Guia sap2000.v14

4.50m 5.80m 4.60m

4.20

m3.

20m

3.20

m

Guía sap2000-v14 2013

UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTEE.A.P.: INGENIERIA CIVIL

“GUIA SAP2000-V14 PARA LA RESOLOCION DE PORTICOS DE CONCRETO ARMADO DE SECCION CONSTANTE”

DOCENTE.: Ing. SAÚL J. J. LIMA VÁSQUEZ

EJEMPLO.01.: Calcular los esfuerzos de diseño en el pórtico mostrado (análisis por gravedad).

V- 0.30mx0.60m

C-0.30mx0.60m

u = 0.15

E = 2173706.51t/m2

CM (pisos) = 1.2 Tn/m

CM (azotea) = 0.8 Tn/m

CV (pisos) = 0.7 Tn/m

CV (azotea) = 0.35 Tn/m

RESOLUCIÓN

La resolución de este pórtico consiste en calcular los momentos máximos de diseño tanto para la viga como para la columna, así como los esfuerzos por cortante para el diseño de estribo (en vigas y columnas), y finalmente la carga axial máxima y de servicio (cv + cm) para el diseño de columnas y zapatas.

Hacer doble click en el icono del sap2000-v14; una vez abierto presionar control+N, y aparecerá la pantalla para el primer paso.

1 Resistencia de Materiales II

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PASO 01.: Definimos las unidades con la cual trabajaremos (unidades que son definidas por las fuerza que actúan sobre el pórtico, y las distancia entre los apoyos); así mismo elegimos la planilla con la cual trabajaremos.

PASO 02.: Luego definimos la geometría del pórtico (# de pisos, altura de piso, # de vano, espacio entre vanos).

En la 1era flecha se pone el # de pisos.

En la 2da flecha la altura de piso.

En la 3era flecha el # de vanos.

En la 4ta flecha la distancia entre vano.

PASO 03.: Luego editamos la geometría final del pórtico, colocando las medidas reales, de acuerdo al ejercicio propuesto.

En la 1era flecha hacemos check.

En la 2da flecha damos click.


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Luego llevamos la coordenada

al eje A, desde allí damos

las demás distancia hacia

los otros ejes, tanto altura

como en espacio de vanos.

Finalmente la geometría del pórtico queda definida, con las medidas propuestas en el ejercicio dado.


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PASO 04.: Asignamos los apoyos que corresponde a nuestro pórtico (en este caso lo modelamos como empotrados todos los apoyos). Seleccionamos todos los nudos y seguimos como la gráfica indica.

Vamos con el mouse hacia

Assign, luego seleccionamos

restrainsts

Luego sale la ventana que

Se muestra, y damos click

En el icono de empotrado

Finalmente tenemos los apoyos empotrados.

Las flechas nos muestras que los apoyos

cambiaron de simple a

Empotrado.


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Nota.: Si tuviésemos otros tipos de apoyos, repetimos el mismo paso, seleccionando primero el nudo.

PASO 05.: Definimos (creamos), el tipo de material y las características que tendrá nuestro pórtico de concreto armado. A continuación se muestran los pasos gráficamente.

Seleccionamos DEFINE

Luego MATERIALS

Luego hacemos click en

Add new material

1era flecha: Escribimos el nombre

2da flecha: Seleccionamos el tipo

De material.

3era flecha: Peso específico del C°A (tn/m3)

4ta flecha: Modulo de elasticidad (tn/m2)

Del concreto.

5ta flecha: Modulo de poison.

6ta flecha: Coeficiente de expansión

Térmica.

7ma flecha: f´c de la viga (en tn/m2).


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PASO 06.: Definimos la sección de nuestra viga y columna en nuestro pórtico en estudio (30cm de base y 60cm de altura). Lo describiremos gráficamente este paso.

Seleccionamos DEFINE luego

Section properties, después

FRAME SECTIONS

Haremos click en ADD NEW

PROPERTY

1era flecha: Elegimos el tipo de material

2da flecha: Seleccionamos la sección geométrica

1era flecha: Escribimos el nombre

2da flecha: Seleccionamos el tipo

De material que creamos.

3era flecha: Ponemos la altura de la viga

4ta flecha: Ponemos la base de la viga

5ta flecha: Hacemos clic k para darle color a la viga.

Y le damos OK.


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Nota01: Para la sección de la columna, se realiza los mismos pasos.

Nota02: No es necesario decirle al programa que elemento es viga o columna, ya que solo deseamos calcular esfuerzos, mas no calcular áreas de acero.

PASO 07.: Asignamos la sección de viga y columna creada conjuntamente con el material establecido para ello. Lo describiremos gráficamente este paso. Primero asignaremos para la viga.

Seleccionamos los tramos de la viga arrastran_

Do el mouse de abajo hacia arriba.

Luego damos click en ASIGNE, después seleccionamos

FRAME SECTIONS

Luego seleccionamos

El nombre de la sección creada

Y le damos OK.

Finalmente la viga del pórtico queda asignada con su sección y material creado para este.


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Nota01.: Para el caso de añadir la sección a la columna es similar a los pasos descritos en vigas.

Nota02.: Si deseamos verlo en forma de relieve (3d), realizamos lo siguiente.

1era flecha: Hacemos click

2da flecha: Seleccionamos extrude

View.

3era flecha: Seleccionamos sections

Y le damos OK.

Luego tenemos la vista del pórtico

Con la sección de viga y columna

Asignadas.

PASO 08.: Definimos las cargas que existirán sobre el pórtico, en este caso CM (que es la carga debido al acabado, tabiquería, peso del techo), así mismo existirá la s/c, pero este actuara en varios estados de carga


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(ya que la norma peruana nos exige), es por ello que para nuestro caso existirán s/c1, s/c2, s/c3, s/c4 y s/c5. Lo describiremos gráficamente este paso.

Nota: También existe la carga debido al peso de vigas y columnas, pero este metrado de cargas lo hace el programa, que lo denomina DEAD.

Seleccionamos DEFINE, luego nos

Vamos a LOAD PATTERNS

1era flecha: Ponemos el nombre.

2da flecha: Seleccionamos LIVE.

3era flecha: Hacemos click en ADD

LOAD PATTERN

Luego le damos OK.

Nota: De forma similar, se añadirá el resto de los estados de sobrecarga, así mismo la carga muerta debido al peso de acabados, tabiquería y peso de techo (CM). La s/c5 no se amplifica ya que este actuara en toda la viga del pórtico, por lo tanto nos servirá para calcular la viva total que actúa sobre las columnas.


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PASO 09.: Definimos la combinación de cargas, es decir le diremos al programa que calcule los esfuerzos generados por la carga muerta total más las s/c actuando en de forma simultánea. Cabe señalar que la norma peruana de diseño (E.060) nos exige amplificar estas cargas, además de realizar combinaciones con los diferentes estados de s/c que se puedan presentar.

En nuestro pórtico de análisis tenemos 04 estados de sobrecargas, que se combinaran con la carga muerta total. Las cuales son:

1.4 CARGA MUERTA TOTAL + 1.7 S/C1




CARGA MUERTA TOTAL + S/C5

Ahora describiremos gráficamente los pasos para añadir las combinaciones al programa.

Seleccionamos DEFINE, luego nos

Vamos a LOAD COMBINATIONS

Luego le damos click en ADD

NEW COMBO

1era flecha: Ponemos el nombre

2da flecha: Seleccionamos LINEAR ADD


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3era flecha: Seleccionamos s/c1, DEAD

CM.

4ta flecha: Ponemos 1.7 si es s/c y 1.4

Si DEAD o CM.

5ta flecha: Damos click en ADD

6ta flecha: Damos click en OK

Nota01.: Las flechas se cuentan de arriba hacia abajo, y de izquierda hacia la derecha.

Nota02.: De forma similar se añaden las otras cuatro combinaciones.

Nota03.: La combinación 5 (COMB5), nos sirve para obtener los esfuerzos de servicio, es por ello que no se amplifican.

OBS: Ahora le diremos al programa que nos dé una combinación con los máximos esfuerzos (envolvente). Lo describiremos gráficamente este paso. Pero antes de ello repetimos los siguientes pasos.

Seleccionamos DEFINE, luego nos Vamos a LOAD COMBINATIONS Luego le damos click en NEW COMBO

1era flecha: Ponemos el nombre

2da flecha: Seleccionamos ENVELOPE

3era flecha: Seleccionamos COM1, COM2,

COM3 COM4

4ta flecha: Ponemos 1 para todos los combos

5ta flecha: Damos click en ADD

6ta flecha: Damos click en OK

PASO 10.: Asignamos la CM, a la viga de todos los pisos del pórtico; cabe señalar que el DEAD ya está metrado por el software. Lo describiremos gráficamente este paso.

Asignamos la CM, en pisos:


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Seleccionamos el tramo de viga

A cargar.

Seleccionamos ASSIGN, luego FRAME

LOADS, y finalmente DISTRIBUTED

Por ser una carga distribuida.

1era flecha: Seleccionamos CM creada

2da flecha: Seleccionamos Ton, m, C

3era flecha: Seleccionamos FORCES

4ta flecha: Seleccionamos GLOBAL

5ta flecha: Seleccionamos GRAVITY

6ta flecha: Seleccionamos ABSOLUTE DISTANCE

FROM END

7ma flecha: Colocamos el valor de la carga distribuida

8va flecha: Finalmente le damos OK.

Nota01.: Las flechas se cuentan de arriba hacia abajo, y de izquierda hacia la derecha.

Nota02.: Para cargar la carga CM en la azotea, los demás estados de cargas (s/c1, s/c2, s/c3, s/c4 y s/c5), se procede de manera similar.


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Luego aparecerá la viga del pórtico

Cargado de siguiente Manera.

Nota03.: A continuación mostraremos los 5 estados de cargas que se pueden presentar en nuestro pórtico de estudio, la manera de como cargarlo al sap2000-v14, se realiza de manera análoga que en el caso de la CM.

S/C1.:

S/C2.:


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S/C3.:

S/C4.:

S/C5.:

Nota.: Si deseamos ver las cargas, puestas en las vigas del pórtico, se realiza lo sgte.


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Seleccionamos DISPLAY, luego SHOW LOAD

ASSIGNS y finalmente FRAME/CABLE/

TENDON

1era flecha: Seleccionamos la carga

Que deseamos ver, en este caso la s/c1

2da flecha: Damos OK.

Finalmente la viga se verá con toda la

s/c que le pusimos.

PASO 11.: Asignamos el brazo rígido correspondiente a vigas y columnas; es decir le diremos al programa que nos arroje los esfuerzos en la cara de las columnas, así mismo de las vigas. Describiremos este paso gráficamente.


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Presione Control + A

Seleccionamos ASSIGN, FRAME,

END (LENGTH) OFFSETS.

1era flecha: Seleccionamos AUTOMATIC

FROM CONNECTIVITY

2da flecha: Seleccionamos OK

El pórtico asignara los brazos rígidos de la siguiente manera


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Las flechas indicas los bra_

Sos rígidos, pero en todas

Los nudos se están dando

Esta asignación.

PASO 12.: Resolvemos la viga. Lo describiremos gráficamente este paso; pero para ello presionamos F5 en primer lugar.

1era flecha: Seleccionamos MODAL

2da flecha: Desactivamos modal

3era flecha: Le damos RUN NOW

.

A continuación presentamos los resultados de los diagramas, de los esfuerzos calculados en el pórtico.

RESULTADOS

REACCIONES.:


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Seleccionamos SHOW FORCES/STRESSES

(es el icono del pórtico resuelto)

Luego seleccionamos JOINTS

1era flecha: Seleccionamos el estado de carga del cual deseamos

Ver las reacciones que genera en la viga, en este caso

Seleccionamos a COMB5

2da flecha: Le damos OK.

Finalmente se observa en pantalla las reacciones en cada apoyo del pórtico.

Aquí apreciamos las reacciones

Que llegan a cada apoyo de

Zapata, debido a CM+DEAD+S/C5.

Así mismo se verifica el equilibrio

De las fuerzas en el eje “x”.

DFC.:


(Es el icono del pórtico resuelto)


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Luego seleccionamos FRAME/CABLES


sus reacciones que genera en la viga, en este caso Seleccionamos

Max. Esf.

2da flecha: Seleccionamos SHEAR 2-2

3era flecha: Seleccionamos SHOW VALUES ON DIAGRAM

4ta flecha: Damos OK.

Aquí observamos el envolvente de diagrama de fuerzas cortantes producidas en el pórtico, por los distintos estados de cargas.

Estos datos, servirá para el

Diseño de estribos en ambos

Elementos estructurales.

DMF.:



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Ver los momentos que genera en el pórtico, en este caso

Seleccionamos a Max. Esf.

2da flecha: Seleccionamos MOMENT 3-3



Aquí observamos el envolvente de diagramas de momento flector producidas en el pórtico, por los distintos estados carga.

Estos datos, servirá para el

Diseño de acero longitudinal

en ambos Elementos estructurales.

D.F.A.:



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1era flecha: Seleccionamos el estado de carga del cual

Deseamos Ver los momentos que genera en el pórtico, en

este caso Seleccionamos a Max. Esf.

2da flecha: Seleccionamos MOMENT 3-3



Estos datos, servirá de complemento

para el Diseño de acero

longitudinal en las columnas y

zapatas.


Engineering

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