DISEÑO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 - CALCULO DE ACERO (1)

download DISEÑO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 - CALCULO DE ACERO (1)

of 38

Transcript of DISEÑO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 - CALCULO DE ACERO (1)

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CLCULO DE ACERO

AUTOR: CICLO:

JOS LUIS REQUE QUESQUN DECIMO CICLO

CIUDAD ETEN CHICLAYO PERU ENERO DEL 2012

1

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

DISEO DE LOSAS ALIGERADAS EN SAP2000 CALCULO DE ACEROComo parte de este instructivo y dependiendo del lugar donde se ejecute la edificacin, se establecern consideraciones para el diseo de losa aligerada de acuerdo a normativas del lugar; En el caso nuestro que es PER, se establecen consideraciones de acuerdo a la norma E-060.

1. CONSIDERACIONES DE LA NORMA E-060 PARA LOSAS ALIGERADAS a) Las losas aligeradas estn compuestas de una combinacin monoltica de viguetas espaciadas en una direccin y una losa en la parte superior. b) El ancho de vigueta ser como mnimo 10 cm. c) El espaciamiento libre entre viguetas ser como mximo 75 cm. d) Las losas aligeradas que no cumplan con estas limitaciones sern tratadas como losas macizas. e) El espesor de la losa no debe ser menor de 5 cm. f) La losa debe llevar refuerzo perpendicular a las viguetas pero no menor que el refuerzo fijado por contraccin o temperatura. g) El refuerzo se determina considerando una seccin T, de ancho de ala b = 0.40 m. y ancho de alma = 0.10 m.

DETALLE ALIGERADO: H = 0.20m

2. PASOS PREVIOS PARA EL DISEO El clculo de acero para Losas Aligeradas es similar al clculo de acero para vigas; A continuacin se DISEAR EL ACERO CON SAP2000 para los tipos de aligerados previamente definidos que se muestran ms adelante.

2

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Como primer paso para el diseo de LOSA ALIGERADA se tiene que definir el sentido de la misma, siempre se debe llevar a cabo de tal manera que las viguetas queden con una luz libre menor respecto a si escogiramos el otro sentido.

Se busca que la luz libre de las viguetas sea la menor por dos razones: 1. Controlar las deflexiones en el centro. 2. Economizar disminuyendo los momentos y con ello el acero.

Cabe resaltar que pueden combinarse dos sentidos de aligerado en un mismo piso, quiere decir que un pao puede ser diseado con viguetas en un sentido y otro pao del mismo piso puede tener viguetas en otro sentido.

Una vez definido el sentido del aligerado aparecen las VIGAS PRINCIPALES que son en las que se apoyan las viguetas, Las VIGAS SECUNDARIAS que en conjunto con las vigas principales sirven de amarre a todos los paos de un mismo piso para formar el DIAFRAGMA RGIDO.

VIGA SECUNDARIALuz menor

VIGA PRINCIPAL

Luz mayor

Sentido del Aligerado

VIGA SECUNDARIA

Los TIPOS DE ALIGERADOS para nuestro ejemplo se muestran en la pgina siguiente y son: A, B, C, D. E. F y G.

3

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

VIGA PRINCIPAL

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

A

B11,00 4,25 2,38 2,25

C

D

4,38 0,25 4,00 0,250,15

0,25

4,00

8

0,15

8

2,65

2,78

2,65 0,25

7

0,25

2,78

VP-106(.25X.35)

VP-106(.25X.35)

VP-106(.25X.35)

7

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

3,37

3,12

3,12 0,25

BVP-105(.25X.35)

6

0,25

3,37

VP-105(.25X.35)

VP-105(.25X.35)

6

FVS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30)

3,73

3,48

3,48 0,25

VACIO

D20,00 0,25

3,73 20,00

5

VP-104(.25X.35)VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30)

VP-104(.25X.35)VS-101(.25X.30)

VP-104(.25X.35)VS-101(.25X.30)

5

2,20

2,45

2,20 0,25

4

0,25

2,45

CVP-103(.25X.35)

CVP-103(.25X.35)

VP-103(.25X.35)

4

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

2,90

2,65

A0,25

3

0,25

2,65

2,90

VP-102(.25X.35)

VP-102(.25X.35)

VP-102(.25X.35)

3

EVS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30)CAJA DE ESCALERA 01

VS-101(.25X.30)

2,90

3,15

2,90 0,80 0,25

VACIO

21,63

0,80 0,25

3,15

VP-101(.25X.35)

VP-101(.25X.35)

VP-101(.25X.35)

21,63

G0,25 4,00 4,38 0,25 2,50 2,25 11,00 0,25 3,50 4,38 0,25

0,70

1

0,70

1

A

B

C

D

ALIGERADO - PRIMER PISO

4

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO DATOS PARA EL SAP2000: 1. MATERIALES: Concreto fc = 210 Kg/cm2 Acero: fy = 4200 Kg/cm2

2012

2. SECCION DE LOSA ALIGERADA (2.5 VIGUETAS) Asignamos una seccin T de ancho de ala 1.00 m y dems dimensiones que se muestran:

Se toma un ancho de alma 0.10 m. (Vigueta), y un ancho de ala de 0.40 m. La altura h de la seccin T obedece a un PREDIMENSIONADO (h = Luz libre/25); Se debe tener en cuenta que slo se tienen ladrillos de 12, 15, 20, 25 y 30 cm. y siendo la losa no menor a 5 cm; Entonces solo existirn losas aligeradas de 17, 20, 25, 30 y 35 cm.

3. METRADO DE CARGAS 3.1. CARGA MUERTA: En el metrado de carga muerta no se incluye el peso propio de las viguetas ni de la losa de 5 cm. debido a que el Programa SAP2000 tiene definido por defecto el PATRON DE CARGAS: DEAD (Muerta) que calcula de manera automtica el PESO PROPIO de los elementos estructurales a los que se les ha asignado una SECCIN previamente definida.CARGA MUERTA P. Losa Aligerada (h=20 cm) Peso Muerto P. Tabiquera Equivalente Carga Muerta (Cm) En 0.40 m de Alma 80 Kg/m 150 Kg/m 100 Kg/m 330 Kg/m 330*0.40 = 132 Kg/m

P. Losa Aligerada (h = 20 cm.): El peso de losa aligerada de 20 cm de espesor es de aproximadamente 300 Kg/m2, como el programa calcula el peso de los 10 cm de vigueta y 5 cm de losa, queda por considerar el peso del ladrillo que es de 80 Kg/m2. Peso Muerto: El peso muerto en losas aligeradas est conformada por el peso del falso Piso (5cm) + Acabados (0.5 cm) + Peso de cielo raso (2cm) = 0.075 m.

5

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO Peso especifico del Concreto Simple: 2000 Kg/m3. Peso muerto = 0.075 m. * 2000 Kg/m3 = 150 Kg/m2. Peso de Tabiquera Equivalente: lo obtenemos de la siguiente manera: ???????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????? = Lm: Longitud de Muros. em : Espesor de Muros. Lm . em . hm . Pem Area Libre

2012

hm : Altura de Muros. Pem: P. Esp. de muro de albailera.

3.2. CARGA VIVA: La carga viva depender del uso que se le asigne a la losa aligerada, pudiendo ser por ejemplo Vivienda, Oficinas u otros. Para el caso de azotea se considera 100 Kg/m2. En nuestro ejemplo el uso es vivienda que por norma Cargas E-020 la sobrecarga es 200 Kg/m2. Las mayoracin de cargas lo haremos en el SAP2000.CARGA VIVA Sobrecarga (S/C) Carga Viva (Cv) En 0.40 m de Alma 200 Kg/m 200 Kg/m 200*0.40 = 80 Kg/m

3.3. CARGA EN VOLADO:

El metrado de cargas en los volados para el caso de los muros (2.60 m) o parapetos (1.00 m) se modelar como una carga puntual en el extremo donde se ubica el muro o parapeto. El peso especfico del muro de albailera que es 1800 Kg/m3.MURO EN VOLADOS 2.60 m Espesor de muro Altura de Muro Ancho Pm = 0.150 m 2.600 m 0.40 m 280.80 Kg

PARAPETO EN VOLADOS 1.00 m Espesor de muro Altura de Muro Ancho Pm = 0.150 m 1.00 m 0.40 m 108.00 Kg

6

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

DISEO DE LOSAS ALIGERADAS EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

A continuacin se muestran los pasos a seguir para modelar y disear en el programa SAP2000 V14 el TIPO DE ALIGERADO C siendo estos pasos los mismos para llevar a cabo el resto de aligerados. El procedimiento que se describe a continuacin es similar tanto para SAP2000 Versin 12 como para el SAP2000 Versin 14.

1. PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000 Ejecutamos el programa SAP2000 Versin 14, desde el acceso directo que se encuentra en el escritorio.

El programa se ejecutar y antes de mostrar el entorno del programa, aparecer un cuadro de dialogo Tip of the day (Consejo del da), el que muestra algunas actualizaciones y recomendaciones para el programa y el uso de sus comandos.

Next Tip: Siguiente Consejo Previous Tip: Consejo Anterior Picamos en OK y Tendremos el entorno SAP2000 14 para empezar a modelar nuestra estructura.

7

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

2. PASO 2: DEFINIR UNIDADES Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta opcin se encuentra en la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000 V14, como se muestra a continuacin.

8

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 3. PASO 3: SELECCIN DEL MODELO

2012

Del men principal (parte superior), abriendo la opcin de File > seleccione New Model. Esta accin lo llevar a la ventana de New Model que se muestra a continuacin.

Seleccione la plantilla Beam, que es la que se muestra acontinuacion.

Esto lo conducir a la siguiente ventana o pantalla.

9

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO Se deben llenar las casillas de acuerdo con las caracteristicas del Aligerado. o o Number of Spans (Numero de Tramos): 6 Span Length (Longitud de Tramo): Se deja cual esta.

2012

Las opciones que se presentan en Section Properties nos permiten definir las secciones de los elementos estructurales que utilizaremos mas adelante. Debido a que existen opciones en el Menu de herramientas (Define/ Section Properties/ Frame Sections) que son exclusivamente para la definicion de secciones, es que se ignora por ahora esa parte.

NOTA: Asegrese que la opcin de Restraints est seleccionada. De otra manera, la estructura tendr las juntas libres (sin apoyos). Chequee la opcin Use Custom Grid Spacing and Locate Origin y haga clic en el botn Edit Grid, lo que lo llevar a la siguiente ventana:

10

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en funcin de las longitudes de los tramos. Cabe resaltar que podemos utilizar las celdas de esta ventana como si fuesen celdas de excel, quiere decir que si realizamos una operacin aritmetica dentro de la celda, este al presionar enter muestra el resultado. Si le colocamos por ejemplo: 3.37+3.73 y Enter, se obtendra el resultado 7.1 Si se ingresaron los datos en forma alternada sin seguir un orden creciente o decreciente, solo hacer clic en Reorder Ordinates y todas los valores se ordenan. La opcion Bubble Size es el tamao de las burbujas que representan los Ejes. Presione Ok dos veces. Esto lo conducir a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene por omisin dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ.

Para formar el volado tenemos que LIBERAR el apoyo que se encuentra en el EJE 7, dejarlo sin ningun tipo de restriccin como se ver en el paso siguiente.

11

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

4. PASO 4: DEFINICION DE LAS CONDICIONES DE APOYOS PARA EL VOLADO Y EXTREMO DEL ALIGERADO. VOLADO Seleccione la junta a cambiar su condicin (Eje 7) Luego Seleccione en el men principal Assign/ Joints/ Restraints o presione el icono que se encuentra en la parte superior de la pantalla principal. Ambas acciones lo

conducirn a la pantalla que se muestra a la derecha. Seleccionar la siguiente opcion: libre de soporte. Junta

EXTREMO El apoyo simple que se encuentra en el extremo del aligerado, debe tener restriccion de giro para las direcciones de 1 y 3 (x y z) mas no para y (2), por lo tanto sleccionamos el apoyo y le damos las siguientes condiciones en Assign/ Joints/ Restraints

12

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 5. PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Seleccione Define del men

2012

principal, de la lista que se presenta escoja la opcin de Materials como se muestra en la figura a

continuacin: Esto lo conducir a la pantalla que se muestra a continuacin:

DEFINIENDO Concreto210

EL

MATERIAL:

Seleccione el botn de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material, el cual lo conducir a la pantalla de Quick Material

Property Definition que se muestra: Seleccione Concrete en Material Type y fc 3000psi (210 Kg/cm2 aprox.) en Specification y presione el botn Ok. Luego de la ventana Define

Materials seleccione el material 3000psi y haga clic en el botn Modify/Show Material lo que lo llevar a la siguiente ventana: Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Concreto210) en la caja de texto de Material Name. Cambie los valores a los

especificados en la descripcin del problema. Seleccione OK dos veces.

13

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO DEFINIENDO EL MATERIAL: Acero 4200

2012

Seleccione el botn de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material de los disponibles segn las Especificaciones, el cual lo conducir a la pantalla de Quick Material Property Definition que se muestra:

Seleccione Rebar en Material Type y ASTM A615 Grade 60 (fy =4200 Kg/cm2 aprox.) en Specification y presione el botn Ok. Luego de la ventana Define Materials seleccione el material A615 Grade 60 y haga clic en el botn Modify/Show Material lo que lo llevar a la siguiente ventana: Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo: Acero4200) en la caja de texto de Material Name. Cambie los valores a los especificados en la descripcin del problema.

Seleccione OK dos veces.

6. PASO 6: DEFINICIN DE LA SECCION DE VIGUETA Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el men principal y luego la opcin Section Properties/ Frame Sections.

14

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Una forma alternativa es presionar el icono de

en el toolbar ubicado en la parte

superior. Cualquier opcin lo conducir a la siguiente pantalla.

Para el caso de losa aligerada se tiene solo una seccin de concreto, para ello dar clic en el botn Add New Property que lo llevar a la ventana Add Frame Section Property. Del cuadro de dilogo Frame Section Property Type seleccione la opcin Steel y luego la seccin TEE.

15

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

VIGUETA

16

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Digite VIGUETA en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja de edicin Material. Digitar las dimensiones de la viga en las cajas de texto correspondientes. Hacer clic en el botn Concrete Reinforcement Acero4200 de y seleccione la lista

Longitudinal Bars y Acero4200 de la lista Cofinement Bars del cuadro Rebar Materials. Escoger Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defecto el programa le da un recubrimiento (cover) al centro de la para arriba (top) y abajo (botton). Digitar 0.025 en las cajas de edicin Top y Botton como se muestra: Hacer clic en el botn Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario Tee Section. Hacer clic en la caja de seleccin Display Color para escoger un color para las VIGUETAS escogemos el color anaranjado y luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties. Luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties. El formulario Frame Properties deber quedar como el siguiente:

Hacer clic en el botn Ok del formulario Frame Properties para aceptar los cambios.

17

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 7. PASO 7: ASIGNAR SECCIONES DE LOS ELEMENTOS AL MODELO

2012

Luego de definir la seccin de viguetas, el siguiente paso es asignar dichas propiedades a los elementos. Seleccione los elementos del modelo mediante un clic encima de dichos elementos o dibujando un cuadro que cubra dichos elementos, moviendo el mouse y manteniendo apretado el botn izquierdo.

Del men de Assign seleccione Frame/Frame Sections, lo que lo lleva a la siguiente ventana:

18

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Seleccione del recuadro Properties la seccin VIGUETA. Al presionar OK, el nombre de la seccin va a aparecer sobre el elemento del modelo.

8. PASO 8: DEFINIR SISTEMAS DE CARGAS Antes de aplicarle las cargas al modelo es necesario definir los sistemas de cargas. En este paso NO se aplican las cargas, solamente se definen las que van a ser utilizados. En este ejemplo se van a aplicar la carga VIVA y MUERTA, esta ultima como lo aclaramos al inicio no incluir el peso propio de la vigueta. Para definir el sistema de cargas, seleccione Define del men principal y luego la opcin Load Patterns. Esto lo llevar a la siguiente ventana, donde inicialmente el programa tiene por omisin el patrn de carga DEAD (MUERTA). Proceda a definir los dems estados de carga. DEAD, carga muerta LIVE, carga viva LIVE1, carga viva alternancia 01 LIVE2, carga viva alternancia 02 LIVE3, carga viva alternancia 03 LIVE4, carga viva alternancia 04 LIVE5, carga viva alternancia 05 LIVE6, carga viva alternancia 06 LIVE7, carga viva alternancia 07

19

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Load Pattern Name: Nombre del Patrn de Carga. Type: Tipo de Patrn de carga o o DEAD: Muerta LIVE: Viva

SELF WEIGHT MULTIPLIER: En esta casilla por defecto para DEAD el programa establece 1, quiere decir que el peso propio de las viguetas que calcula de manera interna lo multiplica por la unidad. En el caso de otro tipo de cargas se le asigna 0 (cero), tal es el caso de la carga VIVA, ya que esta carga se asignara de los clculos que hayamos hecho en el metrado de cargas.

9. PASO 9: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA ASIGNACIN Para DE CARGA

MUERTA DISTRIBUIDA - DEAD asignar la carga muerta

uniformemente

distribuida,

seleccione primero las VIGUETAS, luego del men Assign, escoja la opcin Frame Loads/Distributed o tambin el icono ubicado en el

toolbar superior. Esto lo lleva a la siguiente pantalla:

20

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO o

2012

Uniform Load: Carga uniforme que es la que utilizaremos en este ejemplo: 0.132 Ton/m (Ojo: Se debe tener en cuenta que las unidades deben estar en Tonf, m, C)

o

Picamos en OK y el prtico quedara cargado tal como se muestra.

ASIGNACIN DE CARGA PUNTUAL (PARAPETO H = 1.00 m) - DEAD Seleccionamos el nudo donde se ubicar la carga y en el Men Assign/ Joint Loads/ Forces, aparecer el siguiente cuadro donde se colocara la carga puntual: 0.108 Tn.

21

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

La carga puntual se mostrar como una flecha aplicada direccionada hacia el eje negativo de la Z.

ASIGNACIN DE CARGA VIVA LIVE Seleccione los elementos del aligerado y asignarle la carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE = 0.080 Ton/m

22

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 1 LIVE1 Seleccione los elementos del aligerado alternando (dejando un tramo), y asignarle la carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE 1 = 0.080 Ton/m

23

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 2 LIVE2 Seleccione los elementos del aligerado alternando (dejando un tramo), y asignarle la carga viva que le corresponde. Carga viva LIVE 2 = 0.08 Ton/m

24

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 3 LIVE3

2012

ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 4 LIVE4

25

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 5 LIVE5

2012

ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 6 LIVE6

26

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO ASIGNACIN DE CARGA VIVA ALTERNANCIA 7 LIVE7

2012

10. PASO 10: DEFINIR BRAZOS RGIDOS PARA LAS VIGUETAS Seleccionar las viguetas del modelo. Luego luego Asign/Frame/End (Length) Offset Seleccionar la opcin Automatic from Connectivity y en Rigid-zone factor digitar 0.5 y Ok.

Luego los elementos del aligerado se mostrarn con brazos rigidos en cada nudo.

27

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Los Brazos rigidos se colocan para que el programa SAP2000 al momento de realizar el analisis muestre los momentos negativos y cortantes de las viguetas a una distancia establecida medida desde el nudo.

11. PASO 11: DEFINICIN DE LAS COMBINACIONES DE CARGA COMB1 : 1.4DEAD+1.7LIVE COMB2 : 1.4DEAD+1.7LIVE1 COMB3 : 1.4DEAD+1.7LIVE2 COMB4 : 1.4DEAD+1.7LIVE3 COMB5 : 1.4DEAD+1.7LIVE4 COMB6 : 1.4DEAD+1.7LIVE5 COMB7 : 1.4DEAD+1.7LIVE6 COMB8 : 1.4DEAD+1.7LIVE7 Linear ADD Linear ADD Linear ADD Linear ADD Linear ADD Linear ADD Linear ADD Linear ADD

Despus de realizar todas las combinaciones indicadas, se realiza una ltima que es la superposicin de todas las combinaciones escogiendo automticamente la envolvente como resultado: ENVOLVENTE

28

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO Define/Load Combinations/Add New Combo

2012

29

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

12. PASO 12: ANALIZAR LA ESTRUCTURA: Antes de ejecutar el programa tenemos que elegir en base a que sistema se llevara a cabo el analisis, como solo estamos

trabajando con los ejes X y Z. Analyze/ Set Analysis Options, escogemos PLANO XZ y OK. El procedimiento seguido hasta el Paso anterior desarrolla lo que es la entrada de datos al programa o

30

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Pre-Procesamiento. Lo que sigue ahora es resolver el problema o sea continuar con la etapa de solucin, para lo que del men Analize, seleccionar la opcin Run Analysis. Nos aparecera la siguiente ventana del cual solo haremos una modificacion seleccionar MODAL y clic en Run/Do Not Run Case. Luego la opcin Run Now.

Si no hemos grabado nuestro trabajo, nos pedir un nombre y una ubicacin. Se recomienda, dado que son muchos los archivos que crea, asociados al descriptivo de la geometra, utilizar una carpeta nueva a fin de tenerlos separados fcilmente. Despues que el programa realiz el analisis nos muestra una simulacion de la deformacion conjunta de todo el portico debido a la aplicacin de cargas.

31

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 13. PASO 13: LECTURA E INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS: 13.1 DIAGRAMA DE MOMENTOS (MOMENT 3-3) Display/ Show Forces/ Stresses/ Frames/ Cables Aparecera el cuadro de dialogo Member Force Diagram for Frames, en Case/

2012

Combo Name se escoge el tipo de combinacion del que se quiere visualizar los MOMENTOS, ENVOLVENTE. Se elige Moment 3-3. En Options se escoge Show Values on Diagram se mostrar el diagrama de momentos con sus valores ms

representativos (Mximos y mnimos)

Para un mejor detalle del momento a lo largo del elemento, se hace anticlic sobre el elemento y aparecera una ventana como la siguiente, el elemento seleccionado se encontrara parpadeando de amarillo.

32

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Conforme demos clic en alguna parte de la vigueta (Resultant) observamos a la derecha los valores minimos y maximos de los momentos y cortantes. El color AZUL representa la ENVOLVENTE. NOTA: Los momentos dependiendo si son POSITIVOS o NEGATIVOS el diagrama se rellena de color AMARILLO o ROJO respectivamente; Como podemos ver en la imagen anterior.

13.2 DIAGRAMA DE CORTANTE (SHEAR 2-2)

33

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Para ver el detalle de cada tramo del aligerado hacemos anticlic en dicho tramo y aparecer un detalle identico al que se tenia en el diagrama de momentos. Despus de haber corrido el programa con Run Now, diversos mens se bloquean mientras que los de diseo y resultados se habilitan; Esto quedara presente en la barra de herramientas, donde el botn candado aparece activado.

Modelo Bloqueado

Modelo Desbloqueado que se

Para desbloquear el modelo y editarlo, hacer clic en el candado

encuentra bloqueado y aparece un mensaje de aviso que nos comunica se borrarn los resultados del anlisis y le damos OK para desbloquear.

14. PASO 14: DISEO EN ACERO El clculo de acero manualmente se calcula con dos formulas que son iterativas o tambin con la formula cuadrtica que se despeja de aquellas; En cambio el Programa SAP2000 realiza el clculo internamente mostrando el valor del rea necesaria al detalle para cada elemento estructural. Para llevar a cabo el clculo del rea de acero en el programa se debe definir antes el Codigo o Reglamento de Construccin con el que se trabajar. Design/ Concrete Frame Design/ View/ Revise Preferences y aparecer la siguiente ventana:

34

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

Design Code: Se escoge el Reglamento de Diseo ACI 318-05. Los otros datos posteriores a ste se modificarn automticamente de acuerdo al cdigo seleccionado. Despus de haber definido los parmetros de diseo de acuerdo al Reglamento ACI318-05 debemos seleccionar los grupos de diseo Se puede seleccionar los grupos de diseo Design/ Concrete Frame

Design/ Select Design Combos, de la Lista de Combinacin de Cargas seleccionar ENVOLVENTE, clic en Add y OK. Cambiar las Unidades a Tonf, cm, C. Para realizar el diseo en Acero, en el Men Design/ Concrete Frame Design/ Star Design/ Check of Structure. Tambin podemos correr el diseo haciendo clic sobre ; El Programa

35

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

2012

realizar el diseo internamente y nos mostrar por defecto el AREA DE ACERO LONGITUDINAL para cada tramo del aligerado como vemos en la imagen siguiente: 1 TRAMO7 6

As Neg. Eje 7 As Pos. Tramo 6-7 As Neg. Eje 6

: 1 3/8 = 0.71 cm2 : 2 3/8 = 1.42 cm2 : 2 1/2 = 2.58 cm2

> > >

0.586 cm2. 1.356 cm2. 2.341 cm2.

2 TRAMO6 5

As Neg. Eje 6 As Pos. Tramo 5-6 As Neg. Eje 5

: 2 1/2 = 2.58 cm2

>

2.341 cm2. 1.821 cm2. 1.515 cm2.

: 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 > : 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 >

3 TRAMO5 4

As Neg. Eje 5 As Pos. Tramo 5-4 As Neg. Eje 4

: 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 > : 1 3/8 = 0.71 cm2 > : 1 1/2 + 1 3/8 = 2.00 cm2 >

1.515 cm2. 0.667 cm2. 0.715 cm2.

4 TRAMO4 3

As Neg. Eje 4 As Pos. Tramo 3-4 As Neg. Eje 3

: 1 3/8 = 0.71 cm2 : 1 1/2 = 1.29 cm2

>

0.715 cm2. 0.934 cm2. 1.289 cm2.

: 2 3/8 = 1.42 cm2 (Unifor.) > >

36

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 5 TRAMO3 2

2012

As Neg. Eje 3 As Pos. Tramo 2-3 As Neg. Eje 2

: 1 1/2 = 1.29 cm2 : 1 1/2 = 1.29 cm2

>

1.289 cm2. 1.049 cm2. 0.900 cm2.

: 2 3/8 = 1.42 cm2 (Unifor.) > >

VOLADO2 1

As Neg. Eje 2 As Neg. Eje 1

: 1 1/2 = 1.29 cm2

>

0.900 cm2.

: Como el acero por flexin no es necesario en ese eje, se

debera colocar el Acero Mnimo (*) 1 3/8; Pero para uniformizar el acero colocamos 1 1/2 tal como en el Eje 2. La Longitud de los bastones de Acero negativo es: 0.25 Luz mxima. El diseo por cortante para viguetas no se hace (No lleva estribos)

(*) DETERMINACIN DEL ACERO MNIMO POR VIGUETA Asmin = min . b. d min = 0.7 fc 0.7 210 = = 0.00242 fy 4200

Asmin = 0.00242 10 . (17.03)?????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????

= ??????. ????????????????????????????????????

1 3 8"

As = 0.710 cm2

DETERMINACIN DEL ACERO MXIMO POR VIGUETA Asmax = m ax . b. d max = 0.542 (f c ) 6300 . = 0.01627 fy 6300 + fy

Asmax = 0.01627 10 . (17.03)?????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????

= ??????. ?????????????????? ??????????????????

2 1/2"

As = 2.580 cm2

37

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

387 3 5 6 43,15 2,90 0,25 2,65 0,25 2,20 0,25 3,48 0,25 2,90 2,45 3,73 3,37 3,12 0,25VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30)

1

2

1,63

JOSE LUIS REQUE QUESQUENVACIO

0,70

0,80 0,25

AVP-103(.25X.35)

B

VP-102(.25X.35)

VP-105(.25X.35)

VP-101(.25X.35) VP-104(.25X.35)

VP-106(.25X.35)

0,80 1/2" 2 3/8" 3/8" 2 3/8" 1/2" 1/2" + 3/8"

0,80

0,80

0,60

0,60

0,90

0,90 1/2" + 3/8"

0,902 1/2"

0,902 1/2" 2 3/8"

0,80

1/2"

1/2" + 3/8"

1/2"

PLANO ESTRUCTURAS: ALIGERADOS

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

D

VP-102(.25X.35)

CAJA DE ESCALERA 01

VP-103(.25X.35)

VP-105(.25X.35)

VACIO

VP-101(.25X.35)VS-101(.25X.30) VS-101(.25X.30)

VP-106(.25X.35)

VP-104(.25X.35)

G

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO

ALIGERADO - PRIMER PISOVS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

VS-101(.25X.30)

2012