Manual Sap
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Este documento describe el análisis estático y dinámico de una estructura de dos pisos con dos crujías en cada dirección. Primero, se definen las características de la estructura, los materiales y secciones. Luego, se asignan apoyos, cargas y combinaciones de carga, y se realiza el diseño estructural. Finalmente, se realizan dos análisis dinámicos, uno usando un espectro de respuesta y otro usando un historial de tiempo.
Manual Sap
- 1. ACI-UNPRG MODULO # 1: “ANALISIS ESTATICO “ Características Físicas de la Estructura. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 2. ACI-UNPRG v FILE – New Model. “Enter” Unidades: Tn - m Numero de Pisos: 2 Numero de crujías en la dirección X: 2 Numero de crujías en la dirección Y: 2 Altura de Piso: 3.00 Longitud de crujía en la dirección X: 8.00 Longitud de crujía en la dirección Y: 5.00 OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 3. ACI-UNPRG v Hacer click con el botón derecho del Mouse sobre la figura, seleccionar “Edit Gris Data…” dar click (Izq.). – Modif./Show System – dar click(izq) – Coordinate/Gris System, y modificar la coordenada en X, de -8 por -6 y en la dirección Y, de -5 por - 4 y activar la opción “Glue Joints to Grid Lines”- “OK” Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 4. ACI-UNPRG v Presionar el botón “Refresh Window (ctrl.+ w)” v Guardar Modelo. v Definición de Materiales y Secciones DEFINE – Materials – CONC-Botón Modif./Show Material En el cuadro de Material Property Data colocar los siguientes valores: Y en Material Damping – Advanced, colocar: Advanced ….= 0.05 Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 5. ACI-UNPRG DEFINE – Frame/Cable Sections…. En el cuadro Choose Property Type for Add – Buscar Add Rectangular y luego hacer click en Add New Property. En el cuadro (Rectangular Section) indicar: section name: VIGA25x35 Material: CONC Depth(t3) “Peralte”: 0.35 Width(t2) “Ancho”: 0.25 Hacer Click en Botón Reinforcement, seleccionar Beam e indicar recubrimiento 0.04 De igual modo con la Viga 25x55 Nuevamente hacer click en Add New Property En el cuadro (Rectangular Section) indicar: section name: COL30x50 Material: CONC Depth(t3) “Paralela al eje x”: 0.30 Width(t2) “Paralela al eje y”: 0.50 Hacer Click en Botón Reinforcement, seleccionar: Design Type: Colum Configuration of Reinforcement: Rectangular Lateral Reinforcement: ties Cover to rebar Center: 0.04 Reinforcement to be Designed OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 6. ACI-UNPRG v Asignación de las Vigas y Columnas al Modelo Seleccionar las vigas del Primer y Segundo piso paralelos al eje Y. Assign-Frame/Cable-Sections-VIGA25X40 Del mismo modo se asignan al resto de elementos. v Asignación del Centro de Masa. La asignación del centro de Masa se efectuara colocando un punto en las coordenadas de dicho centro. Draw-Draw Special Joint ò Una vez dibujado señalar dicho punto-Click derecho-Cambiar las coordenadas de “X” a 1.00 y de “Y” a 0.5. OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 7. ACI-UNPRG Ya vez ubicado el punto en su posición se efectúa una replica o una copia de dicho punto para el segundo piso. Edit-Replicate-dz = 3.00 Para diferenciarlo de los demás puntos se le colocar en un Grupo, para esto hay que definirlo. Definir Grupo: Define-Groups-Add New Group-PM1 PM: “Punto Maestro # 1”, de igual manera se define para el PM2 Ya definido el Grupo se procede a asignarlo. Seleccionar punto del Primer Piso. Assign-Assign to group-PM1, de la misma forma para el punto # 2 v Apoyos y Vínculos. a) En la Pantalla con la vista en el plano XY – ir al plano Z = 0(usando las flechas) – Seleccionar todos los nudos del plano – ASSIGN – Joint-Restraint-Fast Restraint-botón Apoyo – OK. El apoyo depende del tipo de suelo en el que esta la edificación. b) Desplazarse al plano Z = 3.0 – Seleccionar todos los nudos – ASSIGN-Joint- Constraint – En la lista desplegable: buscar lista de tipos de constraint y seleccionar Diaphragm-Add New Constraint – Luego DIAPH 1 –OK – OK. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 8. ACI-UNPRG c) Limpiar la pantalla con el boton CLR luego desplazarse al plano Z = 6.0 – Seleccionar todos los nudos – ASSIGN-Joint-Constraint – En la lista desplegable: buscar lista de tipos de constraint y seleccionar Diaphragm-Add New Constraint – Luego DIAPH 2 –OK – OK. d) Luego Select – Select – Groups - PM1 y PM2, ir al menú ASSIGN-Joint- Restraint-Restringir Traslación 3 y rotaciones 1,2 – OK, esta opción solo se usa cuando no se modela la losa de techo. v Cargas Distribución de la Carga Muerta -Viva en Vigas “Primer Piso” Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 9. ACI-UNPRG Distribución de la Carga Muerta -Viva en Vigas “Segundo Piso” a) Menú Define – Load Cases b) En el Cuadro Define Load: LIVE LIVE 0 Add Load QX QUAKE 0 Add Load QY QUAKE 0 Add Load OK c) Botón All- Edit-Change Labels….. Item Type buscar Element Label Frame Next number: 1.0 Increment: 1.0 Menu Edit – Auto relable – all in list OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 10. ACI-UNPRG d) Botón Set Display Options…. - Marcar Labels en zona Frame/Cables OK. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 11. ACI-UNPRG Numeración de los elementos “Primer Piso” Seleccionar el elemento 10 y 11 – Botón ASSIGN - Frame Loads- Distributed - buscar DEAD-Gravity-Uniform load = 1.30 Tn/ml. OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 12. ACI-UNPRG Botón PS (previous selection) – Botón ASSIGN - Frame Loads- Distributed - buscar LIVE -Gravity-Uniform load = 0.40 Tn/ml. OK Del mismo modo para los demás elementos. e) Para asignar la fuerza sísmica se hace lo siguiente: Select – Select – Groups – PM1 OK Assign - Joint Loads – Forces En el cuadro de Force Global X: 15.69 Tn OK Colocar el Boton PS – Assign – Joint Loads – Forces En Load Case Name: QY – en Force Global Y: 15.69 Tn OK Select – Select – Groups – PM2 OK Assign - Joint Loads – Forces En el cuadro de Force Global X: 18.427 Tn OK Colocar el Boton PS – Assign – Joint Loads – Forces En Load Case Name: QY – en Force Global Y: 18.427 Tn OK Guardar el archive con el Nombre: Modulo 1 v Asignar Combinaciones de Carga Define – Combination - Add New Combo. Seleccionar Dead – Scale Factor = 1.4 – Boton Add. Seleccionar LIVE – Scale Factor = 1.7 – Boton Add. De esta misma forma se colocan las siguientes combinaciones: Comb 2 : 1.05 D + 1.275 L + 1.4025 Sx Comb 3 : 1.05 D + 1.275 L - 1.4025 Sx Comb 4 : 1.05 D + 1.275 L + 1.4025 Sy Comb 5 : 1.05 D + 1.275 L - 1.4025 Sy Comb 6 : 0.9 D + 1.43 Sx Comb 7 : 0.9 D - 1.43 Sx Comb 8 : 0.9 D + 1.43 Sy Comb 9 : 0.9 D - 1.43 Sy Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 13. ACI-UNPRG A parte de todas las combinaciones se debe agregar la del Envolvente, “ENVOL”, en el item de tipo de Combinación “Combinación Type” colocar Enve lope. La Escala de Factor será 1 para todas las combinaciones. Para la parte sísmica (desplazamientos de la estructura) se procederá a crear otra combinación, del tipo Envolvente: S1: 1*Qx; 1*Qy S2: -1*Qx; -1*Qy ENVOLS: 6*S1; 6*S2 Donde 6 es el 75% del Factor de Reducción de la Norma(es decir .75*8). Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 14. ACI-UNPRG Cuadro con todas las Combinaciones De Carga Una Vez cargado todas las combinaciones OK. v Diseño. Para el diseño de los elementos de concreto armado se efectúa: Design – Concrete Frame Design – Select Design Combos Señalar todas las combinaciones que estan a la derecha, y removerlos, una vez echo esto, señalar todas las combinaciones (Comb1 – Comb9 incluyendo ENVOL) Add. OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 15. ACI-UNPRG v Análisis. a) DEFINE – MASS SOURCE – seleccionar From Loads – y define el factor de multiplicación. Para edificaciones comunes la norma estipula 100% de la Carga Muerta y 25% de la Carga Viva. OK b) DEFINE – ANALYSIS CASES Modificar el Case Modal. Modificar de 12 modos a solo 6 OK. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 16. ACI-UNPRG c) ANALYZE – SET ANALYSIS OPTIONS – verificar que este la opcion Space Frame. d) RUN v Resultados. a) Para ver el diagrama de momentos, Cortantes y Axial. Poner la estructura en el plano XZ Display – Show Forces / Stresses – Frames / Cables. – Moment 3 – 3 OK Dependiendo del caso que se desee. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 17. ACI-UNPRG b) Para observar el Diseño de la estructura. Design – Concrete Frame Design – Star Design/Check of Structure. Sale área de acero, dependiendo de las unidades (cm²) Al dar click en una de las barras, sale el siguiente cuadro. Al dar click en Flex. Details, sale el siguiente cuadro. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 18. ACI-UNPRG En el caso de las columnas sale el cuadro en donde incluyen la curva de Iteración así como Join Shear y B/C Details. c) Desplazamientos. Colocar el Plano XY con un valor de Z = 6.00 Display – Show Deformed Shape. OK Seleccionar el PM2 click derecho, se aprecia el desplazamiento en dicho punto. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 19. ACI-UNPRG MODULO # 2: “ANALISIS DINAMICO “ A) ANALISIS DINAMICO CON EL ESPECTRO DE RESPUESTA. a) Guardar con otro nombre: FILE – SAVE AS – Modulo 2 b) Quitar el candado c) Select – Select – Groups – PM1 – PM2. d) Borrar dichos puntos del modelo. e) DEFINE – FUNCTIONS – RESPONSE SPECTRUM Choose Function type to Add: Spectrum from File – Add New Function. Browse (cargar el archivo del espectro a la base de datos) – Especificar “Period vs Value” – Display Graph – Convert to User Defined. – OK. f) DEFINE – ANALYSIS CASES – Qx – “Modify/Show Case” Analysis Case Type: Response Spectrum. Modal Combinations: CQC Directional Combination: SRSS Load Name: U1 (dirección X). Function: FUNC1 Scale Factor: 9.81. Del mismo modo para la dirección “Y”. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 20. ACI-UNPRG g) RUN h) Resultados. Es el mismo procedimiento que para el Modulo # 1. B) ANALISIS DINAMICO “TIEMPO HISTORIA” a) Guardar con otro nombre: FILE – SAVE AS – Modulo 2T b) Quitar el candado c) DEFINE – FUNCTIONS – TIME HISTORY Choose Function type to Add: Function From File – Add New Function. Browse (cargar el archivo del espectro a la base de datos) – Especificar “Period vs Value” – Display Graph – Convert to User Defined. – OK. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 21. ACI-UNPRG Funtion Name: ELCENTRO Values Are: Time and Function Values (Valores del Tiempo y de la Función). Number of Point per Line: Número de puntos por Fila - 3 Display Graph. Convert to User Defined. – OK. - OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 22. ACI-UNPRG DEFINE – Análisis Cases – Qx – Modif./Show Case Analysis Case Type – Time History. Analysis Type – Linear. Time History Type – Modal. Time History Motion Type – Transient. Function – ELCENTRO. Number of Output time Steps – 1200 Output time step Size – 0.01 OK. RUN RESULTADOS: Set Display Options – Joints – Activar la casilla Labels. DISPLAY – Show Response Spectrum Curves Choose a Joint – 27 Add Joint. Axes – Period – PSA Display. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 23. ACI-UNPRG Display – Show Plot Funtions – Define Plot Funtions Choose Funtion Type to Add: Add Joint Disps/Forces-Add Plot Functions Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 24. ACI-UNPRG Joint ID – 27 Vector Type – Displ. Component – UX OK - OK Seleccionar Joint27 de la lista de Funciones – Add – Display. Cortante en la Base. Define Plot Functions Cose Funtions type to Add Add Base Functions – Add Plot Functions Activar la casilla base shear X – OK - OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 25. ACI-UNPRG MODULO # 3: “ANALISIS DE ESTRUCTURAS DE ALBAÑILERIA” A) Modelamiento de Marcos de concreto Armado con Muros de Tabiquería. a) Abrir Modulo 1 y guardar con otro nombre: FILE – SAVE AS – Modulo 3 b) Quitar el candado Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 26. ACI-UNPRG c) DEFINE – Materials – Add new Material Material Name: ALBA Type of Design: None Analysis Property Data Mass per unit Volume: 0.00 Weight per unit Volume: 0.00 Modulus of Elasticity: 225000 Tn/m² Poisson’s Ratio: 0.18 OK - OK d) Colocar la vista YZ – X = -6 e) Draw. Frame / Cable Element. – Dibujar las diagonales. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 27. ACI-UNPRG f) Marcar una de las diagonales. – dar clik el boton derecho del Mouse. g) Anotar la longitud: Wo = 5/4 = 1.25 y e = 0.135 Wo = 5.831/4 = 1.457 y e = 0.135 h) DEFINE – Frame/Cable Sections – Add Rectangular-Add New Property. Section Name: Puntal1 Material: ALBA. Depth(t3): 1.25 Width (t2): 0.135 OK Add Rectangular – Add New Property. Section Name: Puntal2 Material: ALBA. Depth (t3): 1.457 Width (t2): 0.135 OK - OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 28. ACI-UNPRG i) Señalar lar diagonales (figura anterior), del primer y Segundo piso, la primera crujía. j) ASSIGN – Frame/Cable – Sections – PUNTAL1 Dibujar los Puntales también el sentido contrario. k) Colocar la vista YZ – X = 8 –dibujar también los puntales. l) Señalar los puntales. m) Select – Select-Frame/Cable Sections – Puntal1, Puntal 2 n) Edit – Replicate – Linear (dx = 14). ñ) Select – Select-Frame/Cable Sections – Puntal1, Puntal 2 o) ASSIGN – Frame/Cable – Releases / Partial Fixity. Marcar las casillas Start y End de Moment 2 – 2(minor) y Moment 3 – 3 (major) OK. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 29. ACI-UNPRG p) Run q) Resultados: Poner en el plano YZ – X=-6 Display – Show Forces/Stresses - Frames/Cables – Moment 3-3 OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 30. ACI-UNPRG B) Modelamiento de Muros de Albañilería Confinada. Altura de Entrepiso: 3.00m f’c: 210 kg/cm² fy: 4200 kg/cm² UNIDADES: Tn- m DEFINE – Material – CONC Mass Per unit Volume: 0.245 Weight per unit Volume: 2.4028 Modulus of Elasticity: 2173706.5 Tn/m² Coeficiente de Poisson: 0.20 Specified Conc Comp Strength f´c: 2100 Bending Reinf. Yield Stress, fy: 42000 Shear Reinf Yield Stress, fys: 42000 Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 31. ACI-UNPRG DEFINE – Frame/Cable Sections Choose Property type for Add – Add Rectangular. Add New Property – Definen las vigas 15x45,15x40 y 30x55 OK DEFINE – Frame/Cable Sections Choose Property type for Add – Add Rectangular. Add New Property. Section Name: COLL Base Material: CONC Design Type: Concrete Column Concrete Column Check/Design: Reinforcement to be designed Define/Edit/Show Section: Section Designer Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 32. ACI-UNPRG OPTIONS – PREFERENCES Background Guideline Spacing: 0.30 Fine Grids Between Guidelines: 1.00 Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 33. ACI-UNPRG Presionar el Boton – Snap to Fine grid, de la Barra Izquierda de la pantalla. Presionar el Boton – Dram Polygon Shape y dibujar. OPTIONS – PREFERENCES Background Guideline Spacing: 0.30 Fine Grids Between Guidelines: 3.00 Mover el dibujo lo mas cercano al centro. Cerrar pantalla. - OK De la misma forma para la sección en “T”. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 34. ACI-UNPRG Cerrar pantalla. – OK OK DEFINE – Materials – Add New Material Material Name: ALBA Type of Design: None Mass per unit volume: 0.18 Weight per unit volume: 1.8 Modulus of elasticity: 225000 Coefic. Poisson: 0.18 Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 35. ACI-UNPRG DEFINE – Area Sections- Modif./Show Section Section Name: Muro 15 Material: ALBA Area type: Shell Membrana: 0.15 Bending: 0.15 Type: Shell OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 36. ACI-UNPRG Section Name: LOSAT Material: CONC Area type: Shell Membrana: 0.15 Bending: 0.15 Type: Shell OK Colocar una de las ventanas en el plano XY – Z=3, seleccionar los elementos horizontales paralelos al eje x, subir con la flecha al plano z = 6 y seleccionar dichos elementos. ASSIGN – Frame/Cable/Section/ VI15x45 OK De igual manera para los elementos paralelos al eje y asignarles la VI15x40 OK Botón All- Edit-Change Labels….. Item Type buscar Element Label Frame Next number: 1.0 Increment: 1.0 Menu Edit – Auto relable – all in list OK Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 37. ACI-UNPRG Botón Set Displa y Options…. - Marcar Labels en zona Frame/Cables OK. Seleccionar los elementos 1, 3, 7, 9, 22, 24, 30 y 28 ASSIGN – Frame/Cable/Section - COLL Seleccionar los elementos 4, 25, 6 y 27 ASSIGN – Frame/Cable/Section - COLT Seleccionar los elementos 2, 23, 5, 8, 29 y 26 ASSIGN – Frame/Cable/Section – COL30x55 Modificar los ejes de los elementos para colocarlos en la posición adecuada. ASSIGN – FRAME/CABLE – Local Axes Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 38. ACI-UNPRG Seleccionar elemento 7 y 28 ASSIGN – Frame/Cable – Local Axes: -90 OK Seleccionar elemento 4 y 25 ASSIGN – Frame/Cable – Local Axes: -180 OK Seleccionar elemento 9 y 30 ASSIGN – Frame/Cable – Local Axes: -180 OK Seleccionar elemento 3 y 24 ASSIGN – Frame/Cable – Local Axes: - 90 OK Seleccionar los elementos 2, 23, 5, 8, 29 y 26 ASSIGN – Frame/Cable – Local Axes: 90 OK Boton derecho – Edit Grid Data – Modify/Show System. X Location: -4.50 Add Grid Line. Y Location: 6.50 Add Grid Line Activar las Casillas. Lock Grid Lines Snap to Grid Lines Glue Joint to grid Lines OK - OK Definir la columna 20 x 15 Dibujar la columna 20 x 15 Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 39. ACI-UNPRG Seleccionar toda la estructua. Edit-Divide Frames Break at intersections with selectd …… OK Ir al Plano YZ – X = -6 Marcar la opción – Quick Dra. Area Element – Properties of object : Muro 15-Marcar en el centro del marcho – Clic Izq. Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 40. ACI-UNPRG Set Display Options – Activar Shade Objects, se vera el dibujo del Muro de albañilería. De igual manera para el plano X = 8, Y=-4.5, Y = 6.5 Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast
- 41. ACI-UNPRG Ingº Carlos J. Ramos Chimpen. Ingº Carlos E. Ramos Brast