom Grid Spacing andLocate Origin para editar la cuadrcula y localizar el origen de coordenadas y haga clic en el botn Edit Grid, lo que lollevar a la siguiente ventana:

Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en funcin de las longitudes de los tramos y presione Ok dosveces. Esto lo conducir a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene por omisin dos ventanas principales: una entres dimensiones y la otra en el plano XZ.Nota:Asegrese que la opcin de Restraints est seleccionada. De otra manera, la estructura tendr las juntas libres (sinapoyos).



Nos desplazamos hacia el techo del primer nivel y procedemos a borrar los elementos adicionales para lograr lageometra correcta, seleccionndolos y presionando la tecla Supr.



Paso 03 [Definicin de propiedades de los materiales]:Verifique que las unidades con las que se especifican los sean las adecuadas. Para definir las propiedades de losmateriales, seleccione Define/Materials/Add New Material

Definiendo el material Concreto210

Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Concreto210) en la caja de texto de Material Name andDisplay Color. Cambie los valores a los especificados en la descripcin del problema. Seleccione OK dos veces.



Definiendo el material Acero4200

Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Acero4200) en la caja de texto de Material Name andDispay Color. Cambie los valores a los especificados en la descripcin del problema. Seleccione OK dos veces.



Paso 04 [Definicin de las secciones de los elementos Vigas y Columnas]:Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el men principal y luego la opcin Section Properties/Frame Sections.

Viga-30*50.-



Viga-30*60.-



Col-45*45



Col-D60.-



Paso 04 [Definicin de las secciones de los elementos Losas y Muros]:Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el men principal y luego la opcin Section Properties/Area Sections.

Losa15.-

Muro25.-



Paso 05 [Asignar secciones de los elementos al modelo]:

Asignar Columnas.-

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las columnas rectangulares.Assign/Frame/Frame Sections

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a la columna circular.Assign/Frame/Frame Sections



Asignar Vigas.-

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las vigas en la direccin X (Viga-30*50).Assign/Frame/Frame Sections

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las vigas en la direccin Y (Viga-30*60).Assign/Frame/Frame Sections



Paso 06 [Dibujar la Viga Curva]:Seleccionar el punto de la interseccin D5 y haciendo centro en la interseccin C5 (X=11,Y=24), Edit/Extrude/ExtrudePoints to Frames/Cables

Para lograr una mejor visualizacin, la estructura ha sido extruida en la ventana 3D: View/Set Display Options



Paso 07 [Asignar las losas al modelo]:

Losas Rectangulares.-Para asignar la losa al modelo, nos ubicamos en el plano XY, Draw/Draw Rectangular Area

Procedemos a dibujar la losa en las zonas rectangulares.

Para lograr una mejor visualizacin, en la ventana XY: View/Set Display Options



Losa en zona de viga curva.-Seleccionar la viga del eje 5 entre los ejes C y D y haciendo centro en la interseccin C5 (X=11,Y=24),Edit/Extrude/Extrude Lines to Areas



Paso 08 [Asignar muros de corte al modelo]:Para asignar los muros al modelo, nos ubicamos en el plano vertical (XZ o YZ) en el eje donde se ubicar el muro decorte, Draw/Draw Rectangular Area

Procedemos a dibujar el muro correspondiente

Procedemos de manera similar para dibujar el resto de muros.



Paso 09 [Asignar muros de ascensores al modelo]:

Ascensor Rectangular.-Para asignar los muros al modelo, nos ubicamos en el plano horizontal XY y procedemos a dibujar puntos en lascoordenadas correspondientes a las esquinas de los muros del ascensor. Draw/Draw Special Joint

Proceder de igual forma hasta dibujar todos los puntos.



Dibujar una lnea que una los puntos dibujados. Draw/Draw Frame/cable/Tendon

Seleccionar las vigas dibujadas en el paso anterior. Edit/Extrude/Extrude Lines to Areas



Ascensor Circular.-Para asignar los muros al modelo, nos ubicamos en el plano horizontal XY y procedemos una viga curva.Dibujar un punto en la coordenada (0,1.5) referente a la interseccin A4 (3,18). Draw/Draw Special Joint

Seleccionar el punto dibujado. Edit/Extrude/Extrude Points to Frames Cables



Seleccionar las vigas dibujadas en el paso anterior. Edit/Extrude/Extrude Lines to Areas



Paso 10 [Discretizar elementos rea]:.-

Discretizacin de Muros de Corte.-Seleccionar los muros a discretizar (no incluir muros de ascensores). Edit/Edit Areas/Divide Areas



Proceder de manera similar para los muros de ascensor, teniendo en cuenta el nmero de divisiones en cada direccin.



Discretizacin de Losas de techo.-Seleccionar las losas a discretizar. Assign/Area/Automatic Area Mesh

Paso 11 [Asignar de las condiciones de los apoyos para el modelo]:Para cambiar las condiciones de borde, seleccione primero las juntas a cambiar (o sea todas las de la base) para cambiarsu condicin. Assign/Joint/Restraints



Paso 11 [Definir patrones de cargas]:Antes de aplicarle las cargas al modelo es necesario definir los sistemas de cargas (por ejemplo Muerta, Viva, Viento,Sismo, etc). En este paso NO se aplican las cargas, solamente se definen las que van a ser utilizadas.Define/Load PatternsDEAD, carga muertaLIVE, carga vivaLIVE1, caga viva alternancia 01LIVE2, carga viva alternancia 02

Paso 12 [Asignar las cargas a la estructura]:

Carga Muerta: DEADPeso de losa = 0 Kg/m2 (el programa considera el peso de la losa)Peso tabiquera sobre losa = 200 Kg/m2 (metrado de tabiquera)Peso acabados = 100 Kg/m2Total DEAD = 300 Kg/m2 (Pisos inferiores)

150 Kg/m2 (Azotea)

Carga Viva : LIVES/C = 250 Kg/m2Total LIVE = 250 Kg/m2 (Pisos inferiores)

100 Kg/m2 (Azotea)



Asignacin de Carga Muerta DEADSeleccionar las losas. Assign/Area Loads/Uniform Shell

Asignacin de Carga Viva - LIVESeleccionar las losas. Assign/Area Loads/Uniform Shell

Paso 13 [Replicar la estructura para tener los cinco niveles]:Seleccionar toda la estructura. Edit/Replicate



Paso 14 [Cambiar la altura del primer nivel a4.00m y crear ejes en altura faltantes]:Ubicarse en la cimentacin y seleccionar todos los apoyos. Edit/Move



Paso 15 [Mover la estructura 1.00m hacia arriba]:Seleccionar toda la estructura. Edit/Move

Paso 16 [Asignar la Carga Viva alternada y cambiar las cargas de la Azotea].-Seleccionar las losas de piso en forma alternada y excepto en la azotea. Assign/Area Loads/Uniform ShellPrimer Nivel: LIVE1

Siguientes niveles alternados.



Primer Nivel: LIVE2

Siguientes niveles alternados.

Paso 17 [Asignar peso de muros sobre las vigas].-Seleccionar las vigas que tengan muros sobre ellas. Assign/Frame Loads/Distributed



Paso 17 [Asignar Brazos Rgidos].-Seleccionar las vigas y columnas del modelo. Asign/Frame/End (Length) Offset

Paso 18 [Definir Diafragmas Rgidos de Entrepiso]Seleccionar todo el piso que se desea modelar como diafragma rgido (Primer Piso).

Assign/Joint/Constraints



Repetir este procedimiento para cada piso.

Paso 19 [Definicin de la cargas de sismo Anlisis Esttico]Parmetros Ssmicos

Z = 0.4U = 1.0S = 1.4Tp = 0.9C = 2.5(Tp/T)



Define/Load PatternsSismoX.-

SismoY.-



Paso 20 [Definicin de la cargas de sismo Anlisis Dinmico Combinacin Modal Espectral]Parmetros Ssmicos

Z = 0.4U = 1.0S = 1.4Tp = 0.9C = 2.5(Tp/T)



Estos valores de periodo (T) y aceleracin espectral (Sa) sern ingresados al programa SAP2000, para lo cual copiamoslas columnas (T) y (Sa) a un archivo de texto Espectro.txt

Una vez definido el espectro de pseudo aceleraciones, definimos la funcin que definir este espectro en SAP2000, paralo cual elegimos Define/Functions/Response Spectrum, lo que nos lleva a la ventana siguiente:



Definir los casos de carga, Define/Load CasesSismoX.-



SismoY.-

Definir el Nmero de Modos.-



Paso 21 [Analizar la estructura].-Analize/Run Analysis y luego la opcin Run Now

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