UNIVERSIDAD

NACIONAL DE

TRUJILLO

ESCUELA DE ARQUITECTURA Y

URBANISMO

DIAGRAMA DE MOMENTOS

FLEXIONANTES Y FUERZAS

CORTANTES EN UN PÓRTICO DE DOS

NIVELES

CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL

DOCENTE: ING. ROBERTO CARLOS CASTILLO VALVERDE

ALUMNO: CASANA BACA PHILL RUSSELL

DIAGRAMA DE MOMENTOS FLEXIONANTES Y

FUERZAS CORTANTES EN UN PÓRTICO DE

DOS NIVELES

Ejercicio:

DATOS:

1. MATERIALES:

Concreto f’c = 210 Kg/cm2

Acero: fy = 4200 Kg/cm2

2. SECCIONES: Columnas: 0.35mX0.35m Vigas: 0.35mx0.60m

3. CARGAS: Estas cargas se usará para los dos niveles

Carga muerta: 5 ton/m Carga viva: 2 ton/m

DESARROLLO DEL EJERCICIO

PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA

Ejecutamos el programa SAP2000

PASO 2: DEFINIR UNIDADES

Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta

opción se encuentra en la parte inferior derecha de la

pantalla principal de SAP2000, como se muestra a

continuación.

PASO 3: SELECCIÓN DEL MODELO

Del menú principal (parte superior), abriendo la opción de File >

seleccione New Model. Esta acción lo llevará a la ventana de New

Model que se muestra a continuación.

Seleccione la plantilla 2D Frames

Se deben llenar las casillas de acuerdo con las características de

nuestra estructura en 3D.

Number of Stories (Número de Pisos): 2

Number of Bays (Número de tramos): 3

Story Height (Altura de Piso): 3m

Bays Width: 4m

Para editar la cuadrícula y localizar el origen de coordenadas haga clic

con el botón derecho, luego en Edit Grid Data/ Modify Show System,

lo que lo llevará a la siguiente ventana, allí llenamos datos respectivo:

Presione Ok dos veces. Esto lo conducirá a la pantalla principal de

SAP2000, la cual mostrara la figura siguiente:

Seleccionamos las barras de color amarillo o las que nosotros

creamos al inicio y las eliminamos, lo que nos quedará es lo

siguiente:

Hacemos clic en (Draw Frame/Cable) y nos aparecerá la

siguiente vena, la cerramos y con la nueva flecha que sale como

cursor seleccionamos todos los puntos necesarios que formen el

pórtico.

Primero de punto a punto

seleccionamos columnas,

luego las vigas

PASO 4: DEFINICIÓN DE LAS CONDICIONES DE

LOS APOYOS PARA EL MODELO

Para cambiar las condiciones de borde, seleccione primero las juntas

a cambiar (o sea todas las de la base) para cambiar su condición.

Luego de seleccionar las juntas

seleccione en el menú principal

Assign y la opción de Joints y la sub‐

opción de Restraints, lo conducirán

a la pantalla que se muestra a la

derecha.

se recomienda que utilice los

botones que se encuentran en el

recuadro de “Fast Restraint”. Estos

significan lo siguiente:

Seleccione de la ventana y seleccione OK.El modelo debe ahora

aparecer como se muestra en la siguiente figura:

PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS

MATERIALES

Verifique que las unidades con las que se especifican sean las

adecuadas. Para definir las propiedades de los materiales, seleccione

Define del menú principal, de la lista que se presenta escoja la opción

de Materials como se muestra en la figura a continuación:

Aq

uí llen

amo

s

dato

s com

o se

mu

estra

Luego de la ventana Define Materials seleccione el material 3000psi

y haga clic en el botón Modify/Show Material lo que lo llevará a la

siguiente ventana y cambiamos los valores especificados:

Seleccione el botón de Add New Material para adicionar un nuevo

material de los disponibles según las Especificaciones, el cual lo

conducirá a la pantalla de Add Material Property que se muestra:

Seleccione Rebar en Material Type y ASTM A615 Grade 60 (fy =4200

Kg/cm2 aprox.) en Specification y presione el botón Ok. Luego de la

ventana Define Materials seleccione el material A615 Grade 60 y

haga clic en el botón Modify/Show Material lo que lo llevará a la

siguiente ventana:

Ingrese un nombre para identificar el material (por ejemplo:

Acero4200) en la caja de texto de Material Name.

Cambie los valores a los especificados en la descripción del problema.

Seleccione OK dos veces.

PASO 6: DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE

LOS ELEMENTOS VIGAS Y COLUMNAS

Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el

menú principal y luego la opción Section Properties/ Frame Sections.

Para el caso del modelo se tiene secciones rectangulares de concreto,

para ello dar clic en el botón Add New Property que lo llevará a la

ventana Add Frame Section Property. Del cuadro de diálogo Frame

Section Property Type seleccione la opción Concrete y luego la

sección Rectangular.

Luego de especificar los datos

Repetimos el procedimiento para la columna:

PASO 7: ASIGNAR SECCIONES DE LOS

ELEMENTOS AL MODELO

Luego de definir las secciones y los materiales, el siguiente paso es

asignar dichas propiedades a los elementos.

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las

columnas mediante un clic encima de dichos elementos dibujando un

cuadro que cubra dichos elementos, moviendo el mouse y

manteniendo apretado el botón izquierdo. Del menú de Assign

seleccione Frame/Frame Sections, lo que lo lleva a la siguiente

ventana:

En esa ventana seleccionamos la propiedad específica para cada

elemento estructural, en este caso columna o viga y quedará así:

Para lograr una mejor visualización de las secciones asignadas nos

colocamos en la ventana 3D y se procede a hacer clic en el icono

y aparecerá la siguiente ventana y se seleccionan las casillas Extrude

View y Sections.

El pórtico se mostrara como en la figura siguiente:

PASO 8: DEFINIR SISTEMAS DE CARGAS

Antes de aplicarle las cargas al modelo es necesario definir los

sistemas de cargas (por ejemplo Muerta, Viva, Viento, Sismo, etc.).

En este paso NO se aplican las cargas, solamente se definen cuáles

de ellas van a ser utilizados.

Para definir el sistema de cargas, seleccione Define del menú

principal y luego la opción Load Patterns.

Esto lo llevará a la siguiente ventana, donde inicialmente el programa tiene por omisión el patrón de carga DEAD (MUERTA). Proceda a definir los demás estados de carga.

Load Pattern Name: Nombre del Patrón de Carga.

Type: Tipo de Patrón de carga

DEAD: Muerta

LIVE: Viva

QUAKE: Terremoto

WIND: Viento

OTHER: Otros

SELF WEIGHT MULTIPLIER: Multiplicar el Peso propio.

En esta casilla por defecto para DEAD el programa establece 1, quiere decir que el peso propio de la estructura que calcula de manera interna, lo está multiplicando por la unidad. En el caso de otro tipo de cargas se le asigna 0 (cero), como es el caso de la carga VIVA, ya que esta carga se asignara de los cálculos que hayamos hecho nosotros en el metrado de cargas.

PASO 9: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA

Seleccionamos todas la vigas y nos vamos a:

En la siguiente ventana digitamos los datos dados para el ejercicio y

los dejamos como muestra la imagen:

Al presionar OK, la ventana principal del programa se mostrará de la

siguiente manera:

De la misma manera procedemos a asignar las cargas vivas en las

vigas:

Podemos ver

las cargas

distribuidas

en las vigas

Colocamos

los datos

respectivos

Representación

gráfica de las

cargas vivas

Asignación de la viva (LIVE 1)

Asignación de la viva (LIVE 2)

Asignación de la viva (LIVE 3)

Asignación de la viva (LIVE 4)

PASO 10: DEFINIR BRAZOS RÍGIDOS PARA LAS VIGAS Y COLUMNAS

Seleccionar las vigas y columnas del modelo de la siguiente manera:

Luego Asign/Frame/End (Length) Offset

Seleccionar la opción Automatic from Connectivity y Ok.

Luego el Pórtico se mostrara con los brazos rígidos en cada nudo.

PASO 11: DEFINICIÓN DE LAS COMBINACIONES

DE CARGA

Para realizer las combinaciones hacemos: Define/Load

Combinations/Add New Combo

COMB1 : 1.4DEAD+1.7LIVE Linear ADD

COMB2 : 1.4DEAD+1.7LIVE1 Linear ADD

COMB3 : 1.4DEAD+1.7LIVE2 Linear ADD

COMB4 : 1.4DEAD+1.7LIVE3 Linear ADD

COMB5 : 1.4DEAD+1.7LIVE4 Linear ADD

Agregamos la envolvente

PASO 12: ANALIZAR LA ESTRUCTURA

Seguimos lo que muestra la siguiente imagen:

El procedimiento seguido hasta el Paso anterior desarrolla lo que es

la entrada de datos al programa o Pre-Procesamiento. Lo que

procede ahora es resolver el problema o sea continuar con la etapa

de solución, para lo que del menú Analize, seleccionar la opción Run

Analysis. Nos aparecerá la siguiente ventana del cual solo haremos

una modificación seleccionar modal y clic en Run/Do Not Run Case.

Esta opción se mantendrá activa siempre y cuando se esté realizando

un análisis dinámico con sismo.

Al momento de hacer clic en Run Now, nos llevará a una ventana para

guardar el programa, escogemos el lugar donde queramos guardar y

listo. Luego la estructura 3D se mostrará de la siguiente manera:

PASO 13: LECTURA E INTERPRETACIÓN DE LOS

RESULTADOS

REACCIONES EN LOS APOYOS, hacemos:

La grafica en 2D se mostrará así:

DIAGRAMA DE ESFUERZOS, hacemos:

Aquí están las

opciones que hacen

mostrar a los

diagramas de

momentos, hacemos

clic en cualquiera de

ellos

Axial forcé diagram

Shear 2-2

Moment 3-3