CURSO: Anlisis y diseo estructural con SAP 2000

CALCULO Y DISEO ESTRUCTURAL CON SAP V.15

ANALISIS DE UN PORTICO PLANO
MATERIALES

CONCRETO
fc = 210 [kg/cm2]
E=210000 [kg/cm2]
Coeficiente de Poisson =0.2
Peso por unidad de Volumen del hormign =2400[kg/m3]
SECCIONES DISPONIBLES
Vigas
Seccin 25 x 40 [cm]

Columnas
Seccin 25 x 25 [cm]

Considere el siguiente prtico para el anlisis:

Expositor: Ing. David Condori Chambi

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Se pide:

Calcular las reacciones de apoyo y diagramas de fuerzas internas. No considere

el peso propio de los elementos.

Generar un estado de carga para el peso propio PP

Generar un estado de carga para las cargas aplicadas CARGAS
Crear una combinacin de cargas COMBO1 =PP + CARGAS

GENERANDO LA GEOMETRIA
1.Ingrese al programa SAP 2000 V.15
2. Pulse en el cuadro de unidades, que se encuentra en la parte inferior derecha de la
barra de estado para cambiar las unidades a : Kg, m, C
3. Del men File ,seleccione New Model .Esta despliega el cuadro de dialogo New
Model.
En este cuadro de dialogo:

Seleccione Blank, que despliega la vista del SAP 2000 solo ejes coordenados:

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GENERACION DE LAS GRILLAS AUXILIARES

4. Del men Define selecciones Coordinate Systems/Grids que despliega el cuadro de
dialogo Coordinate/Grid Systems.
5. En este cuadro de dialogo ingrese los valores que se muestran a continuacin:

Presione OK
6. En la parte superior de la pantalla haga click en el icono
aparecern las grillas generadas.

e inmediatamente

7. Para comenzar a dibujar las barras, dirjase al icono

Draw frame/Cable de la barra
de herramientas lateral y dibuje las vigas de uzquierda a derecha y las columnas de abaja
hacia arriba en el orden que se muestra a continuacin:

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8.

9.

De la barra de herramientas principal seleccione la opcin Set Display options

Se despliega el cuadro de dialogo Diplay Option For Active Window, en este cuadro
de dialogo:

en el rea Frame/Cables/Tendon activar la Opcion Labels para mostrar la

numeracin de los elementos de la estructura.

Activar la opcin Local Axes para visualizar los ejes locales de la barras
Pulse OK.

10. Pulse el botn 3D View

vista a 3D.

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de la barra de herramientas principal para cambiar la

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ASIGNACION DE APOYOS
11. En la ventana activa pulse el botn Set XZ View
principal para cambiar la vista al plano XZ

de la barra de herramientas

12. De la barra de herramientas principal seleccione la opcin Set Display options

Se despliega el cuadro de dialogo Diplay Option For Active Window, en este cuadro
de dialogo:

en el rea Frame/Cables/Tendon desactivar la Opcin Labels y Local

Axes.

En el rea Joint activar la opcin Labels

Desactivar la opcin Invisible

Pulse Ok.

13. Seleccione el nudo 6 haciendo click sobre el punto con el mouse.

14. Del men Assign Seleccione la opcin Joint luego Restraints que despliega el
cuadro de dialogo Joint restraints.
15. En este cuadro de dialogo:

Seleccione la opcin
Pulse el botn Ok.

para apoyo empotrado

16. Pulse el botn Show Undeformed Shape

17. Repita estos pasos para asignar los apoyos
al nudo 4

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de la barra de herramientas principal

fijo al nudo 1 y apoyo mvil

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ASIGNACION DE GRADOS DE LIBERTAD INTERNOS

18. Seleccione la barra 5
19. Del men Assign Seleccione la opcin Frame luego Realeses Partial/Fixity que
despliega el cuadro de dialogo Assign Frame Releases
20. En este cuadro de dialogo:

Activar la opcin Moment 3-3(major) del rea Frame Releases

21. Pulse Ok.

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DEFINICION DEL MATERIAL

22. Del men Define Seleccione Materials que despliega el cuadro de dialogo Define
Materials, en este cuadro de dialogo pulse la opcin Add New Material Quick

23. Se despliega el cuadro de dialogo Quick Material, en este cuadro de dialogo:

En el cuadro de edicin Material Type, pulse la opcin Concrete
En el cuadro de edicin Specification, pulse la opcin fc 3000 psi, para
definir hormign con una resistencia de 210 kg/cm2.
Pulse Ok.

24. En el cuadro de dialogo Define Materials pulse sobre la opcin 3000psi y escoja la
opcin Modify/Show Material que despliega el cuadro de dialogo Material Property
Data, en este cuadro de dialogo complete los datos de acuerdo a la figura que se
muestra a continuacin.

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25. Pulse Ok. Dos veces para salir de los cuadro de dialogo
DEFINICION DE SECCIONES DE MARCO
26. Del men Define seleccione la opcin Section Properties y luego Frame Sections,
que despliega el cuadro de dialogo Frame Properties, en este cuadro de dialogo:

Pulse la opcin Add New Property, se despliega el cuadro de dialogo Add

Frame Section Property.

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En este cuadro de dilogo escoja la opcin Concrete en el cuadro de edicin

Frame Section Property Type.
Pulse sobre la opcin Rectangular, se despliega el cuadro de dialogo
Rectangular Section en este cuadro de dialogo:
Introduzca COL25*25 en el cuadro de Edition Section Name
Introduzca 0.25 en el cuadro de edicin Depth (t3)
Introduzca 0.25 en el cuadro de edicin Width (t2)
Seleccione HORMIGON 210 Cuadro de despliegue Material

Pulse el botn Concrete Reinforcement que despliega el cuadro de dialogo

Reinforcement Data.
En este cuadro de dialogo:
Verifique que el botn de seleccin Column sea elegido en el rea Design
Type.
Verifique que el botn de seleccin Rectangular sea elegido en el rea
Configuration Of Reinforcement.
Introduzca 0.03 en el cuadro de edicin CoverTo Rebar Center del rea
Rectangular Configuration.
Verifique que este activado el botn Reinforcement to be Designed del
rea Check/Design.
Pulse dos veces Ok. Para volver al cuadro de dialogo Frame Properties

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Resalte la opcin COL25*25 y pulse la opcin Add Copy Of Property que

despliega el cuadro de dialogo Rectangular Section, en este cuadro de dialogo:
Introduzca VIGA 25*40 en el cuadro de Edition Section Name
Introduzca 0.40 en el cuadro de edicin Depth (t3)
Introduzca 0.25 en el cuadro de edicin Width (t2)
Seleccione HORMIGON 210 Cuadro de despliegue Material
Pulse el botn Concrete Reinforcement que despliega el cuadro de dialogo
Reinforcement Data.
En este cuadro de dialogo:
Verifique que el botn de seleccin Beam sea elegido en el rea Design
Type.
Verifique que el botn de seleccin Rectangular sea elegido en el rea
Configuration Of Reinforcement.
Introduzca 0.03 en el cuadro de edicin Top del rea Concrete Cover To
Longitudinal Rebar Center.
Introduzca 0.03 en el cuadro de edicin Botton del rea Concrete Cover To
Longitudinal Rebar Center.

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Pulse Tres veces Ok. Para salir del cuadro de dialogo Frame Properties

ASIGANCION DE SECCIONES DE MARCO

27. Seleccione todas las vigas del portico
28. Del men Assign seleccionar la opcin Frame y luego la opcin Frame Secction,
que despliega el cuadro de dialogo Frame Properties, en este cuadro de dialogo:

Seleccione la opcin VIGA 25*40 en el rea Properties

Pulse el botn OK.

29. Pulse el botn Show Undeformed Shape

de la barra de herramientas principal
30. Seleccione todas las columnas del portico
31. Del men Assign seleccionar la opcin Frame y luego la opcin Frame Secction,
que despliega el cuadro de dialogo Frame Properties, en este cuadro de dialogo:

Seleccione la opcin COL 25*25 en el rea Properties

Pulse el botn OK.

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32. Pulse el botn Show Undeformed Shape

de la barra de herramientas principal

DEFINICION DE ESTADOS DE CARGA

33. Del men Define seleccione Load Patterns se despliega el cuadro de dialogo Define
Load Patterns
34. En este cuadro de dialogo:

Introduzca PP en el cuadro de load pattern name

Verifique 1 en el cuadro Self Weight Multipler

Pulse el botn Modify Load Pattern

Introduzca CARGAS en el cuadro de load pattern name

Seleccione LIVE en el cuadro de Type para el tipo de carga

Pulse el botn Add New Load Pattern para aadir el estado CARGAS

35. Pulse OK.

DEFINICION DE LOS ESTADOS DE ANALISIS
36. Del men Define seleccione Load Cases se despliega el cuadro de dialogo Define
Load Cases.
37. En este cuadro de dialogo:

Seleccione DEAD en el cuadro load case name y pulse el botn Modify

Show/ Load Case. Se la ventana Load Case Data- Lenear Static, en esta
ventana:
Introduzca PP en el cuadro de Load Case Name
Pulse OK.

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38. Pulse OK.

DEFINICION DE LAS COMBINACIONES DE CARGA
39. Del men Define seleccione Load Combinations se despliega el cuadro de dialogo
Define Load Combination, en este cuadro de dialogo pulse el boton Add New Combo
que despliega el cuadro de dialogo Load Combination Data
40. En este cuadro de dialogo:

Introduzca COMBO 1 en el cuadro de Load Combination Name

Verifique la opcin Linear Add en el cuadro Load Combination Type

Seleccione PP del cuadro Load Case Name

Introduzca el valor de 1.0 en el cuadro de Scale Factor

Pulse el boton Add para aadir la carga a la combinacin

Seleccione CARGAS del cuadro Load Case Name

Introduzca el valor de 1.0 en el cuadro de Scale Factor

Pulse el boton Add para aadir la carga a la combinacin

Pulse OK.

Pulse OK. Para salir

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ASIGNACION DE CARGAS SOBRE MARCOS

CARGA DISTRIBUIDA
41. Seleccione las barras 6 y 2 .
42. Del men Assign seleccione la opcin Frame Load y luego la opcin Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo:
Escoja la opcion CARGAS del cuadro de seleccin Load Pattern Name
Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units
Active la opcion Forces en el area Load Type and Direction
Escoja la opcion GLOBAL del cuadro de seleccin Cood Sys
Escoja la opcion Z del cuadro de seleccin Direction
Verifique que la opcin Replace Existing Loads este activado en el rea
Options
Active la opcin Absolute Distance From End-I en el rea Trapezoidal
Loads
Introduzca el valor de 800 en el cuadro de edicin Load del area Uniform
Load.

Pulse el botn OK.

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CARGA TRIANGULAR
43. Seleccione las barra 1
44. Del men Assign seleccione la opcin Frame Load y luego la opcin Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo:
Escoja la opcion CARGAS del cuadro de seleccin Load Pattern Name
Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units
Active la opcion Forces en el area Load Type and Direction
Escoja la opcion GLOBAL del cuadro de seleccin Cood Sys
Escoja la opcion X del cuadro de seleccin Direction
Verifique que la opcin Replace Existing Loads este activado en el rea
Options
Active la opcin Absolute Distance From End-I en el rea Trapezoidal
Loads
Introduzca el valor de -2500 en el cuadro de edicin Load del area
Trapezoidal Loads a una distancia de 0.
Introduzca el valor de 0 en el cuadro de edicin Load del area Trapezoidal
Loads a una distancia de 2.3
Verifique que el valor de la carga sea 0 en el area Uniform Load

Pulse el botn OK.

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CARGA PUNTUAL
45. Seleccione las barra 4
46. Del men Assign seleccione la opcin Frame Load y luego la opcin Point, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Point Load en este cuadro de dialogo:
Escoja la opcion CARGAS del cuadro de seleccin Load Pattern Name
Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units
Active la opcion Forces en el area Load Type and Direction
Escoja la opcion GLOBAL del cuadro de seleccin Cood Sys
Escoja la opcion Z del cuadro de seleccin Direction
Verifique que la opcin Replace Existing Loads este activado en el rea
Options
Active la opcin Absolute Distance From End-I en el rea Point Loads
Introduzca el valor de -2500 en el cuadro de edicin Load del area Point
Loads a una distancia de 3m.
Verifique que el valor de la carga sea 0 en el area Uniform Load

Pulse el botn OK.

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MOMENTO PUNTUAL
47. Seleccione las barra 5
48. Del men Assign seleccione la opcin Frame Load y luego la opcin Point, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Point Load en este cuadro de dialogo:
Escoja la opcion CARGAS del cuadro de seleccin Load Pattern Name
Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units
Active la opcion Moments en el area Load Type and Direction
Escoja la opcion GLOBAL del cuadro de seleccin Cood Sys
Escoja la opcion Y del cuadro de seleccin Direction
Verifique que la opcin Replace Existing Loads este activado en el rea
Options
Active la opcin Absolute Distance From End-I en el rea Point Loads
Introduzca el valor de -5000 en el cuadro de edicin Load del area Point
Loads a una distancia de 1.8 m.

Pulse el botn OK.

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CORRIDO Y PROCESAMIENTO DE LA ESTRUCTURA

49. Del men Analyse seleccione la opcin Run Analysis se despliega el cuadro de
dialogo Set Load Cases to Run , en este cuadro de dialogo:

Resalte MODEL en el cuadro de listado Case Name

Pulse el botn Run/Do Not Run Case para que este caso no sea calculado

Pulse el botn Run Now

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ANALISIS E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

REACCIONES DE APOYO
50. Del men Display seleccione la opcin Show Forces/Stresses y luego la opcin
Joints se despliega el cuadro de dialogo Joint Reaction Forces

51. En este cuadro de dialogo:

Seleccione CARGAS en el cuadro y botn de despliegue Case/Combo

Name.

Verifique este marcada la casilla Show Results as Arrows.

Pulse el bonton Ok. Para ver los resultados

52. Pulse el botn 3D View
vista a 3D.

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de la barra de herramientas principal para cambiar la

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FUERZAS INTERNAS
53. Del men Display seleccione la opcin Show Forces/Stresses y luego la opcin
Frame/Cable/Tendon se despliega el cuadro de dialogo Member Diagram for Frames
54. En este cuadro de dialogo:

Seleccione CARGAS en el cuadro y botn de despliegue Case/Combo

Name.

Pulse el botn de seleccin Moment 3-3 para visualizar los momentos en el

prtico.

Active la opcin Show Values on Diagram en el area Options

Pulse el bonton Ok. Para ver los resultados

55. En la barra de herramientas principal pulse Set XZ View

plano X-Z

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para cambiar la vista al

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56. Del men Display seleccione la opcin Show Forces/Stresses y luego la opcin
Frame/Cable/Tendon se despliega el cuadro de dialogo Member Diagram for Frames
57. En este cuadro de dialogo:

Seleccione CARGAS en el cuadro y botn de despliegue Case/Combo

Name.

Pulse el botn de seleccin Shear 2-2 para visualizar las cortantes en el

prtico.

Active la opcin Show Values on Diagram en el area Options

Pulse el bonton Ok. Para ver los resultados

58. Del men Display seleccione la opcin Show Forces/Stresses y luego la opcin
Frame/Cable/Tendon se despliega el cuadro de dialogo Member Diagram for Frames
59. En este cuadro de dialogo:

Seleccione CARGAS en el cuadro y botn de despliegue Case/Combo

Name.

Pulse el botn de seleccin Axial Force para visualizar las normales en el

prtico.

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Active la opcin Show Values on Diagram en el area Options

Pulse el bonton Ok. Para ver los resultados

60. Repita los pasos 50 al 59 para visualizar las reacciones y fuerzas internas
correspondientes a la combinacin COMBO 1 = PP + CARGAS que toma en cuenta
el efecto del peso propio de la estructura en el anlisis

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