tanque elevado en sap 2000

PRACTICA 02 - DISEÑO DE UN TANQUE ELEVADO DE CUBA CIRCULAR ............................................ 2
1. DEFINICIÓN DE LA GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA .................................................................. 3
2. DEFINICIÓN DE MATERIALES. ...................................................................................................... 4
3. DEFINICIÓN DE SECCIONES ......................................................................................................... 4
3.1 SECCIONES TIPO FRAME. ....................................................................................................... 4
3.2 SECCIONES TIPO SHELL. ......................................................................................................... 6
3. DIBUJO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ................................................................................... 7
4. DEFINICIÓN DE CARGAS. ........................................................................................................... 12
5 ASIGNACIÓN DE CARGAS. .......................................................................................................... 12
5.1 CARGAS EN LOS ELEMENTOS FRAME .................................................................................. 12
5.2 CARGAS EN LOS ELEMENTOS SHELL .................................................................................... 12
6. ESPECTRO .................................................................................................................................. 14
7. CARGA DE SISMO ...................................................................................................................... 16
8. COMBINACIONES DE CARGA. .................................................................................................... 17
9. DIVISIÓN DE LOS ELEMENTOS SHELL EN ÁREAS. ...................................................................... 17
10. MODELAMIENTO. .................................................................................................................... 18
PRACTICA 02 - DISEÑO DE UN TANQUE ELEVADO DE CUBA
CIRCULAR
Realizar el análisis estructural de un tanque elevado de cuba CIRCULAR.
t (tanque) =0.2m
t (losa piso) =0.2m
t (losa techo) =0.15m
ZONA: Costa Peruana
Suelo intermedio
f’c (Viga)= 240 kg/cm2
f’c (Columna)= 210 kg/cm2
f’c (muro)= 280 kg/cm2
WL = 1000 kg/m (Para Vigas)
WL= 150 kg/m2 (En Azotea)
Para el modelamiento de esta estructura se usara el programa SAP 2000 Versión 14.
1. DEFINICIÓN DE LA GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA
Abrimos un nuevo modelo con “New Model”
con la plantilla “3D Frames”.
. Trabajaremos con el sistema de unidades MKS,
Configuramos el número de pisos, numero de ejes en la dirección x e y, y la altura de entrepiso.
Modificamos la altura del primer nivel, activando “Use Custom Grid Spacing and Locate Origin” y
dando click en: “Edit Grid”
DAR CLIC EN “Ok”.
2. DEFINICIÓN DE MATERIALES.
Vamos a la pestaña: “Define” “Materials…”, Demos Clic en: “Add New Property…”
Crearemos Concreto de 210 kg/cm2, 240 kg/cm2, 280 kg/cm2 con una densidad de 2400 kg/m3.
Para el Modulo de elasticidad usamos el criterio del ACI: E=15100*f’c1/2.
3. DEFINICIÓN DE SECCIONES
3.1 SECCIONES TIPO FRAME.
Vamos a la pestaña: “Define” “Sección Propierties” “Frame Secction…”
Demos Clic en: “Add New Property…” Cambiamos el tipo de material a Concreto con sección
rectangular.
Creamos la Viga Principal VP de 50 cm por 100cm, con un concreto de 240 kg/cm2. Y le indicamos
que el refuerzo sea considerado para una viga. Para ello damos clic en “Concrete Reinforcement…”
y activamos “Beam (M3 Desing Only)”
DAR CLIC EN “Ok”.
Y una columna de 30xm por 50cm, con un concreto de 210 kg/cm2, indicando que el refuerzo sea
para una columna. Para ello damos clic en “Concrete Reinforcement…” y activamos “Column (PM2-M3 Desing)”
DAR CLIC EN “Ok”.
3.2 SECCIONES TIPO SHELL.
Vamos a la pestaña: “Define” “Sección Propierties” “Area Secction…”
Damos clic en “Add New Section…”
Creamos una losa de 20cm de espesor con un concreto de 240kg/cm2.
DAR CLIC EN “Ok”.
Creamos una losa de 15cm de espesor con un concreto de 240kg/cm2, a partir de la losa de 20cm
dando clic en “Add Copy of Property…”.
DAR CLIC EN “Ok”.
Creamos un muro de 20cm de espesor.
3. DIBUJO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Para el dibujo de las vigas y columnas usaremos la herramienta:
“Draw Frame/Cable Element”
EXTRUIMOS PUNTOS DESDE LAS CUATRO ESQUINAS PARA HALLAR LA INTERSECCION DE LA
COLUMNA CON EL PISO.
PARA DAR EL SENTIDO ADECUADO DE LAS COLUMNAS:
SELCCIONAMOS TODAS LAS COLUMNAS Y VAMOS HA EDITAR LOS EJE LOCALES EN:
“Assign/Frame/Locasl Axes…”
PARA DIBUJAR LA LOSA DE TECHO EXTRUIMOS UNA VIGA CON UNA LONGITUD IGUAL AL RADIO
DE LA CUBA.
PARA DIBUJAR EL MURO DEL TANQUE PRIMERO EXTRUIMOS PUNTOS ALREDEDOR DE LA
CIRCUNFERENCIA DE LA CUBA EN FRAMES:
LUEGO EXTRUIMOS LAS LINEAS EN AREA:
FINALMENTE DIBUJAMOS LA LOSA DE PISO:
4. DEFINICIÓN DE CARGAS.
Vamos a la opción “Define” “Loads Patterns…”. Creamos carga muerta, carga viva, carga de sismo
en ambos sentidos, carga hidrostática.
Para ello damos el nombre y tipo de carga. Y damos clic en “Add New Load Pattern”
5 ASIGNACIÓN DE CARGAS.
5.1 CARGAS EN LOS ELEMENTOS FRAME
Seleccionamos los elementos en donde se requiere colocar las cargas y vamos a la opción “Assign”
“Frame Loads” “Distributed…”
5.2 CARGAS EN LOS ELEMENTOS SHELL
Asignamos una carga VIVA de 150Kg/m2. Para ello seleccionamos la losa superior y damos clic en
“Assign” “Area Loads” “Uniform (Shell)…”
1000 KG/M2 EN VIGAS Y 3200 KG/M2 EN LA LOSAp
PARA ASIGNAR LA CARGA HIDRAULICA EN LOS MUROS CREAMOS PUNTOS DE APOYO A 3.2M QUE
ES LA ALTURA DEL NIVEL DE AGUA.
LUEGO CREAMOS UN GRUPO DE PUNTOS: Para esto vamos a la pestaña “Define” “Joint
Patterns…”, y creamos un nuevo patrón con el nombre PHIDRO.
Una vez creado el patrón de puntos, asignamos la carga “WH” a los muros, Seleccionamos los
muros y vamos a: “Assing” “Area Loads” “Surface Pressure…”
6. ESPECTRO
Según la norma técnica E-030:
Z=
S=
Tp=
Tl=
U=
Ro=
0.45
1.05
0.6
2
1.5
8
hn= 15
Ct= 45
T= 0.33
Usaremos La Fórmula:
C
2.500
2.500
2.459
2.143
2.000
1.875
1.765
1.667
1.579
1.500
1.429
1.364
1.304
1.250
1.200
t
0
0.6
0.61
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
As
2.173
2.173
2.137
1.862
1.738
1.630
1.534
1.449
1.372
1.304
1.242
1.185
1.134
1.086
1.043
1.154
1.111
1.071
1.034
1.000
0.968
0.938
0.909
0.882
0.857
0.833
0.811
0.789
0.769
0.750
0.732
0.714
0.698
0.682
0.667
0.652
0.638
0.625
0.612
0.600
0.588
0.577
0.566
0.556
0.545
0.536
0.526
0.517
0.508
0.500
0.300
0.150
1.3
1.35
1.4
1.45
1.5
1.55
1.6
1.65
1.7
1.75
1.8
1.85
1.9
1.95
2
2.05
2.1
2.15
2.2
2.25
2.3
2.35
2.4
2.45
2.5
2.55
2.6
2.65
2.7
2.75
2.8
2.85
2.9
2.95
3
5
10
1.003
0.966
0.931
0.899
0.869
0.841
0.815
0.790
0.767
0.745
0.724
0.705
0.686
0.669
0.652
0.636
0.621
0.606
0.593
0.579
0.567
0.555
0.543
0.532
0.521
0.511
0.501
0.492
0.483
0.474
0.466
0.457
0.450
0.442
0.435
0.261
0.130
Para importar los valores de la aceleración, vamos a: “Define” “Funtions” “Response Espectrum…”
Damos clic en “Add New Funtion”. Y buscamos el archivo txt que contiene el periodo Vs. La
aceleración. Activamos Disply Graph para visualizar la gráfica.
7. CARGA DE SISMO
Modificamos la carga “WQx” y “WQy” a uno de tipo espectro. Para esto vamos a “Define” “Load
Cases…”.
Con la carga “WQx” seleccionado, damos clic en “Modify/Show Load Case…”
Cambiar el tipo de carga a Response Espectrum, dar clic en “Desing” y cambiar al tipo de carga
QUAKE. En Funtion Cambiar a E-030 y agregar.
Para la dirección “X” colocar U1, y para la dirección “Y” Colocar U2.
DAR CLIC EN “Ok”
8. COMBINACIONES DE CARGA.
Vamos a: “Define” “Load Combinations” “Add New Combo…”
9. DIVISIÓN DE LOS ELEMENTOS SHELL EN ÁREAS.
Para lograr un modelo más realista se dividirá en áreas la LOSAp.
Seleccionamos los muros, damos clic en “Edit” “Edit Areas” “Divide Areas…”
10. MODELAMIENTO.
Damos Clic en el botón:
. Desactivamos el modal y damos clic en Run Now
REACCIONES EN LOS APOYOS
EN X=0 Y=0
EN X=12 Y=0
EN X=0 Y=12
EN X=12 Y=12