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Calculo de una cercha metalica con sap2000

Solo Temas sobre Sap2000. Programa Ideal para puentes, o cualquier tipo de estructura.
Reglas del Foro Bueno, esta no es una regla, solo se recomienda que si expresas alguna duda en algun modelo que estes realizando, adjuntes el archivo de tu modelo (.SDB) comprimido. Si es sobre algun mensaje de error en el programa, entonces se recomienda que primero le apliques el ultimo parche, el cual tu distribuidor debera proporcionarte.

Calculo de una cercha metalica con sap2000

Notapor romero2006 » Vie Oct 20, 2006 7:52 pm

Hola amigos:

Soy nuevo aqui en el foro, lo encuentro muy bueno ya que nos permite compartir experiencias y asi aprender mas en este mundillo de las estructuras.

Resulta que tengo que calcular una cercha metalica cuyos datos son los siguientes: (lamento no subir una foto ni tampoco el archivo en sap, pero no tengo pc propio :( )

Largo: 15,8 m.
Altura: 3,7 m. (Tiene forma de triangulo isosceles)

Tiene 4 apoyos en total, 2 de estos estan en los extremos, 1 esta en el centro de la cercha y el ultimo esta a 1,6 metros a la derecha del apoyo central. Para los elementos interiores estos estan cada 1,6 m desde el extremo hacia el centro (formado por una diagonal y un montante).

Las cargas que le aplico son las siguientes:

Peso propio cubierta: 70 Kg/m
Sobrecarga: 58 Kg/m
Viento: 14,7 kg/m en una de las diagonales del contorno y 55,9 kg/m en la otra diagonal (Segun Norma chilena para viento)
Nieve: 600 kg/m en proyeccion horizontal (La estructura esta en un sector cordillerano)
Sismo: 1,8 ton aplicada en la parte superior de la cercha en sentido del eje x (corrijanme si esta bien aplicar el sismo de esta manera)-

Con todos esos datos calcule la cercha en el sap y tengo las dimensiones requeridas.

Sin embargo tengo una duda con respecto al perfil a diseñar en el contorno de la cercha (canal C).

Cuando diseño con la norma AISC ASD de 1989 el programa me da una seccion canal C de 200 mm de altura con 75mm de ancho y 8 de espesor.

Sin embargo cuando diseño con la norma AISC LRFD de 1993, el programa me da una seccion C de 150mm de altura con 75mm de ancho y 6 mm de espesor.

Mi pregunta es con cual diseño recomiendan ustedes que me quede, se que el ASD diseña con resistencias admisibles y el LRFD diseña con resistencias ultimas y mayorando las cargas.

¿O creen ustedes que esta sobredimensionada la cercha ya que con esos perfiles C saldria muy pesada?

Ojala puedan responderme y gracias por darse el trabajo de leer mi consulta...
romero2006
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Notapor yucapareja » Vie Oct 20, 2006 10:05 pm

Aqui en venezuela la norma de acero se rigue por la LRFD, en chile que norma se usa? personalmente encuentro la ASD un poco conservador, y por lo de la cercha, aunque no entendi muy bien la forma, por que no pruebas con angulos (perfiles L) o con doble angulos son mas livianos y trabajan muy bien en cerchas, pero si quieres mayor ayuda seria bueno que publicaras una foto o un plano de la cercha.

Espero que te sirva de algo
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Re: Calculo de una cercha metalica con sap2000

Notapor gatogalaxi » Sab Oct 21, 2006 8:47 am

romero2006 escribió:Hola amigos:

Soy nuevo aqui en el foro, lo encuentro muy bueno ya que nos permite compartir experiencias y asi aprender mas en este mundillo de las estructuras.

Resulta que tengo que calcular una cercha metalica cuyos datos son los siguientes: (lamento no subir una foto ni tampoco el archivo en sap, pero no tengo pc propio :( )

Largo: 15,8 m.
Altura: 3,7 m. (Tiene forma de triangulo isosceles)

Tiene 4 apoyos en total, 2 de estos estan en los extremos, 1 esta en el centro de la cercha y el ultimo esta a 1,6 metros a la derecha del apoyo central. Para los elementos interiores estos estan cada 1,6 m desde el extremo hacia el centro (formado por una diagonal y un montante).

Las cargas que le aplico son las siguientes:

Peso propio cubierta: 70 Kg/m
Sobrecarga: 58 Kg/m
Viento: 14,7 kg/m en una de las diagonales del contorno y 55,9 kg/m en la otra diagonal (Segun Norma chilena para viento)
Nieve: 600 kg/m en proyeccion horizontal (La estructura esta en un sector cordillerano)
Sismo: 1,8 ton aplicada en la parte superior de la cercha en sentido del eje x (corrijanme si esta bien aplicar el sismo de esta manera)-

Con todos esos datos calcule la cercha en el sap y tengo las dimensiones requeridas.

Sin embargo tengo una duda con respecto al perfil a diseñar en el contorno de la cercha (canal C).

Cuando diseño con la norma AISC ASD de 1989 el programa me da una seccion canal C de 200 mm de altura con 75mm de ancho y 8 de espesor.

Sin embargo cuando diseño con la norma AISC LRFD de 1993, el programa me da una seccion C de 150mm de altura con 75mm de ancho y 6 mm de espesor.

Mi pregunta es con cual diseño recomiendan ustedes que me quede, se que el ASD diseña con resistencias admisibles y el LRFD diseña con resistencias ultimas y mayorando las cargas.

¿O creen ustedes que esta sobredimensionada la cercha ya que con esos perfiles C saldria muy pesada?

Ojala puedan responderme y gracias por darse el trabajo de leer mi consulta...


Logicamente el diseño con el metodo de tension admisible te dara dmensiones mayores que el metodo de la resistencias. Te recomiendo que si sigues calculadon elementos de acero lo hagas con el último LRFD.

Ademas poco a poco se empezara a reemplazar el metodo de tension admisible por el de resistencia en el tiempo. En este momento estan permitido los dos pero la idea es que se diseñe con el LRFD despues solamente.

Se despide FEC.
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Notapor aobexx » Dom Oct 22, 2006 12:14 pm

te sugiero reviza la carga de NIEVe ta muy pesada en 0,6 ton/m.

El disño en base a ASD89 (elastico) es mas conservador q el LRFD93 (plastico) por lo q para las mismas solicitaciones una seccion segun ASD debe ser menor (+ chika) q para LRFD.

Sería bueeno q subieraas al archivo SAP para ver la disposicion de llos perfiles.

Yo tambien estoy trabajando en el diseño de cerchas usando SAP2000 sería bueno q te contactaras conmigo artistico9010@hotmail.com


Saludos
Última edición por aobexx el Lun Oct 23, 2006 12:02 am, editado 1 vez en total
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Notapor romero2006 » Dom Oct 22, 2006 7:30 pm

Muchas gracias por sus respuestas...

Con respecto a la carga de nieve la saque segun dice la norma chilena para sobrecargas de nieve, en el cual el lugar en donde se construira la cercha cae hasta un metro de nieve...

Los elementos interiores son en doble angulo y son de 200 mm de ancho, 100 mm de altura y de 6 mm de espesor...

La duda que tengo es con el contorno de la cercha (en donde estan los perfiles canal (C) ya que canales de 200 mm, que es lo que me tira la norma AISC ASD de 1989, lo encuentro un poco sobredimensionada en relacion a lo que me tira el sap con la norma AISC LRFD de 1993.

Mañana subire el archivo en sap v8.

Ojala pudiera responder alguien con experiencia en el calculo de cerchas...

Y nuevamente, gracias por sus respuestas...
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Notapor aobexx » Lun Oct 23, 2006 12:18 am

mí experiencia es q en el caso de una viga amerikana W12x26 de 20 pies de largo sometida a una carga distribuida de 1300 lb/pie + PP apoyada en ambos extremos. Un caso donde solo existe flexion en torno al eje fuerte (eje 3)...

la razon de esfuerzos es de 2,207 en ASD89 y para 1,235 en LRFD93 para el mismo caso. Fijate q para ambos casos la viga fallará debido a q la razoon es mayor q "1". Y si lo llevamos a numeros, usando LRFD ganas casi un 80% mas de capacidad de la viga q con ASD.


Por lo tanto el uso de LRFD te conducirá a diseñar una estructura mas liviana q con ASD.


Una de las razones d por q la razon 1,235 segun LRFD es mas baja q ASD es q esta norma usa las secciones considerando los esfuerzos residuales de las mismas, estos esfuerzos son los q permiten una "redistribucion de esfuerzos"


Ojala subas el modelo ya q no me imagino la disposicion de los elementos...


Ojala t sirva la ayuda





Saludos

8)
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Notapor FYU » Lun Oct 23, 2006 7:44 am

Estimados,

les adjunto paper del Profesor Carlos Aguirre de la Universidad Federico Santa María de Chile, en el cual hace un paralelo entre ASD y LRFD de acuerdo al AISC 2005.

Notar que un mismo diseño hecho por ASD o por LRFD, de acuerdo al AISC 2005, deben conducir al mismo resultado... están calibrados para ello.
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Notapor romero2006 » Lun Oct 23, 2006 8:50 am

Muchas gracias por el documento...

Aqui les adjunto el archivo en sap2000 v8...

El problema que tengo es que con las combinaciones que me genera por defecto el sap para la norma aisc, no incluye la nieve, por lo tanto tengo que agregarsela manualmente para cada combinacion. Pero cuando quiero hacer el diseño me sale error en las combinaciones, ¿alguien sabe por que pasa eso?

Si lo abro en la version 9 no tengo problemas con las combinaciones...

Me gustaria saber tambien cuales son las combinaciones que se deben considerar cuando existe nieve...

Y por ultimo ¿es posible diseñar con un valor de la ecuacion de interaccion superior a 1.00, si es posible hasta cuanto permiten ustedes?

Ojala revisen el archivo y me den su opinion.

Saludos.
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Notapor yucapareja » Lun Oct 23, 2006 10:03 am

Mira revise el modelo, no conozco la norma de nieve (en vzla casi no nieve) asi que no puedo opinar al respecto, pero igual encuentro bastante grande la carga, y tienes una gran cantidad de combinaciones y todas dicen lo mismo (100%nieve), deberias revisar segun su norma las combinaciones. En estructuras de acero la carga de sismo muy rara vez es efecto debido a lo liviano de las estructuras, por ello yo no la usa en estructuras, y por ultimo yo normalmente uso perfiles I para la parte superior e inferior de la cercha (donde tienes los C), tienen mayor inercia y con las misma dimesion es mas liviano. Los perfiles C y L los uso para las riostras de la cercha.

Espero que te sirva
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Notapor romero2006 » Lun Oct 23, 2006 10:20 am

yucapareja escribió:Mira revise el modelo, no conozco la norma de nieve (en vzla casi no nieve) asi que no puedo opinar al respecto, pero igual encuentro bastante grande la carga, y tienes una gran cantidad de combinaciones y todas dicen lo mismo (100%nieve), deberias revisar segun su norma las combinaciones. En estructuras de acero la carga de sismo muy rara vez es efecto debido a lo liviano de las estructuras, por ello yo no la usa en estructuras, y por ultimo yo normalmente uso perfiles I para la parte superior e inferior de la cercha (donde tienes los C), tienen mayor inercia y con las misma dimesion es mas liviano. Los perfiles C y L los uso para las riostras de la cercha.

Espero que te sirva


La carga de nieve es grande porque en la Norma Chilena para sobrecarga de nieve me dice que para el lugar en donde estara la estructura (sector cordillerano) la carga de nieve es de 600 Kg/m2 y las cerchas estan a 1,25 m una de la otra.

¿En cuanto al sismo tu me recomendarias no incluirlo como carga, considerando que abajo de la cercha hay estructura en bloque?
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Notapor FYU » Lun Oct 23, 2006 10:43 am

Estimado,

no te sabría decir por qué en la v8 te da mensajes de error en las combinaciones, quizás sea la forma COMBi=DSTLi+NIEVE el problema...¿?

En cuanto a las combinaciones a usar te recomiendo ver el ASCE-7 Minimum Design Loads for buildings and other Structures. Ahí puedes encontrar las combinaciones generales tanto para el diseño ASD como LRFD y además de cómo considerar las cargas de nieve y viento.

Si tu cercha pertenece a una estructura del tipo industrial te recomiendo que uses las combinaciones del AISE Technical Report No. 13 (para esas combinaciones el diseño debe ser ASD).

Los documentos a los que te hago referencia los puedes bajar de los siguientes links (ACTUALIZADOS 05/06/2007):

http://www.4shared.com/file/17318483/70 ... _2003.html

http://www.4shared.com/file/17319376/3a ... tures.html
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Notapor yucapareja » Lun Oct 23, 2006 10:47 am

OK ENTONCES LO DE NIEVE ESTA BIEN, Y POR LO DE SISMO AUNQUE LO UTILICES PROBABLEMENTE LA COMBINACION MAS DESFAVORABLE NO SEA LA QUE INCLUYE EL SISMO, SI QUIERES COLOCALA PERO TE REPITO REVISA LAS COMBINACIONES. TE RECOMIENDO QUE TU CREES TUS PROPIAS COMBINACIONES Y DESPUES LE DIGAS QUE DISEÑE CON TUS COMBINACIONES Y NO CON LAS QUE EL PROGRAMA CREA.
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Notapor yucapareja » Lun Oct 23, 2006 10:53 am

Y SE ME OLVIDABA, QUE REVISARAS LO DE LAS COMBINACIONES POR QUE SEGUN EL METODO (ASD/LRFD) LAS COMBINACIONES VARIAN.
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Notapor romero2006 » Lun Oct 23, 2006 12:15 pm

yucapareja escribió:OK ENTONCES LO DE NIEVE ESTA BIEN, Y POR LO DE SISMO AUNQUE LO UTILICES PROBABLEMENTE LA COMBINACION MAS DESFAVORABLE NO SEA LA QUE INCLUYE EL SISMO, SI QUIERES COLOCALA PERO TE REPITO REVISA LAS COMBINACIONES. TE RECOMIENDO QUE TU CREES TUS PROPIAS COMBINACIONES Y DESPUES LE DIGAS QUE DISEÑE CON TUS COMBINACIONES Y NO CON LAS QUE EL PROGRAMA CREA.


Es que ese es el problema, cuando quiero diseñar con mis propias combinaciones, el sap me tira error asi que tengo que diseñar con las que trae por defecto, pero al hacer eso no incluye a la nieve...
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Notapor FYU » Lun Oct 23, 2006 2:09 pm

Estimado,

en vista de los problemas que has tenido con las combinaciones de carga... yo optaría por lo sano... las borraría todas y las definiría de nuevo, sin considerar las que crea automáticamente el SAP (DSTLi), es decir, no crear combinaciones del tipo COMBi=DSTLi+NIEVE, porque creo que ese es el problema que tienes con la v8 y que en otras versiones no se da, por ejemplo, yo corrí tu modelo en la v10 y no tuve problemas...

Lo otro que puedes hacer es renombrar las combinaciones DSTL con otro nombre, por ejemplo, STL y ahí editarlas, agregándoles las cargas de nieve... porque ojo con las combinaciones que crea SAP, éstas no se puedían editar en las versiones anteriores... si mal no recuerdo...
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Notapor yucapareja » Lun Oct 23, 2006 5:57 pm

Otra cosa que vi en tu modelo es la altura de la cercha, porque la haces tan alta?? es que necesitas una pendiente minima para que no se acumule tanto la nieve?, como esta apoyada en el centro no es necesario que sea tan alta de esta forma puedes colocar angulos mas pequeños.
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Notapor aobexx » Lun Oct 23, 2006 11:44 pm

fyevenes escribió:Estimados,

les adjunto paper del Profesor Carlos Aguirre de la Universidad Federico Santa María de Chile, en el cual hace un paralelo entre ASD y LRFD de acuerdo al AISC 2005.

Notar que un mismo diseño hecho por ASD o por LRFD, de acuerdo al AISC 2005, deben conducir al mismo resultado... están calibrados para ello.



Amigo fyevenes creo q' estas en un error...

La filosofia ASD es un diseño elastico en escencia, mientras que la LRFD es plastico...

Por ejemplo, Un caso de Flexion simple como el q expliq arriba...


1- La maxima capacidad de Momento q podras obtener en segun ASD

En el mejor de los casos en que L<Lc es

My = 0,66*S*Fy

S: es el modulo de seccion elastico obtenido cuando la fibra mas extrema esta sometida a Fb=0,66*Fy...


2- Mientras, que La maxima capacidad de Momento q podras obtener en segun LRFD

En el mejor de los casos en que L<Lp es

Mp = 0,9*Z*Fy

Z: es el modulo de seccion plastico obtenido cuando la seccion esta completa% plastificda


Por lo tanto: Mp>My, es decir, LRFD permite usar mayor capacidad en un viga yya q admite una plastificacion completa de la seccion

Ojo, siempre Z>S por ej., para una seccion rectangular Z=1,5*S y Lp<Lc


Ojala ayude la explicacion



Saludos



8)
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Notapor FYU » Mar Oct 24, 2006 6:13 am

Estimado,

NO estoy en ningún error, favor revisa el paper del Profesor Carlos Aguirre que subí al foro.

NO olvidar los factores de seguridad y factores de reducción de cargas.

Si tu diseñas con el ASD-89 y el LRFD-93, estoy de acuerdo en que obtienes diferencias, pero NO con el ASD y LRFD del 2005. El AISC del 2005 hace una gran actualización al ASD-89 (para un ejemplo, ver jpg adjunto).

Te recomiendo revisar el AISC 2005 e insito, en está última versión están ambos métodos calibrados para dar los mismos resultados, basta ver la formulación del ASD-05, es totalmente diferente a la del ASD-89.

El mismo manual AISC 2005 dice que se pueden usar indistintamente un método o el otro (ver Perefacio y Capítulo B).
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Última edición por FYU el Mar Oct 24, 2006 6:22 am, editado 2 veces en total
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Notapor romero2006 » Mar Oct 24, 2006 6:17 am

yucapareja escribió:Otra cosa que vi en tu modelo es la altura de la cercha, porque la haces tan alta?? es que necesitas una pendiente minima para que no se acumule tanto la nieve?, como esta apoyada en el centro no es necesario que sea tan alta de esta forma puedes colocar angulos mas pequeños.


La altura es asi porque mas o menos a 1,70 m desde la base de la cercha existe un tubo de pvc que pasa de manera perpendicular al plano de la cercha, entonces si la altura maxima de la cercha hubiera estado por debajo del tubo, creo que podria haber problemas por acumulacion de nieve ya que esta quedaria acumulada en la zona del tubo, asi que opte por hacer la cercha un poco mas alta de manera que el tubo pase por dentro y ademas ganando pendiente para la nieve...

Saludos.
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Notapor Lacle » Mar Oct 24, 2006 7:25 am

[quote="fyevenes"]Estimado,

NO estoy en ningún error, favor revisa el paper del Profesor Carlos Aguirre que subí al foro.

NO olvidar los factores de seguridad y factores de reducción de cargas.

Estoy deacuerdo con fyevenes, las especificaciones de AISC-2005 está estructurada de tal manera que el metodo de calculo que utilices, ya sea ASD o LRFD, arroje resultados casi iguales. En mi opinion personal, se debió dejar un solo metodo de calculo para evitar confuciones postriores. A menos que la idea sea, la de realizar aproximaciones bastantes aceptables usando ASD, ya que es mucho menos tedioso que usando LRFD.
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Notapor FYU » Mar Oct 24, 2006 8:02 am

Estimado,

lo que pasa es que, en general, el método LRFD se estudia en las universidades, pero en la práctica se utiliza el ASD... salió duro de matar el manual ASD-89...

Yo tabajo en una compañía americana, donde he estado involucrado en proyectos mineros para distintos países y, salvo pocas excepciones, en realidad se de 2, los diseños siempre han sido ASD... y muchas veces es porque el cliente o mandante así lo pide...

Finalmente, lo que el manual AISC 2005 busca es sacar el LRFD de las aulas y llevarlo a la práctica (principalmente en USA y de pasada el resto de los países que usan los manuales de diseño del AISC), respetando el pasado... el ASD...
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Notapor yucapareja » Mar Oct 24, 2006 10:22 am

En mi pais se utiliza la LRFD-93, lo exigue la norma.

Alguien posee el nuevo manual AISC 2005, hasta donde he leido realiza una union con el metodo ASD y LFRD para que de muy similares pero realmente no he logrado conseguir ese manual en mi pais.

Si alguien lo tuviera y pudiera subirlo seria de gran ayuda,

Saludos
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Notapor FYU » Mar Oct 24, 2006 10:41 am

Estimado,

directamente desde la web del AISC puedes descargar gratis la versión 2005.

http://www.aisc.org/Template.cfm?Sectio ... ntID=32661
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Notapor aobexx » Mié Oct 25, 2006 12:02 am

fyevenes escribió:Estimado,

NO estoy en ningún error, favor revisa el paper del Profesor Carlos Aguirre que subí al foro.

NO olvidar los factores de seguridad y factores de reducción de cargas.

Si tu diseñas con el ASD-89 y el LRFD-93, estoy de acuerdo en que obtienes diferencias, pero NO con el ASD y LRFD del 2005. El AISC del 2005 hace una gran actualización al ASD-89 (para un ejemplo, ver jpg adjunto).

Te recomiendo revisar el AISC 2005 e insito, en está última versión están ambos métodos calibrados para dar los mismos resultados, basta ver la formulación del ASD-05, es totalmente diferente a la del ASD-89.

El mismo manual AISC 2005 dice que se pueden usar indistintamente un método o el otro (ver Perefacio y Capítulo B).



OK... fyevenes no mezclemos vigas con columnas :lol: yo particular% me refería al diseño usando SAP2000 por los métodos ASD89 v/s LRFD93 (que no dan resultados iguales)

Porq hacer esta aclaración: debido a q' puede existir alguien principiante como yo que leea y mal entienda que el diseño usando SAP2000 por ASD y LRFD conduce a resultados igueles... Lo cual no es así. :lol:

Y a hecharle una mirada a la Especificación AISC 2005 que como tú dices correctamente da el mismo resultado por ambos métodos.

SAludos :wink:
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Notapor FYU » Mié Oct 25, 2006 7:44 am

Ok... estoy de acuerdo, el SAP2000 no tiene incorporado el diseño por AISC (ASD/LRFD) 2005, por lo que como tú bien dices, al diseñar con SAP2000 con el ASD-89 y el LRFD-93, los resultados son diferentes.

Ahora, alguien ha hecho la comparación entre el diseño con ASD-01 y LRFD-99 ??? porque es distinto el diseño que hace SAP2000 con ASD-89 y ASD-01 (las combinaciones de carga que genera automáticamente son distintas). Supongo que esos diseños, ASD-01 vs. LRFD-99, deben ser más parecidos... son versiones más cercanas al AISC-2005... pero ésto son solo suposiciones mías. En todo caso, en la v11 ya debería venir incluído el AISC-2005... espero...
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