sap200 básico-clase02 (2 acero)

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES CON SAP200 V16 CLASE 02 DISEÑO EN ACERO. En esta clase se estudiará las estructuración y el diseño de estructuras de acero, como armaduras de puentes, coberturas, entre otros.

Figura 1-Armaduras de puente

Figura 2-Naves industriales

Figura 3- Estructuras metálicas para techos

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Ejemplo 1 – Armadura Se tiene la armadura mostrada en la figura 1. Verifique si las secciones indicadas pueden soportar las cargas mostradas.

Material: Acero (E=2e+7 ton/m2, fu=4200kg/cm2, fy=0.60fu. Secciones: inferior y superior W10x12, Diagonales W8x10.

Figura 4- Modelo de puente de estructura metálica.

Figura 5- Armadura

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Desarrollo (Ejemplo 01) Primero se debe desarrollar el modelo estructural. Para lo cual se ingresarán las propiedades mecánicas (materiales), geometrías (elementos y secciones) de la armadura y condiciones de apoyo.

Configuración de unidades. Elección de plantilla para nuestro modelo Ruta: File ~ New Model

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Definición de materiales Ruta: Define ~ Material… Materiales En este caso, el material es el acero estructural cuyas propiedades Según el AISC son: ASTM A36 Esfuerzo de fluencia (Fy): 36 ksi = 2520 kg/cm2. Esfuerzo último de tensión (Fu): 60 ksi = 4200 kg/cm2

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Definición de secciones de elementos estructurales En este ejemplo se van a importar secciones desde una base de datos.

Ruta: Define ~ Section Properties ~ Frame Section

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Se procede a la asignación de la secciones, a nuestro modelo estructural. Ruta: Assign- Frame – Frame Sections..

Debemos realizar este procedimiento con todos los elementos estructurales.

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Como se muestra en la figura las secciones fueron asignadas para ver una vista llena se debe seguir la siguiente ruta View –

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Se deben definir los patrones de carga. Ruta: Assign- Frame – Frame Sections . . .

Se procede a la asignación de cargas previamente Ruta: Assign- Joint loads –

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Combinaciones de diseño

Ruta: Define – Load combinations

Análisis estructural Ruta: Analyze – Run Analyze

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Se procede a diagramar las fuerzas axiales. Ruta: Display – Show Forces/Stresses-Frame/cables/Tendons. . . DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Previamente debemos configurar nuestras preferencias de diseño. Ruta: Steel Frame Desing-View/Revise Preferences

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Determinación de las combinaciones de diseño. Ruta: Steel Frame Desing- Select desing combos

Diseño. Ruta: Start Desing/Check of structure

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Cuadro de ratio (parámetro de diseño) para verificar la cantidad que está consumiendo de la sección.

Verificación si los elementos pasaron satisfactoriamente el diseño. (Esfuerzo actuante/ esfuerzo admisible) Ruta: Desing- Verify all menber passed El mensaje mostrado, nos indica que todos los elementos estructurales han pasado (verificación de esfuerzos).

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Ejemplo 02 (Sección automática) En este ejemplo diseñaremos una estructura reticular, de un puente en el cual aplicaremos el concepto de sección automática es decir SAP2000 escogerá dentro de una lista de secciones la óptima. (ASTM A36)

E=2e+7tonf/m2 Fu=0.60fy

Las cargas que actúan sobre el puente son:

a) Muestre el diagrama de fuerzas axiales para las siguientes combinaciones: COMBINACIÓN 1 = CM + 0.2 CV COMBINACIÓN 2 = 0.8CM + 0.45 CV

b) Diseñe los elementos para las combinaciones anteriores. El resultado

será un tipo de perfil tanto para los elementos de la brida superior, como para los elementos de la brida inferior y para los elementos de las diagonales.

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Desarrollo Configuración de unidades. Elección de plantilla para nuestro modelo Ruta: File ~ New Model

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Definición de materiales Ruta: Define ~ Material… Materiales En este caso, el material es el acero estructural cuyas propiedades Según el AISC son: ASTM A36 Esfuerzo de fluencia (Fy): 36 ksi = 2520 kg/cm2. Esfuerzo último de tensión (Fu): 60 ksi = 4200 kg/cm2

Se deben definir los patrones de carga.

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Ruta: Define-Load patterns

Se procede a la asignación de cargas previamente

Ruta: Assign- Joint loads – Procedemos a asignar la carga muerta y carga viva en los nudos.

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Combinaciones de diseño

Ruta: Define – Load combinations

Definición de secciones de elementos estructurales En este ejemplo se van a importar secciones desde una base de datos.

Ruta: Define ~ Section Properties ~ Frame Section

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Definición de sección automática

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Ruta: Assign- Frame – Frame Sections..

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Análisis estructural Ruta: Analyze – Run Analyze

Lado izquierdo (Fuerzas Axiales CM), Lado derecho reacciones CM

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Previamente debemos configurar nuestras preferencias de diseño. Ruta: Steel Frame Desing-View/Revise Preferences

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Determinación de las combinaciones de diseño. Ruta: Steel Frame Desing- Select desing combos

Diseño. Ruta: Start Desing/Check of structure

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Cuadro de ratio (parámetro de diseño) para verificar la cantidad que está consumiendo de la sección.

Verificar secciones de análisis y diseño

El programa nos indica que difieren 33 elementos

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Debemos analizar otra vez la estructura y volver a diseñar para que no exista discrepancia entre la sección de análisis y diseño Verificación si los elementos pasaron satisfactoriamente el diseño. (Esfuerzo actuante/ esfuerzo admisible) Ruta: Desing- Verify all menber passed El mensaje mostrado, nos indica que todos los elementos estructurales han pasado (verificación de esfuerzos).

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Como se muestra en la estructura diseñada no existe uniformidad en las secciones, para uniformizar las secciones vamos a crear grupos de secciones como se muestra continuación.

Previamente debemos seleccionar las barras como se muestra Ruta: Assing-

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Analizamos Ruta: Analyze – Run Analyze

Elaboramos los grupos de diseño Ruta: Design - Steel frame design - Select design group