Ejemplo 6
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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. 35 Ejemplo Nº 6 : Análisis de muro de cortante con elementos finitos. 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 inferior derecha seleccione las unidades Creando Geometría. 3. Menú File – New Model from Template – Presione el botón izquierdo del ratón cuando el puntero se encuentre sobre una malla de elementos finitos(el 4to botón de la primera fila). 4. En el cuadro Shear Wall: • Number of Spaces along X = 4 • Number of Spaces along Z = 8 • Spaces Width along X = 1 • Spaces Width along X = 1 • OK. Se abren dos ventanas, una con una vista tridimensional(3D) y otra plana en XZ. 5. Menú File – Save As ... 6. Seleccione la carpeta donde guardará su trabajo. Escriba el nombre del trabajo (sin extensión) y haga click en Guardar. Apoyos y Vínculos 7. Haga click en el botón 3D. Active la otra ventana y haga click en el botón XZ. 8. Los apoyos fueron dados en el New Model from Template automáticamente. 9. Con una ventana extensible, seleccione todos los nudos de la parte superior del muro. 10. Menú Assign – Joint – Constraints – En la lista desplegable escoja Add Diaphragm. 11. Acepte todo lo propuesto haciendo OK y nuevamente OK. 12. Ir al icono (Barra lado izquierdo) para seleccionar todo – EDIT – Change Labels – renumerar nudos y shells de 1 en adelante. 13. Haga click en el botón Guardar Materiales 14. Menú DEFINE – Materials. 15. En el cuadro Define Materials marque CONC y luego haga click en Modify/Show Material. 16. En el cuadro Material Property Data indique (todas las unidades son toneladas y metros): • Mass per unit Volume = 0 (de considerarse 0.245 habrá contribución de masas de los elementos, esto solo se considera para análisis sísmico dinámico si es que no se ha metrado los elementos estructurales). • Weight per unit Volume = 2.40 • Modulus of Elasticity = 2.E6 • Poisson’s ratio = 0.20 • Coeff of thermal expansion = 1.E-5 • Reinforcing yield stress = 42000(es decir 4200 kg/cm 2 ) • Concrete strength = 2100(es decir 210 kg/cm 2 ) • Shear steel yield stress = 28000 • Concrete shear strength = 2100 • OK. 17. Haga nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Materials. 18. Haga click en el botón Guardar
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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. 35
Ejemplo N 6 : Anlisis de muro de cortante con elementos finitos.
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 from Template Presione el botn izquierdo del ratn cuando el puntero se encuentre sobre una malla de elementos finitos(el 4to botn de la primera fila).
4. En el cuadro Shear Wall: Number of Spaces along X = 4 Number of Spaces along Z = 8 Spaces Width along X = 1 Spaces Width along X = 1 OK. Se abren dos ventanas, una con una vista tridimensional(3D) y otra plana en XZ.
5. Men File Save As ... 6. Seleccione la carpeta donde guardar su trabajo. Escriba el nombre del trabajo (sin
extensin) y haga click en Guardar. Apoyos y Vnculos
7. Haga click en el botn 3D. Active la otra ventana y haga click en el botn XZ. 8. Los apoyos fueron dados en el New Model from Template automticamente. 9. Con una ventana extensible, seleccione todos los nudos de la parte superior del muro. 10. Men Assign Joint Constraints En la lista desplegable escoja Add Diaphragm. 11. Acepte todo lo propuesto haciendo OK y nuevamente OK.
12. Ir al icono (Barra lado izquierdo) para seleccionar todo EDIT Change Labels renumerar nudos y shells de 1 en adelante.
13. Haga click en el botn Guardar Materiales
14. Men DEFINE Materials. 15. En el cuadro Define Materials marque CONC y luego haga click en Modify/Show Material. 16. 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.
17. Haga nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Materials.
18. Haga click en el botn Guardar
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Secciones 19. Men DEFINE Shell Sections. 20. En el cuadro Define Shell Sections seleccione SSEC1 y haga click en Modify/Show
Section. 21. En el cuadro Shell Sections:
Modifique el nombre de la seccin a MURO Despliegue la lista de materiales y seleccione CONC. En Angle Material dejar = 0 En Thickness:
o Membrane = 0.25 o Bending = 0.25
Seleccione Plate en el parmetro Type y active la opcin Thick Plate. OK OK Al activar la opcin Thick Plate se incluyen las deformaciones transversales por corte utilizado en la teora de Mindlin/Reissner y solamente afecta a los elementos finitos tipo muro de cortante, sino se considera esta opcin el computador utiliza la teora de placas delgadas o finas de Kirchhoff
22. Hacer click en cualquier zona de la vista 3D.
23. Haga click en el botn Set Elements y marque la casilla Show Extrusions. Ud. ver la estructura en forma slida.
Asignacin de las Secciones a los Elementos 24. Automticamente las secciones fueron asignadas al cambiar SSEC por MURO.
Declaracin de los Sistemas de Carga y Combinaciones
Se considerarn 1 sistema de carga esttico:
EQ Carga ssmica esttica. En el programa SAP2000:
25. Men DEFINE Static Load Cases. 26. En el cuadro Define Static Load Cases:
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Seleccione LOAD1 y cmbielo por EQ. Abra la lista desplegable Type y seleccione QUAKE. Cambie Self Weight Multiplier a 0 Haga click en Change Load OK
27. Hacer click en el botn Guardar Cargas En la figura adjunta se muestra la carga puntual en el muro de cortante.
28. Seleccionar el nudo superior izquierdo para luego aplicar la carga de 50 Tn. 29. Para asignar la carga EQ(Carga ssmica esttica), hacer click en el botn Assign Joint
Loading (tiene el dibujo de una flecha y un giro) o bien men ASSIGN Joint Static Loads Forces, en la casilla de Force Global X tipear la carga horizontal de 50 Tn.
30. OK. 31. Click en el botn Guardar
Definiendo y asignando GROUP
32. Men DEFINE Groups...(la octava lnea) 33. En el cuadro Define Groups:
En Groups tipear BASE. Hacer click en Add New Group Name. OK
34. Para asignar el Group(Grupo), hacer click en la ventana XZ.
35. Seleccionar los nudos de la base(5 nudos), hacer click en el icono (Barra del lado izquierdo), y manteniendo el botn izquierdo oprimido del mouse, arrastar una lnea que cruce solo los shells de la parte inferior, habr seleccionado esos elementos finitos.
36. Men ASSIGN Groups Name...(la penltima lnea) 37. En el cuadro Assign Groups, seleccionar BASE, OK, habr asignado a toda la base un
GROUP.
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Anlisis
38. Men ANALYZE Set Options 39. Seleccionar el dibujo que tiene un prtico en 2D. Verificar que los grados de libertad estn
activados. OK
40. Botn Run OK.
41. Botn Display Static Deformed Shape (un tringulo). Alternativa: men DISPLAY Show Deformed Shape.
42. En cuadro Deformed Shape Seleccionar EQ Marcar Wire Shadow OK 43. Icono Element Force/Stress Contours for Shells . Alternativa: men DISPLAY Show
Element Forces/Stresses Shells. 44. En el cuadro: Seleccionar EQ en lista desplegable Marcar Forces F11 OK 45. De la misma manera obtener Forces F22 y F12. 46. Observar las coordenadas locales para poder interpretar los resultados y saber que
esfuerzos tomar. Rojo=1, Blanco=2, Azul=3
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== 22S 612.48 ton/m2 L = 4m
e = 0.25m
cIM
IMc ==
4
33
333.112
425.012
mLeI ===
mLc 22/42/ ===
M=612.48(1.333)/2=407.3ton-m(Momento por elemento Finito aprox.) M=50(8)=400ton-m(Momento calculado Estaticamente real)
Nota : La variacin del momento es debido a la discretizacin de la malla.
Tablas de Datos y de Resultados
47. Para preparar archivo de datos en texto: men FILE, Export, SAP2000.s2k 48. Para imprimir resultados use el men FILE Print Output Tables. 49. Las grficas pueden imprimirse directamente. Sin embargo, es mejor copiarlas al
portapapeles (Alt+ImprPant) y pegarlas en otro documento. Para cambiar colores de fondo y otros use el men OPTIONS Colors.
Ver resultados de Group
50. Men DISPLAY Show Group Joint Force Sums..... 51. En el cuadro Select Groups, seleccione BASE 52. OK
