8/19/2019 Analisis y Diseño de Una Estructura Metalica http://slidepdf.com/reader/full/analisis-y-diseno-de-una-estructura-metalica 1/28 CURSO: Análisis y diseño estructural con SAP 2000 Expositor: Ing. David Condori Chambi 0ANALISIS Y DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA METALICA Secciones Cordón Superior (C100x50x15x3mm.) Cordón Inferior (C100x50x15x3mm.) Diagonales, montantes y correas (C80x40x15x3mm.) Columnas metálicas (C100x50x15x3mm.) Diagonales Col. (C80x40x15x3mm) Análisis de Cargas Peso Propio El peso propio se toma en cuenta en el grupo de carga PESO PROPIO considerada por el paquete estructural SAP 2000. Carga Muerta En este grupo de carga se toma en cuenta las cargas siguientes: carga muerta de techo corresponde al peso propio de la cubierta más aditamentos 3.65kg/m2.Carga Viva En este grupo de cargas se consideran las siguientes: Carga Viva de Techo Esta carga toma en cuenta el peso del personal que hace el montaje de la cubierta, además de las reparaciones para el presente ejemplo, se considera una carga de 30 Kg/m2
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8/19/2019 Analisis y Diseño de Una Estructura Metalica
SeccionesCordón Superior (C100x50x15x3mm.)Cordón Inferior (C100x50x15x3mm.)Diagonales, montantes y correas (C80x40x15x3mm.)Columnas metálicas (C100x50x15x3mm.)Diagonales Col. (C80x40x15x3mm)
Análisis de Cargas
Peso Propio
El peso propio se toma en cuenta en el grupo de carga PESO PROPIOconsiderada por el paquete estructural SAP 2000.
Carga Muerta
En este grupo de carga se toma en cuenta las cargas siguientes:
carga muerta de techo corresponde al peso propio de la cubierta másaditamentos 3.65kg/m2.
Carga Viva
En este grupo de cargas se consideran las siguientes:
Carga Viva de TechoEsta carga toma en cuenta el peso del personal que hace el montaje de la cubierta,además de las reparaciones para el presente ejemplo, se considera una carga de30 Kg/m2
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Pulse el botón OK. 4. Pulse el botón XZ View en la barra de herramientas principal para cambiar la vista al
plano X-Z. Note que el título de la ventana cambia a X-Z Plane @ Y=0
Creando grupos del modelo5. En la barra de menús seleccionar la opción Define, en este cuadro de dialogo
seleccionar la opción Groups
6. En el cuadro de dialogo Define Groups seleccione la opción Add new Group, quedespliega el cuadro de Group Definition, en este cuadro en la pestaña Group NameIntroducir CORDON SUPERIOR
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Asignación de Apoyos 9. Seleccione los 4 nudos de la base.10. Del menú Assign Seleccione la opción Joint luego Restraints que despliega el
cuadro de dialogo Joint restraints.11. En este cuadro de dialogo:
Seleccione la opción para apoyo fijo articulado Pulse el botón Ok.
DEFINICION DEL MATERIAL
12. En el cuadro de unidades seleccione Kip, in, F13. Del menú Define Seleccione Materials que despliega el cuadro de dialogo Define
Materials, en este cuadro de dialogo pulse la opción Add New Materials.14. En el cuadro de dialogo Material Property Data verificar los datos de acuerdo al
cuadro mostrado a continuación.
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15. Pulse el botón OK. Que vuelve al cuadro de dialogo define materials, en este cuadrode dialogo pulsar nuevamente la opción Add New Materials. Repetir el paso 15 deacuerdo a los siguientes datos
16. Pulse el botón OK. Dos veces para salir del cuadro de dialogo define materials
DEFINICION DE SECCIONES
17. Cambie las unidades a kgf,mm,C18. Del menú Define seleccione Section propierties y luego la opción Frame Section
que despliega el cuadro de dialogo Frame Propierties, en este cuadro de dialogo pulsela opción Add new Property.
19. En el cuadro de dialogo Add Frame Section Propierty seleccione la opción ColdFormed en la pestaña Frame Section Property Type y luego seleccione la opción CSection.
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23. Del menú Define seleccionar la opción Section propierties y luego la opción FrameSection que despliega el cuadro de dialogo Frame Propierties, en este cuadro dedialogo pulse la opción Add new Property.
24. En el cuadro de dialogo Add Frame Section Propierty seleccione la opción Concreteen la pestaña Frame Section Property Type y luego seleccione la opción Circular.
25. En el cuadro de dialogo Circle Section complete los datos que se muestran acontinuación:
26. Pulse el botón OK. Dos veces
ASIGNANDO SECCIONES Y GRUPOS
27. Seleccionar todas las barras del cordón superior28. Del menú Assing seleccione la opción Assign to Group que despliega el cuadro de
dialogo Assign/Define Groups Name, en este cuadro de dialogo seleccione la opciónCORDON SUPERIOR
29. Pulse OK.
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35. Pulse el botón 3D View de la barra de herramientas principal para cambiar lavista a 3D.
36. De la barra de herramientas principal seleccione la opción Set Display options
37. Se despliega el cuadro de dialogo Diplay Option For Active Window, en este cuadrode dialogo en la ventana View by Color Of seleccionar la opción Section paravisualizar por colores las secciones asignadas a la estructura.
38. En el mismo cuadro de dialogo activar la opción Extrude View y Shirink Objects enla ventana General.
39. Pulse el botón OK. 40. Del menú Select seleccioanr la opción select Groups que despliega el cuadro de
dialogo Select Groups, en este cuadro de dialogo elegir CORDON SUPERIOR ypulsar OK.
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41. Del menú Assign seleccionar la opción Frame y luego Local Axes que despliega laventana Frame Local Axis, en esta venta ingresar el valor de -90 en la pestaña Anglein Degrees.
42. Pulse OK.
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43. Repita los pasos del 40 al 42 para rotar los ejes locales de las secciones CORDONINFERIOR, DIAGONALES, MONTANTES, COL. METALICA Y DIAGONALES COL deacuerdo a lo indicado en clases para ubicar la posición correcta de cada una de estassecciones.
DEFINICION DE ESTADOS DE CARGA
44. Del menú Define seleccione Load Patterns se despliega el cuadro de dialogo DefineLoad Patterns
45. En este cuadro de dialogo:
Introduzca CM en el cuadro de load pattern name
Verifique 1 en el cuadro Self Weight Multipler
Pulse el botón Modify Load Pattern Introduzca CV en el cuadro de load pattern name
Seleccione LIVE en el cuadro de Type para el tipo de carga
Pulse el botón Add New Load Pattern para añadir el estado de carga viva
Introduzca VX en el cuadro de load pattern name
Seleccione WIND en el cuadro de Type para el tipo de carga
Pulse el botón Add New Load Pattern para añadir el estado de carga vientoen la dirección X
Introduzca VY en el cuadro de load pattern name
Seleccione WIND en el cuadro de Type para el tipo de carga
Pulse el botón Add New Load Pattern para añadir el estado de carga vientoen la dirección Y.
Introduzca NIEVE en el cuadro de load pattern name
Seleccione SNOW en el cuadro de Type para el tipo de carga
Pulse el botón Add New Load Pattern para añadir el estado de carga pornieve.
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47. Del menú Define seleccione Load Cases se despliega el cuadro de dialogo DefineLoad Cases.
48. En este cuadro de dialogo:
Seleccione DEAD en el cuadro load case name y pulse el botónModify/Show Load Case.
Se despliega el cuadro de dialogo Load Case Data en este cuadro de dialogointroduzca CM en el cuadro de Load Case Name
49. Pulse OK. Dos veces
DEFINICION DE LAS COMBINACIONES DE CARGA
50. Del menú Define seleccione Load Combinations se despliega el cuadro de dialogoDefine Load Combination, en este cuadro de dialogo pulse el boton Add New Comboque despliega el cuadro de dialogo Load Combination Data
51. En este cuadro de dialogo: Introduzca SERVICIO en el cuadro de Load Combination Name
Verifique la opción Linear Add en el cuadro Load Combination Type Seleccione CM del cuadro Load Case Name
Introduzca el valor de 1.0 en el cuadro de Scale Factor
Pulse el boton Add para añadir la carga a la combinación
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Verificar los valores de acuerdo al cuadro mostrado a continuación
55. Pulse OK. Dos veces.
56. Pulse el botón 3D View de la barra de herramientas principal para cambiar lavista a 3D. en la pantalla se visualiza dos pórticos.
ASIGNANDO CORREAS Y TENSORES
57. De la barra de herramientas lateral seleccione la opción Draw Frame/Cable sedespliega el cuadro de dialogo Properties Of Object, en este cuadro de dialogo:
Escoja la opción CORREAS del cuadro de despliegue Section
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58. Dibuje las correas de acuerdo a lo indicado en clases.
59. De la barra de herramientas lateral seleccione la opción Draw Frame/Cable sedespliega el cuadro de dialogo Properties Of Object, en este cuadro de dialogo:
Escoja la opción TENSOR del cuadro de despliegue Section60. Dibuje los tensores de acuerdo a lo indicado en clases y la figura mostrado a
continuación.
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61. De la barra de herramientas principal seleccione la opción Set Display options
62. Se despliega el cuadro de dialogo Diplay Option For Active Window, en este cuadrode dialogo en el área General activar la opción Extrude View y Shirink Objects.
63. Pulse el botón OK. 64. Seleccionar las correas del lado izquierdo
65. Del menú Assign seleccionar la opción Frame y luego Local Axes, se despliega elcuadro de dialogo Frame Local Axis en este cuadro de dialogo:
Ingrese el valor de 18.43 en el cuadro de edición Angle in Degrees querepresenta el Angulo de inclinación de la cubierta respecto a la horizontal
66. Seleccionar las correas del lado derecho67. Del menú Assign seleccionar la opción Frame y luego Local Axes, se despliega el
cuadro de dialogo Frame Local Axis en este cuadro de dialogo:
Ingrese el valor de 161.57 (180-18.43) en el cuadro de edición Angle inDegrees.
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68. De la barra de herramientas principal seleccione la opción Set Display options
69. Se despliega el cuadro de dialogo Diplay Option For Active Window, en este cuadrode dialogo en el área General desactivar las opciones Extrude View y ShirinkObjects.
70. Pulse el botón OK.
71. Del menú View seleccione la opción Set 3D View , se despliega el cuadro de dialogoSet 3D View en este cuadro de dialogo.
Ingrese el valor de 0 en el cuadro de edición Aperture del área ViewDirection Angle.
Pulse sobre el botón xy del área Fast View para ir a la vista en el plano XY.
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72. Seleccione todas las correas73. Del menú Assign seleccione la opción Frame Load y luego la opción Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo: Escoja la opcion CM del cuadro de selección Load Pattern Name Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units Active la opcion Forces en el area Load Type and Direction Escoja la opcion GLOBAL del cuadro de selección Cood Sys Escoja la opcion Gravity del cuadro de selección Direction
Verifique que la opción Replace Existing Loads este activado en el áreaOptions
Active la opción Absolute Distance From End-I en el área TrapezoidalLoads
Introduzca el valor de 2.77 en el cuadro de edición Load del area UniformLoad.
Pulse el botón OK.
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74. Del menú Select pulse la opción Get Previous Selection75. Del menú Assign seleccione la opción Frame Load y luego la opción Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo: Escoja la opcion CV del cuadro de selección Load Pattern Name Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units Active la opción Forces en el área Load Type and Direction Escoja la opción GLOBAL del cuadro de selección Coord Sys Escoja la opción Gravity del cuadro de selección Direction Verifique que la opción Replace Existing Loads este activado en el área
Options Active la opción Absolute Distance From End-I en el área Trapezoidal
Loads Introduzca el valor de 22.80 en el cuadro de edición Load del área Uniform
Load. Pulse el botón OK.
76. Del menú Select pulse la opción Get Previous Selection77. Del menú Assign seleccione la opción Frame Load y luego la opción Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo: Escoja la opcion NIEVE del cuadro de selección Load Pattern Name
Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units Active la opción Forces en el área Load Type and Direction Escoja la opción GLOBAL del cuadro de selección Coord Sys Escoja la opción Gravity del cuadro de selección Direction Verifique que la opción Replace Existing Loads este activado en el área
Options
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Active la opción Absolute Distance From End-I en el área TrapezoidalLoads
Introduzca el valor de 30.4 en el cuadro de edición Load del área UniformLoad.
Pulse el botón OK.
78. Seleccione las correas del lado derecho a partir del eje de simetría79. Del menú Assign seleccione la opción Frame Load y luego la opción Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo: Escoja la opcion VX del cuadro de selección Load Pattern Name Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units Active la opción Forces en el área Load Type and Direction Escoja la opción Local del cuadro de selección Coord Sys Escoja la opción 2 del cuadro de selección Direction
Verifique que la opción Replace Existing Loads este activado en el áreaOptions Active la opción Absolute Distance From End-I en el área Trapezoidal
Loads Introduzca el valor de -7.56 en el cuadro de edición Load del área Uniform
Load. Pulse el botón OK.
80. Del menú Select pulse la opción Get Previous Selection81. Del menú Assign seleccione la opción Frame Load y luego la opción Distributed, se
despliega el cuadro de dialogo Frame Distributed Load en este cuadro de dialogo:
Escoja la opción VY del cuadro de selección Load Pattern Name Verifique que las unidades sean kgf,m,c en el cuadro Units Active la opción Forces en el área Load Type and Direction Escoja la opción Local del cuadro de selección Coord Sys Escoja la opción 2 del cuadro de selección Direction
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85. Seleccione las dos correas de los extremos y cargue con la mitad de la magnitud delas cargas asignadas de acuerdo a los pasos anteriores y lo indicado en clases
GENERANDO EL MODELO DE ANALISIS EN 3D
86. Del menú View seleccione la opción Set 3D View , se despliega el cuadro de dialogoSet 3D View en este cuadro de dialogo.
Ingrese el valor de 0 en el cuadro de edición Aperture del área ViewDirection Angle.
Pulse sobre el botón xy del área Fast View para ir a la vista en el plano XY.87. Seleccione todos los elementos de esta vista enmarcado en una ventana; menos los
elementos del primer pórtico.
88. De la barra de menús seleccionar la opción Edit y luego la opción Replicate quedespliega el cuadro de dialogo Replicate, en este cuadro de dialogo:
Seleccionar la opción Linear En el area de Increments introducir el valor de 4.5 para dy
En el area de Increment Data introducir el valor de 6 en el cuadro de edición
Number para definir el número de veces que debe replicarse la estructura Pulse el boton Modify/Show Replicate Options
Verificar los valores de acuerdo al cuadro mostrado a continuación
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94. Del menú Analyse seleccione la opción Run Analysis se despliega el cuadro dedialogo Set Load Cases to Run , en este cuadro de dialogo:
Resalte MODEL en el cuadro de listado Case Name
Pulse el botón Run/Do Not Run Case para que este caso no sea calculado
Pulse el botón Run Now
DEFINIENDO EL CODIGO DE DISEÑO PARA PERFILES LAMINADOS EN FRIO
95. Del menú Design seleccione la opción Cold –Formed Steel Frame Design y luegola opción View Revise Preferences que despliega el cuadro de dialogo Cold FormedSteel Frame Design Preferences , en este cuadro de dialogo:
Marque el cuadro Design Code y seleccione AISI LRFD-96 en el botón dedspliegue Value.
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DEFINIENDO LAS COMBINACIONES DE CARGA PARA EL DISEÑO
96. Del menú Design seleccione la opción Cold –Formed Steel Frame Design y luegola opción Select Design Combos que despliega el cuadro de dialogo Design LoadCombinations Selection , en este cuadro de dialogo:
Seleccione la combinación NEVADA del cuadro List of Load Combinations
Pulse el botón Add
Repita estos pasos para las combinaciones SERVICIO, ULTIMO, VIENTOEN X y VIENTO EN Y.
Desactive la opción Automatically Generated Code – Based Design LoadCombiantions
97. Pulse Ok.
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98. Del menú Design seleccione la opción Cold –Formed Steel Frame Design y luegola opción Start Design/Check of Structure.
99. Cuando termine el diseño de los elementos se desplegara la realcion de esfuerzospara cada uno de los miembros.
100. Verificar que se cumple que la relación de esfuerzos sea menor a 1 caso contrariomodificar las secciones de los elementos que no cumplen la relación de esfuerzos yvolver a realizar el diseño.
