SAP2000 MODELAR LOSAS VIGUETAS

Clase 4: Modelar Losas en SAP2000

Nervadas - Losacero - Losa tabelones

Este post pretende explicar el paso a paso para modelar en SAP2000 de forma correcta losas apoyadas en una sola dirección con vigas secundarias como correas, nervios, viguetas, entre otras.

Al final del articulo cuentas con un vídeo tutorial que explica de forma practica lo aquí presentado.

Losas que podemos modelar en SAP2000 con este articulo

Para explicar el paso a paso vamos a hacer uso de un ejercicio práctico se trata de una losa nervada apoyada en una dirección de concreto armado, sin embargo, este ejemplo aplica también para losacero, losa de tabelones o cualquier otra aplicación que cumpla con características similares, es decir, losas que dispongan de vigas secundarias para soportar y transmitir las cargas a las vigas estructurales.

Ejercicio ejemplo:

plano de planta losa nervada

corte losa nervada

Paso 1: Lo primero que debemos hacer en nuestro modelo es:

Definir materiales

a. Resistencia a la compresión del concreto F´c = 210Kgf/cm2

b. Esfuerzo cedente del acero de refuerzo Fy = 4200 Kgf/cm2

(Se entiende que se cuenta con las capacidades para definir los materiales en SAP200)

Definir las secciones “Frame Section”

a. Columnas de concreto armado 30cm*30cm

b. Vigas de concreto armando 30cm*50cm

c. Nervio de concreto armado de 10cm*30cm

d. Loseta de concreto armando de 5cm de espesor.

Al definir la loseta lo haremos con el elemento área tipo membrane ya que nuestro único objetivo es que transmita las cargas verticales a las vigas secundarias.

Definir losa nervada en SAP 2000

Si usted necesita más información sobre los elementos tipo área y por qué estamos usando el elemento membrane, lo invito a entrar en el siguiente enlace: Elementos tipo area en SAP 2000

Paso 2: Empezar el modelo estructural asignando las vigas y columnas.

Paso 3: Asignar en nuestro modelo la loseta de 5cm de espesor.

Se da por entendido que todo lo establecido en el paso 1, 2 y 3 el lector esta en capacidad de completar sin problema.

Sin embargo, aquí os dejo un vídeo para llegar al paso 4 con éxito: Clase 1 SAP2000 Modelo desde cero

Paso 4: Introducir en el modelo nuestros nervios o vigas secundarias

Asignar vigas secundarias en SAP 2000

Como se muestra en la imagen SAP 2000 dispone de una herramienta rápida para dibujar vigas secundarias, haciendo uso de la misma conseguimos entonces definir los nervios en el modelo matemático.

Nota 1: La herramienta permite definir el tipo de conexión en las vigas secundarias como pinned o continuous, en el caso que nos ocupa (losa nervada de concreto armado) es conveniente usar un tipo de conexión continua o empotrada, ya que se sobre entiende que en la conexión del nervio con la viga se van a generar momentos negativos.

En el caso de que estemos modelando una losacero por dar un ejemplo, va a depender del tipo de conexión usada en los perfiles metálicos, pero usualmente se hacen conexiones a corte, es decir, conexiones que permiten rotaciones liberando las fuerzas de momento, en ese casos usaremos pinned

Paso 5: rotar ejes locales de la losa

Asignaremos las cargas a nuestro elemento tipo área - membrane bajo el formato "uniform to frame" para garantizar que estas cargas se repartan a las vigas secundarias o nervios por el método de área tributaria.

En este vídeo se explica porque se debe usar "uniform to frame" en membrane: Diferencias shell - membrane - plate

Cuando se define las cargas "uniform to frame" SAP permite indicar que estas se deben repartir en una sola dirección "one layer", sin embargo, no permite introducir el sentido en el cual queremos repartir esas cargas, por defecto SAP define que las cargas se distribuyen por área tributaria en el sentido del eje local 1 de la losa, que por lo general es el sentido "X" del plano cartesiano.

En nuestro caso necesitamos que la losa reparta las cargas por área tributaria en el eje "Y". De esta manera cargar nuestros nervios y posteriormente los nervios cargarán las vigas estructurales como se puede apreciar en la imagen.

Por este motivo debemos hacer coincidir el eje local 1 de la losa con el eje "Y" para poder cargar nuestras vigas secundarias correctamente.

para rotar los ejes locales de las losas debemos seleccionarlas y entrar en la siguiente ruta: Assign - área - local axes - rotar 90°

Rotación de ejes locales SAP 2000

De la forma correcta la loseta cargará las vigas secundarias y las vigas secundarias las vigas estructurales.

De la forma incorrecta la loseta cargará directamente las vigas estructurales sin cargar las vigas secundarias y el modelo estaría errado.

En el vídeo tutorial se explican ambos ejemplos.

Nota 1: Es claro, que esto va a depender del sentido de nuestra losa nervada, para el ejercicio práctico forzamos que sea necesario rotar los ejes locales por motivos didácticos.

Nota 2: El sentido de apoyo de las losas nervadas por lo general se deben hacer en el sentido mas corto.

Paso 6: Asignar cargas

Seleccionamos las losas, seguimos la ruta mostrada y asignamos una carga vertical de 1000 Kg/m2

ruta: assign - area loads - uniform to frame

Asignar cargas en membrane SAP 2000

Paso 5: Revisamos que hemos asignados las cargas correctamente.

Seguimos la ruta: Display - Show Object Load Assign - area objects - Uniform load to frame resultant.

Repartición de cargas por área tributaria

De esta manera nuestra losa nervada estará lista para ser modelada, recuerden que esto aplica para losacero, losa tabelones, techos machi-hembra y otras tantas aplicaciones.

También puedes disfrutar de esta explicación en un vídeo tutorial

Video Clase SAP 2000 Modelo de losa nervada Parte 1