Ejemplo 5
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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ – HUARAZ. “ANÁLISIS ESTÁTICO Y SÍSMICO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO Y ACERO CON SAP2000”. Expositor: Ing. José Alberto Acero Martínez. 30 Ejemplo Nº 5 : Análisis de losa de concreto con elementos finitos Se tiene la estructura laminar mostrada, con planta rectangular de 6.00x7.00 1. Haga doble click en el icono de SAP2000 en el escritorio o busque la carpeta donde se instaló el programa y haga click en SAP2000.exe. 2. En la lista desplegable de la esquina inferio r derecha seleccione las unidades Creando Geometría 3. Menú File – New Model. 4. En el cuadro C oordinate System Definition – Cart esian • En Number of Grid Space. o X Direction = 6 o Y Direction = 7 o Z Direction = 0 • En Grid Spacing o X Direction = 1 o Y Direction = 1 o Z Direction = 1 • Hacer click en Quick Quadrilateral Draw Shell Element – poner la vista en planta XY – hacer click sobre los cuatro espacios exteriores definidos por las grillas, luego ESC. • Seleccionar el elemento Shell, haciendo click encima del elemento. • Menú Edit Mesh Shell o En el cuadro Mesh Select Shell, ingresar Mesh Into 7 by 6 - OK 5. Ir al icono (Barra lado izquierdo) para seleccionar todo – EDIT – Change Labels – renumerar nudos y shells de 1 en adelante. Apoyos y Vínculos 6. Ir al icono Set Element , activar casilla de Joints Labels.
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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PER HUARAZ.
ANLISIS ESTTICO Y SSMICO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO Y ACERO CON SAP2000.
Expositor: Ing. Jos Alberto Acero Martnez. 30
Ejemplo N 5 : Anlisis de losa de concreto con elementos finitos Se tiene la estructura laminar mostrada, con planta rectangular de 6.00x7.00
1. Haga doble click en el icono de SAP2000 en el escritorio o busque la carpeta donde se instal el programa y haga click en SAP2000.exe.
2. En la lista desplegable de la esquina inferior derecha seleccione las unidades Creando Geometra
3. Men File New Model. 4. En el cuadro Coordinate System Definition Cartesian
En Number of Grid Space. o X Direction = 6 o Y Direction = 7 o Z Direction = 0
En Grid Spacing o X Direction = 1 o Y Direction = 1 o Z Direction = 1
Hacer click en Quick Quadrilateral Draw Shell Element poner la vista en planta XY hacer click sobre los cuatro espacios exteriores definidos por las grillas, luego ESC.
Seleccionar el elemento Shell, haciendo click encima del elemento. Men Edit Mesh Shell
o En el cuadro Mesh Select Shell, ingresar Mesh Into 7 by 6 - OK
5. Ir al icono (Barra lado izquierdo) para seleccionar todo EDIT Change Labels renumerar nudos y shells de 1 en adelante.
Apoyos y Vnculos
6. Ir al icono Set Element , activar casilla de Joints Labels.
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7. Haga click en el botn 3D. Active la otra ventana y haga click en el botn XY. 8. Seleccionar nudos del borde es decir del 1 @ 7, 1 @ 50, 7 @ 50, 50 @ 56.
9. Haga click en el icono que muestra un apoyo de articulado . Se abre el cuadro Joint Restraints.
10. En el cuadro Joint Restraints: Marque las casillas correspondientes a los seis grados de libertad. Lo mismo se
consigue ms fcilmente haciendo click sobre el botn que muestra un empotramiento. OK. Hacer click en la ventana 3D y luego en el botn del lpiz (Refresh Window) para
actualizarla. Grabar el modelo en el Men File Save As ...
11. Seleccione la carpeta donde guardar su trabajo. Escriba el nombre del trabajo (sin extensin) y haga click en Guardar. OK
Materiales
12. Men DEFINE Materials. 13. En el cuadro Define Materials marque CONC y luego haga click en Modify/Show Material. 14. En el cuadro Material Property Data indique (todas las unidades son toneladas y metros):
Mass per unit Volume = 0 (de considerarse 0.245 habr contribucin de masas de los elementos, esto solo se considera para anlisis ssmico dinmico si es que no se ha metrado los elementos estructurales).
Weight per unit Volume = 2.40 Modulus of Elasticity = 2.E6 Poissons ratio = 0.20 Coeff of thermal expansion = 1.E-5 Reinforcing yield stress = 42000(es decir 4200 kg/cm2) Concrete strength = 2100(es decir 210 kg/cm2) Shear steel yield stress = 28000 Concrete shear strength = 2100 OK.
15. Haga nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Materials.
16. Haga click en el botn Guardar
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Secciones 17. Men DEFINE Shell Sections. 18. En el cuadro Define Shell Sections seleccione SSEC1 y haga click en Modify/Show
Section. 19. En el cuadro Shell Sections:
Modifique el nombre de la seccin a LOSA Despliegue la lista de materiales y seleccione CONC (esto es muy importante). En Angle Material dejar = 0 En Thickness:
o Membrane = 0.20 o Bending = 0.20
Seleccione Plate en el parmetro Type. OK OK
20. Hacer click en cualquier zona de la vista 3D.
21. Haga click en el botn Set Elements y marque la casilla Show Extrusions. Ud. ver la estructura en forma slida.
Declaracin de los Sistemas de Carga y Combinaciones
Se considerarn 2 sistemas de carga esttica y una sola combinacin de carga: D Cargas permanentes. L Cargas vivas sobre los prticos(en direccin X).
COMB1 1.5 D + 1.8 L
En el programa SAP2000:
22. Men DEFINE Static Load Cases. 23. En el cuadro Define Static Load Cases:
Seleccione LOAD1 y cmbielo por D. Mantenga el tipo DEAD y 0 en Self Weight Multiplier.(no considera peso propio) Haga click en Change Load En la casilla Load escriba L. Abra la lista desplegable Type y seleccione LIVE. Cambie Self Weight Multiplier a 0. Haga click en Add new Load OK
24. Men DEFINE Load Combinations (la ltima lnea) 25. En el cuadro Define Load Combinations, Click en Add New Combo 26. En el cuadro Load Combination Data:
Combination Name: dejar COMB1. Desplegar la lista Load Combination Type y seleccionar ADD. En Title dejar COMB1. Desplegar la lista Case Name y escoger D. En la casilla Scale Factor escribir 1.5.
Hacer click en Add. Desplegar la lista Case Name y escoger L. En la casilla Scale Factor escribir 1.8. Hacer
click en Add. OK
27. Terminar la definicin de la combinacin haciendo OK. 28. Hacer click en el botn Guardar
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Cargas En las figuras adjuntas se muestran las cargas sobre la losa(plate). En cada caso:
29. Seleccionar todos los elementos. Se recomienda hacer la seleccin en la vista XY
30. Hacer click en el icono Shell Uniform Loading o bien men ASSIGN Shell Static Loads Uniform.
31. En el cuadro Shell Uniform Loads: Asegurarse que se indica D, segn corresponda, en la casilla superior derecha. Escoger Gravity en la lista desplegable para Direction. En la casilla Uniform Load ingresar la carga uniformemente repartida por area, con
signo positivo. OK, con lo que se cierra el cuadro y se borra la seleccin.
32. Repetir para la carga del sistema L(carga viva). 33. Click en el botn Guardar
Anlisis
34. Men ANALYZE Set Options 35. Seleccionar el dibujo que tiene una losa en elementos finitos. Verificar que estn activados
los grados de libertad UZ, RX, RY estn activados. OK
36. Icono Run Click
37. Botn Display Static Deformed Shape .Alternativa: men DISPLAY Show Deformed Shape.
38. En cuadro Deformed Shape Seleccionar D Marcar Wire Shadow OK 39. Icono Element Force/Stress Contours for Shells . Alternativa: men DISPLAY Show
Element Forces/Stresses Shells. 40. En el cuadro: Seleccionar COMB1 en lista desplegable Marcar Forces M11 OK 41. De la misma manera obtener Forces M22 y M12. 42. Observar las coordenadas locales para poder interpretar los resultados y saber que
esfuerzos tomar. Rojo=1, blanco=2, azul=3
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