ANÁLISIS DE UNA LOSA CON VIGAS POST-TENSADAS CON SAP2000

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Muy buenas amigos(as) , Ingenieros e Ingenieras , alumnos y alumnas , para todos los asiduos lectores  de CivilMac , les habla o les escribe como ustedes quieran , Christian Asmat Vidarte , hace pocos días redacte un articulo sobre “Analisis de muro de contencion con Sap2000″ y tuvo buena acogida entonces me anime a escribir este articulo , hoy realizaremos el analisis de una losa con vigas postensadas utilizando el programa Sap2000.

Antes de empezar con este articulo te invito a que te inscribas en un Video Curso de Sap2000, este curso es muy bueno y completo, se inicia desde lo mas básico y se continua hasta lo mas avanzado , no necesitas tener conocimientos previos del Sap2000 ; pues empezamos desde lo mas basico , te animo a que inviertas tu dinero y que te pongas a la par con miles o porque no decir millones de Ingenieros o Estudiantes de Ingenieria Civil que manejan esta grandiosa herramienta que es el Sap2000 ,  No pierdes esta oportunidad !!

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El presente ejemplo tiene por finalidad presentar el modelamiento y analisis de una losa de concreto armado de 0.15 metros de espesor con vigas principales de 0.60 x 1.50 metros y vigas secundarias de 0.3 x 1.00 metros. Las vigas principales estan sujetas a efectos de postensado mediante tendones parabolicos de segundo grado cuya distancia del eje neutro de la viga al tendon en los extremos es de 0.35 metros y la distancia en el centro de luz desde el eje neutro al tendon es tambien de 0.35 metros. La fuerza aplicada en el tendon es de 150 ton, el diametro del tendon es de 1″.

Primer Paso :  Seleccion de unidades de trabajo en el Sap2000.

Para generar el modelo estructural de la losa plana, vamos a utilizar las plantillas que tiene el Sap2000. Luego de cargar el programa en la parte inferior derecha de la pantalla principal debemos seleccionar como unidad de trabajo ” ton,m,C

Segundo Paso: Definicion de la geometria con el uso de plantillas del Sap2000.

Empezamos haciendo clic en el menu FILE y sleccionamos con otro clic izquierdo la opcion NEW MODEL , luego de ello el programa abrira una nueva ventana donde estan todas las plantillas que tiene el Sap2000 , en esa ventana llamada ” NEW MODEL” seleccionaremos la plantilla llamada Flat Slab.

 

 

En la ventana Slab debemos ingresar los parametros geometricos que tendra la losa a modelar.

 

Luego de haber realizado los pasos anteriores ustedes deberan tener lo siguiente en su pantalla principal de Sap2000

 

En caso requiera modificar la geometria de uno de los vanos, debera activar la casilla. Use Custom Spacing and Locate origin , y hacer clic izquierdo en la opcion Edit Grid. Por defecto el programa asigna la seccion default a todos los elementos de la losa.

Tercer Paso: Guardar el Modelo.

Debemos dirigirnos al boton que tiene como icono un diskette y seleccionar la ubicacion que nosotros queramos para el archivo y luego dar clic en SAVE.

Cuarto Paso: Definicion del Material.

Despues de haber definido parte de la geometria de nuestro modelo, debemos de definir el tipo de material a utilizar, para ello vamos al menu- DEFINE- MATERIAL , seguidamente se aperturara una nueva ventana con los distintos materiales que tiene el programa Sap2000 por defecto , en nuestro caso debemos de seleccionar la opción Add New Material como lo veras en una imagen que colocare a continuacion , En la ventana de Material property , debemos ingresar las propiedades correspondientes a un concreto de resistencia nominal 210 kg/cm2.

 

 

 

Quinto Paso: Definicion de las secciones.

Las secciones que vamos a utilizar en este ejemplo son secciones rectangulares y cuyas dimensiones fueron dadas al inicio del ejemplo , en esta oportunidad llamaremos V-1 y V-2 a cada tipo de viga.

V-1 = ( 0.60 x 1.50 )    V-2 =( 0.30 x 1.00)

Para definir las secciones vamos al menu – DEFINE – FRAME SECTION,  seguidamente se nos abrira una ventana con secciones definidas por el Sap2000 , luego de ello deberemos hacer clic en Add New Property , seleccionamos de que material sera nuestra seccion , para este ejemplo seleccionaremos ” Concreto ” y seleccionaremos la seccion rectangular , seguidamente  definiremos las dimensiones que tendra la viga.

Luego debemos realizar el mismo procedimiento y cambiar las dimensiones de la seccion para agregar la otra viga al programa , de esta manera tendremos dos vigas.

 

Ahora necesitamos definir los elementos tipo area, que representara a la losa , lo que hacemos es ir  al menu  Define-Area sections. En la ventana hacer clic en Add New Section lo cual nos llevara a la ventana Shell Section Data en donde debemos ingresar las propiedades de la losa ( el espesor ).

 

Para definir el elemento tendon debemos ir al menu Define- Tendon Section . El programa mostrara la ventana Tendon Section hacer clic en la seccion Add New Section. En la ventana tendon section data debemos ingresar las propiedades del tendon como lo son el material a utilizar, el diametro (tambien se puede ingresar el area). Por facilidad cambiar las unidades en la lista desplegable inferior izquierda de la ventana para ingresar el diametro.

Modelo de elemento faltantes y asignacion de secciones

Seleccionar todos los elementos que forman parte de la losa con una ventana de seleccion de izquierda a derecha que englobe a toda la losa , luego ir al menú Asign – Area Section.  En la ventana Area Section , de la lista de secciones disponibles a elegir LOSA y hacer clic en OK.

Las vigas principales estaran ubicadas en los eje Y1 y Y4 , mientras que las vigas secundarias estaran ubicadas en los ejes X1 , X4 , X7  y X10. Para dibujar las vigas usaremos los botones de acceso rapido , para ello haga clic en el icono que tiene una linea celeste y luego en la ventana propiedades del objetvo , seleccionar V60 x 150 , luego picar con el mouse el punto inicial de la viga y luego el punto final del elemento. Repetir el proceso anterior para las vigas faltantes.

Para que las losas transmitan o distribuyan sus cargas a las vigas debemos dividir o discretizar las losas y las vigas  en partes iguales para que esten perfectamente unidos, para lograr este efecto asignaremos subdivisiones internas a dicho elementos.a

Seleccionar todos los elementos con el boton all y luego ir al menu Assign – Frame – Automatic  Frame Mesh. En la ventana assign automatic frame Mesh debereas seleccionar las casillas como te indicare en la siguiente imagen , despues de realizar estos pasos observaras que se habra subdividido las vigas

Para dividir internamente las losas debemos seleccionar todos los elementos y vamos al menu assign – area – automatic area mesh. En la ventana assign – area – automatic area mesh deberas hacer clic en las casillas tal igual como se observa en la imagen, despues de esto la losa se habra subdividido.

Para que no sea muy extenso el articulo complementare toda esta información con un video tutorial  en el cual se explicara paso a paso de inicio a fin este ejemplo, les invito a suscribirse en mi canal de youtube, de ver el video y de compartirlo; de esta manera valdrá la pena tanto trabajo hasta la proxima.

 

 

 

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Christian Asmat Vidarte
Egresado de Ingeniería Civil en la Universidad Privada Antenor Orrego , con conocimientos en los software de SAP2000 , Civil 3D , AutoCAD, Revit , Risa 3D.
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