1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS UNIDAD DE INVESTIGACION DE LA FACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS INFORME FINAL DEL TEXTO “TEXTO: APLICACIONES DEL SOFTWARE SAP 2000 EN MECANICA RACIONAL Y EN RESISTENCIA DE MATERIALES” AUTOR: Mg. JESUS WALTER ACHA ESPINOZA PERIODO DE EJECUCIÓN: Del 01 de diciembre del 2014 al 30 de noviembre del 2016 Resolución de Aprobación N° 938-2014-R Callao, 2016
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO...Capítulo III Diagramas de Fuerza Cortante y Momento Flector 40 3. Diagramas de fuerza cortante y de momento flector 40 ... N° 3.2 SECCIONES DE VIGAS
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS
UNIDAD DE INVESTIGACION DE LA FACULTAD DE INGENIERIA
PESQUERA Y DE ALIMENTOS
INFORME FINAL DEL TEXTO
“TEXTO: APLICACIONES DEL SOFTWARE SAP 2000 EN MECANICA
RACIONAL Y EN RESISTENCIA DE MATERIALES”
AUTOR:
Mg. JESUS WALTER ACHA ESPINOZA
PERIODO DE EJECUCIÓN: Del 01 de diciembre del 2014 al 30 de noviembre del 2016
Resolución de Aprobación N° 938-2014-R
Callao, 2016
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Página I. INDICE DE CONTENIDO 1 II PROLOGO 12 III. INTRODUCCION 13 IV. CUERPO DEL TEXTO Capítulo I. Tipos de Estructuras. 14
1. Comandos de SAP 2000 14
1.1 Elementos de interfaz del usuario 15
1.1.1 Barra de menús. 15
1.1.2 Barra de herramientas Estándar 15
1.1.3 Ventanas gráficas 15
1.1.4 Herramienta PAN 16
1.1.5 Comando 3 -D 16
1.1.6 Herramienta Zoom 16
1.1.7 Configuración de los Límites 16
1.1.8 Barra de Estado 16
1.2 Definicion de materiales y de las secciones de los elementos 16
Capítulo II Cargas Internas desarrolladas en elementos estructurales 20
2. Cargas internas aplicadas 20
2.1 Deformaciones en las estructuras 20
2.2 Ley de Hooke 21
2.3 Cargas internas en una viga 21
2.4 Factores de seguridad 21
2.5 Elementos de una estructura en SAP 2000 22
2.6 Sistema coordenados 22
2.7 Sistema Coordenado Global 22
2.8 Elemento Barra (frame) 23
2.9 Condiciones de frontera 23
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2.10 Importación de elementos desde autocad 23
Capítulo III Diagramas de Fuerza Cortante y Momento Flector 40
3. Diagramas de fuerza cortante y de momento flector 40
3.1. Cargas verticales sobre marcos de construcción 40
3.2 Marcos y armadura de portal 40
3.3 Construcción de un pórtico simple. 42
3.4 Definicion de las secciones 43
3.5 Valores máximos de fuerza cortante y momento flector 46
Capítulo IV Estructuras estaticamente determinadas 57
4.1 Vistas isometricas de pórticos 57
Capítulo V Deflexiones 60
5. Diagrama de efectos de casos de cargas: Deflexiones 60
5.1 Asignación de tipos de apoyos 61
5.2 Designación de tipo de materiales 61
5.3 Definición de las propiedades de la sección : 62 5.4 Asignación de las areas creadas 64 5.5 Liberación de los momentos en los apoyos 66 5.6 Definición de los grados de libertad 67
5.7 Determinacion de las fuerzas axiales 68 Capitulo VI Metodo de doble integracion 70
6 Cálculo de la pendiente y la deflexión máxima 70
6.1 Análisis de la viga por el método de la doble integración 70
6.2 Definición de los tipos de apoyos. 72
6.3 Definición de las propiedades de los materiales 72
6.4 Definición de las secciones 74
6.5 Asignación de la sección creada 75
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6.6 Definición del sistema de cargas 75
6.7 Análisis de la estructura 76 6.8 Diagrama de fuerza cortante en el eje Z (eje 2) 77
Capítulo VII Método de Área de momentos 79
7. Cálculo de la pendiente y deflexión máxima. 79
7.1 Análisis por el método de área de momentos. 79
7.2 Solución del problema usando el software SAP 2000 80
7.2.1 Redefinición de las luces 81
7.2.2 Definición de los tipos de apoyos 81 7.2.3 Definición de las propiedades de los materiales 82 7.2.4 Definición de las secciones 83
7.2.5 Asignación de las secciones creadas 84
7.2.6 Definición del sistema de cargas 85
7.2.7 Definición de la carga distribuída uniforme 85
7.2.8 Análisis de la estructura 86
7.2.9 Análisis Post procesamiento 87
Capítulo VIII Método de la viga conjugada 91
8. Teoremas de la viga conjugada 91
8.1 Teorema I 91
8.2 Teorema II 91
8.3 Creación de un modelo 92
8.3.1 Definición de los tipos de apoyos 93
8.3.2 Definición de los materiales 93
8.3.3 Definición de las secciones 94
8.3.4 Asignación de las secciones creadas 94
8.3.5 Definición del sistema de cargas 95
4
8.3.6 Definición de la carga distribuida uniforme 96
8.3.7 Análisis de la estructura 97
8.3.8 Análisis Post procesamiento 99
V. REFERENCIALES 104
VI. APÉNDICES 106 N°1 DISTRIBUCION DE ESFUERZOS EN UNA VIGA EN
VOLADIZO CON SECCION RECTANGULAR 106
N° 2 DETERMINACIÓN GRÁFICA DEL MOMENTO FLECTOR MÁXIMO 106
VII. ANEXOS 107 N°1 PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO 107
N° 2 COLUMNAS Y VIGAS 107 N° 3 DEFLEXIONES Y PENDIENTES EN VIGAS 108 N° 4 DIAGRAMA ESFUERZO VS DEFORMACION 108
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INDICE DE FOTOGRAFIAS N° 1.1 NUEVO MODELO DE INICIACION 18
N° 1.2 SELECCCION DE UNIDADES 18
N° 1.3 MALLA 18
N° 1.4 LINEAS DE MALLA AUTOMATICA 19
N° 1.5 SISTEMA DE NOMBRES 19
N° 1.6 SISTEMA GLOBAL 19
N° 2.1 SISTEMA DE COORDENADAS 25
N° 2.2 VISTA ISOMETRICA DEL ENTRAMADO 26
N° 2.3 VISTA DE LOS PLANOS XY y XZ DEL ENTRAMADO 26
N° 2.4 EDICION DE GRILLAS-MODIFICACION 26
N° 2.5 COORDENADAS DEL SISTEMA DE GRILLAS 27
N° 2.6 NUMERACION DE GRILLAS 27
N° 2.7 PROPIEDADES DE LOS OBJETOS 28
N° 2.8 DIVISION DE LOS MARCOS 28
N° 2.9 ASIGNACION DE APOYOS 28
N° 2.10 RESTRICCIONES DE LOS APOYOS 28
N° 2.11 DEFINICIÓN DE LOS MATERIALES 29
N° 2.12 MODIFICACIÓN DEL MATERIAL (ACERO) 29
N° 2.13 PROPIEDADES DE LA SECCIÓN 30
N° 2.14 PROPIEDADES DEL MARCO 30
N° 2.15 ASIGNACIÓN DE CARGAS 31
N° 2.16 ORIENTACIÓN DE LAS CARGAS 31
N° 2.17 EJE POSITIVO DE LAS CARGAS 32
N° 2.18 EJES LOCALES 32
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N° 2.19 ANULACIÓN DE EJES LOCALES 32
N° 2.20 LIBERACIÓN DE MOMENTOS 33
N° 2.21 ASIGNACIÓN DE MOMENTOS 33
N° 2.22 FORMA INDEFORMADA DE LA ARMADURA 33
N° 2.23 ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA 34
N° 2.24 EJECUCIÓN DEL PROGRAMA 34
N° 2.25 DESATIVACIÓN DEL MODAL 34
N° 2.26 REACCIONES EN LOS APOYOS 35
N° 2.27 FUERZAS AXIALES EN LAS BARRAS 35
N° 2.28 ANÁLISIS DE CARGAS ADMISIBLES 36
N° 2.29 TIPÓS DE FUERZAS EN LAS BARRAS 36
N° 2.30 ESTRUCTRA DEFORMADA 36
N° 2.31 DESPLAZAMIENTOS DE LOS NUDOS 37
N° 2.32 TIPOS DE FUERZAS 37
N° 2.33 TIPOS DE FUERZAS 37
N° 2.34 DIAGRAMA DE FUERZAS 38
N° 2.35 CARGAS AXIALES Y TORSIONANTES 39
N° 3.1 TIPO DE ESTRUCTURA – GRILLAS 41
N° 3.2 SECCIONES DE VIGAS Y COLUMNAS EN EL PLANO XZ 42
N° 3.3 DIBUJO DE LAS SECCIONES 43
N° 3.4 CREACIÓN DE VIGAS Y COLUMNAS 43
N° 3.5 DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES 43
N° 3.6 SECCIÓN DE CONCRETO 44
N° 3.7 VIGA DE CONCRETO DE SECCIÓN RECTANGULAR 44
N° 3.8 CREACIÓN DE LAS SECCIONES C2, C3,V1, V2 45
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N° 3.9 ASIGNACIÓN DE LAS SECCIONES AL PÓRTICO 45
N° 3.10 ASIGNACIÓN DE LAS COLUMNAS 46
N° 3.11 ASIGNACIÓN DE COLUMNAS 46
N° 3.12 ASIGNACIÓN DEL TIPO DE VIGA 47
N° 3.13 CREACIÓN DE UN NUEVO MODELO 47
N° 3.14 REDEFINICIÓN DE LUCES 48
N° 3.15 REDEFINICIÓN DE APOYOS 48
N° 3.16 DEFINICIÓN DE LOS MATERIALES 49
N° 3.17 DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES 50
N° 3.18 ASIGNACIÓN DE SECCIONES CREADAS 51
N° 3.19 DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE CARGAS 51
N° 3.20 DEFINICIÓN DE LA CARGA DISTRIBUÍDA 52
N° 3.21 GRADOS DE LIBERTAD 52
N° 3.22 EJECUCIÓN DEL PROGRAMA 53
N° 3.23 DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR 53
N° 3.24 LA ELÁSTICA 54
N° 3.25 DEFLEXIONES Y PENDIENTES 54
N° 3.26 REACCIONES Y PENDIENTES EN LOS APOYOS 55
N° 3.27 DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES 55
N° 3.28 CONJUNTO DE DIAGRAMAS TRAMO AB 56
N° 3.29 CONJUNTO DE DIAGRAMAS TRAMO BC 56
N° 4.1 ASIGNACIÓN DE VIGAS 57
N° 4.2 CREACIÓN DE COLUMNAS 57
N° 4.3 ASIGNACION DE APOYOS 58
N° 4.4 VISUALIZACIÓN EN 3D 59
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N° 4.5 SECCIONES 59
N° 5.1 GRILLAS 61
N° 5.2 TIPOS DE APOYO 61
N° 5.3 SELECCIÓN DE MATERIAL 62
N° 5.4 DEFINICIÓN DE PROPIEDADES DE LA VIGA 63
N° 5.5 TIPO DE SECCIÓN 64
N° 5.6 ASIGNACIÓN DE ÁREAS 65
N° 5.7 ASIGNACIÓN DE CARGAS 66
N° 5.8 LIBERACIÓN DE MOMENTOS 66
N° 5.9 DEFINICIÓN DE GRADOS DE LIBERTAD 67
N° 5.10 DEFINICIÓN DE GRADOS DE LIBERTAD 67
N° 5.11 ESTRUCTURA DEFORMADA 68
N° 5.12 REACCIONES EN APOYOS 68
N° 5.13 FUERZAS AXIALES 69
N° 5.14 ANÁLISIS DE ESFUERZOS 69
N° 6.1 DESIGNACIÓN DEL NÚMERO DE TRAMOS 71
N° 6.2 DESIGNACIÓN DEL NÚMERO DE TRAMOS 72
N° 6.3 DEFINICIÓN DE MATERIALES 73
N° 6.4 NOMBRANDO LA SECCION 74
N° 6.5 DEFINICIÓN DE LA SECCIÓN 74
N° 6.6 ASIGNACIÓN DE LA SECCIÓN 75
N° 6.7 ASIGNACIÓN DE LAS CARGAS 75
N° 6.8 ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA 76
N° 6.9 EJECUCIÓN DEL PROGRAMA 76
N° 6.10 GRABACIÓN DEL PROGRAMA 77
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N° 6.11 ELÁSTICA DE LA VIGA 77
N° 6.12 MOMENTO FLECTOR 77
N° 6.13 DIAGRAMAS FUERZA CORTANTE, MOMENTO FLECTOR 78
N° 7.1 TIPO DE GRILLA 81
N° 7.2 SELECCIÓN DEL MODELO 81
N° 7.3 DEFINICIÓN DE APOYOS 82
N° 7.4 DEFINICIÓN DE MATERIALES 83
N° 7.5 DEFINICIÓN DE LA SECCIÓN 84
N° 7.6 SELECCIÓN DE TRAMOS 84
N° 7.7 TIPOS DE APOYOS 85
N° 7.8 ASIGNACIÓN DE SECCIONES 85
N° 7.9 ASIGNACIÓN DE LAS CARGAS DISTRIBUÍDAS 86
N° 7.10 DETERMINACIÓN DE LOS GRADOS DE LIBERTAD 86
N° 7.11 EJECUCIÓN DEL PROGRAMA 87
N° 7.12 LIBERACIÓN DE LOS MOMENTOS 87
N° 7.13 LA ELÁSTICA , DEFLEXIÓN Y PENDIENTE 88
N° 7.14 SOLICITUD DE DIAGRAMAS 88
N° 7.15 DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE 89
N° 7.16 DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR 89
N° 7.17 ANÁLISIS GRÁFICO DE SOBRECARGA 90
N° 7.18 DIAGRAMA M, V y F : TRAMO AB 90
N° 7.19 DIAGRAMA M,V y F : TRAMO BC 90
N° 8.1 SELECCIÓN DE TIPO DE ESTRUCTURA : VIGA 92
N° 8.2 DEFINICIÓN DE LOS TIPOS DE APOYOS 93
N° 8.3 DEFINICIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 93