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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL PRACTICA CALIFICADA SAP 2000 Curso

INGENIERIA ANTISISMICA

Alumno

ASIS GARCIA GUSTAVO JUANITO

Docente

Ing. ITA ROBLES LUIS

Código

122.0904.357

HUARAZ – PERU

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SAP 2000

1. Abrimos el programa SAP 2000 v18 Unidades a trabajar serán Tonf, m, C

2. Abrimos la ventana “new model” presionando “ctrl + N” o yendo a “File -> New model” o de forma directa como se muestra en la figura.

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3. Elegimos Grid Only para definir la cantidad y separación de ejes.

4. Se va trabajar en el plano XZ, por lo que en el eje Y se pone el valor de 1.

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5. Para configurar la separación de ejes se presiona click derecho y se elige “edit grid data”, en la que aparece la siguiente figura, se elige “Modify/show System”

6. Ya dentro de esta opción, en la parte derecha de la ventana se elige Spacing, y se escriba el espacio deseado de acuerdo a cada eje, en nuestro caso como se muestra en la figura.

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7. Nueva separación de los ejes.

8. A continuación definiremos el material concreto, para lo cual nos dirgimos a Define->Materials…, ya teniendo la ventana abierta nos dirigimos a Add New Material…

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9. En Región ponemos User y en tipo de material concrete.

10. Colocamos las características de nuestro concreto, en este caso de fc=240 kg/cm2, en peso por unidad de volumen (weight per Unit Volume) se coloca el valor de cero, pues nuestros elementos no tienen masa, para E=150000*fc^0.5 ton/m2.

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11. Ahora definiremos la sección de los elementos que conforman la estructura. Para lo cual iremos a define->Section Properties->Frame Sections…

12. Seleccionamos Add New Property…

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13. Elegimos Concreto y sección rectangular.

14. Definimos la dimensión del elemento como se muestra en la figura.

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15. Para la viga también repetimos el mismo procedimiento que se siguió para definir la columna, con la única diferencia que, se hace click en Concrete Reinforcement, al abrirse la ventana se elige Beam.

16. Ahora se dibujaran los elementos de la estructura, utilizando el comando Drawn/Frame cable

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17. Dibujo de la columna

18. Dibujo de la viga

19. Empotramos en el punto A y ponemos apoyo fijo en el punto D, seleccionando el punto y dirigiéndonos a Assing->Joint->Restraints…, elegimos la restricción que le queremos dar a cada punto.

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20. Añadimos el resorte helicoidal en el punto D, de la siguiente manera, seleccionamos el punto, nos dirigimos a Assing->Joint->Springs en el que colocamos el valor de Kθ que es de 189.1105 Ton.m/rad, la cual su rotación va en el eje Y

21. Para asignar EA infinito en una barra se hace lo siguiente, se selecciona una barra, nos dirigimos a Assing->Joint->Constraints.

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22. Luego vamos a la opción de Define Joint Constraints..., Cambiamos a Rod y definimos uno nuevo.

23. Al definir uno nuevo vemos una serie de opciones, elegimos el nombre, como solo se seleccionó para la barra de la viga en contraint axes elegimos el eje X.

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24. En el caso de las dos barras inclinadas, se define uno nuevo y se marca el Auto.

25. Al finalizar debe quedar de la siguiente manera.

26. Ahora definimos donde actuara la carga dinámica, para lo cual haremos usando una carga estatica, nos dirigimos a Define->Load Patterns, se coloca con el nombre de Carga dinámica, pero en realidad se trata de na carga estatica.

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27. Con ayuda de la carga estática, definimos la carga dinámica que actúa sobre el punto C, para esto seleccionamos dicho punto y nos dirigimos a Assing->Joint Loads->Forces…, y colocamos el valor de 1, en la dirección X.

28. Ahora asignamos la masa en el punto C, para eso nos dirigimos a Assing->joint>Masses, colocamos 10 ton dividido entre la gravedad 10m/s2, lo que da un valor de 1 tonf-s2/m.

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Tanto para la carga como para el sismo se siguen los 29 pasos mostrados anteriormente, ahora lo que se hace es trabajar para cada uno de ellos, es decir para la Carga P (t) y el Sismo XX.

CARGA P (t) 29. Se define la función de la carga P(t) para lo cual nos dirigimos a Define>Functions->Time history…, se abrirá la siguiente ventana en la cual se cambia cocine a user, para luego poner “Add new fuctions”

30. Se abrirá una nueva ventana en la cual se colocan los valores de la función correspondiente a P (t)

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31. Una vez realizado esos pasos se procede a realizar el Análisis dinámico, para ello nos dirigimos a Define->Load cases, primero se modifica el “MODAL”

32. En “número máximo de modos” se coloca el número 1.

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33. En la ventana de Load Cases se hace click en Add New Load Cases

AMORTIGUAMIENTO DE 5% 34. Una vez abierta la ventana se deja todo como se muestra:

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35. Como el análisis del desplazamiento es para el punto C, el SAP 2000 lo define con un número a este punto para eso debemos de saber que numero le corresponde al punto C, para lo cual debemos dirigirnos a View->Display Options, marcar la opción de Labels perteneciente a Joints, esto hará que la enumeración de cada punto aparezca.

Nuestro punto de interés tiene el número 3.

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36. Para elegir un análisis en el plano (XZ) se va a la opción Analize->Set Analysis Options, en a que seleccionamos “XZ Plane” y le damos OK.

37. Luego nos dirigimos a Analyze->Set Load Cases To Run…, seleccionamos “Analisis Dinamico” y hacemos click en “Run Now”.

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38. Luego de terminar el análisis, se selecciona la figura ubicada en la parte superior izquierdo.

39. Se abre la siguiente ventana, en dicha ventana hacemos click en Define Plot Functions

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40. Cambiamos a Add Joint Disps/Forces

41. Luego seleccionamos Add Plot Function…

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42. En dicha ventana escribimos el número que le corresponde al punto de interés, que viene a ser el 3, la cual se vio en el paso 35; marcamos en Vector Type (Displ)

43. Una vez puesto OK, en la lista de funciones aparecerá el punto 3 con el nombre Joint3, seleccionamos Add, para que este pase a Vertical Fuctions,

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44. Escribimos en los recuadros Horizontal y Vertical, luego solo hacemos click en Display…

45. Obteniendo así el grafico Tiempo vs Desplazamiento, donde el punto C tiene un máximo desplazamiento de 1.3 mm en el tiempo de 0.4 segundos.

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46. Se solicita el Diagrama de Fuerza Cortante y el Diagrama de Momento Flector, para ello se va al siguiente icono y se elige la tercera opción, como se muestra en la figura

47. Para el DFV en un tiempo igual a dos segundos se hace lo siguiente, se seleciona Shear 2-2 para el DFV, la escala sirve para aumentar el tamaño del diagrama sin afectar los valores.

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48. DFV para t=2 s

49. Para el DMF en un tiempo igual a cuatro segundos se hace lo siguiente, se selecciona Moment 3-3 para el DMF, la escala sirve para aumentar el tamaño del diagrama sin afectar los valores.

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50. DMF pata t=4 s

51. Para hallar la máxima respuesta en el DFV se hace lo siguiente.

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52. DFV para la respuesta máxima.

SIN AMORTIGUAMIENTO 53. Para quitar el amortiguamiento primero hacemos click en el candado, y presionar en aceptar.

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54. Nos dirigimos a Define->Load Cases, y modificamos el Análisis Dinámico

55. Ponemos el valor de 0, para definir que nuestra estructura no tiene amortiguamiento.

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56. Se repiten los pasos del 36 al 45, con lo que se obtiene, un desplazamiento máximo de 2.58 mm en un tiempo de 0.7 segundos.

57. Se repite el procedimiento del paso 47, DFV para t =2 s

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58. Se repite el procedimiento del paso 49, DMF para t=4 s

59. Se repite el procedimiento del paso 51, DFV para la respuesta máxima.

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SISMO XX 60. Como se mencionó en la pág. 15, hasta el paso 28 se repite el procedimiento, lo que continua ahora es a definición de la Función Sismo, para ello nos dirigimos a Define->Functions->Time history…, se abrirá la siguiente ventana en la cual se cambia cocine a user, para luego poner “Add new fuctions”

61. Se define la función, con los valores de los datos brindados, teniendo en cuenta que se considera una gravedad de 10 m/s2.

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62. Seleccionamos Define->Load Cases, donde encontramos el Analasis Dinamico, solo modificamos este.

AMORTIGUAMIENTO 5% 63. En la siguiente ventana cambiamos tal como se muestra los que están marcados

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64. Se repiten los pasos del 36 al 45, con lo que se obtiene, un desplazamiento máximo de -3.12 mm en un tiempo de 0.4 segundos.

65. Se repite el procedimiento del paso 47, DFV para t =2 s

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66. Se repite el procedimiento del paso 49, DMF para t=4 s

67. Se repite el procedimiento del paso 51, DFV para la respuesta máxima.

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SIN AMORTIGUAMIENTO 68. Para quitar el amortiguamiento primero hacemos click en el candado, y presionar en aceptar.

69. Nos dirigimos a Define->Load Cases, y modificamos el Análisis Dinámico

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70. Ponemos el valor de 0, para definir que nuestra estructura no tiene amortiguamiento.

71. Se repiten los pasos del 36 al 45, con lo que se obtiene, un desplazamiento máximo de 0.61 mm, en la imagen se muestra con un valor negativo, eso significa que el desplazamiento se presenta hacia la izquierda; en un tiempo de 0.7 segundos.

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72. Se repite el procedimiento del paso 47, DFV para t =2 s

73. Se repite el procedimiento del paso 49, DMF para t=4 s

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74. Se repite el procedimiento del paso 51, DFV para la respuesta máxima.

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