Universidad Alas Peruanas

Curso: Anlisis estructural

Docente: Ing.Huaman Iturbe ,Julio

Alumno: Campos Mori,Herson

Tema: Clase de Sap 2000

Cajamarca,24 de Marzo del 2014

Introduccin

Es un Software para el clculo de las fuerzas internas, publicado por Computer

& Structures Inc .

SAP2000 en las tres primeras letras corresponden Structural Analysis Program

(programa de anlisis estructural).

Este software, es frecuentemente utilizado por los ingenieros civiles en el diseo

y anlisis de puentes , edificios y presas , etc.

El software se utiliza para las estructuras de hormign armado , estructura de

acero y otros materiales de construccin en cualquier forma de carga: punto,

lnea, superficie.

El software trata muchos tipos de carga esttica (propio peso estructura y gastos

de operacin) o dinmica (terremotos, explosiones). Adems, dispone de varias

opciones de configuracin para diferentes controles: Eurocdigo ,

estadounidenses y de otros reglamentos.

SAP 2000

El nombre del SAP ha sido sinnimo de El Estado del Arte en Mtodos

Avanzados de Anlisis de Estructuras desde su introduccin hace 30 aos.

SAP2000 mantiene su tradicin ofreciendo una interface muy sofisticada,

intuitiva y verstil, la cual se ha potenciado con dispositivos, herramientas nicas

y ayudas en el anlisis y diseo.

De gran aplicabilidad para los Ingenieros y Proyectistas que trabajan en el

desarrollo de proyectos de Transporte, Infraestructura, Industria, Deportes y

otros.

Desde modelos desarrollados en ambiente grfico en 3D, a la amplia variedad

de opciones de anlisis y diseo totalmente integrados mediante una poderosa

interface grfica (GUI), SAP2000 ha demostrado ser el Programa de Estructuras

de uso general, con mayor integracin, productividad y uso prctico, existente en

el mercado actual.

Esta interface intuitiva permite crear modelos estructurales de forma rpida e

intuitiva sin demora en el proceso de aprendizaje del software.

Ahora puede enlazar la potencia del SAP2000 para todas sus tareas de anlisis

y diseo, incluyendo pequeos problemas cotidianos. Complejos modelos

estructurales pueden ser generados y desarrollados con las potentes plantillas

predefinidas que vienen incluidas en el programa.

Las tcnicas analticas avanzadas permiten el anlisis paso-a-paso de grandes

deformaciones, Efecto P-Delta, Anlisis de valores y vectores propios, Anlisis

de cables, Anlisis de Traccin o Compresin, anlisis de pandeo, el anlisis no

lineal para Sistemas Amortiguados de forma rpida, los aisladores de base y

apoyos plsticos, los mtodos de energa para el control de la deformacin, el

anlisis de construcciones segmentadas, entre otros Los diseadores de

puentes pueden utilizar las plantillas del mdulo de puentes SAP2000 para

generar modelos de puentes, Anlisis y Diseo automatizado de carga viva de

puentes, el aislamiento en la base del puente, el anlisis de la secuencia de

construccin del puente, el anlisis de puentes colgantes con grandes

deformaciones, el anlisis pushover, entre otros.

Sap2000 en un programa completo para todo profesional y proyecto. Desde un

simple y pequeo anlisis esttico de un prtico en 2D hasta un grande y

complejo anlisis dinmico no lineal en 3D, SAP2000 es la respuesta ideal a

todas las necesidades estructurales de anlisis y diseo. Programa

completamente integrado que permite la creacin de modelos, la modificacin,

la ejecucin del anlisis, la optimizacin del diseo, y la revisin de los resultados

dentro de un solo interfaz.

EJEMPLO DE UTILIZACION DEL SAP 2000:

Sacado del libro del libro Anlisis estructural Hibbeler 7 Edicin.

Se trabajara con un concreto de fc=210 con medidas para una viga de 80x40,

para la solucin utilizaremos el SAP 2000 v15.

Primero abrir el programa doble clic en el icono.

Una vez en el programa empezaremos en cambiar las unidades de trabajo el

ejercicio nos pide en K/ft, kilo libras/pie vamos a la pestaa en la parte inferior

derecha de la pantalla, y cambiamos las unidades a kip.ft.F.

Despus de cambiar las unidades vamos a abrir una nueva hoja de trabajo,

dndole clic en File New model, donde aparecer el modelo que vamos a

escoger para nuestro trabajo.

En la ventana de new model escogemos el modelo, como es una viga entonces

escogemos la opcin Beam clic en Beam.

En la viga ponemos los parmetros siguientes en el ejercicio vemos que son 2

espacios de 8 ft cada una ponemos esos parmetros en la viga. Y le damos OK

Vemos dos ventanas donde se muestra el dibujo de la viga en 3D y 2D, cerramos

la de 3D porque no se va a utilizar, le damos clic en la siguiente pestaa para

cerrar la ventana en 3D.

Nos queda la ventana en 2D para empezar a trabajar nuestra viga .

Ahora empezaremos a definir el material a utilizar vamos a la pestaa clic en

Define y de hay clic en Materials.

Y de ah le damos la opcin add new material.

Le damos ok y definimos nuestro material con las siguientes especificaciones.

En Material name, ponemos el nombre del material ponemos concreto de 210

En la pestaa de material type buscamos y ponemos concrete

En weigth per unit volume ponemos la unidad de volumen que es de 2.4

Modulus of elaticity en el mdulo de elasticidad le ponemos 2173706.51

En Poissons ratio,u ,en mdulo de poisson ponemos 0.2

Specified concrete compressive fc en concreto a comprecion le ponemos 2100

Y le damos clic OK y otra vez ok

El siguiente paso es definir nuestras seccin en la barra suerior buscamos la

opcin Define y damos clic en Define ,luego buscamos la opcin Sectin

Properties o propiedades de secciones y damos clic en Frame sections o marco

de secciones, nos saldr una ventana llamada Frame sections con la cual

pondremos la seccin de nuestra viga, le damos clic en Add new Property o

aadir nueva propiedad.

E la ventana de Add Frame section Property seleccionamos el tipo de viga que

vamos a trabajar buscamos la opcin concrete ver imagen.

Una ves que emos puesto la opcin concrete nos saldr una ventana donde nos

dara opciones de formas a utilizar y le damos clic en rectangular

En la ventana rectangular sections ponemos lo siguiente, en section name

,ponemos el nombre de la viga que se va a trabajar y ponemos viga de 80 x40.En

la opcin de Material ponemos el concreto que se ha creado buscamos el de

concreto 210.En la opcin de Dimensions ponemos nuestras dimensiones de

0.80x0.40 que son las dimensiones de nuestra viga,ver imagen.y le damos Ok.y

otra ves Ok.

Luego vamos a definir nuestros patrones de cargas, para eso vamos a la barra

de comandos y damos clic en Define y buscamos la opcin Load Patterns y le

damos clic.

E la ventana que nos sale definimos nuestros patrones de carga en la opcion

Load Patterns buscamos la opcin Self weight le ponemos 0 para que no lo pese

a la viga ,y le damos en Modify Load Patterns o modificar patrn de carga,

Despus nos dirigimos a la opcin Load Patterns Name y colocamos nuestro

patrn de carga con el que vamos a trabajar ,ponemos una carga externa asi lo

llamaremos y ponemos EXTERNA,en la opcin de Type ponemos el tipo de

carga que va a soportar nuestra viga si va a ser muerta o viva ,etc eso lo pone

a lo que uno mejor le convenga para eso nosotros le pondremos muerta o DEAD

y en la opcion Self weight Multiplier colocamos 0,y damos clic en Add New Load

Pattern para aadir nuestro tipo de carga que va a ir en nuestra viga.

Luego que se haya aadido nuestro patrn de carga de nombre externa lo que

se ara es eliminar el patrn de carga que no nos sirve el que dice DEAD o muerta

lo eliminamos buscamos en Load Patterns Name y nos ubicamos en la que tiene

el nombre de DEAD o muerta la seleccionamos nos dirigimos a Delete Load

Patterns y le damos clic de esa manera solo nos queda nuestra carga que

vamos a disear nuestra viga de nombre EXTERNA . y le damos clic en Ok

En el ejercicio podemos apreciar que el extremo izquierdo de la barra osea en

el punto 1A no tiene apoyo tendremos que hacer parecido a lo que est en el

ejercicio para eso en nuestro dibujo seleccionamos el punto y nos vamos a la

barra de comandos y buscamos la opcin Assing y le damos clic.

De hay buscamos la opcin primera con el nombre Joint o articulacin y

buscamos la opcin Restraints o restricciones y le damos clic .

En las restricciones que le pondremos en el punto que seleccionamos de

nuestro dibujo le pondremos la opcin de nudo que se encuentra con la forma

de un punto negro y le damos clic en esa opcin. Y le damos clic en OK.

Nuestro dibujo cambio ya no est con apoyo.

Para los otros nudos hacemos lo mismo en el ejercicio nos muestra que el

punto 1B es un apoyo mvil y el punto 1C es un apoyo fijo cambiamos de la

misma manera que hemos cambiado el primer punto 1 A.

Y lo tendremos de la siguiente forma.

Una vez que hemos cambiado los nudos de los puntos empezaremos a poner

las cargas que se nos muestra en el ejercicio nos da una carga distribuida y

una puntual, empezaremos para la distribuida.

Para eso seleccionamos nuestra primera barra de la viga dndole clic en la

barra 1A-1B y nos dirigimos a la barra de comandos y clic en Assing y de hay

vamos a la opcin Frame Loads para asignarle el tipo de carga que vamos a

emplear en la barra 1A-1B y le damos clic en la opcin Distributed o

distribuida.

En la ventana de Frame Distributed Loads ponemos lo siguientes datos:

En Load Pattern Name ,buscamos el nombre de nuestra carga que le pusimos

por nombre Externa , luego en Load Type and Direction o direccin en que va a

ir nuestra carga ponemos la opcion de Force ya que es una fuerza la que

vamos a analizar en Coord Sys nuestras coordenadas sern Globales le

ponemos Global en Direction o direccin buscamos la direccin Gravity ya que

va a estar en direccin de la gravedad ya que nuestras coordenadas estn en

los ejes XZ , en Trapezoidal Load o carga trapezoidal ponemos la distancia y

la carga que van a ir en nuestra viga clic en la opcin Absolute Distance from

End-1 ,va a ser una distancia absoluta y llenamos las casillas de acuerdo a la

carga distribuida de nuestro ejercicio.

La barra tiene una fuerza distribuida de 3 K/ft a una distancia de 4ft y de hay

sigue la fuerza distribuida a una distancia de 8ft esos datos ponemos en las

casillas de Distance o distancia y Load o carga una ves puesto los datos clic en

OK ver imagen.

Nuestro dibujo cambio de la siguiente manera dando el modelo de la carga

distribuida en el ejercicio .ver imagen.

De la misma manera hacemos para la barra siguiente seleccionamos la barra

1B-1C esta vez va a ser una carga puntual entonces nos dirigimos a barra de

comandos clic en Assing luego buscamos la opcin Frame Loads y buscamos

la opcin Point o punto ya que nuestra carga esta vez ser puntual. Ver imagen

en la ventana de Frame Distributed Loads ponemos los mismos datos de lo

explicado anteriormente solo que esta vez las casillas de Trapezoidal Loads lo

llenaremos de la siguiete forma:

La distancia puntual esta a 7 ft de la barra inicia as que ponemos en Distance

o distancia 7,y en Load o carga ponemos una carga de 10k y ponemos en Load

10,y de hay clic en OK, eso es lo que nos muestra el ejercicio una distancia de

7ft y una carga de 10k, y nuestra barra o viga cambia a la forma del ejercicio

.Ver imgenes.

Ahora que ya tenemos todas las cargas puestas en la viga empezaremos el

anlisis de la viga para eso en la barra de comandos buscamos el icono Run

Analysis y le damos clic .ver imagen.

Nos sale una ventana con el nombre de Set Load Cases to Run en Case name

nos sale el nombre de las cargas que se va a analizar, nosotros solo necesitamos

analizar nuestro caso de carga a la que hemos llamado Externa as que a las

dems no las vamos a hacer corre o analizar ,entonces seleccionamos las

cargas que no se van a analizar como son las cargas muertas o DEAD y la

MODAL y le damos clic en la opcin Run/Do Not Run Case o no correr este caso

de carga .Ver imagen .

Y solo nos quedaremos con nuestro caso de carga seleccionamos nuestro

caso de carga que la hemos llamado Externa y le damos clic en Run Now o

correr ahora. Y guardamos nuestra viga diseada en una carpeta especifica

que uno se acuerde .Y esperamos que el programa corra.

Una vez el programa haya corrido se ver nuestra viga analizada con las

deformaciones ocasionadas por las cargas que hemos puesto. Ver imagen.

Para ve los resultados y poder compararlos con el ejercicio del libro nos

dirigimos a la barra de comandos buscamos el icono Show Forces Stresses le

damos clic, buscamos la opcin Joints o puntos le damos clic.

Para que nos de los resultados de las cargas obtenidas y compralas con el

ejercicio resuelto en la ventana Join Reaction Forces la opcin Case/combo

Name buscamos nuestra carga de nombre Externa y le damos en OK

De esa manera sale los resultado obtenidos en nuestro diseo en el Sap

2000.Ver imagen. Los resultados de las reacciones son las mismas que la del

ejercicio reaccin en A=16.25,reaccin en B=5.75,ejercicio..OK