Manual bsico pas a paso de SAP2000

Tutorial bsico paso a paso de SAP2000, anlisis dinmico modal aplicando la norma Venezolana COVENIN 1756-2001.1.- Definicin de casos de carga:

Lo primero que hay que hacer es ir a:

DEFINE >> Load Cases

Al hacer clic en Load Cases aparece el siguiente formulario.

Fig-1: Definicin de casos de carga.

Como se puede observar en la figura 1, el primer caso de carga a definir es el del peso propio de la estructura PP al que se le debe asignar el tipo Type DEAD por ser una carga muerta o permanente y adems se le asigna en Self Weight Multiplier un factor para que sea considerado como peso propio el cual es generalmente 1, en algunos casos, en estructuras de acero se puede usar un factor de 1,1 a 1,15 si se desea considerar el peso de las conexiones, planchas, pernos, en fin, elementos que no son considerados en el modelo matemtico de la estructura.

Cabe destacar adems que este caso de carga PP no debe ser usado para asignar cargas a la estructura.El resto de los casos de carga permanentes deben ser del tipo SUPERDEAD ya que son pesos impuestos por el usuario en forma de cargas y adems para diferenciarlos del caso de carga PP.Los casos de carga ssmicos sern definidos ms adelante en Analysis cases ya qu para este ejemplo haremos un anlisis dinmico espacial de superposicin modal.Si se desea hacer un anlisis ssmico esttico, se define un caso de carga del tipo seismic y en los casos de anlisis se le define como linear static.2.- Definir espectros:A continuacin definiremos el espectro de diseo que ser ingresado en el sap2000, de acuerdo con COVENIN.

1756-2001.

Una vez calculado el espectro de diseo, se procede a ingresarlo en el prgrama de la manera siguiente:Entrando en:

DEFINE >> Functions

>> Response Spectrum.

Al hacer clic aparece el siguiente formulario.

Fig-2: Definicin del espectro de respuesta.Existen 4 maneras bsicas de definir o agregar un espectro:

Importar espectro de un archivo con extensin TXT.Spectrum from file. Definido por el usuario.....User define.

Espectro predeterminado de algn cdigo internacional...Ejem: IBC2006 spectrum. - Usando el editor interactivo de SAP2000.En este caso ingresaremos el espectro usando el editor interactivo el cual nos permite exportar e importar archivos hacia o desde ECXEL respectivamente.

Fig-3: Interactive database editing.

Fig-4

Lo que podemos apreciar en la figura 4 no es ms que los valores del espectro que trae por default el programa, en el que se aprecian el periodo Period, la aceleracin Accel y el amortiguamiento FuncDamp que generalmente se toma como 0,05.

Ahora solo resta hacer clic en el botn To EXCEL para enviar la tabla a dicho programa, en el que posteriormente cambiaremos los datos para ingresar nuestro nuevo espectro.

Fig-5. Datos del espectro antes de ser modificados.

Fig-6. Nuevo espectro para el diseo.

Ntese como el nombre de la funcin, a la cual llamamos Espectro, debe ser escrito al lado de cada valor ingresado.Luego de tener todos los datos ingresados en EXCEL se va al formulario anterior, el cual no debe ser serrado durante este procedimiento, y se hace clic en el boto FROM EXCEL.

Fig. 7.Por ltimo se oprime el botn DONE, decimos s, y nos dirigimos a DEFINE >> Functions

>> Response Spectrum para verificar si la forma del espectro es la adecuada (ver figura 8).

Fig. 8.

El espectro ingresado en el programa debe ser el de diseo, es decir, el afectado por el factor de reduccin de respuesta R segn la seccin 6.4 de la norma COVENIN 1756-2001.

3.- Casos de anlisis:

Para definir los casos de anlsis se entra a DEFINE >> Analysis Cases , en este tutoras definiremos 3 tipos bsicos de anlisis: Modal, esttico y espectro de respuesta.

Fig. 9.El caso de anlisis modal es creado siempre por el programa de manera automtica, y es usado para realizar el anlisis dinmico de la estructura junto con el anlisis espectral. En este caso de anlisis se pueden definir el nmero de modos de vibracin que se desea considerar para lograr el porcentaje deseado de participacin de la masa, el cual debe ser mayor a 90% segn la norma COVENIN, as como el tipo de anlisis modal.

Fig. 10.

En los casos de anlisis estticos se pueden agrupar los casos de carga definidos en la seccin 1 de la manera que se muestra a continuacin:

Fig. 11. Caso de anlisis de cargas permanentes CP.

Por ltimo definimos los casos de anlisis tipo Response Spectrum que definen las acciones ssmicas sobre la estructura, en la figura 12 se muestra la definicin del caso de anlisis que representa el sismo en direccin X.

Fig. 12.Como se puede observar en la figura anterior, es posible incluir en el anlisis, la torsin adicional ingresando un porcentaje de la mayor dimensin en planta del entrepiso perpendicular a la direccin de anlisis. Es importante destacar que el programa ingresar la torsin adicional o accidental solo si se han asignado diafragmas rgidos a los entrepisos de la edificacin. De acuerdo a la seccin 9.6.2.2 de la norma COVENIN 1756-2001, el porcentaje de excentricidad adicional debe ser igual al 6% por lo que si se desea seguir esta normativa, el factor ingresado en el programa deber ser de 0,06.El factor de escala que acompaa a la funcin representa la aceleracin de gravedad ya que las aceleraciones del espectro estn calculadas en funcin de esta ltima. Sin embargo este factor de escala puede ser modificado si no se cumple con el cortante basal mnimo que estipula la norma.

La componente vertical del sismo se puede estimar adoptando el criterio de la norma COVENIN 1756-2001, de incluir dichos efectos estticamente como una fraccin de la carga permanente CP.

Fig. 13.

4.- Combinaciones de carga:Para dedifinir las combinaciones de carga se entra a DEFINE >> Combinations En este men se combinan los casos de anlisis definidos en la seccin 3.

Fig. 14.

Fig. 14.

Nota: En las combinaciones de carga, el programa toma en cuenta internamente la reversibilidad de las cargas ssmicas y las cargas de viento.5.- Definicin de las masas:

Es necesario definir las masas que el programa a de usar en el analisis dinamico espectral, entrando a:

DEFINE >> Mass

6.- Control del corte basal mnimo (COVENIN 1756 - 2001 Cap 9, Art. 9.6, Sec. 9.6.2.1), escalamiento del espectro.

Para el ejemplo presentado en este manual, solo es necesario escalar el espectro correspondiente al sismo en direccin Y, sustituyendo el factor de escalamiento de 9,81 por 9,855 y de esta manera alcanzar el cortante basal mnimo normativo.Mximo y mnimo nmero de modos de vibracin a considerar en el anlisis

Parmetros de los autovalores

Tipo de anlisis Modal:

Eigen vectors: Autovalores

Ritz vectors: Vectores Ritz

% de amortiguamiento

Valores de la funcin, periodo Vs Aceleracin.

La funcin se puede modificar con los botones:

Add: Agregar

Modify: Modificar

Delete: Borrar

Grafica de la funcin (espectro de diseo)

Agregar un nuevo caso

To Excel: Enviar a Excel

From Excel: Traer de Excel

Cancel Excel: Cancelar la operacin.

Undo last Apply: Deshacer la ltima operacin.

Apply to Model: Aplicar al modelo.

Done: Terminar.

Caso de Carga

Tipo

Multiplicador

de peso propio

Carga lateral

cutomtica

Modificar un caso existente

Modificar carga lateral

Borrar un caso existente

Borrar un caso espectro existente

Modificar un espectro existente

Agregar nueva funcin o espectro

Escoger tipo de ingreso de la funcin o espectro

Nombre del espetro

Ir a EDIT >>Interactive Database Editing

Como se puede ver en la figura 3, debemos marcar en este caso el item correspondiente a Response Spectrum Functions >> Table function - response spectrum - User. Y posteriormente hacemos clic en OK.

Borrar un caso existente

Modificar un caso existente

Agregar copia de un caso existente

Agregar un nuevo caso

Ver rbol de casos de anlisis

Tipo de carga

Tipo

Casos de anlisis

Caso de anlisis

Factor de escala

Tipo de anlisis esttico:

Linear: Anlisis lineal

Nonlinear: Analisis no lineal

Non linear Staged Construction: Anlisis no lineal de secuencia de construccin.

% global de excentricidad adicional por planta.

Tipo de anlisis

Reescribir excentricidades: Definir excentricidad en unidad de longitud para cada diafragma.

Mtodo de combinacin modal.

Mtodo de combinacin direccional.

Tipo de anlisis

Direccin de anlisis

Espectro

Factor de escala

% de amortiguamiento

Para este ejemplo el coeficiente ssmico vertical es igual a = 0,148, y se puede ingresar como un caso de anlisis esttico como se muestra en la figura 13.

EMBED Equation.3

Combinaciones

Borrar una combinacin existente

Modificar una combinacin existente

Agregar copia de una combinacin existente

Agregar una nueva combinacin

Agregar combinaciones predefinidas en el programa: Se agregan combinaciones de carga en funcin del cdigo de diseo que se est usando.

Nombre de la combinacin

Tipo de combinacin

Caso de anlisis

Factor de escala

Definicin de masas:

From element and additional Masses: Del peso propio y masas adicionales

From loads: De las cargas

From element and additional Masses and Loads: Una combinacin de las anteriores.

Factor Multiplicador por caso de carga. Es decir, el programa transforma las cargas a masas utilizando un factor de 0 a 1.

Caso de carga

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