Desarrollo de Problemas de Armadura y Pórtico con SAP2000

Ing. Francisco Godiño Poma

ANALISAR LA ARMADURA MOSTRADA

5Tn

10Tn 5Tn

1

2 3

4

5 6 7

5Tn

CALCULAR:Máximo desplazamiento en X y Z e indicar el Nº de nudo.Máxima fuerza axial en compresión y tensión.Calcular las Reacciones.DATOS:Sección cuadrada de 0.5m para todos los elementos.E=2.1E6 Kgf/cm2.Modulo de Poison 0.3

INICIANDO SAP2000

Click el icono del SAP 2000 del escritorio o del manu inicio.

Nos aparecerá la ventana del SAP 2000.

Pasos:

Reconocimiento los Menús

en Ventana del

SAP2000

Fuente de Imagen: Manual SAP 2000 (ing. Ing. Eliud Hernández)

Reconocimiento de

los Menús

en Ventana del

SAP2000

Fuente de Imagen: Manual SAP 2000 (ing. Ing. Eliud Hernández)

NUEVO MODELO

• Seleccionamos New Model de la pestaña FILE o el icono .

• Nos aparecerán los modelos (Témplate) para poder escoger el deseado.

Pasos:

MODELOS PREDETERMINADOS

Fuente de Imagen: Manual SAP 2000 (ing. Ing. Eliud Hernández)

SELECCIÓN DE MODELO

Seleccionamos las unidades de Tonf, m , C.

Click en 2D Trusses.

Pasos:

SELECCIÓN DE MODELO

• Colocamos el numero de divisiones 3m.

• Longitud de división.

• Altura de 4m.

Pasos:

SELECCIÓN PLANO X-Z

• Cerramos la ventana 3d View. Para trabajar mas comodos.

Pasos:

RESTRICIONES

• Seleccionamos el primer nodo.

Asignamos restricciones.• Click en el menú

Assign.• Click pestaña joint.• Click pestaña

restraints…

Pasos:

Primer nodo fijo

RESTRICCION EN EL NODO 1

Restricción en el primer nodo.• Click en el icono del

apoyo fijo para asignar la restricción .

• Click en ok.

Pasos:

RESTRICCION NODO 2

• Seleccionamos el segundo nodo.

Asignamos restricciones.• Click en el menú

Assign.• Click pestaña joint.• Click pestaña

restraints…

Pasos:

RESTRICCION EN EL NODO 2

Restricción en el primer nodo.• Click en el icono del

apoyo movil para asignar la restricción.

• Click en ok.

Pasos:

DEFINICION DE MATERIALES

• Seleccionamos todos los elementos

• Click en el menu Define.

• Click en la pestaña Materiales

Pasos:

CREANDO NUEVO MATERIAL

• Seleccionamos A992Fy50 que son las propiedades de un tipo de acero.

• Click add copy of material (adición de una copia de un material existente).

• También podemos Modificar las propiedades del material con modify/Show Material…

Pasos:

PROPIEDADES DEL MATERIAL

En la 1ra pestaña General data (datos generales).• Colocamos el nombre

del material y el color.En la pestaña Weight and Mass (peso y masa).• En Weight per Unit

Volume(peso y masa por unidad de volumen) colocamos 0.

En la pestaña Isotropic Property data (propiedades isotrópicas).• Colocamos el modulo

de elasticidad y el coeficiente de Poisson.

Por ultimo le damos ok.

Pasos:

SELECCIÓN DE SECCION

• Ya definido el nuevo material seleccionamos este material.

• Click en ok.

Pasos:

SELECCIÓN DE MATERIAL DEL ELEMENTO

• Click en el menú Define.

• Click en la pestaña Section Properties (Propiedades de sección).

• Click en Fame Sections.. (Seccion para elementos).

Pasos:

SELECCIÓN DE MATERIAL DEL ELEMENTO

• Click Add New Property (adicionar nueva seccion)

Pasos:

PROPIEDADES DE NUEVO MATERIAL

• Nos aparecen los diferentes tipos de secciones definidas que contiene el SAP 2000.

• Ya que en la pestaña de Frame Section Property Type (tipo de propiedades de seccion de elemento), steel (acero) no tenemos la sección cuadrada de 0.5x0.5m que necesitamos Seleccionamos el tipo Concrete (Concreto).

Pasos:

SELECCIÓN MATERIAL RECTANGULAR

• Nos aparecen los tipos de sección de Concreto predefinidas del SAP2000.

• Seleccionamos la sección rectangular.

Pasos:

DIMENCIONES DE SECCION CUADRADA Nos aparece la ventana

de las propiedades y dimensiones de la sección rectangular.• En la pestaña

Seccion name colocamos el nombre de laseccion.

• En la pestaña desplegable material elegimos la sección antes creada.

• En la pestaña Dimencions (dimenciones) colocamos en Depth (profundidad) y en Width(ancho) 0.5.

• Finalmente le damos click en ok.

Pasos:

SELECCIÓN DE SECCION CUADRADA

• Se observa la nueva sección creada.

• Click en ok.

Pasos:

ASIGNACION DEL NUEVA SECCION

• Seleccionamos todos los elementos.

• Click en el menu Assign.

• Click en frame.• Click en frame

Sections (sección de elemento)

Pasos:

SELECCIÓN DE SECCION CUADRADA

• Seleccionamos la nueva sección creada «sección cuadrada».

• Click en ok.

Pasos:

VISTA DE LAS SECCIONES

Observamos que cada elemento lleva el nombre de la sección creada.

Pasos:

ASIGNACION DE FUERZAS

• Seleccionamos el nodo 5.

• Click en el menu Assigh..

• Click en Join loads..

• Click en Forces (fuerzas).

Pasos:

FUERZAS EN EL NODO 5

• Nos aparece la ventana Join Forces (fuerzas en el nudo).

• Tipo de carga Dead (Muerta).

• En la pestaña Loads (Cargas) colocamos en X una fuerza de 5 y en Z -10.

• Por ultimo le damos Ok.

Pasos:

VISTA DE LAS FUERZAS COLOCADAS

• Se observan los sentidos de las cargas colocadas y los valores.

Pasos:

FUERZAS EN EL NODO 6 Y 7

• Seleccionamos los nodos 6 y7.

• Click en el menu Assigh..

• Click en Join loads..

• Click en Forces (fuerzas).

Pasos:

FUERZAS EN EL NODO 6 Y 7

• Nos aparece la ventana Join Forces (fuerzas en el nudo).

• Tipo de carga Dead (Muerta).

• En la pestaña Loads (Cargas) colocamos en en Z -5.

• Por ultimo le damos Ok.

Pasos:

VISTA DE TODAS LAS FUERZAS COLOCADAS

• Se observan todas las fuerzas colocadas.

Pasos:

FUNCION COMO ARMADURA 2d

Para que trabaje como una armadura 2d tenemos que colocar una restricción porque en este momento esta trabajando como un pórtico. Para esto: • Seleccionamos todas

las Barras.• Click en el Menu

Assign.• Click en Frame.• Click en

Releases/Partial Fixity ( resticciones parciales).

Pasos:

ELIMINANDO MOMENTOS

• Nos aprece la pestaña Assign Frame Releases (asignar restricciones en los elementos).

• Click en los dos cuadros de Moment 33 (Mayor).

• Click en ok.

Pasos:

VISTA DE MODO ARMADURA

• Se observa como define el SAP 2000 el trabajo como una armadura.

Pasos:

DEFINICION DE CASOS DE CARGAS

• Definimos el caso de carga para esto:

• Click en el menu Define..

• Click en Load Cases...( casos de carga).

Pasos:

ELIMINACION DE CARGA MODAL

Nos aparece la ventana de Define Load Cases.• Eliminamos la

carga modal.• Clik en modal.• Click en Delete

Load Cases.• Click en Si.• Por ultimo ok.

Pasos:

OPCIONES DE ANALISIS

• Analisamos la estructura como armadura para esto.

• Click en el menu Analize Click en Set Aanalisis Options..

Pasos:

ANALISIS SOLO EN LOS PLANOS UX, UZ

En la ventana de opciones de análisis.• En la pestaña de

Available DOFs (Grados de libertad activos).

• Desactivamos los planos UY, RX, RY y RZ.

• Click en ok.• La razón por que

hacemos esto es solo porque se puede desplazar la armadura en X y Z.

Pasos:

GUARDANDO EL MODELO

Guardamos el archivo.• Click en el menu

File.• Click en Save.• O directamente en

el icono Save (icono en forma de disket).

Pasos:

CORRER EL ANALISIS

Para correr el analisis.• click en el Menu

Analize.• Run Analysis.• O directamente en

el icono Run Analysis.

Pasos:

RUN NOW (CORRER EL ANALISIS)

Nos aparece la ventana Set Load Coases To Run. Para seleccionar los casos de cargas a correr.• Seleccionamos

DEAD.• Click en Run Now

Pasos:

MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN X

Se observa como se deforma la armadura.• Para lo que nos piden

observamos cual es el nodo que tiene un máximo desplazamiento.

• Solo con posarnos sobre el nodo nos da los desplazamientos.

• Este esta en el nodo 4 sobre el le damos anticlick para ver en una ventana los desplazamientos en el nodo.

Pasos:

MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN Y

Ahora buscamos el desplazamiento máximo en Y como el anterior.• Observamos que

esta en el nodo 6.• Si le damos

anticlick aparece la ventana dedesplazamientos.

Pasos:

DIAGRAMA DE FUERZAS TRAXION Y COMPRESION

Para observar el diagrama de fuerzas.• Click en el Menu

Display.• Click en Show

Forces/Stresses (fuerzas y diagramas en los mienbros).

• O click en el icono Diagramas.

• Click en Frames/Cables…

Pasos:

DIAGRAMA DE VALORES

Nos aparece la ventana de fuerzas en los miembros de pórtico y cables. • En la pestaña

Coponent click en Axial Force (Fuerza Axial.

• En la pestaña Options click en Show Values on Diagram (Mostrar valores en diagramas).

• Finalmente click en ok.

Pasos:

DIAGRAMA DE FUERZAS

Observamos los valores maximos y minimos de traxion y compresion.

Pasos:

MAXIMA FUERZA A TENSION

Observamos la maxima fuerza en Tension.• Selecionamos la

maxima tension de la barra.

• Anticlik para ver en una nueva ventana los graficos.

Pasos:

MAXSIMA FUERZA A COMPRESION

Observamos la máxima fuerza a compresión.• Seleccionamos la

máxima compresión en la barra.

• Anticlik para ver en una nueva ventana los graficos.

Pasos:

REACCIONES EN LOS NODOS

Para ver las reacciones en los nodos.• Click en el icono de

diagrama.• Click en Joins…

Pasos:

REACCIONES EN LOS NODOS

Aparece la ventana de Join Reaccion Forces.• Click en ok.

Pasos:

REACCIONES EN LOS NODOS

Se observan las reacciones en los nodos.

Pasos: