Análisis Sismico utilizando SAP2000 y norma venezolana

[PROYECTOR]

Como aporte para este tema les dejo una hojita de excel que hice para construir el espectro de diseño según la norma venezolana COVENIN 1756-2001, y para chequear el cortante basal minimo y calcular el factor de escalamiento para el espectro (para edificaciones).

Cuando el cortante optenido del analisis modal de la estructura es menor al cortante basal cálculado estaticamente se debe escalar el espectro de diseño para alcanzar este cortante, ese factor de escalamiento se introduce en el sap2000, etabs o cualquier otro programa afectando el valor de 9,81.

En la hoja de calculo luego de definir el espectro de diseño, se van a la parte de "control del corte basal mínimo" y alli introducen las reacciones optenidas con el programa (esta configurado para pegar directamente de sap2000), luego definen la altura del edificio y el número de pisos y optienen el factor de escalamiento para el corte basal, si es menor que 9,81 no se escala, se usa 9,81.

[PROYECTOR]

Saludo a todos, gracias por las observaciones al pequeño modelo que envie. lo que no entiendo bien es la transcripcción de los datos sismicos al programa. En cuanto a la interpretación de las normas, en cuanto a los casos de sismo, hay 3 alternativas: la primera es que la Fuerza Sismica es la raiz cuadrada de la sumatoria de los cuadrados de las solicitaciones correspondientes a cada dirección; la segunda: el valor absoluto de las solicitaciones debidas al sismo en una dirección más el 30% del sismo en la dirección ortogonal y viceversa; y la tercera: el criterio CQC3.
Mis dudas son que no entiendo bien como traducir ciertos terminos y entonces no se donde ingresar la mayoria de las variables de un analisis sismico, tales como la excentricidad, el fartor de reducción de respuesta, para usar obtener y que el programa use los valores del espectro de diseño, como transcribir las combinaciones de carga y que el programa genere la envolvente, por ejemplo; en fin, amigos, estoy hecho un lio, con el uso del programa, no con la teoria. Por lo que si alguno de Ustedes, tiene un ejemplo sencillo se lo agradeceria.
hasta luego

Saludos, he desarrollado un pequeño tutorial en el que creo, he cubierto todas las dudas que se pueden presentar a la hora de realizar un analisis dinámico de superposición modal en el sap2000 y ademas aplicando la norma covenin.

Espero les sea de utilidad.

[jdaniel437]

Un saludo a todos, gracias PROYECTOR, ya no pasare más trabajo; estuve todo este fin de semana, dandome cabezazos con la computadora y con la guia que preparaste, se acabo el lio, ahora comprendo mejor la interfase, y podre preparar mejor los datos para ingresarlos al programa; me pondre en practica con tu guia, ingresare proyectos sencillos, del tipo de estructuras que he aconstumbrado a calcular con el IP3 a ver que pasa y como interpreto los resultados.
Por estar cayendome a golpes con la computadora, descuide la preparación de las tablas con los perfiles venezolanos, apenas los tenga los subo al post que inicie en el foro de ETBAS.
Por cierto, mencionando el IP3, aún no ha salido una nueva versión? la última es la 7 y ya van como 3 a 4 años (me equivoco?) que no aparece la nueva, saben algo?
Gracias una vez más, estamos en contacto y estoy a la orden en lo que pueda,
hasta luego

[yucapareja]

Un saludo a todos, gracias PROYECTOR, ya no pasare más trabajo; estuve todo este fin de semana, dandome cabezazos con la computadora y con la guia que preparaste, se acabo el lio, ahora comprendo mejor la interfase, y podre preparar mejor los datos para ingresarlos al programa; me pondre en practica con tu guia, ingresare proyectos sencillos, del tipo de estructuras que he aconstumbrado a calcular con el IP3 a ver que pasa y como interpreto los resultados.
Por estar cayendome a golpes con la computadora, descuide la preparación de las tablas con los perfiles venezolanos, apenas los tenga los subo al post que inicie en el foro de ETBAS.
Por cierto, mencionando el IP3, aún no ha salido una nueva versión? la última es la 7 y ya van como 3 a 4 años (me equivoco?) que no aparece la nueva, saben algo?
Gracias una vez más, estamos en contacto y estoy a la orden en lo que pueda,
hasta luego

Hoy por fin pude revisar tu modelo, instale el 9.2, y tiene muchas faltas, tenias un enredo entre analisis dinamico y estatico, pero con el manual de PROYECTOR esta bastante claro y sencillo la forma de modelar. Cualquier duda pregunta.

saludos

[jdaniel437]

Un saludo a todos, adjunto hay un pequeño modelo, es una estructura muy sencilla en concreto armado de un nivel, la losa es nervada de espesor 20 cm. de carga muerta 420 Kg/m2 y carga viva 100 Kg/m2; con este modelo estoy practicando y tratando de entender el SAP. Segui las orientaciones indicadas por PROYECTOR y pienso que lo hice bien. Si por favor lo pueden revisar y decirme si esta bien o no y donde estan las fallas. Por ejemplo, esta bien modelada la losa nervada?

Con el programa IP3 primero hay que calcular las losas y con las reacciones obtenidas se cargan las vigas. El espectro que use en el SAP lo calcule con la hoja de calculo que preparo PROYECTOR. Los resultados obtenidos con ambos programas son muy diferentes. Entiendo que el IP3 usa la metodologia de calculo basada en el metodo de rigidez y resuelve los porticos como imagenes planas y luego acopla las columnas en el orden correspondientes a la numeración de los ejes en planta, por lo que el programa tiene ciertas limitaciones, pero el analisis sismico lo hace con 3 grados de libertad por planta y usando para ello todo lo establecido en la norma. El SAP usa los elementos finitos para resolver la estructura por lo que lo hace más flexible que el IP3 y entiendo que se puede modelar todo tipo de estructuras.

Por ejemplo el peso de la estructura con el IP3 me da 18.780 Kg y con el SAP 25.380 Kg.
Manualmente lo calculo asi:
Peso propio de la losa: 4x6x420=10.080 Kg
Peso propio vigas: (2x0.30x0.50x2500x6)+(2x0.30x0.40x2500x4)=6.900 Kg
Peso propio columnas: (4x0.30x0.40x2.500x1.50)=1.800 Kg
no se incluye la carga viva del techo
la suma da 18.780 Kg y ya por este motivo hay las diferencias en los resultados; entonces algo no hice bien al ingresar los datos en el SAP.
Agradeciendoles de antemano y en la espera de sus opiniones,
hasta luego

[yucapareja]

Un saludo a todos, adjunto hay un pequeño modelo, es una estructura muy sencilla en concreto armado de un nivel, la losa es nervada de espesor 20 cm. de carga muerta 420 Kg/m2 y carga viva 100 Kg/m2; con este modelo estoy practicando y tratando de entender el SAP. Segui las orientaciones indicadas por PROYECTOR y pienso que lo hice bien. Si por favor lo pueden revisar y decirme si esta bien o no y donde estan las fallas. Por ejemplo, esta bien modelada la losa nervada?

Con el programa IP3 primero hay que calcular las losas y con las reacciones obtenidas se cargan las vigas. El espectro que use en el SAP lo calcule con la hoja de calculo que preparo PROYECTOR. Los resultados obtenidos con ambos programas son muy diferentes. Entiendo que el IP3 usa la metodologia de calculo basada en el metodo de rigidez y resuelve los porticos como imagenes planas y luego acopla las columnas en el orden correspondientes a la numeración de los ejes en planta, por lo que el programa tiene ciertas limitaciones, pero el analisis sismico lo hace con 3 grados de libertad por planta y usando para ello todo lo establecido en la norma. El SAP usa los elementos finitos para resolver la estructura por lo que lo hace más flexible que el IP3 y entiendo que se puede modelar todo tipo de estructuras.

Por ejemplo el peso de la estructura con el IP3 me da 18.780 Kg y con el SAP 25.380 Kg.
Manualmente lo calculo asi:
Peso propio de la losa: 4x6x420=10.080 Kg
Peso propio vigas: (2x0.30x0.50x2500x6)+(2x0.30x0.40x2500x4)=6.900 Kg
Peso propio columnas: (4x0.30x0.40x2.500x1.50)=1.800 Kg
no se incluye la carga viva del techo
la suma da 18.780 Kg y ya por este motivo hay las diferencias en los resultados; entonces algo no hice bien al ingresar los datos en el SAP.
Agradeciendoles de antemano y en la espera de sus opiniones,
hasta luego

Revise el modelo,

Por ejemplo, esta bien modelada la losa nervada?

NO, tu tienes dos opciones, o diseñas la losa a parte utilizando los coeficientes de la ACI para los apoyos o modelas los nervios para que estos consideren la rigidez de las vigas a donde llegan para calcular los momentos.

para modelar los nervios debes modelarlos como vigas y modificarles la propiedades de torsion (colocar 0) por que siempre van a fallar a torsion y corte para el programa, no es necesario que realices todas esas divisiones de las vigas, nervios y placa. la placa debes colocarla como menbrana y cargarla para que distribuya la direccion en un sentido (es decir que la carga pase a los nervios y estos la pasen a las vigas.

En el modelo que adjunto esta modelada la placa sin nervios solo para distribuir la carga a las vigas, me equivoque y la modele en dos direcciones, es decir la carga se esta distribuyendo en todas las vigas perimetrales.

por cierto el calculo de la carga permanente esta malo, este es el correcto:

Peso propio de la losa: 4x6x420=10.080 Kg
Peso propio vigas: (2x0.30x0.50x2500x6)+(2x0.30x0.40x2500x4)=6.900 Kg
Peso propio columnas: (4x0.30x0.40x2.500x3)=3.600 Kg

Total = 20.580 Kg.

Concueda con la suma de la CP en los cuatro apoyos.

Saludos

[jdaniel437]

Saludos a todos, gracias yucapareja por las observaciones, arregle el modelo y creo que ahora si esta bien, lo adjunto, para que si tienes tiempo lo revises. Poco a poco nya me voy familiarizando con el programa, gracais a todos por sus aportes,

hasta luego,

José Daniel

[djovac]

Tambien al definir los casos de caragas estaticas deberias considerar Sismo X (+ , -) Sismo Y (+ , -) Osea deberian ser 6 casos por sismos
Sismo X
Sismo X Positivo
Sismo X Negativo
Sismo Y
Sismo Y Positivo
Sismo Y Negativo

[Masthi]

en el caso de carga del sismo yo introduzco el valor de la aceleracion de la gravedad en su valor de acuerdo al sistema de unidades. La pregunta: el factor de escala debe ser 1 o se debe volver a colocar el valor de la gravedad en el sistema de unidades escogido, por ejemplo 9,81 cm/seg2?

[djovac]

Cuando los valores de aceleracion estan entre 0 y 1 es 9.81 m/sg2 y si estan entre 0 y 9 si es 1.

[Masthi]

Saludos.

En el caso de casos de carga especificamente el sismo donde se aplican varias direcciones:
SismoX: 100%U1+30%U2
SismoY: 30%U1 X+100%U2

en el factor de escala que se especifica en la ventana de dialogo del programa se debe colocar como 100% el valor de la gravedad dependiendo del sistema de unidades por ejemplo 9.81 cm/seg2 y el 30% en este caso 2.94 cm/seg? o se colocan los factores como 1 y 0.30 respectivamente?

Gracias

[djovac]

Exactamente. pero recuerda que es 9.81 metros/sg2
U1= 9.81
U2= 2.94
Tienes que estar muy pendiente en cuanto las unidades que estes utilizando. Si estas utilizando metros la gravedad es 9.81 m/sg2 y si es en cm es 9.81*100Cm/sg2

[PROYECTOR]

Exactamente. pero recuerda que es 9.81 metros/sg2
U1= 9.81
U2= 2.94
Tienes que estar muy pendiente en cuanto las unidades que estes utilizando. Si estas utilizando metros la gravedad es 9.81 m/sg2 y si es en cm es 9.81*100Cm/sg2

Saludos,

Lamento estar en desacuerdo contigo amigo djovac, ya que tanto etabs como sap2000 no trabajan de esa manera en cuanto a la combinación direccional.

Si estas en sap2000, en el cuadro de dialogo de LOAD CASES, y estas definiendo un caso sismico tipo "Response spectrum", debes especificar el factor de 0.30 en la casilla que dice "Directional combination" y marcando la opción "absolute". Luego en la casilla de "loads applied"
debes cargar ambas direcciones con 9,81, es decir.

U1 = 9,81.
U2 = 9,81.

Con lo que tienes un caso de sismo unico que contempla ambas direcciones del sismo. El programa lo que hace es evaluar todos los casos posibles internamente para una determinada respuesta, que puede ser un desplazamiento, fuerza o esfuerzo y te arroja la mas desfavorable para el caso sismico definido, por ejemplo:

Supongamos que definimos un caso sismico llamado SH y queremos evaluar una respuesta R que representa la fuerza axial en un elemento de tu estructura:

R = max(R*1,R*2)

Donde:

R*1 = R1 + 0.30R2
R*2 = 0.30R1 + R2

R1 y R2 Son los valores resultantes de la combinación modal para cada dirección de análisis U1 y U2.

Esto tambie es valido hacerlo en las combinaciones de carga, de esta manera la combinación direccional es más controlada permitiendote evaluar una determinada respuesta para cada dirección del sismo definida por separado.

[djovac]

Ups Bue es verdad que yo me referia a Etabs puesto que el Sap 2000 aun no lo utilizo. Bue tambien me sirve de informacion para cuando empiece a trabajar con Sap.

[PROYECTOR]

Ups Bue es verdad que yo me referia a Etabs puesto que el Sap 2000 aun no lo utilizo. Bue tambien me sirve de informacion para cuando empiece a trabajar con Sap.

Con ETABS ocurre lo mismo, solo que el 0.30 se coloca donde dice Orthogonal SF.

Ahora bien, supongo que tambien puedes colocar en Orthoganal SF un valor de 1 y definir el caso de sismo en X (por poner un ejemplo), como:

U1 = 9,81
U2 = 2,94

Pero debes estar muy pendiente de no estar marcando la opción de SRSS cuando hagas esto, ya que estarias haciendolo mal. R*1 = Raiz((R1^2 + (0.30R2^2)) ...... etc. ahi como que no cuadra mucho el asunto.

Si vas a usar la combinacion direccional SRSS, o quieres usar el famoso (100% - 30%) con un Orthoganal SF de 0.30, el caso sismico debera estar definido como:

U1 = 9,81
U2 = 9,81

Recuerda, esto es valido tanto para ETABS como para SAP2000

[djovac]

Ups Bue es verdad que yo me referia a Etabs puesto que el Sap 2000 aun no lo utilizo. Bue tambien me sirve de informacion para cuando empiece a trabajar con Sap.

Con ETABS ocurre lo mismo, solo que el 0.30 se coloca donde dice Orthogonal SF.

Ahora bien, supongo que tambien puedes colocar en Orthoganal SF un valor de 1 y definir el caso de sismo en X (por poner un ejemplo), como:

U1 = 9,81
U2 = 2,94

Pero debes estar muy pendiente de no estar marcando la opción de SRSS cuando hagas esto, ya que estarias haciendolo mal. R*1 = Raiz((R1^2 + (0.30R2^2)) ...... etc. ahi como que no cuadra mucho el asunto.

Si vas a usar la combinacion direccional SRSS, o quieres usar el famoso (100% - 30%) con un Orthoganal SF de 0.30, el caso sismico debera estar definido como:

U1 = 9,81
U2 = 9,81

Recuerdo, esto es valido tanto para ETABS como para SAP2000

Bue mira la forma en como lo hago: En Modal Combination selecciono La combinacion CQC ya que esta referida en nuestra norma. Y en directional combination dejo seleccionado SRSS. y en U1= 9.81 U2= 2.94.

[PROYECTOR]

Bue mira la forma en como lo hago: En Modal Combination selecciono La combinacion CQC ya que esta referida en nuestra norma. Y en directional combination dejo seleccionado SRSS. y en U1= 9.81 U2= 2.94.

Bueno en mi opinion esa seria la manera incorrecta de hacerlo,

SRSS se refire La combinación correspondiente a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los máximos correspondientes a cada dirección del sismo.

En la norma COVENIN se especifican 3 maneras de hacer la combinacion direccional, entre ellas estan el SRSS y 100 - 30, si lo haces de esa manera estarias mesclando ambos metodos de combinacion direccional.

El SRSS es el metodo de combinacion direccional recomendado debido a que se ha demostrado que ofrece resultados independientes del sistema de coordenadas que se escoja, con lo que estarias diseñando una estructura que es resistente a cualquier direccion del sismo. Para estructuras regulares el metodo 100 - 30 ofrece resultados muy similares a los del SRSS pero algo conservadores, para estructuras irregulares puede ocurrir lo contrario.

[djovac]

Bue mira la forma en como lo hago: En Modal Combination selecciono La combinacion CQC ya que esta referida en nuestra norma. Y en directional combination dejo seleccionado SRSS. y en U1= 9.81 U2= 2.94.

Bueno en mi opinion esa seria la manera incorrecta de hacerlo,

SRSS se refire La combinación correspondiente a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los máximos correspondientes a cada dirección del sismo.

En la norma COVENIN se especifican 3 maneras de hacer la combinacion direccional, entre ellas estan el SRSS y 100 - 30, si lo haces de esa manera estarias mesclando ambos metodos de combinacion direccional.

El SRSS es el metodo de combinacion direccional recomendado debido a que se ha demostrado que ofrece resultados independientes del sistema de coordenadas que se escoja, con lo que estarias diseñando una estructura que es resistente a cualquier direccion del sismo. Para estructuras regulares el metodo 100 - 30 ofrece resultados muy similares a los del SRSS pero algo conservadores, para estructuras irregulares puede ocurrir lo contrario.

Ok Proyector ¿entonces debo seleccionar tanto en Modal Combination y Directional Combination SRSS? y¿ U1= 9.81 y U2= 9.81? ¿a esto se referira la norma cuando dice que si se asume el criterio de SRSS ambas componentes ortogonales se tomaran de igual intensidad?

[PROYECTOR]

Ok Proyector ¿entonces debo seleccionar tanto en Modal Combination y Directional Combination SRSS? y¿ U1= 9.81 y U2= 9.81? ¿a esto se referira la norma cuando dice que si se asume el criterio de SRSS ambas componentes ortogonales se tomaran de igual intensidad?

En modal combination puedes usar el metodo CQC, yo me referia solo a la combinacion direccional.

Para la combinacion direccional puedes usar SRSS ó ABS con un orthogonal SF de 0.30, ambos metodos con U1 = 9.81 y U2 = 9.81. Eso queda a tu criterio.

Si no te gusta hacerlo de esta manera, tambien es valido crear casos sismicos separados como por ejemplo:

SX:

U1 = 9,81
U2 = 0

SY:

U1 = 0
U2 = 9,81

Y luego haces la combinacion direccional en las combinaciones de carga de acuerdo al metodo del 100 - 30, por ejemplo.

COMBO1 = SX + 0,30SY
COMBO2 = 0,30SX + SY

Luego estos combos los combinas con los demas casos de carga para crear tus combinaciones de diseño.

[osado22]

Como aporte para este tema les dejo una hojita de excel que hice para construir el espectro de diseño según la norma venezolana COVENIN 1756-2001, y para chequear el cortante basal minimo y calcular el factor de escalamiento para el espectro (para edificaciones).

Cuando el cortante optenido del analisis modal de la estructura es menor al cortante basal cálculado estaticamente se debe escalar el espectro de diseño para alcanzar este cortante, ese factor de escalamiento se introduce en el sap2000, etabs o cualquier otro programa afectando el valor de 9,81.

En la hoja de calculo luego de definir el espectro de diseño, se van a la parte de "control del corte basal mínimo" y alli introducen las reacciones optenidas con el programa (esta configurado para pegar directamente de sap2000), luego definen la altura del edificio y el número de pisos y optienen el factor de escalamiento para el corte basal, si es menor que 9,81 no se escala, se usa 9,81.

Estimado Proyector.....

De antemano se te agradece todos los aportes que realizas en pro del desarrollo para una mejor ingeniería, en esta oportunidad revisando la hoja de calculo facilitada.....creo que existe un error en la celda R87, donde se manda a comparar el factor de reducción R con el valor T+, lo cual lo compara con una celda vacía J67, que debería compararse con el valor 5, con esta modificación la hoja de calculo esta correcta, aunque creo que ya la debes haber arreglado.....

Saludos

[altafini]

Hola Proyector revisé tu Manual básico paso a paso de Sap2000 (Analisis dinamico) aplicado a las normas Covenin y me parece de gran utilidad pero si no es mucho pedir algunos trabajamos con Etabs y no se si está a tu alcance desarrollar uno para este programa. Gracias de antemano

[djovac]

Hola amigos. ¿Quien me puede suministrar el manual del amigo Proyector?

[djovac]

Ya tranquilos ya lo descargue. Estaba aca mismo en el foro.

[PROYECTOR]

Estimado Proyector.....

De antemano se te agradece todos los aportes que realizas en pro del desarrollo para una mejor ingeniería, en esta oportunidad revisando la hoja de calculo facilitada.....creo que existe un error en la celda R87, donde se manda a comparar el factor de reducción R con el valor T+, lo cual lo compara con una celda vacía J67, que debería compararse con el valor 5, con esta modificación la hoja de calculo esta correcta, aunque creo que ya la debes haber arreglado.....

Saludos

Gracias por tus observaciones, afortunadamente ya me habia percatado del error

[protoss300]

Buenas, tengo un problema al diseñar una estructura en sap2000, luego de colocar mis perfiles ipn, vp,ipe me sale un error que me hace referencia a la norma Aisc 341- PartI 10.8, mi estructura tiene un nivel de diseño ND2 y utilizo IMF para correr el análisis, mi pregunta es: ?a que hace referencia ese error y como lo puedo solucionar, no se si el problema sean los perfiles que uso, es un archivo que descargue del foro Perfiles.pro que adjunto para que los revisen. Si me pueden ayudar con esta duda académica se los agradecería con el alma.

[protoss300]

Buenas, tengo un problema al diseñar una estructura en sap2000, luego de colocar mis perfiles ipn, vp,ipe me sale un error que me hace referencia a la norma Aisc 341- PartI 10.8, mi estructura tiene un nivel de diseño ND2 y utilizo IMF para correr el análisis, mi pregunta es: ?a que hace referencia ese error y como lo puedo solucionar, no se si el problema sean los perfiles que uso, es un archivo que descargue del foro Perfiles.pro que adjunto para que los revisen. Si me pueden ayudar con esta duda académica se los agradecería con el alma.