Manual de Usuario CSICOL

83

Manual del Usuario y Referencia Tcnica.

Introduccin a CSICOL.

CSICOL es un paquete para el anlisis y diseo de columnas de concreto, concreto reforzado y compuestas. El ayudante de CSICOL da acceso a todos los formatos necesarios durante el proceso de diseo, hacindolo simple, organizado y eficiente. El diseo se puede llevar a cabo de acuerdo con los cdigos especificados por el usuario. El anlisis y diseo son interactivos; en la figura 1-1 se muestra el proceso completo de anlisis y diseo usando CSICOL.

El programa puede disear secciones de columnas para carga axial y momentos especficos o se pueden introducir los momentos amplificados que causan los efectos de esbeltez. Se pueden definir un nmero ilimitado de combinaciones de carga, ya sea para condiciones de sujecin lateral o sin ella. La revisin de las condiciones de arriostramiento o restriccin lateral, se deben realizar de acuerdo a los cdigos de diseo. Adems CSICOL es capaz de determinar el factor de longitud efectiva para las condiciones de arriostramiento de los extremos de la columna. Una propiedad de auto diseo, ayuda en la seleccin automtica del tamao y refuerzo de una seccin para las acciones especificadas por el usuario.

Se pueden generar una amplia variedad de resultados, incluyendo superficies de interaccin, curvas carga-momento, momento-momento y momento-curvatura, para varios criterios de falla. Adems de contornos de esfuerzo elstico axial y flexionante, esfuerzos en varillas, esfuerzos en secciones agrietadas, punto de localizacin de la carga, vector de capacidad, profundidad y orientacin del eje neutro, entre otros. Los reportes se pueden crear como parte de los resultados del proceso de anlisis y diseo; y se pueden personalizar para agregar informacin y graficas que escoja.

El programa provee varias figuras paramtricas, incluyendo una variedad de figuras slidas, huecas y una amplia coleccin de figuras de acero que se pueden usar en columnas compuestas. Una, edite o dibuje figuras para crear secciones complejas. El programa tiene herramientas efectivas y eficientes para alinear, mover y colocar figuras. Las varillas se pueden colocar en cualquier lugar dentro de la seccin (esquinas, perimetrales, en filas, crculos, de forma irregular, y mas) usando varias herramientas de colocado. Se pueden usar varios arreglos estndar de varillas (ASTM, Mtrico e Imperial) y definidos por el usuario.

83


Figura 2-1. Perspectiva del Diseo y Anlisis de CSICOL.

83


1.1. Propiedades clave.

Capacidades del anlisis y diseo.

Usa las propiedades del ayudante Quick Design Wizard para guiarte en el proceso entero de diseo.

Disea columnas de acuerdo a reglamentos especificados por el usuario.

Define cualquier nmero de combinaciones de carga para condiciones de pandeo y sin pandeo.

Aplica cargas de modo simple o detallado para columnas largas o cortas.

Realiza el anlisis y el diseo considerando efectos de esbeltez.

Realiza el diseo separado para la parte superior e inferior de una columna.

Consideraciones de esbeltez.

Realiza revisiones del cdigo (reglamento) especifico para condiciones de pandeo y sin pandeo.

Usar el programa para determinar el Factor de Longitud Efectiva en la base y el extremo para las condiciones de arriostramiento.

Realiza el anlisis y diseo considerando efectos de esbeltez.

Especifica factores de reduccin de rigidez para las columnas y los elementos de apoyo.

Definicin de la seccin.

Define y edita mltiples secciones de columnas al mismo tiempo.

Crea columnas circulares y rectangulares usando propiedades simples.

Usa cualquier figura predefinida dada por el programa, incluyendo una variedad de slidos y sombras. Adems de una extensa coleccin de figuras estndar de acero.

83


Crea y edita secciones complejas mediante la combinacin de figuras bsicas de concreto, acero y figuras estndar de acero; as como figuras especificadas por el usuario.

Combina figuras de diferente geometra para crear figuras complejas.

Agrega varillas de cualquier tamao a cualquier lugar de la seccin.

Aplica distribuciones de las varillas en estilo mtrico, imperial, ASTM o especificado por el usuario.

Propiedades del material.

Modela realistamente varios materiales, usando una de las distintas curvas fuerza-esfuerzo disponibles en el programa para concreto y acero.

Generacin de resultados.

Disea la columna y realiza la revisin de acuerdo con las especificaciones del cdigo o reglamento de diseo seleccionado.

Genera superficies y diagramas de interaccin.

Genera curvas momento-curvatura para cualquier figura arbitraria de la columna para determinar su eficiencia y ductilidad.

Grafica la combinacin de esfuerzos resultantes de las acciones (P, Mx, My) sobre la seccin de la columna.

Muestra la localizacin y orientacin de eje neutro correspondiente a una carga especifica.

Muestra la localizacin de la carga y su excentricidad.

Muestra las fuerzas en la varillas para la combinacin de carga seleccionada.

83


Reporta los esfuerzos en secciones agrietadas.

Calcula y reporta las propiedades geomtricas bsicas, tales como A, Ixx, Iyy, y rea de cortante.

Calcula el rea e Ixy de acuerdo con las propiedades de Sx, Sy, Zx, Zy, rx, J y ry.

Extras.

Disea secciones compuestas usando varios materiales para ocuparse de problemas de refuerzo y reajuste.

Adecua las unidades de trabajo a Mtricas, del SI o US.

Muestra la localizacin del centroide y el tamao general de una seccin.

Crea reportes detallados y personalizados, agregando informacin y graficas.

Muestra cada tipo de figura y material en un color diferente para hacer una fcil interpretacin.

1.2. Terminologa.

Antes de que trabaje con secciones de columnas, debe entender la diferencia entre un shape (figura) y una section (seccin). Otros trminos que requieren un entendimiento claro se definen ms adelante.

Un shape (figura) es el componente bsico que se usa para crear una seccin (section). Se pueden agregar varillas a shapes individuales. Se pueden determinar las propiedades individuales de un shape y sus dimensiones pueden modificarse. Se pueden usar Shapes predefinidos en libreras y se pueden modificar para crear secciones (sections). CSICOL ofrece varias herramientas y mtodos para crear secciones a partir de distintos shapes.

Una section (seccin) es una combinacin o coleccin de shapes colocados juntos para actuar como una sola seccin. Las propiedades que se calculan y el diseo completo son

83


para una section y no para un shape (incluso cuando una seccin tenga solamente un shape). La figura 1-2 muestra una seccin formada de dos shapes.

Figura 1-2: Seccin hecha de dos figuras (Shapes).

Una Shape Library es una coleccin de figuras que pueden ser editadas o importadas desde bases de datos estndar. El programa incluye libreras, tales como la librera de figuras (shapes) de concreto y la librera de shapes de acero.

Un Project file (archivo de proyecto) contiene las secciones. Se puede definir ms de una seccin y se pueden guardar en un solo archivo de proyecto.

El Modo Reshaper permite al usuario seleccionar varias figuras en una seccin y despus usar la barra de herramientas y comandos del men para alinear y editar las figuras (shapes).

1.3. Resultados y salidas.

CSICOL genera los siguientes tipos de resultados:

Capacidad de la seccin.

Momentos aumentados.

83


Distribuciones de esfuerzo y graficas.

Propiedades geomtricas.

Capacidad de la seccin.

Se puede obtener de una de las siguientes 3 formas:

Curvas de interaccin.

Grficas momento-curvatura.

Comprobacin de la proporcin de capacidad.

Las curvas de interaccin se muestran como sigue:

Superficies de carga y momento biaxial, mostrando una grafica en 3D entre la carga axial P, el momento Mx y el momento My.

Curvas de interaccin carga-momento, que muestran la relacin de capacidad por carga axial y el momento resultante para un ngulo especfico del eje neutro.

Curvas de interaccin momento-momento. Muestran una grfica de la capacidad de momento alrededor del eje X y la capacidad de momento alrededor del eje Y a un nivel especifico de carga axial.

Las graficas momento-curvatura se pueden graficar para cualquier orientacin del eje neutro y para un nivel de carga axial. El usuario tiene el control para definir el criterio de falla de una seccin. Adems puede especificar el valor del esfuerzo lmite y el incremento de esfuerzo para una curva de interaccin.

NOTA: Aunque el programa puede generar curvas de capacidad para cualquier seccin y combinacin de diferentes materiales y figuras o formas, es importante que el usuario use esta informacin con el entendimiento apropiado y la revisin de la validez y aplicabilidad de cada clculo.

83


El programa es capaz de calcular y reportar los ndices de capacidad para todas las secciones de columnas. Adems puede mostrar el ngulo del vector M-M, la longitud del vector P-M, el Vector de Capacidad, la profundidad y la orientacin de eje neutro; adems, el programa muestra un mensaje de que la seccin es o no adecuada. Para ndices de capacidad mayores que uno, el programa reporta la seccin como inadecuada.

Momentos aumentados.

El programa realiza clculos detallados de esbeltez para obtener momentos aumentados de diseo, ambos para cargas de pandeo y sin pandeo, de acuerdo con el procedimiento especificado en el reglamente o cdigo de diseo. Dichos clculos se pueden ver seleccionando la opcin Slenderness Calculation mientras se genera el reporte.

Distribuciones de esfuerzo y graficas.

El programa puede generar las siguientes grficas de esfuerzo en la seccin:

Esfuerzo elstico combinado para carga axial P, momento Mx y momento My. Estos clculos se basan en las propiedades elsticas y distribucin lineal de esfuerzo, asumiendo un comportamiento totalmente compuesto y conectado a las figuras (shapes) en la seccin.

Esfuerzos en las secciones agrietadas.

Esfuerzos en las varillas.

Propiedades geomtricas.

Las propiedades geomtricas son calculadas asumiendo que el concreto es el material base. Dichas propiedades se basan en las dimensiones geomtricas y no se realizan cambios en los ndices modulares. Esto asegura un uso consistente y uniforme del rea de la seccin y de los ndices de refuerzo.

El programa reporta las siguientes propiedades de la seccin.

Basic properties (propiedades bsicas). Las dimensiones generales, la localizacin del centroide respecto al origen global, el rea, momentos de inercia alrededor de 2-3 ejes, mdulos elsticos de la seccin y radio de giro.

83


Principal properties (propiedades principales). Momentos principales de inercia y el correspondiente ngulo principal.

Additional properties (propiedades adicionales). Constante torsional, reas de cortante y modulo plstico de la seccin.

Global properties (propiedades globales). Estas son calculadas alrededor del eje XY global y son dependientes de la localizacin de la seccin respecto al origen. Estas propiedades incluyen momentos de inercia y los primeros momentos de las areas.

1.4. Auto diseo de la seccin.Esta propiedad es muy eficiente, efectiva y poderosa para el diseo de columnas con pandeo y sin pandeo. Esta propiedad disea la seccin de acuerdo a varios parmetros definidos o especificados por el usuario, incluyendo cdigos de diseo. El usuario puede modificar el anlisis y el diseo interactivamente. El programa optimiza el diseo de columnas limitando el ndice de refuerzo o el tamao del refuerzo al mnimo mediante la especificacin del usuario. Los lmites pueden ser impuestos a las dimensiones mnimas y mximas de la seccin.

83


Interfaz de CSICOL.La interfaz consiste de una rea de dibujo con barra de estado, varios mens y barras de propiedades. La figura 2-1 muestra la pantalla principal del programa. En este captulo se describen los componentes de la interfaz del programa.

2.1. rea de dibujo.La creacin y modificacin de figuras y secciones toman lugar en la rea de dibujo. El programa actualiza esta rea cuando se agregan, se mueven, se rotan y se combinan figuras para crear secciones nuevas de geometra y tamao arbitrario.

Cuadricula.

El rea de dibujo se llena con una cuadricula que es til para colocar, alinear y

redimensionar figuras y secciones. Presiona el botn Grid para abrir el formato Paper Grid Size, que sirve para editar el tamao de la cuadricula y su espaciamiento.

83


Se puede personalizar la cuadricula usando los botones Hide/Show gridlines y Snap

to Grid . Cuando el botn Snap to Grid se activa, el movimiento y el redimensionamiento de las figuras se restringe automticamente a la lnea de la cuadricula ms cercana.

Ejes.

Varias operaciones de edicin, propiedades de clculo y localizacin de las figuras, se referencian a los ejes globales X y Y. Dichos ejes ayudan a localizar las figuras de manera apropiada, ya que se provee un origen comn.

Figura 2-1: Pantalla principal de CSICOL.

En el programa se usan dos pares de ejes. El primer par es el X-Y, el cual es una referencia global fija sobre la pantalla. El segundo es el sistema de 2 o 3 coordenadas, el cual indica la

83


localizacin del centroide de la seccin. El eje 2-3 se mantiene cambiando conforme se cambia la localizacin y el tamao de las figuras. Este sistema se da para ser compatible con el sistema local de ejes usado en los programas SAP2000 y ETABS. En estos programas, el eje 1-1 se usa como aquel que pasa a travs del eje longitudinal del miembro.

Barra de estado

Muestra informacin importante acerca de la seccin actual en el rea de dibujo. La informacin incluye el tipo de material principal, el nmero de columnas en el archivo, la tarea actual y las unidades de trabajo.

Dimensiones

Cuando una figura (shape) se agrega al rea de dibujo, las dimensiones generales de la seccin aparecen como valores predeterminados. Use el botn Show Section Dimensions

para mostrar las dimensiones generales (ancho total y profundidad total) de la seccin

y el botn Show Shape Diemensions para mostrar las dimensiones de cada figura

de la seccin. Use el botn Hide Dimensions para ocultar todas las dimensiones.

2.2. Botones de la barra de herramientas y comandos del

men.

Casi todos los comandos del men tienen un botn asociado. Los botones se agrupan dentro de barras de herramientas para facilitar el uso basado en tipo de funcin o de tarea. La siguiente tabla muestra los botones de la barra de herramientas, de los comandos del men y una descripcin de ellos. Se presenta la informacin en orden de aparicin de los botones en la barra de herramientas; se pueden buscar los comandos del men en la segunda columna de la tabla. Cuando un comando del men file no tiene botn, ese comando se da siguiendo otros comandos en el mismo men.

83


Botn Comando/descripcin.File >New Project. Crea un nuevo archivo. El archivo previo se cerrara y si aun no se ha guardado, el programa preguntara si desea guardarlo.File >Open Project. Abre un archivo existente. Si el archivo actual aun no se ha guardado, se le preguntara al usuario si desea guardarlo.File >Save Project. Guarda el archivo en uso. Todas las columnas definidas en este archivo se guardaran como uno solo.File >Print Current Report. Imprime el reporte en uso.

Ninguno File >save Project As. Permite guardar el archivo en uso con un nombre distinto.

Ninguno File > Import > Import Shape from AutoCAD DXF. Permite importar geometras de secciones desde un archivo formato DXF.

Ninguno File > Import > Import Shape from Text. Permite importar secciones geomtricas desde un archivo de texto separado por comas, por espacios o por dobles espacios.

Ninguno File > Export > Export Section as AudoCAD DXF. Exporta los datos de la geometra de la seccin de la columna seleccionada a un archivo DXF, el cual puede abrirse usando AutoCAD.

Ninguno File >Project Information. Abre una ventana para editar la informacin general del archive o del proyecto en uso. La informacin introducida con este comando, se imprimir en los reportes

Ninguno File > Manage Columns in File. Accesa a una lista de columnas en la que pueden modificarse el nombre y el tipo de columna(s) en el archivo de proyecto.File > Print Current Column. Manda a imprimir la columna en uso y sus detalles. Estos consisten en las propiedades de la seccin, parmetros bsicos de las figuras, dimensiones de las figuras, el diagrama de la columna, momentos aumentados, condiciones de apoyo lateral, cargas, ndices de capacidad, curvas de interaccin, entre otros.Edit > Cut. Selecciona una figura(s) y la(s) remueve del rea de trabajo. La(s) figura(s) removidas se guardan en el portapapeles de Windows y pueden ser usadas posteriormente.Edit > Copy. Copia en el portapapeles las figuras y secciones electas para usarse posteriormente.Edit > Paste Pega las figuras y secciones que se encuentran guardadas

83


temporalmente en el portapapeles sobre el rea de trabajo.Edit > Delete Selection. Remueve del rea de trabajo las figuras y secciones seleccionadas. Edit > Undo. El programa mantiene registros de cada operacin realizada. Este comando regresa la accin previa.File > New Column Using Quick Design. Activa el asistente de diseo rpido de CSICOL. Este se usa para definir secciones, materiales refuerzos, etc. de manera fcil y rpida.File > New Rectangular Column. Accesa a la ventana de columna rectangular. Se usa para definir secciones con varias capas de varillas.File > New Circular Column. Accesa a la ventana de columna circular. Se usa para definir secciones y capas de varillas para una seccin circular..File > New General Column. Agrega una rea de dibujo en blanco . se usan otros comandos del men principal para agregar y editar figuras, definir materiales, condiciones de apoyo lateral, etc.Define > Material Properties. Abre una ventana con los parmetros del material de la columna. Aqu se pueden modificar las propiedades del material base (global o referenciado) de la columna. Las unidades que se usan aqu son las mismas que se seleccionaron usando el comando Options >General Options.Define > Confinement and Cover. Da acceso a la ventana de confinamiento y recubrimiento. Se usa para definir el recubrimiento de las barras longitudinales y se especifica el refuerzo transversal, tal como estribos o espirales. Se puede indicar el recubrimiento para cada figura en la seccin.Define > Consider Slenderness Effects. Habilita la opcin donde se indica que la columna es esbelta. Se deshabilita para indicar lo contrario.Assign > Column Loads. Da acceso a las cargas sobre la columna: Modo simple. Cuando los efectos de esbeltez se consideran, las combinaciones de cargas se definen de modo detallado, consistiendo en componentes pandos o sin pandeo. Se pueden especificar diferentes combinaciones de cargas en la direccin XZ y YZ. Cuando los efectos de esbeltez no se consideran, se usa el modo simple para las combinaciones de carga en trminos de la carga axial y los momentos superior e inferior en las direcciones X e Y. se puede definir cualquier combinacin de cargas para la seccin de la columna. El programa mostrara automticamente la ventana apropiada de acuerdo a la seleccin hecha usando el comando del men Define>Consider Slenderness Effects o bien, con una botn asociado de la barra de herramientas.

83


Assign > Column Framing Conditions. Accesa a la ventana de condiciones de apoyo lateral. Dichas condiciones se definen para los planos XZ y YZ (se pueden definir condiciones diferentes en los dos planos). El factor de longitud efectiva k se calcula automticamente usando las condiciones de arriostramiento lateral especificado.Remove Current Column from File (nicamente botn ). Remueve la seccin en uso (mostrada en la lista de la seccin en uso en la barra de herramientas)del archivo.Previous Column (nicamente botn ). Muestra la seccin previa del archivo en uso en el rea de dibujo. Este comando solo est disponible cuando ms de una seccin se encuentra en el archivo.Next Column (nicamente botn ). Muestra la prxima seccin del archivo en uso en el rea de dibujo. Este comando se activa solo cuando ms de una seccin se encuentra en el archivo.

Aqu se le puede cambiar el nombre a la seccin usando el espacio Column Material Parameter (parmetros del material de la columna).Design > Column Capacity Ratios Accesa al rea de resultados del clculo de capacidad en la que se muestran los resultados para el anlisis de la seccin de la columna en uso.Design > Column Auto Design. Da acceso al rea de Auto Column Design (Autodiseo de la columna) en la que se pueden ajustar las opciones de diseo y completar el anlisis interactivo de columnas.Display > Show Geometric Properties. Calcula y muestra las propiedades geomtricas de la seccin.Display > Show Interaction Diagrams. Activa el rea de diagramas de interaccin, la cual se puede usar para ver las curvas y superficies de interaccin para la seccin de la columna.Display > Show Moment-Curvature Curve. Da acceso al generador de diagramas de momento-curvatura. En esta ventana se dan varias opciones para generar dichos diagramas para un criterio de falla dado.Display > Show Cross-Section Stresse. Permite acceder al visor de esfuerzos en el que se pueden ver en 2D y 3D los esfuerzos elsticos , agrietados y en el refuerzo con la posicin del eje neutro y el punto de aplicacin de la carga.File > Report Creation Wizard. Da inicio al asistente creador de reportes, el cual te ayuda paso a paso a generar y ver los reportes.

83


File > Preview Current Report. Muestra una vista previa del reporte en actual o en uso.File > Print Current Report. Manda imprimir los resultados de la columna en uso.

Men Help. Da opciones para la comprensin de la ayuda HTML, la cual explica cmo usar ms eficientemente el software y permite obtener ayuda tcnica. La opcin de enviar e-mails y conectarse a la pgina requiere de una conexin a internet. El contenido de la ayuda est organizado de forma sistemtica para buscar la informacin adecuada en el tema de inters.Draw > Select Pointer. Activa el modo de seleccin. Mientras se tiene activa esta opcin, se pueden mover, alinear y editar las figuras (shapes). Esto se logra usando los botones de dibujo, el men de comandos o con el teclado.Draw > Reshape Pointer. Activa la herramienta Reshaper . Con esta opcin, las figuras se pueden mover y redimensionar grficamente con ayuda del ratn. nicamente una figura a la vez se puede editar.View > Update Display. Actualiza la vista del rea de trabajo.View > Rubber Band Zoom Permite dar un acercamiento hacia adentro del modelo mediante una ventana que acerca la vista al rea de inters.View > Restore Full View. Regresa la vista predeterminada del modelo despus que el comando Zoom In One Step o el Zoom Out One Step han sido usados. La seccin entera es visible y todas las figuras se muestran en el rea de dibujo. View > Zoom In One Step. Permite al usuario acercar la vista hacia adentro sobre la seccin, la cual se ve con mayor detalle.View > Zoom Out One Step. Permite alejar la visualizacin de la seccin para ver ms de esta en la pantalla.View > Pan. Mueve la visin dentro de la pantalla de modo que se puede ver ms all de los lmites originales de la vista. Puede usarse en conjunto con las propiedades del Zoom.Select All (botn nicamente). Selecciona todas las figuras (shapes) mostradas en el rea de dibujo.Clear Selection (botn nicamente). Deja de seleccionar las figuras seleccionadas en el rea de dibujo.Draw > Add Basic Concrete Shape. Te permite seleccionar y agregar de manera gil figuras de concreto (rectangulares, en tee, circulares, huecas y ms) y da acceso a libreras de otras figuras.

83


Draw > Add Basic Steel Shape. Permite seleccionar y agregar de manera gil figuras de acero (I, C, T, L, etc.) y da acceso a las libreras de otras figuras.

Draw > Draw Shape. Cambia el modo de seleccin a modo de dibujo de figuras. Se usa esta herramienta para dibujar un nodo de cualquier figura poligonal haciendo click con el botn izquierdo del ratn sobre el rea de dibujo (dar doble click para terminar). El programa no permite lneas que se crucen.Draw > Add Shape by Coordinates. Abre la ventana Define Shapes by Points en donde se pueden introducir coordenadas numricas para crear figuras. Se pueden importar y exportar coordenadas de otras aplicaciones.Draw > Add Shape From Library. Abre la ventana View and Select Shapes en donde se pueden seleccionar figuras de listas pertenecientes a una base de datos de figuras bsicas de concreto y acero, entre otras.Draw > Merge Two Shapes > Merge Using MeshingLogic. Une dos figuras seleccionadas (traslapndolas o con una frontera comn) usando un mallado. La malla traslapada se remueve cuando las figuras se unen.Edit > Merge Two Shapes > Merge UsingIntersection Logic. Une dos figuras (traslapndolas o con una frontera comn) usando contornos. Las lneas que se encuentran dentro de la frontera de la figura se desprecias y se remueven despus de la unin.Edit > Edit Current Shape. Abre el editor de figuras para la figura en uso. Este se usa para modificar las dimensiones y propiedades de una figura seleccionada.Edit > Reshape Current Shape. Muestra el nodo de la figura en uso para relocalizarlo con el ratn. Si la figura en uso es de la base de datos estndar, el programa preguntara si se desea convertirla a una figura dibujada por el usuario.Edit > Add Fillets to Shapes. Agrega filetes (fillets) a las figuras en los nodos especificados. Estos pueden tener radios especificados por el usuario y se pueden insertar.Edit > Edit Shape Point Coordinates. Abre la ventana Define Shape by Points, la cual muestra las coordenadas X e Y de la figura seleccionada. Aqu se pueden modificar, agregar y borrar las coordenadas mostradas. Estas se pueden exportar e importar desde otras aplicaciones.Edit > Locate Shapes. Activa el Shape Layout Editor donde se pueden editar numricamente los parmetros que definen

83


la posicin (distancia del centroide de las figuras respecto al origen del eje del sistema global y la orientacin) de una figura, especificando coordenadas y ngulos.Edit > Align and Stack. Permite cambiar la alineacin de una figura (parte superior, izquierda y mas) y proporciona herramientas para amontonar una figura sobre otra.Edit> Align and Stack > Align Left. Alinea una figura a lo largo del lado izquierdo de otra. El alineamiento se da respecto al valor ms pequeo de la coordenada X de la primera figura seleccionada.Edit > Align and Stack > Align Center. Alinea la figura a lo largo de la lnea central vertical. El alineamiento se hace respecto al centroide X de la primera figura seleccionada.Edit> Align and Stack > Align Right. Alinea la figura a lo largo del lado derecho de otra. El alineamiento se da respecto al valor ms grande de de la coordenada X de la primera figura seleccionada.Edit > Align and Stack > Align Top. Alinea las figuras a lo largo del lado superior de otra. El alineamiento se da respecto al mximo valor de la coordenada Y de la primera figura seleccionada.Edit > Align and Stack > Align Middle. Aliena la figura seleccionada a la largo de lnea horizontal central . El alineamiento se hace respecto al centroide Y de la primera figura seleccionada.Edit > Align and Stack > Align Bottom. Alinea las figuras a lo largo del lado inferior de otra. El alineamiento se da respecto al mnimo valor de la coordenada Y de la primera figura seleccionada.Edit > Align and Stack > Stack Vertically. Encima verticalmente las figuras seleccionadas. Una en la parte superior de la otra. Las coordenadas X de las figuras no cambian.Edit > Align and Stack > Stack Horizontally. Encima horizontalmente las figuras seleccionadas, lado a lado. Las coordenadas Y de las figuras no cambian.Edit> Rotate and Flip Shape. Esta opcin se usa para rotar la figura 90 (en sentido del reloj u opuesto al mismo) y volcarla (alrededor del eje horizontal o vertical ) Edit > Rotate and Flip Shapes > Rotate Right. Rota la figura 90 en el sentido del reloj.Edit > Rotate and Flip Shapes > Rotate Right. Rota la figura 90 en sentido contrario al reloj.Edit > Rotate and Flip Shapes > Flip Horizontal. Voltea la figura sobre el eje horizontal (espejo). Edit > Rotate and Flip Shapes > Flip Vertical. Voltea la figura sobre el eje vertical (espejo).

83


Edit > Move Selection. Con este comando se pueden mover las figuras a lo largo de una distancia. Se pueden mover mltiples figuras a la vez.

View > Show Shape Outline Only. Muestra nicamente el contorno de las figuras en una seccin. El color del contorno se puede cambiar usando el comando del men Options> View Options.View > Show Filled Shape. Muestra las figuras del rea de dibujo achuradas. El color del relleno puede cambiarse usando el comando del men Options> View Options.View > Show Solid Filled Shape. Muestra las figuras del rea de dibujo usando un relleno solido. El color del relleno puede cambiarse usando el comando del men Options> View Options.

View > Show Overall Dimensions. Muestra las dimensiones generales de la seccin junto con la distancia del centroide plstico de los extremos de la seccin.View > Show Shape Dimensions. Muestra las dimensiones de las figuras individuales de la seccin. Esta opcin no est disponible si las figuras se muestran con filetes (fillets).View > Turn Off Dimensions. Remueve todas las dimensiones de las figuras mostradas de la seccin.Show/Hide Grid (slamente botn). Alterna la malla de puntos (grids) entre encendida y apagada.View > Set Grid. Abre la ventana de configuracin de la malla de puntos.Draw> Snaps > Snap to Grid. Si la opcin Snap to Grid se habilita, el ratn hace discretos movimientos, los cuales estn definidos por la malla de puntos. Este efecto afecta el movimiento y el redimensionamiento de la figura. Para un control ms preciso, se puede modificar las aberturas de la malla, apagar la opcin Snap to Grid o usar el Shape Layout Editor. Se pueden usar las flechas del teclado para relocalizar las figuras.Draw > Snaps > Snaps to Shape Points. Permite el movimiento sobre los puntos de la figura para brindar asistencia en el alineamiento con los nodos en comn.Draw > Snaps > Snaps to Shape Lines. Permite el movimiento a las lneas de la figura para brindar asistencia en el alineamiento con los lados en comn.File > Add Section View to Report. Agrega la vista de la grafica en uso al reporte, el cual puede modificarse, imprimirse y verlo previamente.

Ninguno. Options > General Options. Agrupa opciones para trabajar

83


con las unidades y los cdigos de diseo. Adems provee una opcin para apagar la vista del Quick Design Wizard.

Ninguno. Options > View Options. Agrupa opciones para los colores de la visualizacin, tamaos del dibujo y la actualizacin automtica del rea de dibujo.

Ninguno. Options> Section Capacity Options. Agrupa opciones que afectan las superficies de interaccin y la generacin de graficas o curvas.

Ninguno. Options > 3D View Options. Agrupa opciones para las vistas tridimensionales mostradas, incluyendo los esfuerzos de la seccin transversal y las superficies de interaccin.

Adems de la barra de herramienta descrita en la tabla, el programa tiene barras de herramientas de contexto que se pueden activar con el botn derecho del ratn sobre la rea de dibujo. Esta aparece como una barra desplegable y su contenido depende de la situacin actual del programa. Por default, contiene opciones de agregar y dibujar figuras, seguidas de herramientas de copiado y cortado. Si se selecciona una figura y se presiona el botn derecho del ratn, se muestran opciones relacionada con la edicin y alineamiento de figuras.

2.3. Personalizando el espacio de trabajo.CSICOL tiene varias propiedades y opciones para personalizar el espacio de trabajo, los colores, la generacin de superficies y curvas de interaccin y los valores default. Estas opciones se colocaron en el men Options.

Opciones generales.

Con estas, se pueden afectar los parmetros de las secciones globalmente en el archivo en uso (unidades y cdigos de trabajo).

Si la opcin Quick Design Wizard Startup no se activa, este ayudante no aparecer automticamente cuando el programa arranque, de modo que el programa creara una columna en blanco cobre la rea de dibujo. Entonces esta puede modificarse con las barras de herramientas y los comandos.

Unidades.

Se debe seleccionar una de las 6 unidades de trabajo. Las unidades seleccionadas se guardan con el archivo de la seccin.

83


Cdigo de diseo.

Los parmetros necesarios para generar superficies de interaccin y de Momento Curvatura, se calculan usando especificaciones estndar de los cdigos . Esos parmetros incluyen factores de reduccin de carga, valores de reduccin para compresin axial, esfuerzo mximo permisible en el concreto y factores de reduccin del material.

Opciones de visualizacin.

Use el comando Options > View Options para especificar opciones relacionadas con el color, escala de dibujo y actualizacin automtica de la visualizacin .

Color.

Se pueden asignar diferentes colores a las diferentes figuras comprendidas en una seccin. El color se aplica tanto en la pantalla, como a la salida de impresin, asumiendo que esta se har en una impresora a color. Las tres opciones para definir el color, se usan como sigue:

Color Based on Shape Number. Cada figura en la seccin se mostrar en un color diferente, sin tomar en cuenta las propiedades del material asignado a la figura.

Color based on Stress Strain Curve. Para cada tipo de esfuerzo, la curva se mostrara en un color diferente. Se usa esta opcin para mostrar las figuras que se les asigna la misma curva de esfuerzo.

Color Based on Material. Cada tipo de material (acero, concreto, etc.) se mostrara en un color nico. Esta opcin se usa para mostrar en el mismo color , las figuras que se les asigna el mismo material. Tanto el color del bordo como el del relleno, se pueden especificar con esta opcin.

NOTA: Si dos o ms figuras coinciden en tener la misma propiedad, pero diferente relacin de esfuerzo, es posible que ambas figuras se muestren en el mismo color, significando que uno de los materiales ha supersedido al otro. En este caso, incremente un poco el Mdulo de Elasticidad de cualquiera de los materiales . El material con mayor Mdulo retendr su contorno y el otro material no se ver en el rea en que coincidan o de traslape.

Escalas de dibujo.

83


Todas las figuras que se agregan desde una librera, se dibujan en proporcin a la pantalla y as tambin se imprimen. Active la opcin Size the drawing rea on screen when Reset is pressed para ajustar la escala de las figuras al rea de dibujo.

Active la opcin Use fixed size of drawing rea on screen y especifique un arreglo del rea de dibujo ms grande que lo necesario para crear espacio extra alrededor del dibujo de la seccin o la figura.

Actualizar la visualizacin de las graficas.

Cuando la opcin Auto Refresh se activa, la seccin transversal que se muestra se actualizar automticamente debido a las cambios de la seccin.

Opciones de la capacidad de la seccin.

Afectan la superficie de interaccin y la generacin de curas, el autodiseo y el clculo de los ndices de capacidad. Las opciones incluyen el nmero de puntos en la curva de interaccin y el nmero de curvas para la generacin de las superficies de interaccin. Tambin estn disponibles las opciones para el reporte de los clculos de capacidad. El programa ofrece 4 mtodos para reportar el ndice de capacidad Cr. Un valor de Cr menor que 1 es seguro. La figura 2-2, 2-3 y 2-4 ilustra los primeros 3 mtodos. Seleccionando la opcin anterior, se reportara el mayor valor calculado del ndice de capacidad usando los primeros 3 mtodos.

Figura 2-2: Suma de las capacidades de Mx y My para una carga Pu.

83


Figura 2-3: Vector de capacidades por momento para una carga Pu.

Opciones de la visualizacin en 3D.

Especifica la representacin para el esfuerzo y las curvas de interaccin de la seccin. Las ubicaciones aparecen en tres pestaas:

Display Objects

Esta opcin agrupa preferencias para los colores del bordo y relleno, ancho de lnea, acabado y transparencia para varios elementos de la pantalla. Est disponible una opcin para especificar si el elemento seleccionado es visible o no.

Lights.

Esta opcin establece preferencias para la intensidad de iluminacin, direccin, tipo y color. Est disponible una opcin para encender o apagar una fuente de luz.

Animation.

Incluye la rotacin alrededor del eje X, Y y/o Z, as como el acercamiento hacia adentro o hacia afuera mientras se rota. La velocidad de animacin se puede ajustar a bajo, medio o rpido.

83


Diseo de columnas.

Este captulo describe la facilidad con que se pueden crear secciones de columnas y calcular sus capacidades usando CSICOL, adems de describir el proceso de diseo. Se recomienda ampliamente que los usuarios lean este captulo antes de usar el programa. Se asume que el usuario est familiarizado con los conceptos bsicos de de Mecnica Estructural, Anlisis Estructural y el proceso de diseo de columnas.

3.1. El problema de diseo de columnas.El diseador debe seleccionar las dimensiones, la forma de la seccin, las caractersticas del material y la cantidad y distribucin de refuerzo para una columna; de acuerdo a un conjunto de acciones aplicadas, la geometra de la columna y las condiciones de sujecin y/o arriostramiento. CSICOL tiene herramientas convenientes para determinar los parmetros ms efectivos y eficientes para un conjunto de acciones aplicadas. Esas herramientas incluyen, entre otras, el ayudante de diseo rpido (Quick Design Wizard ),

83


libreras de figuras y la propiedad de Autodiseo, las cuales se describen en las secciones subsecuentes de este captulo. Las herramientas para la edicin de figuras en una seccin, se describen en el Capitulo 4.

3.2. Mtodos para crear columnas.Se pueden crear columnas siguiendo los siguientes mtodos.

Comando del men File> New Column Using Quick Design, el cual da acceso al ayudante de diseo rpido. Este ayudante proporciona acceso a todo lo necesario para completar un modelado y anlisis completo de la seccin de una columna, incluyendo la definicin de la sujecin y carga; as como generar los resultados y los reportes. Este es el proceso predeterminado para crear columnas circulares y rectangulares.

Comando del men File > New Rectangular Column, el cual se puede usar para crear una columna rectangular. La definicin de sujecin y carga, se debe completar mediante varios comandos de los mens Define, Assign, Design y Display de manera independiente. Los reportes se generan usando comandos del men File.

Comando del men File > New Circular Column, el cual se usa para crear columnas circulares. La definicin de sujecin y carga, se debe completar mediante varios comandos de los mens Define, Assign, Design y Display de manera independiente. Los reportes se generan usando comandos del men File.

Comando del men File > New Column, el cual abre una rea de trabajo en blanco que se puede usar para crear una columna de cualquier forma. Las figuras se pueden agregar a la columna usando los comandos de los mens Edit y Draw. La definicin de sujecin y carga, se debe completar mediante varios comandos de los mens Define, Assign, Design y Display de manera independiente. Los reportes se generan usando comandos del men File.

83


Una vez que se creada la seccin de la columna usando alguno de los mtodos, las figuras (shapes) comprendidas en la seccin, se pueden editar usando las herramientas del captulo 4, incluyendo agregar, borrar, cambiar y distribuir las varillas.

Quick Design Wizard (ayudante de diseo rpido).

El ayudante se muestra en la figura 3-1 y aparece cuando CSICOL inicia.

El proceso general que contempla es el siguiente:

1. Si el ayudante no aparece, click en File > New Column Using Quick Design o el

botn del ayudante . Si el botn Cancel se presiona en cualquier momento, todos los pasos previos tambin se cancelan.

83


Figura 3-1: El asistente de CSICOL

2. Botn Units and Code. Presionarlo para accesar a las opciones y referencias. Revisa y acepta los valores predeterminados en el rbol de pestaas de la ventana (General, View, Section Capacity) o se usa la lista desplegable y la caja de edicin para especificar los valores deseados. En el captulo 2 se da informacin adicional acerca de las opciones y preferencias. El botn Units and Code dentro del ayudante, se desactivara una vez que se ha usado para accesar a las opciones y se ha presionado el botn OK. Si el botn se desactiva y se requieren cambios, se contina con el ayudante y despus se usan los comandos en el men Options.

3. Botn Material Parameters. Con este se accesa a la ventana de los parmetros del material de la columna. Revise y acepte os valores predeterminados o utilice las listas y cajas de edicin para especificar los valores deseados. Este botn se desactivara despus de que se ha usado para accesar a las opciones y se ha

83


presionado el botn OK. Si se requieren cambios despus, se pueden hacer en el paso 4.

4. Botn Confinement and Cover. Se accesa a la ventana de recubrimiento y confinamiento, en la cual se dan opciones para especificar el recubrimiento libre de las varillas longitudinales en las unidades de trabajo en uso y se da la opcin de escoger entre refuerzo en espiral o estribos. Cualquier barra agregada a la figura, obtendr los parmetros default de esta ventana.

NOTA: el recubrimiento libre se puede ajustar para cada figura en la seccin. Para hacerlo, (a) completar el diseo con el ayudante, (b) dar click en el men Define > Confinement and Cover para accesar a esta opcin y especificar nuevos parmetros, (c) doble click en la figura para accesar al editor de figuras, (d) usar el editor de figuras para borrar varillas y despus reemplazarlas. El remplazo obtendr los valores de las nuevas propiedades del recubrimiento. Vea el capitulo 4 para informacin acerca del Editor de Figuras (Shape Editor).

5. Section Shape (Figura de la seccin). Seleccione la forma (rectangular o circular) y pulsa el botn Define XS para acceder a la ventana de columna rectangular o circular y definir el tamao de la seccin, distribucin de varillas y, si es aplicable, el tipo de refuerzo transversal (estribos o espiral). Note que se puede usar el botn Material para acceder a la misma ventana de parmetros del material de la columna que se us en el paso 3.

6. Cuadro Consider Slenderness. Cuando se selecciona este cuadro, CSICOL considera los efectos de esbeltez y se debern definir las condiciones de apoyo de la columna usando el botn Define Framing. Cuando se ignora esta opcin, se puede brincar este paso y el siguiente.

7. Botn Define Framing. Se usa este botn solo cuando los efectos de esbeltez son considerados. Presionando este botn, se accesa a las condiciones de apoyo y restricciones de la columna.

8. Define Loading (definir carga). Se pueden definir las condiciones de carga de modo simple o detallado. Para una columna no esbelta, se usa el modo simple. Para una columna esbelta, se usa el modo detallado. Si se ha elegido la casilla Consider Slenderness, CSICOL muestra la ventana para definir la carga de modo detallado

83


cuando se presiona el botn Define Loading, de lo contrario, se muestra la definicin de la carga en modo simple.

9. Resultados. Despus de que se definieron las condiciones de carga y la seccin, presione el botn Capacity Ratio (ndice de capacidad) para determinar si la seccin es adecuada para la carga establecida. Para ver resultados detallados, presione el botn Detailed Results. La ventana de resultados del clculo de la capacidad mostrar resultados detallados para los extremos superior e inferior de la columna, incluyendo la carga, el vector P-M, el vector de capacidad, orientacin y profundidad del eje neutro y el ndice de capacidad. Si el ndice de capacidad indica que la columna no es adecuada (usualmente mayor que uno), presione el botn Reset XS Step para regresar a los valores default. Repita del paso 4 al 7 para cambiar las dimensiones de la seccin o la figura y el material hasta que el ndice de capacidad indique que la columna es adecuada (menor que uno). Vea el capitulo 5 para ms informacin.

10.Presione el botn Generate Report para generar un reporte impreso de los resultados. Vea el capitulo 6 para ms informacin.

Men File > New Rectangular Column ( Nueva columna rectangular).

Con este botn, se agregar una columna rectangular al archivo en uso. El procedimiento a usar es el siguiente:

1. Si el ayudante de diseo rpido esta activo, presione el botn Cancel.

2. Ajuste los cdigo de diseo y las unidades de trabajo usando el comando del men Options > Options and Preferences.

3. Use el comando del men Define > Confinement and Cover para especificar el refuerzo transversal o lateral, as como el recubrimiento para las barra longitudinales.

4. Presione el comando del men File > New Rectangular Column. Presione el botn Materials que est en la parte inferior de la ventana para definir los parmetros del material, el nombre de la columna, las propiedades del concreto y las de las barras. Vea definir el material base para la seccin ms adelante en este captulo para mas

83


informacin. Las propiedades definidas de las barras se asignan a todas las que se agreguen a una figura particular. Las unidades mostradas son las definidas usando comando del men Option > General Options.

5. Tamao de la seccin. Acepte los valores o introduzca nuevos en las cajas ancho y alto.

6. Capa de barras. Especifique el arreglo, nmero y dimetro de las barras de refuerzo principal . presione el arreglo que mejor se ajuste a sus requerimientos e indique el numero y el dimetros de las barras en la caja de edicin Total (e.g., 8#10), o

presione el botn para especificar barras adicionales que sern distribuidas de acuerdo a la forma de la capa seleccionada.

7. Use this as Pattern for Auto Design. Cuando se selecciona esta caja, el programa considera el acomodo de las barra de refuerzo durante el proceso de autodiseo.

8. Lateral. Note que el refuerzo transversal se trat en el paso 3. Cuando sea necesario, use esta opcin para cambian el refuerzo.

9. Botn OK. Cierra la ventana de Columna Rectangular.

10.Consider Slenderness Effects (considerar efectos de esbeltez). Si la columna va a ser diseada como esbelta, presione el comando del men Define > Consider

Slenderness Effects o el botn Consider Slenderness Effects para habilitar esta propiedad. Si la columna no va a ser esbelta, ignore este paso y valla al 12.

11.Si es necesario, de doble click en la figura seleccionada para editar sus dimensiones y otras propiedades numricamente; as como agregar, borrar o editar las varillas usando el editor de figura. Si es necesario hacer cambios en el recubrimiento, use el comando del men Define > Confinement and Cover antes de hacer doble click sobre la figura. El recubrimiento se puede cambiar para cada figura de una seccin.

12.Si la columna es esbelta, se usa el comando del men Assign > Column Framing Conditions para definir es escenario de arriostramiento y/o soporte de la seccin de la columna. Vea la seccin especificar las condiciones de sujecin y/o arriostramiento de la columna ms adelante para ms informacin.

13.Use el comando del men Assign > Column Loads para definir cargas para la seccin de la columna. Se puede definir carga simple o detallada. Para una columna corta o no esbelta, usar el modo simple. Para una columna esbelta, usar el modo detallado. Vea la seccin especificar cargas ms adelante para ms informacin.

14.Use el comando del men Design > Column Auto Design para aplicar un proceso iterativo y definir la seccin transversal ms pequea con el refuerzo mnimo que satisface todas las combinaciones de carga (en los extremos superior e inferior de la

83


columna y a lo largo de ambos ejes). Vea la seccin Autodiseo de la columna para ms informacin.

15. Use las variadas opciones del men Display para ver los resultados para la seccin de la columna. Vea el capitulo 5 para ms informacin acerca de la mostracin e interpretacin de los resultados.

16.Seleccione el comando del men File > Report Creation Wizard para generar un reporte impreso de los resultados. Vea el capitulo 6 para ms informacin.

Men File > New Circular Column (Nueva columna circular).

Use este comando para acceder al formato de Columna Circular, el cual agregara una nueva seccin circular al archivo de proyecto en uso. El proceso general para usar este mtodo para modelar, analizar y reportar una columna circular es:


2. Ajuste los cdigo de diseo y las unidades de trabajo usando el comando del men Options > Options and Preferences.


4. Presione el comando del men File > New Circular Column. Presione el botn Materials que est en la parte inferior de la ventana para definir los parmetros del material, el nombre de la columna, las propiedades del concreto y las de las barras. Vea definir el material base para la seccin ms adelante en este captulo para mas informacin. Las propiedades definidas de las barras se asignan a todas las que se agreguen a una figura particular. Las unidades mostradas son las definidas usando comando del men Option > General Options.

5. Tamao de la seccin. Acepte los valores o introduzca nuevos en las cajas width y height.

83


6. Capa de barras. Especifique el arreglo, nmero y dimetro de las barras de refuerzo principal. presione el arreglo que mejor se ajuste a sus requerimientos e indique el numero y el dimetro de las barras en la caja de edicin Total (e.g., 8#10), o presione el botn para especificar barras adicionales que sern distribuidas de acuerdo a la forma de la capa seleccionada.

7. Lateral. Note que el refuerzo transversal se trato en el paso 3. Cuando sea necesario, use esta opcin para cambian el refuerzo.

8. Botn OK. Cierra la ventana de Columna Rectangular.

9. Consider Slenderness Effects (Considerar efectos de esbeltez). Si la columna va a ser diseada como esbelta, presione el comando del men Define > Consider

Slenderness Effects o el botn Consider Slenderness Effects para habilitar esta propiedad. Si la columna no va a ser esbelta, ignore este paso y valla al 12.

10.Si es necesario, de doble click en la figura seleccionada para editar sus dimensiones y otras propiedades numricamente; as como agregar, borrar o editar las varillas usando el editor de figura. Si es necesario hacer cambios en el recubrimiento, use el comando del men Define > Confinement and Cover antes de hacer doble click sobre la figura. El recubrimiento se puede cambiar para cada figura de una seccin.



13.Use el comando del men Design > Column Auto Design para aplicar un proceso iterativo y definir la seccin transversal ms pequea con el refuerzo mnimo que satisface todas las combinaciones de carga (en los extremos superior e inferior de la columna y a lo largo de ambos ejes). Vea la seccin Autodiseo de la columna para ms informacin.



Men File > New Column (Nueva columna)

83


Cuando se usa este comando, se agrega una rea de trabajo en blanco al archivo en uso. El proceso general es el siguiente:


2. Por default, el programa mostrara las unidades de trabajo de la ltima sesin guardada. Si es necesario, use el comando del men Options > General Options para cambiarlas.

3. Use el comando del men Define > Material Properties o el botn Column Material

Parameters para acceder al formato de parmetros del material de la columna y definir sus propiedades. Ver Definir el material base para la seccin ms adelante para mayor informacin. Las propiedades definidas para las varillas, se asignan a todas las que se agreguen a una figura particular. Las unidades mostradas son las especificadas usando el comando del men Option > General Options.

4. Use el comando del men Define > Confinement and Cover para especificar el refuerzo transversal o lateral, as como el recubrimiento para las barra longitudinales. Los parmetros definidos aqu, se asignan a todas las barras agregadas a una figura particular.

5. Use alguna de las siguientes herramientas para agregar una figura a la seccin de la columna en uso:

a. Botn Add Basic Concrete Shape. Da acceso a una lista para agregar figuras bsicas de concreto a la seccin en uso.

b. Botn Add Basic Steel Shape. Da acceso a una lista para agregar figuras bsicas de acero a la seccin en uso.

c. Botn Add Shape From Library. Abre una ventana para seleccionar libreras de figuras para agregar una a la seccin en uso.

d. Botn Draw Closed Shape. Habilita el modo de dibujo, el cual puede usarse para agregar una figura a la seccin presionando el botn izquierdo del ratn.

e. Botn Add Shape by Coordinates. Accesa al formato para definir figures mediante puntos, el cual puede usarse para especificar coordenadas de puntos mediante la entrada directa o importando las coordenadas desde un origen externo.

6. Repita el paso 5 para agregar ms figuras a la seccin de la columna en uso.

83


7. Use el ratn y los comandos disponibles en el men Edit para colocar la o las figuras y obtener la seccin requerida. Vea el capitulo 4 para mayor informacin acerca de mover y pegar figuras, agregara filetes o agujeros y lo que se desee.

8. De doble click sobre la figura seleccionada para editar sus dimensiones y otras propiedades numricamente usando el editor de figura y agregar, borrar, cambiar y distribuir las barras en la seccin. Si es necesario hacer cambios en el recubrimiento, use el comando del men Define > Confinement and Cover antes de hacer doble click sobre la figura. El recubrimiento se puede cambiar para cada figura de una seccin.


10.Consider Slenderness Effects (Considerar efectos de esbeltez). Si la columna va a ser diseada como esbelta, presione el comando del men Define > Consider Slenderness Effects o el botn

Consider Slenderness Effects para habilitar esta propiedad. Si la columna no va a ser esbelta, ignore este paso y valla al 11.



13.Use el comando del men Design > Column Auto Design para aplicar un proceso iterativo y definir la seccin transversal ms pequea con el refuerzo mnimo que satisface todas las combinaciones de carga (en los extremos superior e inferior de la columna y a lo largo de ambos ejes). Vea la seccin Autodiseo de la columna para ms informacin.



83


3.3. Definir el material base para la seccin.Seleccione el comando del men Define > Material Properties o el botn Column

Material Parameter para acceder al material de la columna y definir el material base para la seccin. Esta definicin es aplicada a la seccin entera de la columna. Se pueden hacer modificaciones del fc, recubrimiento y curva de esfuerzo para cada figura mediante al Editor de Figura.

Seleccione o de especificaciones para las siguientes areas de los parmetros del material de la columna:

Column Caption. Teclee el nombre de la seccin. Este nombre se mostrara en la lista de secciones en la pantalla principal. Tambin se mostrar en el reporte generado para la seccin.

Concrete Type. Seleccione el grado del concreto par la seccin. Se dan varios grados comnmente usados (de fc = 2.5 ksi a 8 ksi). El dato del tipo de concreto se da solamente para identificacin y conveniencia. El fc se puede cambiar independientemente usando el Editor de Figura. Vea el capitulo 4.

Concrete Fc. Especifique el esfuerzo ultimo de compresin del concreto como lo define el cdigo ACI 318 para el tipo de concreto seleccionado.

Concrete Ec: especifique el modulo de elasticidad estndar E del material y que es usado para el clculo de secciones compuestas y clculos de rigidez. Para concretos estndar, este calor es calculado automticamente por el programa. Puede cambiarse con el Editor de Figura.

Rebar Type: seleccione del grado 40 al 60 para el acero de refuerzo. El fy de las barras se modifica automticamente despus de que se selecciona el tipo de acero.

Rebar Fy: Especifique el esfuerzo limite del acero, el cual se usa en el diseo del refuerzo principal.

Modulus of Elasticity: Especifique el modulo de elasticidad para el material de las barras.

Stress Strain Curve: Seleccione de la lista la curva de esfuerzo basada en el mtodo Elasto Plstico o el modelo de Esfuerzo de Endurecimiento de Park.

Rebar Set: Especifique las varillas usando el sistema Mtrico, ASTM o pulgadas, o especifique unidades definidas por el usuario. Si se selecciona la opcin del usuario, tambin se debe presionar el botn Edit para acceder al formato de edicin de las barras. Presione las celdas de la hoja entendible y teclee los valores revisados

83


para el dimetro o rea de la barra. Presione el botn OK para aceptar los cambios y regresar al formato o ventana de Parmetros del Material.

3.4. Agregar figuras de una librera.Sin tener en cuenta el mtodo usado para empezar una columna, se pueden agregar figuras desde libreras, por ejemplo, para crear secciones complejas. Agregue una figura de alguna de las libreras como sigue:

1. Seleccione el comando del men Draw > Add Shape from Library o presione el

botn Add Shape from Library alternativamente seleccione esta opcin de la

lista desplegable despus de presionar el botn Add Basic Concrete Shape o el

botn Add Basic Steel Shape . Cualquiera de estas acciones abrirn la vista y el formato para seleccionar la librera de figuras.

Si no se muestran libreras, presione el botn Add Library from File en la ventana y seleccione libreras para abrir una ventana de seleccin y abrir el archivo de la librera, por ejemplo el archivo Internal Shapes.lsd. Presiones este archivo para acceder a varias libreras como las de figuras rectangulares, en caja, T y ms.

2. Seleccione una librera apropiada y presione el botn Next o de doble click en el icono resaltado de la librera. Aparecer una ventana mostrando todas las figuras de

esta librera. Para figuras de acero, ser necesario presionar dos veces el botn para mostrarlas.

3. Seleccione de la lista la figura deseada. De doble click en la figura seleccionada o

presione el botn Add Shape and Close . La figura seleccionada se agregara en el centro de la rea de dibujo.

TIP: si se van a agregar varias figuras, seleccione la casilla Keep Library Open para mantener la ventana abierta hasta que usted la cierre.

Librera de figuras

83


Las libreras de figuras consisten en una coleccin de figuras bsicas que se pueden usar para crear nuevas figuras y secciones. Las figuras en la coleccin se agrupan en las siguientes categoras:

Figuras bsicas de concreto

Figuras bsicas de acero

Figuras para puentes

Figuras estndar de acero

o Figuras de acero de la AISC en unidades mtricas

o Figuras de acero del AISC en unidades US

o Figuras de acero del CISC

La figura 3-2 muestra la ventana y el formato de seleccin de las libreras. Los botones de herramientas se habilitan o deshabilitan dependiendo del nivel de la librera en uso. Por ejemplo, si el usuario esta en el nivel superior (solamente los nombres principales de las

libreras se muestran),el botn Add Shape and Close se deshabilita. Las funciones del los botones de la barra de herramientas son:

Guarda la librara en uso con el nombre default o el que est en uso.

Guarda la librera en uso con un nombre especificado por el usuario.

Guarda todos los archivos de la librera

Permite un movimiento hacia atrs dentro de la librera.

Permite un movimiento hacia abajo dentro de la librera

Se salta hasta el nivel superior (en la librera principal).

83


Agrega la figura resaltada al espacio principal de trabajo, cierra las vistas y formatos de edicin de libreras.

Abre una ventana de seleccin de archivos para seleccionar y abrir un nuevo archivo de librera.

Remueve la librera resaltada del archivo en uso.

Corta la figura seleccionada y la coloca en el portapapeles de Windows.

Copia la figura seleccionada y la coloca en el portapapeles.

Pega la seccin guardada en el portapapeles sobre la librera en uso.

Imprime la lista de figuras en la librera en uso.

Figura 3-2: Ventana de vista y seleccin de libreras de figuras.

83


3.5. Agregar figuras dibujndolas.Si la figura de su preferencia no est disponible en ninguna de las libreras del programa, las puede crear dibujndolas en la pantalla. Se pueden definir grficamente figuras de cualquier geometra.

1. Ajuste el espaciamiento de la malla o retcula, el movimiento y otras propiedades necesarias para dibujar una nueva figura.

2. Presione el botn Draw Closed Shape o seleccione el comando del men Draw > Draw Shape. Note que el cursor se cambiara a un signo +.

3. Presione el botn izquierdo del ratn en cualquier lugar de la pantalla donde desee colocar un nodo. Repita el proceso para dibujar todos los nodos de la figura.

4. De doble click para terminar el dibujo.

Se le puede hacer un hoyo a la figura dibujada como sigue:

a) Pngase en el modo de seleccin haciendo click en el botn Select

b) De doble click en la lnea externa de la figura para entrar al Editor de Figura.

c) Ajuste el tipo de figura para hacer el hoyo.

3.6. Agregar figuras importando sus coordenadas.Se pueden definir los nodos de una figura tecleando sus coordenadas o importndolas de un archivo externo. Esos archivos incluyen datos del portapapeles, separados por comas, separados por espacios, tabulaciones y archivos con extensin .dxf

1. Use el comando del men Draw > Add Shape by Coordinates o presione el botn

Add Shape by Coordinates para acceder al formato de definicin de figuras mediante puntos.

2. Introduzca las coordenadas de los puntos de la figura teclendolas directamente en la hoja desplegable del formato de definicin de figuras o imprtelas como sigue:

83


a. Presione el botn Import dentro del formato de definicin de figuras para acceder a la ventana Importar Coordenadas de la Figura.

b. File Type. Seleccione de la lista el tipo de archivo que se va a importar.

c. File Name. Presione el botn Select File y localice el archivo de entrada. Se mostraran los datos del archivo y una vista previa de la figura.

d. Presione el botn OK p ara importar los datos y cerrar la ventana Importar Coordenadas de la Figura y regresar al formato Definir Figuras mediante Puntos.

Use el botn Insert para insertar coordenadas adicionales de puntos.

Use el botn Remove para remover coordenadas que no se quieran.

Use el botn Clear para remover todas las coordenadas de los puntos.

El rea mostrada en la ventana Definir Figuras mediante Puntos se actualiza mostrando el boceto de la figura formada por las coordenadas.

Despus de que los datos se han introducido, se puede usar el botn Export para exportar coordenadas en varios formatos a otros programas para procesos adicionales. Despus del proceso, los datos se pueden importar de regreso a la ventana Definir Figuras mediante Puntos.

a. File Type. Seleccione de la lista el tipo de archivo que se va a importar.

b. File Name. Presione el botn Select File y localice el archivo de entrada. Presione el botn Save.

c. Presione el botn Done para cerrar la ventana Export Shape Coordinates y regresar a la ventana Define Shapes by Points.

3. Presione el botn OK para cerrar la ventana Define Shapes by Points y regresar al rea de dibujo de CSICOL.

83


3.7. Especificar Condiciones de Sujecin y/o Arriostramiento de la columna.

Use el comando del men Assign > Column Framing Conditions cuando los efectos de esbeltez se consideran para especificar la informacin necesaria para realizar el clculo de los momentos incrementados. La figura 3-3 ilustra las condiciones de arriostramiento respectivos para los planos XZ y YXZ.

La informacin requerida incluye la longitud libre de la columna y el factor de longitud efectiva k para cualquier condicin de arriostramiento. El programa puede calcular esos factores k basndose en las condiciones de soporte o arriostramiento de los extremos seleccionado. CSICOL puede acomodar diferentes factores K para las dos direcciones de pandeo (planos XZ y YXZ). Alternativamente, se pueden indicar calores de k teclendolos directamente. Se presenta una vista en 3D de las condiciones de arriostramiento de la columna en consideracin en el rea de muestra.

Especifique las condiciones de arriostramiento como sigue, usando la ventana Column Framing Conditions:

1. Pestaas XZ Plane y YZ plane. Seleccione la opcin correspondiente para el plano de pandeo para el cual se quieren definir las condiciones de arriostramiento.

2. Total C/C Length and Unsupported Length. Teclee los valores de la altura libre de la columna y la altura de techo en las cajas respectivas.

3. Framing. Presione la grafica que mejor se ajuste a las condiciones de soporte del los extremos (e.g. Extremos restringidos, soportes de restriccin en ambos extremos; Cantilver apoyada, soporte de restriccin fija; Cantilever, soporte libre; columna de piso inferior, fijo en uno de los extremos y conectado a elementos de restriccin en el otro; columna de piso intermedio, conectada a elementos de restriccin en ambos extremos).

83


Figura 3-3: Condiciones de sujecin y/o arriostramiento.

4. Braced K-Factor and Unbraced K-Factor. CSICOL calcula y reporta factores k (con y sin restriccin lateral) si la opcin Extremos Restringidos, Cantilever apoyada o Cantilever, se selecciona en el paso 3; acepte los valores calculados o introdzcalos en las cajas correspondientes. Si se seleccionaron las opciones de Columna de Piso inferior o intermedio, introduzca los parmetros en las cajas de edicin o presione el botn para calcular el factor k.

5. Repita los paso 1 al 4 para calcular k en la otra direccin.

Factor de Longitud Efectiva.

Se puede calcular el factor de longitud efectiva k para una columna, basndose en las condiciones de soporte del extremo. Se pueden proveer diferentes factores para las dos direcciones de pandeo (planos XZ y YXZ). La figura 3-4 muestra la ventana del factor de longitud efectiva.

83


Use el men Assign > Column Framing Conditions y seleccione el escenario de

Columna de Piso Inferior o Intermedio y presione el botn para acceder a la ventana Effective Length Factor y calcular k. Cuando se especific una Columna de Piso Inferior, CSICOL muestra el factor de longitud efectiva. Pero cuando se elije el escenario de Columna de Piso Intermedio, CSICOL muestra la ventana Effective Length Factor Frame. Haga selecciones en esta ventana para lo siguiente:

Figura 3-4: Ventana del factor de longitud efectiva.

1. Presione la grafica en la parte superior de la pantalla que refleje las condiciones de arriostramiento para el que el factor k se va a calcular. La lnea azul representa la columna en consideracin y las otras lneas representan las condiciones de arriostramiento que rodean la columna o encima de ella. CSICOL mostrara el escenario de arriostramiento en la pantalla. Los nmeros mostrados en las cajas de las lneas exteriores sobre los bordes de la figura mostrada, son las longitudes de las columnas (verticales) y las de las vigas (horizontales). Las longitudes para las columnas son de piso a piso y para las vigas, son a la columna adyacente.

83


2. Cajas de edicin de EI. Muestran los valores default para las rigideces de las columnas sobre y debajo de la columna en consideracin y las rigideces para las vigas que conectan a la columna. Puede presionar el botn en donde adems se puede modificar la figura y la distribucin del acero de la columna y as calcular el valor efectivo de EI para los miembros conectados a la columna en consideracin.

3. Botn Compute. Calcular y dar un reporte de los valores de k para condiciones de no estabilidad y de estabilidad.

4. Presione el botn OK para transferir los valores de k a las cajas de edicin apropiadas en la ventana de condiciones de arriostramiento de la columna.

Calculador de EI

Use esta ventana para especificar la figura, dimensiones y distribucin de refuerzo para los miembros conectados a la columna y calcular el valor asociado EI. Este factor se usara parar determinar el valor del Factor de Longitud Efectiva para condiciones de estabilidad y no estabilidad de la columna.

Esta ventana cuenta con una rea grafica, una ventana de propiedades (a la derecha ), una ventana con el nombre de la figura y las propiedades del material, coordenadas, dimensiones, etc.

1. rea de muestra. El programa mostrara figura default en esta rea. Si es necesario,

use el botn Concrete Shape para acceder a una lista y seleccionar una nueva figura, la cual se agregar al rea de muestra. Esta rea de muestra es tambin donde se pueden agregar, copiar y hacer la distribucin de las barras, mediante botones de la barra de herramientas.

2. Ventana de propiedades. Muestra datos de la figura y las varillas; tales como ancho, rea, inercia, valores calculados de I22 y I33 y el rea e ndice del refuerzo. Despus de hacer cambios en el rea de muestra, presione el botn Accept Changes

y el programa actualizara los datos mostrados.

3. Nombre de la figura, tipo de material, submaterial, fc del concreto y modulo E. Utilice la lista y las cajas de edicin en la esquina inferior derecha para cambiar el

83


nombre de la figura y otros factores ah mostrados. Esta informacin es usada para calcular la rigidez de la seccin transversal de los miembros de conexin.

4. Factor de Reduccin del EI. Varios cdigos requieren que el factor EI se reduzca con un factor para cubrir los efectos de agrietamiento y otros. Use la caja de edicin de este factor para especificar otro distinto al del cdigo.

5. Pestaas de Coordenadas y Dimensiones. Las coordenadas de los puntos de la figura no se pueden cambiar, as que la pestaa de coordenadas es solamente para mostrarlas. Presione sobre las celdas de las dimensiones e introduzca nuevos valores para cambiar las dimensiones de la figura.

Los botones de la barra de herramientas en la ventana del calculador de EI, funcionan de manera similar a los del Editor de Figuras. Vea la seccin del captulo 4 para ms informacin de estos botones.

3.8. Especificar Cargas.Los dos modos para definir cargas sobre la columna son el simple y el detallado. Use el modo simple cuando la columna es corta; de otro forma, se debe usar el modo detallado. La figura 3-5 ilustra la carga sobre la columna y la seccin transversal de la misma.

83


Figura 3-5: Cargas sobre la columna y seccin transversal.

Modo simple

Use este modo cuando se conocen las siguientes condiciones:

La columna es diseada para ser corta o cuando los efectos de esbeltez se pueden ignorar.

Las cargas y los momentos se han incrementado por un anlisis separado; como el anlisis P-Delta en ETABS o por otro procedimiento.

Carga detallada o condiciones de arriostramiento no disponible.

Para la combinacin de carga simple, especifique el nombre, valor de la carga axial, Mx sup (momento alrededor de X en el extremo superior de la columna), Mx inf (momento alrededor de X en el extremo inferior de la columna), My sup y My inf.

Defina la carga en modo simple de la siguiente manera:

1. Defina la seccin (geometra, propiedades de las barras y del material), como se describe en la seccin previa en este captulo. Use el comando del men Assign > Consider Slenderness Effects para asegurarse de que los efectos de esbeltez no se consideran.

83


2. Use el comando del men Assign > Column Loads o presione el botn Column

Loads para especificar el modo simple. Use esta ventana para especificar el nombre de la combinacin de carga, la carga axial y los cuatro momentos (Mx inf ,Mx sup ,My sup y My inf). Especifique tantas combinaciones de carga como se requiera para el anlisis y diseo.

Use el botn Import para importar combinaciones de carga de archivos de texto previamente guardados o de los datos del portapapeles de Windows. Esto activara el formato para importar cargas de diseo desde archivo.

a. File Tipe. Seleccione el tipo de archivo del cual quiere importar los datos.

Si se selecciona la opcin de Datos del Portapapeles, se copiaran a la ventana Design Loads from File (cargas de diseo desde archivo). En este caso, brnquese los pasos b y c y proceda con el paso 3.

b. File Name. Use el botn Select File para localizar el archivo.

c. Presione el botn OK para importar los datos de la carga en modo simple.

3. Presione el botn OK en la ventana del formato de modo simple para regresar al rea de dibujo.

Modo detallado.

Se pueden definir un sinnmero de combinaciones para cargas detalladas. Adems se pueden definir combinaciones en el plano XZ y YZ separadamente. Las cargas detalladas son necesarias solo si los efectos de esbeltez necesitan ser considerados. Para especificar cargas finales de diseo directamente, use la opcin de carga en modo simple (vea la seccin anterior). Defina una combinacin de carga detallada como sigue:

1. Defina la seccin (geometra, propiedades de las barras y del material), como se describe en la seccin previa en este captulo. Use el comando del men Assign > Consider Slenderness Effects para asegurarse de que los efectos de esbeltez se consideran.

83


2. Use el comando del men Assign > Column Loads o presione el botn Column

Loads para especificar el modo simple. Use esta ventana para especificar el nombre de la combinacin de carga, la carga axial y los cuatro momentos (Mx inf ,Mx sup ,My sup y My inf). Especifique tantas combinaciones de carga como se requiera para el anlisis y diseo.

3. En la ventana Column Load seleccione la direccin de la carga (a lo largo de X o de Y) presionando la pestaa correspondiente y especifique el nombre de la combinacin.

4. Especifique la carga axial, momento superior e inferior para condiciones restriccin y sin restriccin. Introduzca los datos de la condicin no restringida solo si la opcin Consider As Sway se selecciona en la parte inferior de la ventana.

5. Especifique la cortante de piso, la carga del piso y la carga critica para la condicin sin restriccin lateral. Este dato se usa para calcular el factor de incremento.

6. Presione el botn Check Sway Condition para indicar la condicin de no restriccin lateral. Esto activar la ventana para revisar la combinacin de carga sin restriccin lateral.

a. Use el botn New para agregar otra combinacin.

b. Use los botones Modify y Delete para modifica y borrar las combinaciones de carga respectivamente.

83


Revisin de la combinacin de carga sin restriccin lateral.

Presione el botn Check Sway Condition en la ventana Column Load para acceder a la ventana para la revisin. La revisin se basa en los siguientes 3 criterios:

ndice de estabilidad (Stability Index). Esta revisin se realiza para el piso o nivel entero. Si el ndice de Estabilidad Q del piso es menor o igual a 0.05, el piso se asume como restringido lateralmente. Los datos requeridos para realizar esta prueba incluyen la suma de la carga axial factorizada del piso, la deflexin lateral relativa entre la parte superior e inferior del piso o nivel, la cortante que causa dicha deflexin y la longitud libre de la columna. El programa reporta el ndice de estabilidad de acuerdo a los datos que se le den. Si los datos ya se han introducido en la parte de no restriccin lateral (sway) de la ventana de Carga detallada (Detailled Column Load), esos datos se muestran aqu. De otro modo, los datos proporcionados para esta opcin, se transfieren a la ventana de Detailled Column Load.

Resultados del anlisis de segundo orden (Second Order Analisys Results). Si el incremento en los momentos de los extremos de la columna provocado por los efectos de segundo orden no exceden 5% de los de primer orden, la columna en la estructura se considerara como restringida lateralmente. El dato requerido para los resultados del anlisis de primero y segundo orden, son los momentos en los extremos. El programa reporta el porcentaje de diferencia para ambos momentos en los extremos obtenidos del anlisis.

Rigidez Relativa de los Arriostramiento de la Columna (Relative Stiffness of Bracing to Column). Una columna debe ser considerada como restringida lateralmente si esta se localiza en un nivel o piso en el cual los elementos de restriccin (muros de cortante y otras restricciones) tienen bastante rigidez lateral para resistir la deflexin lateral del piso o nivel, de manera que sea muy pequea para no afectar sustancialmente el esfuerzo en la columna. El dato requerido es la suma de las rigideces laterales de todos los elementos que arriostran la columna y la rigidez lateral de la misma.

Despus de suministrar los datos requeridos, presione el botn Check. El programa reportara si la columna o el piso (nivel) en consideracin esta o no restringido lateralmente. Cerrando la ventana, se actualizarn los datos de la ventana Detailled Column Load. La ventana Revisin de la combinacin de carga sin restriccin lateral (Sway Load Combination Check) se muestra en la figura 3-6.

83


Figura 3-6: Venta de revisin de la combinacin de carga sin restri

Manual de Usuario CSICOL

Documents

Transcript of Manual de Usuario CSICOL