CERCHA ESPACIAL

CURSO SAP2000 COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU-HUARAZ

Ing. Alberto Ramírez García 1

EJEMPLO DE CERCHA ESPACIAL CON SAP2000

Para la cercha que se muestra en la figura, obtenga las fuerzas axiales o normales para lossiguientes casos de carga.a). CM: carga muertab). CV: carga vivac). Combinación Pu= 1.2 CM + 1.6 CV.Para la cercha que se muestra en la figura, utilice como elementos angulares 2L 6x6x3/4para los electos de compresión (arriba), 2L 4x4x1/2 para los electos interiores y 2L 3x3x1/2para los electos en tensión (abajo). Los electos que unen las dos cerchas planas son tubosHSS 6x6x1/2 de acero estructural.Las cargas muerta y viva son de 0.75 Tn y 1.25Tn respectivamente, y están aplicadas en lascuatro juntas inferiores.

PASOS A SEGUIR:

Para iniciar el programa:

1. Haga doble click en el icono del SAP2000 en el escritorio o busque la carpetadonde se instalo el programa y haga click en SAP.exe.

2. En la lista desplegable de la esquina inferior derecha seleccione las unidades

Definición de la Geometría:

3. Menú FILE-New Model (o botón New Model en la barra de herramientas)4. En la ventana New Model, hacer click en 2D Trusses.



5. En la ventana 2D Trusses, escriba los valores correspondientes:

En Number of Divisions escriba 3 (número de divisiones).En Division Length escriba 3.6 (longitud de cada division).En Heigth escriba 3.6 (altura de la cercha)Luego presione OK.

6. Menú File-Save As…, seleccione la carpeta donde guardara su trabajo. Escriba elnombre del trabajo (sin extensión) y haga click en guardar.

Materiales:

7. Hacer click en Define Material Properties… o Menú DEFINE – MaterialProperties.

8. En el cuadro Define Materials marque STEEL y luego haga click en Modif./ShowMaterial.

9. En el cuadro Material Property Data indique (todas las unidades están en Toneladas ymetros):



10. Haga OK para cerrar la ventana y repita haciendo OK para cerrar el cuadro de DefineMaterials.

11. Haga click en el botón guardar

Crear la Segunda Cercha:

12. Hacer click en All , ubicada al lado izquierdo de la ventana.

13. Hacer click en Replicate.. , o menú EDIT / Replicate..14. En la ventana Replicate, primera lista desplegable del cuadro Linear, escriba -3.6 en

dy, OK



Crear Electos de Unión:

15. Hacer click en la ventana de la derecha y presione la ventana del “Toolbar”

principal para obtener una vista en la planta de la cercha, haga click en . Note queen la parte superior de la ventana dice “X-Y Plane @ Z=3.6”, o sea estamos ubicadosen la parte superior de la cercha.

16. Haga click en Draw Frame /Cable Element , para dibujar para dibujar loselementos de unión superior.

17. Presione le botón , note que en la parte superior de la ventana dice “X-Y Plane @Z=0”, o sea estamos ubicados en la parte inferior de la cercha. Y procedemos a dibujarlos uniones inferiores.

Crear Grillas Restantes:

18. Seleccionar todo el elemento o hacer click en All , ubicada al lado izquierdo de laventana.

19. Menu EDIT, Add Grid at Select Points.., seleccionar Canstant y, OK


Definición de Grupos:

21. Haga click en cualquier ventana y selecciones (X-Z Plane @ Y=0), seleccionetodo los elementos.

22. Menu EDIT/ Change Labels.., en la ventana Interactive Name Change, haga click enItem Type, seleccione Element Labels-Frame, haga click en Edit/Auto Relabel/AllInList.

23. En la misma ventana seleccione Element Labels-Joint, haga click en Edit/AutoRelabel/AllIn List, OK.

24. Menu DEFINE/Groups, en el cuadro define Groups, haga click en Add New Group..,Cambia la etiqueta de GROUP1 por ERRIBA. OK, Repita el procedimiento para



asignar los otros grupos por ejemplo escribiendo ABAJO, INTERMEDIO y UNIONcomo se muestra en la figura. Presione OK al terminar todo los grupos.

Asignación de Elementos a Grupos:

25. Seleccione el elemento 11, 23, 24, 16, 17, 28, 29 y 22, Menu ASIGN/ Assign toGroup.., en la ventana Assign/Define to Group Names, seleccione ARRIBA y presioneOK.

26. Seleccione el elemento 1, 2, 3, 8, 9 y 10, Menu ASIGN/ Assign to Group.., en laventana Assign/Define to Group Names, seleccione ABAJO y presione OK.

27. Seleccione el elemento 12, 13, 14, 15, 18, 19, 20 y 21, Menu ASIGN/ Assign toGroup.., en la ventana Assign/Define to Group Names, seleccione INTERMEDIO ypresione OK.

28. Seleccione el elemento 4, 5, 6, 7, 25, 26 y 27, Menu ASIGN/ Assign to Group.., en laventana Assign/Define to Group Names, seleccione UNION y presione OK.



Secciones Frame:

29. Antes de asignar las secciones a los elementos apague la opción de “Labels”

presionando el icono de y quitando la opción de ”Labels” deFrames/Cables/Tendons.

30. Hacer click en Define Frame/Cable Sections.. o Menú DEFINE – Frame Sections.31. En la segunda lista desplegable del cuadro Frame Properties en Import I/Wide Flange

hacer click y seleccione Import Double Angle.32. Hacer click en Add New Property. En la ventana Section Property File, hacer click en

“buscar en” (buscar el archive donde se instalo el Programa SAP2000), selecionarSECTIONS8.PRO, presionar en Abrir. En la ventana seleccionar las seccionesrespectivas presioanando encada instante el teclado Ctrl, luego de seleccionarpresionar OK, OK.

33. En la segunda lista desplegable del cuadro Frame Properties en Import I/Wide Flangehacer click y seleccione Import Box/Tube.

34. Hacer click en Add New Property. En la ventana seleccionar la sección respectiva,luego de seleccionar presionar OK, OK.

35. Presionar Ok.36. Haga click en el botón guardar

Asignar Elementos Frame:

37. Menu Select/ Select/Groups.., en la ventana Select Groups, haga click en ARRIBA,OK.

38. Haga click en el menú Assing, Frame/Clable/Tendon, Frame Secctions.., o haga click

en .39. En la ventana Frame Properties, haga click en 2L 6x6x3/4, presionar OK.40. Sobre la viga aparecerá una etiqueta de 2L 6x6x3/4 de color verde.41. Menu Select/ Select/Groups.., en la ventana Select Groups, haga click en ABAJO, OK.42. Haga click en el menú Assing, Frame/Clable/Tendon, Frame Secctions.., o haga click

en .43. En la ventana Frame Properties, haga click en 2L 3x3x1/2, presionar OK.44. Menu Select/ Select/Groups.., en la ventana Select Groups, haga click en

INTERMEDIO, OK.45. Haga click en el menú Assing, Frame/Clable/Tendon, Frame Secctions.., o haga click

en .46. En la ventana Frame Properties, haga click en 2L 4x4x1/2, presionar OK.47. Menu Select/ Select/Groups.., en la ventana Select Groups, haga click en UNION, OK.48. Haga click en el menú Assing, Frame/Clable/Tendon, Frame Secctions.., o haga click

en .49. En la ventana Frame Properties, haga click en HSS 6x4x1/2, presionar OK.



Apoyos:

50. En este paso se observa que el sistema se encuentra restringido con los grados delibertad adecuada, por tal razón no se realizara ningún cambio.

Declaración del Sistema de Carga Estática:

51. Menú DEFINE- Static Load Cases, o haga click en52. En el cuadro Define Loads

Mantenga el tipo DEAD y 1 en Self Weight Multiplier (si uno coloca cero elcomputador no considera el peso propio de la sección)Escriba Lineal en Load Name y selecione DEAD en Type y 0 en Self WeightMultiplierHaga click en Add New LoadOK.


Combinaciones de Cargas:

54. Hacer Click en Difine Response Combinations.. , o menu Define/Combinations..55. En el cuadro Difine Response Combinations, click en Add New Combo (COMB1) y

en el cuadro Response Combination data:Desplegar la lista Case name y escoger CM. Escribir 1.2 en la casilla ScaleFactor, haga click en Add.Desplegar la lista Case name y escoger CV. Escribir 1.6 en la casilla ScaleFactor, haga click en Add. OK.OK


Cargas:



57. Ponga en foco la ventana con la vista en planta y haga click en , haciendo uso de las

herramientas para ubicar los cuatro nudos deseados (X-Y Plane @ Z=0)

58. Seleccionar los cutro nudos deseados, haga click en Assign Joint Forces.. , o menúAssign / Joint Loads/Forces, en la ventana Joint Forces Seleccionar CM en Load CaseName y escribir -0.75 Tn en Force Global Z, OK.

59. Seleccionar los cutro nudos deseados, haga click en Assign Joint Forces.. , o menúAssign / Joint Loads/Forces, en la ventana Joint Forces Seleccionar CV en Load CaseName y escribir -1.25 Tn en Force Global Z, OK.

Eliminar los grados de libertad rotacionales y torsionales de los nudos o elementos:

60. Seleccionar todo el elemto o hacer click en .61. Hacer click en Assign Frame Realeses/Partial Fixity.. , o Menu Assign,

Frame/Cable/Tendon, Realeses/Partial Fixity. En el cuadro Assign Frame Releases,haga click en en Moment 2-2, Moment 3-3 en las dos casillas blancas y en Torsión enuna sola casilla. OK.

Análisis:

62. Menú ANALYZE – Set Analysis Options63. En el cuadro Analysis Options, marque la opción Space Truss.64. OK.

65. Hacer click en el boton Run Analysis .66. En el cuadro Set Analysis Cases to Run, haga click en Run/Do Not Run Case y en la

ventana Status/Action aparecera Not Run/Do Not Run en la parte modal (esto significaque el programa no realizara análisis para este caso).

67. Al finalizar se muestra la deformada para el sistema de cargas CM. Use los botones enla parte inferior derecha para mostrar otros casos.



68. Para ver las deformadas hacer click en el botón Display Static Deformed Shape(un pórtico con desplazamiento lateral) o menú DISPLAY – Show Deformed Shape.

69. Para ver las fuerzas hacer click en el botón Show Forces/Stresses (pórtico condiagrama de momentos flectores) o menú DISPLAY – Show Forces/Stresses –Frame/Cables.

70. En el cuadro. Sleccionar COMB1 en la lista desplegable – Marcar Axial Forces – OK



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