Manual Sap2000 Final B

UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA INGENIERÍA EN OBRAS CIVILES

Ingeniería Antisísmica Ayudantía de SAP2000

Profesora: Carolina Magna V. Ayudante: Sergio Padilla O. 38

CUADRO RESUMEN

Atrib (cm2) L (cm) qpp (kg/cm) qscuso (kg/cm) qsctecho(kg/cm)

M1 8898 85 9,94 6,28 1,05 M2 65983 420 14,92 9,43 1,57 M3 37926 198 18,20 11,49 1,92 M4 30000 350 8,14 5,14 0,86 M5 31000 500 5,89 3,72 0,62 M6 13366 80 15,87 10,02 1,67 M7 8437,5 88 9,11 5,75 0,96 M8 10937 113 9,19 5,81 0,97

MU

RO

S

M9 20000 200 9,50 6,00 1,00 V1 14400 240 5,70 3,60 0,60 V2 16500 258 6,08 3,84 0,64 V3 5272 93 5,39 3,40 0,57 V4 6201 158 3,73 2,35 0,39 V5 14000 230 5,78 3,65 0,61 V6 4050 90 4,28 2,70 0,45

VIG

AS

V7 5625 150 3,56 2,25 0,38

DESCARGA EN ELEMENTOS FRAME EN SAP2000

Para realizar la descarga en los elementos en SAP2000, debemos seleccionar un frame cualquiera, e ir al menú:

ASSIGN>FRAME/CABLE/TENDON LOADS>DISTRIBUTED.




Llegamos a la ventana FRAME DISTRIBUTED LOADS

LOAD CASE NAME Es el nombre del estado de carga a ingresar (Ya ingresados en LOAD CASES)

UNITS Unidades con las que se ingresará el valor de la carga. En este caso, si es una fuerza, ingresará en kgf. Si es un momento, ingresará como kgf·cm.

LOAD TYPE AND DIRECTION COORDINATE SYSTEM (COORD

SYS) Es el sistema de coordenadas con el cual ingresaremos la carga. Puede ser GLOBAL o LOCAL.

DIRECTION Dirección de la carga OPTIONS

ADD TO EXISTING LOADS Añade la carga a las existentes del actual estado de carga. REPLACE EXISTING LOADS Reemplaza la carga existente del actual estado de carga.

DELETE EXISTING LOADS Borra la carga existente del actual estado de carga. (Es lo mismo que reemplazarla por “0”)

TRAPEZOIDAL LOADS Para cargas trapezoidales. DISTANCE Distancia desde el nodo “i”.

LOAD Valor numérico de la carga. RELATIVE DISTANCE FROM END

“i” Distancia relativa del nodo “i”. Se mide en % (valores 0 a 1)

ABSOLUTE DISTANCE FROM END “I”

Distancia absoluta del nodo “i”. Se mide en cm (valores 0 a largo del elemento)

UNIFORM LOAD Carga distribuida lineal




Si queremos agregar la carga de peso propio (PP) del muro 2 debemos hacer ingresar lo

siguiente:

LOAD CASE NAME Seleccionar PP UNITS Kgf, cm, C LOAD TYPE AND DIRECTION

COORDINATE SYSTEM (COORD SYS)

GLOBAL

DIRECTION Gravity (También puede ser Z) OPTIONS

ADD TO EXISTING LOADS UNIFORM LOAD 14,92 (o -14,92 si se eligió Z)

Para cada estado de carga (ScTecho, ScUso, otros) debemos repetir los pasos por cada

elemento. Ahora, como nuestra estructura es de 2 pisos (es decir, tiene dos diafragmas rígidos).

En el primer diafragma hay dos estados de carga, que son PP y ScUso, no se incluye ScTecho. En el segundo diafragma, debe considerarse PP y ScTecho, no se incluye ScUso.

La sobrecarga de techo, se mostrará en el estado final de carga. Finalmente, para nuestro ejemplo, los estados de carga son:

13. AJUSTES DE LA MODELACIÓN

Al tener una planta tipo, podemos copiarla hacia arriba. Así, al tener la planta tipo ya cargada, solamente debemos editar el último piso (techo) y cambiar el estado de carga.

Para esto, seleccionamos todo el conjunto y vamos al menú EDIT>REPLICATE




LINEAR Copia en forma lineal INCREMENTS Es la distancia la cual se quiere replicar. En X, Y o Z.

INCREMENTS DATA Es el múltiplo con que se multiplicarán los valores dados en INCREMENTS.

REPLICATE OPTIONS Se debe ingresar que es lo que se quiere replicar. Puede ser cargas de todo tipo, elementos u otras cosas.

Para nuestro ejemplo, debemos ingresar los siguientes datos:

INCREMENTS dx = 0 dx = 0 dz = 260 (recuerden que las unidades son en cms)

INCREMENTS DATA 1 (ya que queremos que se copie una sola vez) REPLICATE OPTIONS Por defecto, copiará todo lo que necesitamos.

Luego de la réplica, el modelo debiera verse así.




14. CONDICIONES DE APOYO

Las condiciones de apoyo en este caso, deben ser empotradas en ambas direcciones. Para esto, primeramente debemos cambiarnos a la vista por plano (específicamente a la vista XY) y seleccionamos el plano en Z=0, ubicado en la barra principal.

Seleccionamos todos los puntos ubicados en ese plano. Una vez realizado este punto, vamos al menú ASSIGN>JOINT>RESTRAINTS




En FAST RESTRAINTS seleccionamos la figura de empotrado. Es decir, impedirá la rotación y la traslación en todos los ejes locales del “joint”. Pulsamos ok y nuestro modelo debe quedar empotrado:

15. CONDICION DE DIAFRAGMA RIGIDO

Como ya lo hemos estudiado, al no estar modelando la losa de H.A., debemos darle condición a los puntos que se encuentran a nivel de losa, de modo que el movimiento que realizarán “idealice” una losa. Para esto, debemos dar la condición de diafragma rígido para estos puntos. Para realizar esto, debemos elegir todos los puntos del los planos xy de las elevaciones (Z = 260, Z = 520), exceptuando los que se encuentran en Z = 0.




Luego, vamos al menú ASSIGN>JOINTS>CONSTRAINTS

En donde debemos elegir DIAPHRAGM en CHOOSE CONSTRAINT TYPE TO ADD. Pulsamos el botón ADD NEW CONSTRAINT




Le damos el nombre al Constraint (DIAFRAGMA). Como queremos que el plano XY

se comporte como diafragma, seleccionamos el eje Z, para que considere el plano XY como un diafragma rígido. Finalmente, marcamos la opción ASSIGN A DIFFERENT DIAPHRAGM CONSTRAINT TO EACH DIFFERENT SELECTED Z LEVEL Pulsamos OK y OK. La condición de diafragma debe estar asignada y ser distinta para cada piso.

Para verlas, vamos al menú DISPLAY>SHOW MISC ASSIGN>CONSTRAINTS. Ahí

elegiremos CONSTRAINT y seleccionamos la condición DIAFRAGMA_260, y pulsamos OK.

Debemos ver lo siguiente:




Los puntos verdes, indican los puntos que están asociados a la condición de diafragma

a 260 cm de altura. Analogamente para la otra condición (DIAFRAGMA_520)

16. ESTADOS FINALES DE CARGA Y ANÁLISIS

Finalmente, los estados de carga son: PP




ScUso




ScTecho

Debemos entonces, obtener los periodos naturales de vibración. Para esto, debemos

ejecutar el análisis de la estructura. Primeramente debemos definir las condiciones de análisis, en el menú ANALYSIS>ANALYSIS OPTIONS.

Para este caso, podemos considerar trabajar en 3D, es decir, que considere todos los

grados de libertad que existan. (168 gdl). Para esto, seleccionamos en FAST DOFs la opción SPACE FRAME. Pulsamos OK.




Para correr el análisis, vamos a menú ANALYZE>RUN ANALYSIS o bien, en la

barra principal.

Seleccionamos que solamente corra el análisis modal. Y pulsamos RUN NOW.

Esta es la pantalla que nos debe entregar el análisis. Aquí también se puede ver la información de la estructura (grados de libertad, ecuaciones a resolver, etc) y además ver posibles errores. Podemos ver que entrega inmediatamente los modos de vibrar, con su frecuencia y período. El problema es que no sabemos que periodo de vibración tomar para cada eje.




Para esto, una vez realizado el análisis, y volviendo a SAP2000 pulsando OK, observaremos lo siguiente:

Para buscar los períodos de cada eje, vamos al menú DISPLAY>SHOW TABLES

Seleccionaremos en ANALYSIS RESULTS/STRUCTURE OUTPUT/MODAL INFORMATION/MODAL PARTICIPATING MASS RATIOS y pulsamos OK.




Lo que nos entregará una tabla:

En donde UX, UY y UZ son los porcentajes de masa modal que actuan en cada modo.

SumUX, SumUY y SumUZ, es la suma acumulada de los porcentajes de cada modo. Para obtener el periodo natural de vibración en X y el modo al cual pertenece, debemos buscar




en la columna UX, el máximo valor. Este valor es la cantidad de masa modal que participa en ese modo:

Es decir, en X, el período natural de vibración de 0,048288 seg, y se produce en el

modo 1.

Análogamente para Y, pero debemos buscar en la columna UY:

Es decir, en Y, el período natural de vibración de 0,034715 seg, y se produce en el modo 2.

MODO 1 MODO 2




17. ANÁLISIS ESTÁTICO

Para realizar el análisis estático en nuestro modelo, debemos acudir a la norma NCh 433. (página 23)

(Pagina 7)




P 6.2.1 c.I >= 40 m/s ? Cuociente X 108,333333 SI Cuociente Y 149,855908 SI

(pag 24)




(Página 12)




(Página 30)

(Página 6)




(Páginas 8 a 11 y 13 a 15)

(Página 30)




(página 19)




(página 22)




Tx 0,048 s Ty 0,0347 s

(página 31)




(página 30)







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