manual introduccion csibridge 2012

CSICARIBE

INTRODUCION AL CONCEPTO DE CSIBridge

ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTES

MECE ANEURIS HERNANDEZ VELEZ, Dealer CSi en Puerto Rico y Profesor Csicaribe

1/23/2012

Realizado por: MECE ANEURIS HERNANDEZ VELEZ, Proporcionado en: http://cursos.construaprende.com/

Nota Importante El objetivo de este trabajo es ofrecer un material didáctico a los participantes de los diplomados

de Ingeniería de puentes usando el programa CSIBridge. Aunque la referencia usada es

directamente desarrollada por los creadores de este programa, no se garantiza que las

traducciones estén totalmente libres de errores. Los usuarios son totalmente responsables por

el buen uso del programa y el autor no asume ninguna responsabilidad por el uso incorrecto del

programa y de este manual.


DESCRIBIENDO EL MENU “Orb”.

Este menú está localizado en la parte superior izquierda del programa. Este menú está relacionado a todo lo que es

el mantenimiento de los archivos “Files” (Crear Nuevo Archivo, Abrir un Archivo existente, Salvar un Archivo),

Producir salidas de resultados (Gráficos, Reportes, Videos de Animación), y para establecer unos rangos de

parámetros usados por el programa (Unidades, Tolerancias, Despliegue de Colores, Sonido, Información de

Proyecto y Comentarios). El botón “Recent Models” despliega los últimos archivos de modelos que hemos abierto

o usado, el botón “Resources está relacionado a la ayuda que tiene el programa”.

Secuencia de Pasos para Iniciar un Nuevo Modelo Usando “Quick Bridge” (Opción de Modelo Rápido).

Figura 1


1. Orb > New

Este comando es para desplegar un nuevo modelo figura 1. Esta forma tiene distintas opciones para iniciar desde

unos modelos predefinidos con propiedades por defecto que luego el usuario debe modificar. Note que también

se pueden definir las unidades que se van a usar. Las unidades seleccionadas en este paso serán las unidades de

“base” que el programa va a usar en dicho modelo. Si en el transcurso de nuestro trabajo estas unidades son

cambiadas el programa internamente la convierte a la unidad de “base” y cada vez que abrimos el modelo se abre

en estas unidades.

También observe que es posible iniciar un modelo desde un archivo existente “Initialize Model from an Existing

File” en este caso podemos traer un archivo de un modelo existente e iniciar un nuevo modelo sin alterar el

archivo que seleccionamos ya existente. Esta opción se puede usar si el modelo existente tiene propiedades en

común con el nuevo modelo que vamos a generar.

La opción “Quick Bridge” típicamente produce estructuras con espaciamientos uniformes, aunque este se puede

modificar luego. Podríamos describir algunas opciones dentro del recuadro “New Model”:

Templates “Blank”:

Esta opción permite abrir el programa en blanco si ningún modelo. Esta opción puede ser útil cuando Importamos

algún modelo para iniciar nuestro trabajo. También si queremos generar el modelo desde cero usando las pestañas

(Ribbon) o mejor aun si queremos usar el “Bridge Wizard” (Definido más adelante).

Templates “Quick Bridge”:

Esta opción es para generar un modelo rápidamente, solo hay que especificar al programa la longitud y el tipo de

sección que compone al puente en la Súper Estructura. Una vez generado el modelo es posible también usar el

“Bridge Wizard” o las pestañas para hacer modificaciones o introducir información.

Templates “Cable Bridge”:

Esta opción es usada para crear un puente en suspensión con cables, basado en el ancho de la losa, pandeo

mínimo de cables, y el número de divisiones que contiene un tramo (Span).

Templates “Caltrans BAG”:

Este es el generador de Análisis de Puente, el cual genera un modelo para desarrollar un análisis dinámico de

respuesta espectral y un análisis estático para un puente de concreto armado. Es una opción que normalmente se

usa para cumplir con los requerimientos del departamento de transportación y Obras Públicas de California.

Templates “Beam”:

Usado para crear un modelo simple de viga, solo hay que especificar el número de tramos (spans), su respectiva

longitud y la propiedad de la sección a usar.

Templates “2D Frame”:

Para usar un modelo de pórtico en dos dimensiones basado en los parámetros especificados.


2. Orb > Open

Luego que el modelo es creado y salvado, este puede abrirse usando el comando “Open”.

3. Orb > Save

Este comando es para guardar y almacenar el archivo en uso. La extensión de los archivos es .BDB

4. Orb > Import

Este comando es usado para traer datos de un modelo en varios formatos. Entre los formatos que se pueden

importar están:

- .XLS (Excel)

- .mdb (Acces)

- .b2k (Text)

- .STP (CIS/2)

- .dxf (Auto Cat)

- .ifc (IFC)

- .jgs (IGES)

- .dat (Nastran)

- .std/.gti (STAAD/GTSTRUDL)

- StruCAD*3D

5. Orb > Export

Este comando es usado para exportar el modelo generado en CSIBridge a una variedad de formatos (todos los

anteriores, incluyendo el Perform 3D y Perform 3D Structure.

6. Orb > Print

Este comando está compuesto por tres subcomandos:

1- Print Graphis: La grafica que se despliega en la ventana activa es enviada a imprimir en una impresora.

2- Print Tables: Para especificar e imprimir datos en el programa.

3- Print Setup: Este comando es usado para especificar la impresora que se usara por defecto, orientación

del papel y otras opciones.

7- Orb > Report

Comando “Create Report”: Genera un reporte para el file, usando la fuente de datos, el formato de salida y los

tipos de datos seleccionados usando el “Report Setup”.

Comando “Report Setup”: Este comando no es para generar un reporte sino mas bien cuál será el contenido del

reporte, formato, tipo de salida, grupos, orientación de la página, componentes del reporte, datos de entrada,

parámetros de salida y si se requiere incluir los nombres de todos los objetos en la salida de resultados.

Comando “Advanced Report Writer”: Este comando permite que el usuario seleccione desde cero el contenido y

el formato que tendrá el reporte, y entonces crea el reporte en función de lo especificado.


8- Orb > Pictures

Este comando despliega un menú de sub comandos que permiten capturar la imagen en la pantalla del programa

que esta activa, también es posible crear videos de animación múltiple o cíclica.

9- Orb > Setting

Este comando despliega un menú de sub comandos que puede ser usado para especificar las unidades de salida y

de entrada de datos, tolerancias, la tabla de base de datos, colores entre otras cosas.

10- Orb > Language

Las lenguas validas en CSIBridge son el Ingles y el chino.

DESCRIBIENDO EL “HOME”.

Ir a Home > Bridge Wizard.

Esta opción guiara al usuario a través de los pasos necesarios para crear un nuevo modelo. Para que este comando sea activo al

igual que todos los TAB primero se debe haber seleccionado la pantalla en blanco en la opción nuevo modelo o crear un nuevo

modelo con propiedades por defecto usando el comando “Quick Bridge”. El Bridge Wizard se ha diseñado para trabajar con la

pantalla en blanco.


El recuadro desplegado mostrara cada paso que usted debe seguir en el proceso de crear su nuevo modelo. Si usted selecciona

un paso determinado en la tabla de sumario “Summary Table” La descripción pertinente aparecerá en el recuadro localizado en

la parte superior. A mano izquierda están las opciones para comenzar a trabajar con la definición del modelo. Al seleccionar

cualquier opción en el recuadro de definición también aparece la definición del mismo en el recuadro derecho. Puede ir

deslizándose a través de cada paso con las flechas que se encuentran en la parte inferior en “Step”. También puede visualizar

todo el contenido en la tabla de sumario deslizando las flechas en “Form Layout”. La columna “Note” en la tabla de sumario

presenta la palabra “Required” y “Component….”, lo requerido siempre deberá definirse para poder crear el modelo, mientras

que los otros parámetros son avanzados poco usuales. Cuando usted usa la opción “Quick Bridge” para iniciar su nuevo modelo

el programa asigna propiedades por defecto a todo el puente. Estas propiedades pueden revisarse y modificarse a través del

“Bridge Wizard”. También otra forma de interactuar con las propiedades del puente es navegando a través de cada TAB.

PASOS A SEGUIR CUANDO USAMOS EL “BRIDGE WIZARD”

2. Definir la Alineación Horizontal y Vertical del Puente “LAYOUT LINE”.

3. Definir las Propiedades Básicas de los Materiales, Secciones y Link (Cuando Aplique).

4. Definir las características Especificas del Puente (Sección de la Losa, Diafragmas, Restricciones, Asientos, Esprines

usados en las Fundaciones entre otras cosas).

5. Desde los pasos 5 hasta el 7 definir los objetos del puente, esto después de haber definido la geometría en los pasos

anteriores.

8. Dibujar y asignar las propiedades a los objetos del puente.

9. Desde los pasos 9 hasta el 13 definir los parámetros básicos del análisis (Lineas, vehículos, casos de carga y opciones

de salida).

Observe que hay pasos que no pueden ser definidos hasta que un paso previo este definido por ejemplo no es posible definir

los objetos del puente hasta que el “Layout” y las propiedades del “Deck” no estén definidos. La asignación a los objetos del

puente no se puede completar hasta que los objetos no sean definidos. Para definir “Lanes” es necesario primero haber

definido el “Layout” y deben existir los objetos “Frame” en el puente.

DEFINICION DE LAYOUT LINE.

Las líneas de Layout son líneas de referencia usadas para definir la longitud de los tramos del puente, como también su

alineación, el cual puede ser curvo o recto.

En el caso de haber iniciado el modelo con el “Quick Bridge” el programa crea automáticamente las líneas de “Layout” y algunas

Definiciones del “Lane”. Estas definiciones pueden ser vistas desde la pestaña (Tab) “Layout”. En el casos de haber iniciado el

modelo usando el “Bridge Wizard” es posible seleccionar (Highlighting) el Item “Layout Line” y el “Lane” en la tabla de sumario

y entonces hacer click en “Define/Show Layout Lines y Define/Show Lanes, otra alternativa es usar la pestaña. Los comando de

Layout, también pueden ser usados si se inicia desde un modelo en blanco desde cero.

Esta opción es para generar básicamente las líneas de referencia usadas para definir la alineación vertical y horizontal del

puente. También se usan para especificar las líneas vehiculares. Las líneas de trazos pueden ser rectas, con dobles, con curvas

tanto verticales como horizontales. Si hacemos doble Click en “Layout Line” que se encuentra en la tabla de sumario podremos

entrar al recuadro “Define Bridge Layout Line”.

Al presionar “Set Preferences….” En esta opción usted puede modificar la

orientación de la flecha Norte, la cual dependerá del ángulo que usted

introduzca medido en dirección contraria a las manecillas del reloj. Si


colocamos 0 gados el norte estará en la dirección global X y si colocamos 90 gados el norte estará en la dirección global Y.

También usted puede refinar la curva del puente colocando el ángulo en grados, mientras más pequeño más discreta será la

curva del puente.

Si presionamos “Add New Line…” se desplegara el recuadro “Bridge Layout Line Data” mostrado a continuación. Note que

también usted puede acceder a estos mismos recuadros a través del Tab “Layout” en la barra de herramientas.

Modify Layout Line Station: Esta opción es usada para mover las líneas de trazado, de dos formas:

Shift Distance: Para mover la estación inicial del “Layout” seleccionado, especificar la distancia a partir de eje global

longitudinal. Todas las demás estaciones serán referenciadas según esta nueva estación inicial.

New Starting Station: Mover la estación inicial especificando una nueva estación.


Coordinates of Initial Station: Esta opción es usada para mover el punto donde comienza el “Layout”. Por defecto este punto

está en el origen de los ejes globales de referencia.

Initial Station (m): Aquí usted puede introducir una nueva estación inicial, sin embargo solo se modificara dicha estación las

demás se quedaran igual.

Initial Grade Percent: Representa el porciento de inclinación del puente.

End Station: Modifica la estación final sin alterar las demás estaciones.

Horizontal Layout Data: Esta opción despliega un recuadro que puede ser usado para definir el alineamiento horizontal del

puente. Es posible definir una combinación de layout usando ya sea múltiples líneas rectas o curvas, a partir de una estación

previa de asientos (bearing), o de una nueva estación. Las curvas pueden ser tanto a la derecha como a la izquierda. Las

estaciones se especifican como longitud medida desde la izquierda a la derecha, desde la estación inicia.


Si seleccionamos “Quick Start” aparece el siguiente recuadro para hacer una definición rápida del alineamiento horizontal.

Vertical Layout Data: Esta opción despliega un recuadro que puede ser usado para definir el alineamiento vertical del puente.

Es posible definir una combinación de layout vertical con múltiples alturas, ya sea constante desde una estación previa con su

respectivo grado o elevación, o desde una nueva elevación. La localización de las estaciones se miden en longitud de derecha a

izquierda desde la localización de la estación inicial.


DEFINICION DE CARRILES (Layout > Lanes).

Los carriles se definen para el análisis del modelo bajo la carga viva. Esta definición se usa cuando agregamos los casos de carga

móvil y en la definición de los patrones de carga viva los cuales que a la vez se usan en los casos de carga estático y dinámico

con múltiples pasos. La carga viva vehicular pasa directamente sobre el “Lane” (Carril) definido, puede definirse uno o más

carriles. Estos carriles pueden satisfacer los requerimientos del código. Los carriles no necesariamente tienen que ser paralelos

o tener la misma longitud.

En puentes simples con una carretera, los carriles usualmente son paralelos y con espaciamiento uniforme, recorriendo toda la

longitud del puente. También es posible definir múltiples patrones de carriles para estudiar el efecto de diferentes posiciones

vehiculares paralelas. Para propósitos de diseño se debe definir y cargas un solo carril. El factor de distribución de la carga viva

se debe definir usando las opciones disponibles cuando definimos la súper estructura. En la siguiente figura se ilustran los

comandos para definir los carriles.

Ver Siguiente página para descripción de una nueva línea.


Con este comando es posible alinear la geometría del puente definida a través del “Layout” con el “Lane” que se está

definiendo. Note que los cuadros de edición pueden usarse para especificar la localización de la estación medida de izquierda a

derecha en relación al inicio del puente, la distancia de separación referente al “Layout” y el ancho del “Lane”. La separación

entre el “Lane” y el “Layout” puede variar por estación.

La línea completa puede ser movida usando botón “Move Lane”, el cual se puede usar para cambiar la separación entre el

“Layout” o moviendo el inicio de la línea a otra posición deseada. Note que para definir un simple “Lanes” se requiere como

mínimo dos datos correspondientes al inicio y al final.


Este recuadro es usado para referenciar el “Lane” a un elemento “Frame” el cual se especifica con el label correspondiente al

elemento. Es posible utilizar, múltiples elementos como referencia para definir el “Lane” en caso de que el “Lane” sea mayor

que uno de los elementos de referencia, en este caso hacemos referencia a otro elemento.


DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “COMPONENTS”.

En la pestaña “Component” se encuentra el “Properties Panel” usado para agregar, copiar o modificar definiciones de

materiales, elementos, cables, tendones, link. Esta el “Superstructure Panel” usado para secciones de losas, diafragmas,

variaciones paramétricas. Esta el “Substructure Panel” usado para bearing, restricciones, esprines de fundaciones, abutment y

columnas.

También existe un comando en “Properties Panel” usado para especificar el tamaño de las barras, como también un comando

para borrar una definición existente.

Si el usuario ha usado el “Quick Bridge” para iniciar el modelo el programa deberá crear automáticamente definiciones por

defecto para los materiales, propiedades de elementos, sección de la losa, bearing, abutment y columnas. Todas estas

definiciones por defecto pueden visualizarse a través de la pestaña “Components”. También se puede tener acceso a toda esta

información a través de las opciones del “Bridge Wizart”.

Los comandos de la pestaña “Components” también pueden usarse si se a usado la opción “Blank” para iniciar un nuevo

modelo y todavía no se ha usado el “Bridge Wizart”.


COMPONENTS > MATERIALES

Al seleccionar “Type” se despliega una lista de propiedades y el nombre del panel cambiara en función de la propiedad

seleccionada en la lista. Si hacemos click en expandir se desplegaran una de los siguientes recuadros.


Recuadros que Corresponden a la Definición de los Materiales.

Si seleccionamos esta opción y presionamos “Add New

Material”


Recuadros que Corresponden a la Definición de los Elementos “FRAMES”.


EL SECTION DESIGNER

El “Section Designer” provee una poderosa medida

para definir secciones con geometrías complejas,

incluyendo la disposición irregular de las barras y

tomando en cuenta tanto las barras longitudinales

como también las transversales.

Caltrans Section Properties


Recuadro que Corresponde a la Definición de los Cables.

Recuadro que Corresponde a la Definición de los Tendones.


Recuadro que Corresponde a la Definición de los Link.

Recuadro que Corresponde a las Propiedades de Barras.


COMPONENTS > SUPER ESTRUCTURA

La Super Estructura del Modelo de un puente consiste en la Sección del Deck, Diafragmas y es soportada por la Sub Estructura.

Las dimensiones de la Sección del Deck pueden varias de acuerdo con la definición de variación paramétrica.

A continuación se muestran los recuadros relacionados a cada Item.

Recuadro para Definir la Sección del Deck o Sección Transversal de la Losa del Puente.

Usando este recuadro es posible la definición de secciones tales como: secciones de concreto que incluyen cajones (Box),

Cajones con múltiples celdas, Vigas T, Losa Plana, Vigas AASHTO pretensadas y otros tipos de vigas pretensadas y Secciones con

Vigas de Acero. Entre los parámetros que debes especificar podemos mencionar: Dimensiones del Deck, Localizacion de

parapetos (Esto es usado por el programa para determinar la extensión de la carga vehicular a través de la sección del Deck,

para determinar los factores de distribución de la carga viva LLDF).


Al presiona “Add New Section” aparecerá el siguiente recuadro.


Recuadro para Definir los Diafragmas del Puente.

Los tipos de diafragma pueden ser: Sólidos (únicamente para puentes de concreto), con diagonales (únicamente para puentes

de acero), o vigas simples (únicamente en puentes de acero).

Para Puentes de Concreto: Se usan diafragmas sólidos y su definición es basada en el ancho del diafragma y su altura.

Para Puentes de Acero: En el caso de un diafragma con diagonales, la definición debe incluir las propiedades de la sección a

usarse en la parte en la cuerda superior e inferior y en los elementos de brazos (estos pueden ser V, V invertida, X), como

también especificar los puntos de trabajo en función del cambio en elevación.

También en puentes de acero se pueden usar diafragmas como viga simple, la definición incluye las propiedades de la sección y

la especificación en el cambio de elevación en sus extremos.


Recuadro para Definir la Variación Paramétrica del Puente.

La variación paramétrica se refiere a como varia la sección del Deck en su vista lateral a lo largo del puente. La variación puede

ser: Lineal, Parabólica o Circular. El botón “Quick Start” puede ser usado para agilizar el proceso. El recuadro para especificar la

variación paramétrica es el siguiente.


COMPONENTS > SUB ESTRUCTURA

La Sub Estructura del Modelo de un puente consiste en los Asientos (Bearing), restricciones, esprines de fundaciones, estribos

(Abutment) y Viga transversal para apoyar la Super a través de los asientos (BENT).

Una vez hemos seleccionado el Item desde el listado podemos seleccionar el despliegue de Items para ver el recuadro que

corresponde al Item seleccionado. A continuación se ilustran los recuadros que corresponden a cada Item.


Recuadro que Corresponde a la Definición de los “Bearing”.

Las propiedades del Bearing son usadas en el Abutment, en el Bent y asignación de Hinge a los objetos del puente. Por ejemplo

en los Abutment los Bearing son usados en la conexión entre los girders y la Sub Estructura, en el Bent los Bearing son usados

en la conexión entre los girders y el Bent Cap Beam, en el Hinge los Bearing son usados en la conexión entre los girders y las dos

caras del Hinge. Las propiedades de los Bearing pueden ser especificadas como “Soportes Link” o pueden definirse por el

usuario que es mas recomendado. Cuando el usuario define el Bearing debe especificar las condiciones de restricción en los seis

grados de libertad (Fijo, libre o parcialmente restringido) con una constante específica de resorte.

Recuadro que Corresponde a la Definición de “Cable de Restricción”.

Las restricciones básicamente son usadas donde hay discontinuidad, por ejemplo cuando la super estructura es discontinua

sobre el abutment o el bent. Esta opción permite conectar la super estructura con la sub estructura en la localización del

Bearing a través de un cable de restricción o inmovilización (Cable Restrainers). El usuario puede definir las propiedades

especificando un Link o definiendo las propiedades directamente lo cual es recomendado, en tal caso el programa calcula

automáticamente las propiedades del Link desde las características de cable especificadas por el usuario. El Link de restricción

se localizara en el mismo lugar donde se localiza el Link del Bearing, aunque en realidad lo que estamos haciendo es conectar el

Link de restricción a la super y al Bearing, mientras que el Link del bearing se conecta al Bent Cap. En resumen definimos:

Restricción definida por un Link: Se genera un simple Link que conecta el Bent Cap con el Bearing. Restricción definida por el

usuario a través de las características de un Cable para que el programa calcule automáticamente las propiedades del Link: Se

generan dos Links conectando el Bent Cap con el Bearing. Un Link tiene propiedades de Gap y el otro Link tiene propiedades de

Hook. Esto es para simular que el cable es únicamente efectivo cuando la super estructura se mueve en sentido opuesto a la

sub estructura.


Recuadro que Corresponde a la Definición de “Esprines para las Fundaciones”.

Los esprines para las fundaciones son usados para conectar la Sub Estructura al suelo. Estas propiedades pueden usarse en el

Abutment y en el Bent. En el Bent los esprines para las fundaciones son usados en la base de cada columna como esprines

puntuales al igual que el Abutment. La propiedad de estos esprines en por unidad de longitud. Las propiedades de un esprín

pueden especificarse como Link o definidas por el usuario lo cual es recomendado. En tal caso las propiedades pueden darse en

los seis grados de libertad (Fijo, libre y parcialmente restringido) con una constante de esprín específica. Esta definición de

esprín también puede usarse para apoyar vigas continuas se debe especificar un factor indicando la longitud sobre la cual

dichas propiedades deben aplicar.

Rigidez (ejemplo KN/m) / 1 m

Rigidez (ejemplo KN/m) / 1 m^2


Recuadro que Corresponde a la Definición del Estribo “Abutment”.

Este recuadro es para especificar las condiciones de soporte en los extremos del puente. Permite especificar la conexión entre

el abutment y los girders ya sea como integral o conectado a la base del girder únicamente, permitiendo la conexión a través de

una serie de esprines puntuales (uno en casa girder) o sobre una viga continua transversal.

Recuadro que Corresponde a la Definición del “Bent”.

Este recuadro es para especificar la geometría y las propiedades de la sección del “Bent Cap” y del “Bent Columns”. También se

especifica las condiciones de soporte en la base de las columnas, la conexión entre abutment y girders ya sea integral o

conectada en la base de los girders únicamente, una simple línea de bearing continua o una línea de bearing doble. La super

estructura del puente deberá tomarse como continua o discontinua basado en el tipo de Bent a usarse. El botón “Modify/Show

Columns Data”, desplegara los datos para las columnas del Bent (Localización, altura y condición de soporte en la base).


DESCRIBIENDO LA PESTAÑA LOAD “CARGAS”

La pestaña “Cargas” (Load), permite el acceso eficiente a los datos necesarios para agregar, copiar o modificar definiciones de

vehículos y clases de vehículos, patrones de carga, espectros de respuesta, funciones de carga en el tiempo, cargas puntuales,

lineales y cargas de áreas. Esta también disponible un comando para borrar una definición especifica. Si se usó el “Quick Bridge”

para iniciar el modelo, el programa deberá tener creado definiciones de vehículos por defecto, clases de vehículos, patrones de

carga, ect. Todas estas definiciones pueden visualizarse usando los comandos de la pestaña “Loads” o también usando el

“Wizard”. Los comandos de esta pestaña también pueden ser usados si se usa la opción en blanco para iniciar el nuevo modelo.

Los vehículos deben ser definidos para analizar el modelo de un puente bajo carga viva vehicular. En el programa CsiBridge la

carga vehicular son aplicadas a la estructura a través de los “Lanes”. Cada definición de los vehículos consiste de una o más

cargas concentradas o cargas uniformes.

Luego de haber seleccionado una opción del listado de Item para los vehículos (Vehicles, Vehicles Classes) podemos hacer click

en la flecha “expandir” para tener acceso a los siguientes recuadros de definición.

Define Vehicles: Hay un gran número de vehículos estándares definidos en el programa, este recuadro es usado para añadir

cualquiera de estos vehículos.

Define Vehicles Classes: Esto es simplemente un grupo de uno o más vehículos que son usados en un análisis con carga móvil

(Un vehículo a la vez). Esta definición por clase permite evaluar la máxima y mínima respuesta del puente de la más extrema de

varios tipos de vehículos. La opción para definir clases de vehículos no está habilitada hasta que no se haya definido un vehículo

estándar.


Si hacemos Click en “Add Vehicle” en el recuadro “Define Vehicles”, tendremos acceso al

recuadro “Standart Vehicle Data”. En este recuadro tenemos una gran variedad de tipos de

vehículos que representan la carga viva, en base a varios códigos de diseño. El factor de

escala que se introduce en algunos vehículos es para especificar el peso nominal en las

unidades en cuestión, por ejemplo para un H o HS las unidades son en Toneladas, para

vehículos UIC las unidades son en kN/m y así por el estilo. En la carga dinámica permisible se

especifica la adición al porcentaje para incrementar las cargas concentradas y de ejes, la

carga uniforme no se afecta, si este número es 33 todas las cargas concentradas de ejes

serán multiplicadas por 1.33.

Si del recuadro “Define Vehicles”, seleccionamos “Add General Vehicle”, y luego hacemos click en “Add Vehicle” tendremos el

siguiente recuadro para agregar un vehículo general:

Un vehículo general consiste en “n” ejes con una distancia especifica entre uno y otro. Cargas concentradas en los ejes. Carga

uniforme entre pares de ejes. Rango de variación en la distancia entre ejes y distancia fija.

Si en el recuadro “Define Vehicles Clases” hacemos Click en “Add New Class…..” tendremos el recuadro:


LOADS > LOAD PATTERNS

Los patrones de carga se componen por un nombre, tipo de carga y distribución espacial de fuerzas, desplazamientos,

temperatura, entre otros efectos que actúan sobre la estructura. Estos patrones de carga una vez se definen deben ser

aplicados a la estructura. También es posible generar un patrón con múltiples pasos de carga viva el cual es usado en un análisis

estático de pasos múltiples o en un análisis dinámico de pasos en el tiempo. Si hacemos click en la pestaña “DL Load Patterns”

se despilega el siguiente recuadro:

Cada patrón de carga debe tener un nombre único. Los tipos de carga que se despliegan en este recuadro están definidos en el

Código AASHTO LRFD. Los tipos de carga son usados para determinar las combinaciones automáticas de carga. Note que en el

caso de carga “Bridge Live” podemos tener acceso al recuadro “Multi Step Bridge……..”, en este recuadro se pueden especificar

uno o más vehículos para que transiten por un carril (Lane) especifico a una cierta velocidad, dirección y un determinado

tiempo de inicio.

El multiplicado de peso propio es un factor de escala que multiplica el peso de la estructura y aplica esta fuerza en dirección de

la gravedad (-Z). El peso propio de la estructura es determinado al multiplicar el peso específico del material por el volumen de

cada objeto con propiedades estructurales.

El patrón automático de carga lateral se aplica en los casos de terremotos, olas y vientos. Con esta opción el usuario puede

especificar los códigos para que el programa haga los cómputos internamente. Otra alternativa es aplicar manualmente estas

cargas usando la pestaña “Advanced” esto se explicara más adelante.


LOADS > FUNCTIONS

En referencia a la función espectral podemos decir que es una función que relaciona el periodo versus la aceleración espectral.

Los valores de la aceleración son normalizados o sea sin unidades de esta forma las unidades son asociadas al factor de escala

que es el multiplicador de la función el cual se debe especificar cuando se define la función. Existen muchas opciones para

definir la función espectral, principalmente AASHTO 2006 y AASHTO 2007. En el caso de AASHTO 2006, hay que especificar en

los valores el coeficiente de amortiguamiento y el tipo de suelo, los valores de periodo y aceleración están por defecto,

podemos también convertir dicha función a definida por el usuario y entonces modificar valores de periodos y aceleraciones. En

el caso de AASHTO 2007, el programa CSIBridge se basa en los procesos descritos en “AASHTO Guide Specifications for LRFD

Seismic Bridge Design”, Seccion 3.4.1. Los valores de Ss, S1 y PGA deben tomarse de los mapas USGS y AASHTO los cuales están

internamente incluidos en CSIBridge, también el usuario puede especificar directamente estos valores.


En referencia a la función “Time History” podemos decir que consiste en un listado de valores de tiempo y de la función que

ocurren en intervalos igualmente espaciados. Los valores de la función representan la aceleración del terreno y están

normalizados.

Nota: Una vez hemos definido la función espectral y de aceleraciones en el tiempo, se pueden usar en la definición de los casos

de carga.

LOADS > DISTRIBUTIONS


Recuadro para Definición de Carga Puntual:

Esta opción permite definir una carga puntual única en una dirección, localización e intensidad específica. Esta carga puede ser

un momento o una fuerza y el sistema de coordenada puede ser local o global. La localización de la carga puntual en la

dirección transversal se hace en referencia al extremo derecho o izquierdo del deck.

Recuadro para Definición de Carga Lineal:

Esta opción permite definir una única carga lineal, en dirección y localización especifica. Puede ser una fuerza o un momento. El

sistema de coordenadas pude ser local o global. La localización de la carga lineal en la dirección transversal se hace en

referencia al extremo derecho o izquierdo del deck.


Recuadro para Definir una Carga por unidad de Área:

Esta opción permite definir una única carga por unidad de área, en dirección y localización especifica. Puede ser una fuerza o un

momento. El sistema de coordenadas pude ser local o global. La localización de la carga en la dirección transversal se hace en

referencia al extremo derecho o izquierdo del deck. Ambas distancias son requeridas para definir las condiciones de borde en

los extremos de la carga por unidad de área.

Recuadro para Definir el Gradiente de Temperatura:

El gradiente de temperatura esta creado para el cumplimiento con los requerimientos del código AASHTO o el Código Chino JTG

D60 o también puede ser definido por el usuario.


DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “BRIDGE”

La pestaña “Bridge” se compone de comandos para agregar, copiar o modificar definiciones de objetos, como también borrar y

actualizar definiciones previas. Otros comando permiten acceder a formas de datos para la revisión de tramos (Diafragmas,

rotulas y discretización), soportes (Abutmen y Bent), súper elevación, tendones de pretensado y cargas. También hay otros

comandos para agregar barras a las vigas y para definir los grupos que componen la secuencia de construcción. Si para iniciar el

modelo se usa el “Quick Bridge” el programa habrá generado automáticamente los objetos del puente usando las definiciones

por defecto, las cuales pueden visualizarse a través de la pestaña “Bridge”. Si se ha usado el “Bridge Wizard” para iniciar el

modelo, podemos acceder a todos los comando que están en la pestaña “Bridge”, a través de “Bridge Object Asignments”.

Todos los comando de la pestaña “Bridge” también pueden usarse si se inicia el modelo con la opción “Blank”

El modelo de un puente está representado paramétricamente por una serie de objetos. Al usar la pestaña “Bridge” lo que

hacemos es reunir todos estos objetos en un mismo modelo llamado “Bridge Object”, ya sea como sólido, línea o área. En otras

palabras el “Bridge Object” representa toda la estructura del puente.

Al hacer click en “New” aparece el siguiente recuadro:

Todas las asignaciones que se pueden hacer al “Bridge Object” aparecen en la lista ubicada a mano derecha de este recuadro. Si

seleccionamos un “Item” y presionamos “Modify……” aparecen los mismo recuadros disponibles en la pestaña “Bridge”.


Asignando el Span al “Bridge Object”

El comando Span despliega el recuadro usado para poder asignar la sección del “Deck” previamente definida a través de la

pestaña “Components’. A través de este recuadro se puede aplicar la variación paramétrica a través de “Section Varies” o

“Modify/Show……….”


Asignando Diafragmas al “Bridge Object”

La asignación del diafragma debe incluir la selección del tramo o span, en donde se ubicara el diafragma (a lo largo de la

longitud), la identificación de las propiedades del diafragma, la localización medida desde el comienzo del tramo y la indicación

de asientos.

Asignando Junta de Expansión “Hinge”

Esta opción es usada para especificar zonas de expansión (Discontinuidad). Para asignar una discontinuidad, junta, rotula o

expansión es necesario especificar su localización y orientación, propiedades de asiento, elevación, y ángulo de rotación,

propiedades de restricciones, propiedades de diafragma antes y después de la discontinuidad, la abertura inicial (Gap) arriba y

debajo de la súper estructura.


Asignando Puntos de Discretización

En la gran mayoría de modelos no es necesario discretizar, debido a que el programa discretiza cuando actualizamos el modelo.

Sin embargo al usar esta opción reemplazamos lo que hace el programa controlando la división del tramo a lo largo del puente.

Este recuadro permite especificar los puntos donde el tramo será discretizado. Esta opción también es usada cuándo

requerimos la salida de resultados en un punto específico. También se puede especificar un Skew asociado a un punto de

discretización.

Asignando los Soportes

Abutment: Permite la asignación en el inicio y en el final del puente de: Inclinaciones (Skew), Propiedades de Diafragma en los

extremos, sub estructura en el abutment, propiedades, elevación vertical y localización horizontal de la sub estructura,

propiedades de los asientos ect. La elevación de los asientos se refiere a los puntos de acción o punto en el cual ocurren todas

las traslaciones y rotaciones.


Bent: Permite la asignación de la súper estructura incluyendo propiedades de diafragmas (En el caso de súper estructura

discontinua una propiedad de diafragma se puede especificar en cada extremo, también como propiedades de restricciones,

abertura arriba y abajo), propiedades del Bent y orientación, elevación vertical y localización horizontal, propiedades de

asientos, elevación y ángulo de rotación. Para bent con súper estructura discontinua se debe especificar un asiento en los dos

extremos de la discontinuidad.

Asignando la Super Elevación.

La súper elevación indica la rotación de la súper estructura a lo largo de su eje longitudinal y está se referenciada a la línea de

“Layout”. La súper elevación se especifica en porcentaje.


Asignando los Tendones de Pretensado.

Para asignar los tendones de pretensado debemos especificar la localización del inicio y el final del tendón, la configuración

(geometría) vertical y horizontal, propiedades de la sección transversal del tendón, parámetros para las perdidas y opciones

para el “Jacking” o dispositivo que se usa para tensar los cables, fuerza o esfuerzo a aplicarse en el cable y modelamiento del

tendón como carga o como elemento.

Asignando Barras de Acero a la Viga.

Es posible a través de este comando asignar el acero longitudinal y transversal a cada viga. Este acero es usado en el cálculo del

“Load Rating”. El refuerzo transversal se especifica en términos del área, espaciamiento, número de espacios y localización de

inicio y final. Similarmente el refuerzo longitudinal se especifica por el área de la barra, y la distancia desde el tope o el inferior

de la viga con una localización inicial y final a lo largo de la longitud de la viga.


Carga Puntual.

Este comando es para aplicar cargas puntuales que se han definido previamente a un patrón de carga determinado como parte

de la definición del “Bridge Object”. La carga puntual y los patrones de carga pueden definirse usando los comandos apropiados

sobre la pestaña “Load”. Los patrones de carga pueden ser usados en los casos de carga.

Carga de Linea.

Este comando es para aplicar cargas uniformes o lineales que se han definido previamente a un patrón de carga determinado

como parte de la definición del “Bridge Object”. Los patrones de carga pueden ser usados en las combinaciones de carga.


Carga por Unidad de Área.

Este comando es para aplicar cargas en un área.

Carga por Temperatura.

La asignación del cambio de temperatura puede ser uniforme o como gradiente sobre la altura de la súper estructura.


Grupos (Usados para la Secuencia de Construcción)

Este comando es usado para agregar nuevos grupos al modelo. Los grupos se pueden usar en la definición de los casos de carga

por secuencia de construcción.


COMANDO “ACTUALIZACION” (UPDATE).

Una vez hemos definido todos los objetos del puente estos no son ensamblados hasta que no actualicemos el modelo.

Cada vez que se actualiza el modelo la condición de definiciones previa a la actualización se reemplazan por la nueva

actualización. Por otro lado si efectuamos cambios de edición fuera de la pestaña “Bridge” estos cambios pueden perderse si

actualizamos nuevamente el modelo. En la actualización automática el programa hará actualizaciones automáticamente cada

vez que se realicen cambios al modelo.

DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “ANALYSIS”

La pestaña “Analysis” nos permite el acceso a los comandos necesarios para la definición de los casos de carga, programa de

construcción (Schedule) el cual es usado cuando desarrollamos un análisis de secuencia de construcción, conversión de

combinaciones de carga a casos no lineal, especificación de los resultados a salvarse para todos los casos de carga móvil y la

ejecución del análisis. Esta pestaña también tiene comandos para bloquear y desbloquear el modelo, ver deformada y colocar

la condición no deformada del modelo.

Los casos de carga definen como las cargas serán aplicadas a la estructura (Eje. Estáticamente o Dinámicamente), como la

estructura responde (Eje. Lineal o No lineal) y como será ejecutado (Eje. Integración Directa o Modal).


Para el análisis sísmico los casos usados son el estático, respuesta espectral y historial de tiempo. El casos pushover puede

emplearse para el análisis estático no lineal, como también el análisis de secuencia constructiva se desarrolla usando casos

estáticos no lineales. Hay algunas opciones disponibles para analizar con carga viva vehicular, para computar las líneas de

influencia a fin de obtener los valores máximos y mínimos de la respuesta. Para el análisis de la respuesta en el tiempo de la

estructura mediante integración directa es posible definir un caso de carga dinámico de pasos múltiples (Multi – Step Dynamic)

a fin de obtener la respuesta de uno o mas vehículos moviéndose a través del puente, también se puede definir un casos

estático de pasos múltiples para estos fines (Multi – Step Static). Estos casos de pasos múltiples usan patrones de carga viva que

están en función de la dirección, tiempo de inicio y velocidad del vehículo que se mueve a través del puente.

Definición de los Tipos de Carga.

“ALL” > New

Este recuadro es general para definir todos los casos de carga.

CASOS ESTATICOS “STATICS”

Lineal: Para definir casos los casos de carga más usuales estáticos (Lineal o No lineal).


Nonlinear: Usado para el Análisis Pushover.

Nonlinear Staged Construction: En este análisis las ecuaciones de toda la estructura son resueltas mediante un análisis de

integración directa “Time Hystory” en cada paso de tiempo a diferencia de un análisis modal “Time History” que usa el método

de súper posición modal.


CASO ESTATICO LINEAL DE MULTIPLES PASOS “LINEAR MULTI STEP STATIC”

Un caso de múltiples pasos de carga estática desarrolla un análisis lineal estático en distintas posiciones vehiculares, tomando

en cuenta el efecto de varios vehículos a la vez sobre el puente. En este caso de carga no es posible la consideración del efecto

dinámico, de ser necesario la evaluación del efecto dinámico hay que efectuar un análisis dinámico “time history”.

CASO “MODAL”

Un análisis modal es un análisis dinámico para calcular los modos de deformación usando los métodos “Eigenvector” y Ritz

Vector”. Un análisis modal siempre es lineal. El análisis usando el método “Eigenvector” determina la vibración libre no

amortiguada de la estructura determinando las deformaciones y las frecuencias de cada modo. El método “Ritz Vector” es

usado para determinar los modos que son excitados baja cargas particulares y es recomendado cuando usamos espectros de

respuesta o time history, que son basados en superposición modal.


CASO DE RESPUESTA ESPECTRAL “RESPONSE SPECTRUM”

Un análisis de respuesta espectral es usado para en función de una demanda estadística de aceleraciones calcular la respuesta

de la estructura. Antes de definir este caso de carga es necesario haber definido la función espectral.

CASO DE RESPUESTA HISTORIAL EN EL TIEMPO “TIME HISTORY”

En este caso de carga se aplica a la estructura cargas que varían con el tiempo. Antes de definir este caso de carga es necesario

definir la función de carga en el tiempo. La solución puede ser por los métodos de súper posición modal o por integración

directa y puede ser lineal o no lineal. En la aplicación a puentes se puede usar este análisis para determinar la respuesta

dinámica producto de una determinada carga viva vehicular.


CASO DE CARGA MOVIL “MOVING LOAD”

Antes de proceder con la definición del caso de carga móvil es necesario haber definido los vehículos, carriles y clases de

vehículos. El caso de carga móvil es para calcular la respuesta mas severa que puede resultar del movimiento de vehículos a lo

largo de los carriles del puente. Los vehículos son movidos en ambas direcciones a lo largo de cada carril. Usando la superficie

de influencia los vehículos son ubicados automáticamente en distintas posiciones a lo largo del ancho y longitud del carril a fin

de producir la respuesta máxima y mínima sobre la estructura. Se puede permitir que un vehículo actué en un solo carril o que

se mueva en varios carriles.

CASO DE PANDEO “BUCKLING”

Este caso de carga es para calcular el modo de pandeo bajo aplicación de cargas. El análisis lineal de pandeo busca la los modos

de inestabilidad de una estructura, como resultado del efecto P-delta en un determinado conjunto de cargas. El termino λ es

llamado factor de pandeo. Este es el factor de escala que debe multiplicarse por las cargas aplicadas para causar el modo de

pandeo. Se recomienda un mínimo de 6 modos de pandeo. Es importante entender que el modo de pandeo va a depender de

las cargas.


CASO DE CARGA “STEADY STATE”

Este caso de carga es usado para evaluar la respuesta de una estructura bajo cargas cíclicas en una o más frecuencias de

interés. Luego que el análisis es ejecutado es posible visualizar la deformada de la estructura y las fuerzas y esfuerzos en la

frecuencia deseada y en algún ángulo de fase o sea si usamos un ángulo de fase de 0 grados obtendremos el comportamiento

dado a la carga horizontal más un componente de amortiguamiento dado a la carga vertical. La magnitud de la respuesta en

una frecuencia determinada es dada por la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de la respuesta de los componentes en 0

grados y 90 grados (imaginarios).

CASO DE CARGA “POWER SPECTRAL DENSITY”

Al igual que el “Steady State” este análisis es para obtener la respuesta de la estructura resultante de cargas cíclicas, sobre un

rango de frecuencias a diferencia de que se obtiene un espectro resultante en el rango de frecuencia.


CASO DE CARGA “HIPERSTATIC”

Este caso es para calcular la respuesta lineal de la estructura asumiendo que todos los soportes se han removido y se han

reemplazado por una reacción que proviene del análisis de otro caso de carga. Este análisis es usado para calcular las fuerzas

secundarias bajo cargas de pretensado.

COMANDO CALENDARIO DE FASE CONSTRUCTIVA “SCHEDULE STAGES”.

Este comando es usado para identificar las actividades de construcción según su programación, duración, tareas a completarse

antes de que se pueda completar otra tarea y la operación que especifica como la tarea afecta el desarrollo de la construcción.

Una etapa (stage) es una colección de operaciones que deben ejecutarse en un momento dado. Cada etapa debe tener definido

su duración en días (Un número entero igual o mayor a cero). Cada etapa inicia con una condición inicial igual al final de la

etapa previa.


COMANDO PARA COMBERTIR COMBOS A UN CASO NO LINEAL “NL CONVERT COMBOS”.

Use esta opción para especificar que combinación de carga deberá usarse en el análisis no lineal estático. Este comando es

conveniente para crear una carga no lineal mientras se hace uso de una combinación de carga. Para usar este comando primero

debemos definir las combinaciones de carga a usarse en el modelo.


COMANDO “SHOW TREE”.

Este comando es para desplegar y visualizar los casos de carga que hemos definido con los comando anteriores en forma

diagrama de flujo (árbol)


COMANDO “BRIDGE RESPONSE BRIDGE”

Este comando despliega los resultados correspondientes al caso de carga viva móvil que se desea salvar o guardar. En otras

palabras es posible especificar al programa que información nosotros necesitamos calcular en las juntas y elementos “frame”

dado al movimiento de la carga viva. Los cálculos se pueden limitar a resultados específicos como también a resultados solo en

grupos de objetos en el modelo. También hay una opción para usar los valores Máximos y Mínimos en el diseño de elementos

“frame”. El método para el cálculo de la respuesta puede ser exacto o con un grado especifico de refinamiento la cual provee

rápidos resultados para verificaciones preliminares.

COMANDO PARA BLOQUEAR EL MODELO “MODEL LOCK LOCK”

Es un comando usado para el bloqueo y desbloqueo del modelo. El bloqueo puede evitar que se hagan cambios al modelo.


DESCRIBIENDO LOS COMANDOS PARA ANALIZAR LA ESTRUCTURA

OPCIONES DE ANALISIS “ANALYSIS OPTIONS”

Son opciones usadas para especificar los grados de libertad a tomar en cuenta en el análisis, opciones para solución de

ecuaciones y para salvar resultados en Microsoft acces o Excel.

CORRIENDO EL ANALISIS “RUN ANALYSIS”

Es usado para seleccionar los casos de carga que queremos correr en el análisis.


DESPLEGANDO LA ÚLTIMA CORRIDA “LAST ANALYSIS”

Esta opción es para el despliegue de resultados del análisis mas reciente que se haya ejecutado.

DESCRIBIENDO LOS COMANDOS PARA FUNCIONES DE FORMA

La opción “Modify Geometry Shape” es usada para mostrar la configuración deformada de la estructura. La opción “Reset

Geometry” es usada para regresar la estructura a su condición original no deformada.


DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “DESIGN/RATING”

Esta pestaña permite acceder a comandos usados para agregar, copiar, modificar o borrar combinaciones de carga; establecer

preferencias y crear los requerimientos del diseño de la súper estructura; establecer preferencias para el diseño sísmico;

establecer preferencias y generar el “Load Rating”. Entre las preferencias se encuentra el código AASHTO LRFD 2007 y STD

2002.

COMBINACIONES DE CARGA

Las combinaciones de carga pueden ser agregadas por el usuario o pueden ser generadas por el programa dependiendo del

código seleccionado. Las combinaciones que se basan en los códigos también pueden modificarse según deseado. Las

combinaciones son usadas en el proceso de diseño y pueden definirse antes o después del análisis. Al hacer Click en la flecha

expandir aparece el siguiente recuadro:

Todos los casos previamente definidos aparecen listados en este recuadro, al hacer click en “Add New Combo…” es posible

definir un nuevo caso de carga usando el siguiente recuadro:


TIPOS DE COMBINACIONES:

Linear: En este tipo todos los casos de carga se multiplican por su factor de escala y se aplican en conjunto. Este tipo de

combinación puede usarse en cargas estáticas.

Envelope: Se evalúa una envolvente de valores máximos y mínimos de los casos de carga en dicha combinación, para cada

elemento y junta. El caso de carga que arroja el máximo y mínimo es el que se usa para esta combinación. Por lo tanto la

combinación de carga tendrá dos valores en la salida. Este tipo de combinación puede ser usada para cargas móviles y algún

otro caso donde la carga produce valores de fuerza o esfuerzo máximo y mínimo.

Absolute Add: Los valores absolutos de cada caso de carga se suman. Se obtienen valores positivos y negativos en la salida de

resultados. Esta combinación se puede usar para cargas laterales.

SRSS: Se obtiene la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados en los casos de carga para obtener valores positivos y negativos.

Este combo también se puede usar para carga lateral.

Range: Es un rango de Combinación Máxima y Mínima, donde el máximo es la suma de los valores máximos positivos de la

contribución de cada caso de carga (excluyendo valores negativos), y el mínimos de los valores mínimos negativos de la

contribución de cada caso de carga (excluyendo valores positivos). Este tipo de combinación es usado en patrones de carga

donde usted debe considerar todas las permutaciones en la contribución de los casos de carga.


Para agregar las combinaciones por defecto hacer click en “Add Default Design Combos”:


DISEÑO DE LA SUPER ESTRUCTURA

El diseño en CSIBridge se basa en los patrones de carga, casos de carga, combinaciones de carga y requerimientos de diseño.

Cabe señalar que el diseño de la súper estructura de un puente es un tema complejo y que los códigos cubren muchos aspectos

de este proceso. CSIBridge es una herramienta que nos ayuda con este proceso. Únicamente los aspectos descritos en el

documente de diseño “CSI’s Design Manual” son automatizados en CSIBridge. “Por lo anterior el usuario debe verificar los

resultados y cubrir otros aspectos que no son cubiertos por el programa”.

Estos comandos nos permiten el acceso a los recuadros necesarios para seleccionar los códigos de diseño y otros parámetros

como: agregar, copiar modificar, o borrar requerimientos de diseño y seleccionar los requerimientos a tomar en cuenta para la

corrida.

Comando “Code Preferences”

Este recuadro es para especificar el código de diseño que vamos a usar y algunos otros parámetros de diseño si aplica. Hay

otras pestañas que permiten seleccionar el código, solo aplica un código a la vez, cualquiera que sea la vía para seleccionarlo.


Comando “Design Requests”

En este comando se requiere especificar los requerimientos para el diseño con un único nombre para el “Bridge Object” (Se

refiere a todo el puente previamente definido), selección del objeto del puente para el cual se establecen los requerimientos, la

acción que se va a verificar (Flexión, esfuerzo de corte, ect.), rango de estaciones (porción del puente a ser diseñada),

parámetros de diseño (ejemplo factor de esfuerzo), y demanda (Combinaciones de carga).

Tipo de Chequeo (Check Type): Determina cual es el chequeo a completarse cuando se corren los requerimientos

para el diseño. Esta lista refleja los tipos de Deck a ser usados en el puente.

Rango de Estaciones (Station Ranges): Define el inicio y el final de la localización a considerarse en el diseño de la

súper estructura. Se pueden especificar múltiples zonas con un simple requerimiento de diseño.

Set de Demanda (Demand Set): Es para identificar la combinación de carga a usarse en el diseño. Se pueden definir

múltiples combinaciones de demanda en un mismo requerimiento de diseño. Las combinaciones típicamente usadas

para el diseño del puente típicamente son de tipo “envolvente” de otras combinaciones y el diseño se desarrolla para

cada combinación dentro de la combinación envolvente seleccionada.

Comando “Run Super”

En este comando seleccionamos el requerimiento de diseño que vamos a correr. El análisis debe ejecutarse primero antes de

efectuar la corrida de diseño.


Comando “Optimize”

Después de haber completado el análisis y diseño de una viga de acero, se puede usar esta opción para de manera iterativa

optimizar el diseño.

DISEÑO SISMICO

CSIBridge permite al ingeniero definir parámetros específicos para el diseño sísmico que deberán aplicarse al modelo del

puente durante ciclos automatizados de análisis a través del diseño. Si el ingeniero lo especifica el programa puede determinar

automáticamente las propiedades agrietadas de la sección, la demanda espectral para el análisis, como también en el análisis

no lineal estático pushover. El programa también determina la relación Demanda/Capacidad para Sistemas Resistentes a

Terremotos (ERS).

Comando “Preferences”

Con este comando también es posible especificar el código de diseño y es similar al mostrado en las opciones de

diseño para súper estructura, pero solo un código puede aplicar a la vez.


Comando “Design Request”

Esta opción es para especificar los requerimientos para el diseño sísmico. A través de esta opción podemos

seleccionar la función espectral a usar en un diseño particular como también la categoría para el diseño sísmico,

entre otros parámetros para el diseño sísmico. Si la fundación ha sido incluida en el modelo del puente, los

elementos de la fundación deben asignarse a un grupo.

Comando “Run Seismic”

Es el comando usado para correr el análisis sísmico.


LOAD RATING (EVALUACION DE LA CAPACIDAD PARA RESISTIR CARGA VIVA)

En CSIBridge podemos determinar el Load Rating, en puentes de concreto. Se pueden evaluar tres diferentes puentes: Concrete

Box Girder, Multicell Concrete Box Girder y Precast Concrete Girder with Composite Slabs.

Comando “Preferences”

Esta opción es para establecer el código de diseño y otros parámetros de diseño si aplican.

Comando “Rating Requests Load Rating”

Este comando requiere especificar un nombre para los requerimientos usados en el rating, la selección del “Bridge Object” al

cual se le efectuara el rating, el tipo de rating (Flexión, acero mínimo, cortante), rango de estaciones (porción del puente a

hacerse el rating), parámetros para el rating y combinaciones para la demanda.

Tipo de Rating (Tipo de Rating): Determina cual es el chequeo a completarse cuando se corren los requerimientos

para el rating. Esta lista refleja los tipos de Deck a ser usados en el puente.

Rango de Estaciones (Station Ranges): Define el inicio y el final de la localización a considerarse en el rating de la

súper estructura. Se pueden especificar múltiples zonas con un simple requerimiento de diseño.

Parámetros para el Rating (Design Rating Parameters): Es usado para especificar varios parámetros tales como: Factor

Phi para flexión, barras mínimas para la rotura y momento, phi para cortante ect.

Demand Set: Usado para identificar las combinaciones de carga a usarse en el rating.


Comando “Run Rating”

En este comando seleccionamos el requerimiento para el rating que vamos a correr. El análisis debe ejecutarse primero antes

de efectuar la corrida de diseño.

DESCRIBIENDO LA PESTAÑA “ADVANCED”

Esta pestaña consiste en una serie de comandos que pueden usarse para: editar objetos seleccionados; agregar definiciones;

dibujar objetos (áreas, juntas especiales, líneas, cables y tendones); asignar definiciones a juntas, líneas, áreas, cables,

tendones, sólidos, link; asignar cargas a juntas seleccionadas, líneas, áreas, cables, tendones, sólidos, link; completar el diseño

de acero y concreto, sobre escribir el diseño de elementos, especificar brazos laterales ect. La mayoría de estos comandos

pueden ser usados cuando el modelo no está bloqueado. Estos comandos pueden usarse sin importar cómo fue iniciado el

modelo. Es posible generar el modelo de un puente, analizarlo y diseñarlo si necesidad de usar esta pestaña. Esta pestaña tiene

ocho paneles: Editar, Definir, Asignar, Asignar Cargas, Analizar, Diseñar elementos y herramientas.

Describiendo los Comandos de Edición

Puntos:

Add Grid at Selected Points: Es usado para agregar líneas de referencia en una determinada coordenada.

Merge Joints: Usado para unir automáticamente puntos seleccionados con una tolerancia.

Align Points: Usado para alinear puntos seleccionados con una coordenada específica X, Y, Z o a la línea más cercana.

Disconnect: Usado para desconectar todos los objetos que comparten una junta en común e independizarlos

añadiendo una junta independiente a cada uno.

Connect: Para reconectar objetos desconectados con juntas independientes.

Líneas:

Divide Frames: Usar para dividir un elemento “frame” seleccionado, en los segmentos deseados o en un tamaño

especificado, también dividir partiendo el elementos donde exista una intersección con una línea seleccionada o una

junta.

Joint Frames: Une los objetos “frame” seleccionados en un solo objeto removiendo juntas no usadas después de

efectuar la unión.

Trim/Extend Frames: Se utiliza para alargar elementos muy cortos o para acortar elementos muy largos.

Edit Curved Frame Geometry: Usado para editar objetos curvos seleccionados. Únicamente se puede editar un

objeto a la vez.

Edit Cable Geometry: Usado para editar un objeto cable seleccionado.

Edit Tendón Profile: Usado para la edición de un objeto línea dibujado como tendón.


Áreas:

Divide Areas: Para dividir áreas en pequeños objetos, y efectuar un mallado.

Merge Areas: Unir objetos áreas seleccionados que estén en el mismo plano y tengan extremos en común.

Expand/Shrink Areas: Usado para hacer una área más pequeña o más grande.

Add Point to Area Edge: Para agregar puntos colineales en los extremos de los objetos áreas.

Remove Points from Area: Remover puntos seleccionados de los extremos de las áreas.

Mas:

Undo/Redo: Usado para revertir una acción realizada.

Cut, Copy, Paste: Trabaja similar a los comandos estándares de copia, pegar y cortar.

Delete: Borra los objetos seleccionados.

Add to Model From Template: Agrega objetos al modelo usando una plantilla predeterminada.

Interactive Database Editing: Usado para crear o editar un modelo creado en formato tabular.

Replicate: Para replicar un modelo.

Extrude: Para crear nuevos objetos a partir de un objeto seleccionado. Por ejemplo es posible crear una línea a partir

de un punto, o un área a partir de una línea.

Move: Usado para mover una parte seleccionada de la estructura a una nueva localización.

Divide Solids: Usado para dividir un objeto solido seleccionado en todas las caras.

Show Duplicates: Usado para verificar que duplicados son incluidos en el modelo y donde están localizados.

Merge Duplicates: Combina objetos duplicados en un solo objeto.

Change Labels: Los nombres de los elementos estan establecidos por defecto, este comando es para cambiar dichos

nombres.

Describiendo los Comandos de Definición

Section Properties: Este comando es para agregar el área de una sección, propiedades a los sólidos, propiedades de

rotulas y dependencia de Link.

Mass Source: Para especificar como el programa va a calcular las masas en el modelo. La masa es usada para la inercia

en el análisis dinámico y para calcular las cargas de aceleración.

Coordinate Systems/Grids: Comando usado para especificar la localización y la orientación del sistema de referencia

(Grid).

Joint Constrainsts: Agregar, modificar o borrar restricciones definidas. Las restricciones rígidas se usan cuando todos

los nudos se mueven juntos como un cuerpo rígido en rotación o traslación. Los tipos de restricciones iguales se dan

cuando los grados de libertad individuales de diferentes juntas son iguales, generalmente usados en conexiones o

condiciones de simetría. Las restricciones de interpolación se dan cuando los grados de libertad en una junta se

interpola según los grados de libertad de otras juntas, lo cual se puede usar para la conexión de mallas discontinuas.

Joint Patterns: Esta opción permite la descripción de distribuciones de presión y temperatura más complejas sobre la

estructura.

Group: Un grupo es una colección de objetos agrupados bajo un mismo nombre.

Section Cuts: Este comando es usado para obtener resultados (Fuerzas) actuando sobre la zona donde se efectúa el

corte. El corte puede definirse antes o después del análisis. Se recomienda la aplicación de esta opción luego que

todas las mallas sean correctamente generadas en el modelo, de lo contrario los resultados en la zona cortada no

serán reales.

Generalized Displacements: Un desplazamiento generalizado simplemente es una combinación de desplazamientos

de uno o más nudos en cierto grado de libertad. Por ejemplo la diferencia de desplazamientos entre dos juntas puede

representar el “Drift”. El desplazamiento generalizado también puede usarse para monitorear una junta en análisis no

lineal “pushover”.


Functions: Comando usado para definir las funciones “Steady State” y “Power Spectral Density”.

Named Property: Esta opción puede usarse para modificar la rigidez de elementos “frame” o áreas durante el análisis

por secuencia de construcción.

Pushover Parameters Sets: Para especificar los parámetros que definen el despliegue de la curva “Pushover”.

Name Sets: Para seleccionar varias formas usadas para generar la salida (tablas, curvas ect).

La pestaña “Advanced” contiene muchos otros comandos que pueden ser usados para asignar propiedades, cargas, analizar,

diseñar, entre otras herramientas que se describen en detalle usando las opciones de ayuda provistas por el programa.


Sobre el autor Graduado como Ingeniero Civil de la Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña (UNPHU) el

año 2004, su tesis se titula “Estudio estructural basado en la comparación de la respuesta estática,

lineal y no lineal en torres localizadas en Santo Domingo”. Posteriormente, obtuvo una Maestría

en Ingeniería Civil con especialidad en Estructuras en la Universidad Politécnica de Puerto Rico

en el año 2009, con su proyecto titulado “Evaluación Sísmica y Rehabilitación de Estructuras

Existentes”, enfocado básicamente en el análisis “Pushover” no lineal. Durante cinco años

trabajó en la Autoridad de Carreteras y Transportación de Puerto Rico en la Oficina de Ingeniería

de Puentes. El ingeniero Aneuris ha trabajado en proyectos de construcción de puentes y

carreteras, también ha impartido cursos y seminarios de ingeniería estructural en países tales

como Lima (Perú), Colombia y Chile, como profesor de CSiCaribe. Se ha desempeñado como

profesor en la Universidad Tecnológica de Santo Domingo (INTEC). Actualmente es

representante Autorizado de los prestigiosos programas para el cálculo y diseño de estructuras

SAP2000, ETABS y SAFE, en Puerto Rico. Durante los años de labor como ingeniero de

puentes en la Autoridad de Carreteras el Ingeniero Hernández tuvo la oportunidad de desarrollar

trabajos relacionados al análisis estructural de una gran cantidad de puentes en toda la isla de

Puerto Rico. Por lo anterior la empresa que dirige en la actualidad (HLE) tiene experiencia en el

análisis de puentes, fundamentalmente en la evaluación de la capacidad analítica de carga (Load

Rating y Rating Factor). Tenemos experiencia en el manejo de programas tales como BRASS,

VIRTIS y SAP2000 y CSIBridge. También como parte de los trabajos realizados en el área de

consultoría estructural podemos mencionar la evaluación sísmica no lineal de torres en la ciudad

de Santo Domingo (Modelameniento, Análisis Pushover, Rehabilitación Estructural) con clientes

de prestigió internacional como “Morrisón Ingenieros”. Aneuris Hernández a desarrollado para

CSI Caribe varios libros de capacitación enfocados en la base teórica y aplicación práctica del

los programas ETABS y SAP2000, los libros se titulan: Análisis No Lineal Estático y Dinámico

con Sap2000 (Usando Aisladores de Base), Análisis No Lineal Estático usando ETABS,

Introducción al Análisis y Diseño de Estructuras usando ETABS.


manual introduccion csibridge 2012

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