AYUDA CON MODELACIÓN DE GALPÓN

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yngenyero
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#1

Mar Jul 22, 2008 12:38 am

Estimados amigos... Solicito su ayuda para disipar algunas dudas respecto de la modelación que les presento en las fotos. En realidad no uso SAP desde hace tiempo y la verdad nunca lo exploté mucho... (lamento haber dejado un poco de lado la ingeniería y el diseño...)

1. Los Shell que aparecen tanto sueperior como inferior son vigas, pero debido a sus dimensiones (sup. 125x20 cm e inf. 90x20) los he modelado como shell. ¿Es correcto modelar esas vigas como shell debido a sus dimensiones? (a mi juicio pasan a ser placas)
Como información adicional, les comento que en la realidad el shell superior es una viga que va sobre las vantanas y el shell inferior una viga que sirve de amarre para el pedestal de las zapatas.

2. Las columnas que aparecen, las modelé entre los puntos 1-6 con un largo de 8 m. Cuando realicé el CONCRETE DESING, me arrojó errores debido a que la cuantía de acero longitudinal excedía los parámetros permitidos.
Entonces les consulto si la debo modelar por tramos 1-2 , 2-3 , 3-4 , 4-5 , 5-6 ó bien 1-3 , 3-6... etc. para así cambiar su longitud de pandeo y no tener el problema que mencioné con las cuantías.

3. La idea es modelar la estructura de la forma más real posible.. y no se limita a exportar la geometría desde un CAD y listo.. como leí hace poco en un post (comentario que comparto plenamente)... y por eso les consulto a Uds. lo siguiente:
En las uniones representadas por los números 1 a 6... ¿Debo asignar alguna condición especial, por ejemplo un CONSTRAINT?. Pues a mi juicio la columna está restingida en su movimiento en el eje Y y en X por las cerchas, además de estar empotrada al final (para obtener los esfuerzos para el diseño de las zapatas).
¿Cómo modelo las uniones entre viga-columna, y entre columna shells? ¿Me aconsejan algún Constraint en especial o sólo discretizar la columna entre esas uniones?

Amigos... mis más sinceros agradecimientos en la ayuda que puedan aportar.

Iván.-
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Baudrillard
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#2

Mar Jul 22, 2008 6:47 pm

Estimado:

Iré por parte (en este post te contestaré sobre las vigas y espero tu respuesta)

Es cierto, son vigas (de hormigón supongo), de gran altura y por ende deben considerarse como vigas (por lo que creo que considerarlas como placa estaría mal). El código ACI establece que mientras la luz libre sea igual o menor a cuatro veces la altura del elemento entonces la viga debe diseñarse como viga de gran altura, es decir:

Considerar el pandeo lateral de la viga.

En el caso de tu viga (superior) considerar la flexotorsión, justamente por ser vigas de borde están afectas a la torsión.

Además del consideramiento clásico de flexión y corte.

Como es una viga de gran altura, debes preocuparte del anclaje de la enfierradura a flexión ( dada la gran altura, y la palanca producida, es necesario que el anclaje tenga un mayor desarrollo que una viga normal).

No lo modeles como placa, sino como viga, y preocupate de diseñarla a flexión, torsion, corte y pandeo lateral.


Baudrillard
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#3

Mar Jul 22, 2008 7:00 pm

Estimado:

Iré por parte (en este post te contestaré sobre las vigas y espero tu respuesta)

Es cierto, son vigas (de hormigón supongo), de gran altura y por ende deben considerarse como vigas (por lo que creo que considerarlas como placa estaría mal). El código ACI establece que mientras la luz libre sea igual o menor a cuatro veces la altura del elemento entonces la viga debe diseñarse como viga de gran altura, es decir:

Considerar el pandeo lateral de la viga.

En el caso de tu viga (superior) considerar la flexotorsión, justamente por ser vigas de borde están afectas a la torsión.

Además del consideramiento clásico de flexión y corte.

Como es una viga de gran altura, debes preocuparte del anclaje de la enfierradura a flexión ( dada la gran altura, y la palanca producida, es necesario que el anclaje tenga un mayor desarrollo que una viga normal).

No lo modeles como placa, sino como viga, y preocupate de diseñarla a flexión, torsion, corte y pandeo lateral.


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#4

Mar Jul 22, 2008 7:08 pm

Estimado:

Sobre las columnas:

En un eje las columnas estan restringidas, es cierto, pero en el otro eje no están restringidas, por lo que supongo que la longitud efectiva (kl) es de 8 metros. yo que tú usaría una columna de acero.

En caso de que tu columna se de acero, sería mejor realizar el diseño a mano, y el programa lo usas para determinar las cargas sobre el elemento. Al menos yo realizo mi diseño en primera instancia usando los programas para determinar las fuerzas sobre los elementos (luego mediante planillas) realizo el diseño estructural.

Sería interesante que pusieras las cargas que estas aplicando, me parece extraño eso si el asunto del galpon y el de usar columnas de hormigón, no sería mejor creo yo realizarlo todo en Acero.

Seria interesante que nos pusieras las cargas que estas utilizando:

Viento, Sobrecarga, Peso Propio, Sismo.

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yngenyero
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#5

Mar Jul 22, 2008 11:41 pm

Estimado Baudrillard, en primer lugar agradecer la molestia por haber respondido a mi consulta...

Acojo tu tu comentario respecto de la vigas y lo estipulado por el ACI, pues esa instrucción se me pasó. También comentar que todos los elementos a los que hago mención son de H.A.

Aclarar además que esta estructura pertenece a un gimnasio y no a un galpón.

Finalmente corroborar las cargas que has mencionado...

Saludos...


Baudrillard
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#6

Mié Jul 23, 2008 3:46 am

Estimado:

Ahora tengo más clara la película, pensé que tenia algunas secciones de hormigón y otras de acero, pero como todo es de hormigón, entonces ningún problema.

Lo que yo veo en tu columna es que justamente está impedida de desplazarse en un eje, con lo que la longitud efectiva (kl = 4 metros), sin considerar el espesor de las vigas ni esos detalles, más bien a grueso modo, y en el otro lado tienes un largo efectivo de columna (kl = 8 metros), para lo que yo utilizo el sap es para determinar las cargas en los elementos, y eso que ya llevo un buen tiempo usando sap y aun no logro diseñar bien con la opción de hormigón armado ni la de acero, espero en un futuro no muy lejando poder dominar aquellos detalles que me impiden manejarlo bien.

Volviendo sobre el otro punto, yo diseñaria las columnas como columnas largas, eso si en primer lugar sería importante calcular la carga crítica de euler, considerando el EI en hormigón armado y usando alguna expresión para dicha evaluación.

Luego analizando si estamos sobre o bajo aquella carga, utilizar la expresión para dicho análisis.

Segun veo en tu modelo estructural, está todo bien ingresado en cuanto a geometría, asi que deberia estar todo bien en cuanto a cargas en cada uno de los elementos.

Para el diseño de las vigas es necesario considerar especialmente el efecto de la torsión, ya que son justamente vigas de borde que no tienen contrabalance a la torsión.

Si el diseño requiere una viga de gran altura (por cuestiones arquitectonicas quizá), es importante que tengan un buen desarrollo en su anclaje, para que así el acero logre alcanza su fy, recuerda que la cuantia a tracción en estos elementos siempre es mas bien baja (superando a la minima para evitar efectos de retracción y todo eso), ya que justamente al ser un viga de gran altura, es que existe un gran bloque trabajando a compresión primero.

En las vigas de amarre no hay ningún problema en cuanto a diseño. Lo que me llama la atención es que si son vigas de gran altura y creo que es justamente por condiciones estéticas (arquitectura).

Y dependiendo de si la carga en las columnas es o no mayor a la critica de euler es que seria necesario hacer diagrama de interacción. De todos modos la falla está controlada por el eje débil (kl = 8 m).


Baudrillard
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#7

Mié Jul 23, 2008 4:04 am

Estimado:

Tu modelo se ve bastante bueno, se nota que has trabajado bastante para ingresar aquella geometria, creo que lo único que habría que cambiar en el modelo serian aquellas vigas (rosadas) y listo.

Como te mencionaba anteriormente, no es fácil esto de diseñar con el SAP, hay que manejar muchos detalles, seria bueno usar planillas excel o en math cad o lo que sea, para que así veas los cálculos paso a paso.

Podrías adjuntar el nuevo modelo que hagas en SAP acá, y así podríamos echarle una mirada (el modelo sin carga y las cargas anexadas en una planilla), así le podríamos meter carga y comparar los momentos y cortes en los diferentes elementos.

Te felicito por el modelo 3d, está bastante bueno, denota que hay trabajo ahí.

Para el análisis de muros, placas y cosas por el estilo creo que es mucho mejor usar ANSYS u otros programas, ya que en sap es mas engorroso obtener los momentos y todo eso, debes hacer section cut y muchas opciones. Me quedo con otros programas para modelar muros, placas y sólidos.

Para determinar los K de una forma más efectiva, podrían usarse los ábacos del ACI, para realizar un diseño más detallado o bien podrías ser conservador y usar K grandes.

el EI para el hormigón armado queda en:

EI (H.A.) = (0,2 Ec Ig + Es Ise) / ( 1 + Bd)

o también EI (H.A.) = (0,4 Ec Ig ) / (1 + Bd)

y la carga crítica de Euler.

PC. (euler)= (Pi^2 EI ) / (k l ) ^2.

Esas son las expresiones del ACI.


Baudrillard
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#8

Mié Jul 23, 2008 4:25 am

Para las vigas, y para calcular la armadura a tracción:

En vigas simplemente Armadas:

Mu = fi As fy (d - 0,59 (As fy / fc bw))

Doblemente armadas:

Mu = fi As' fy (d - d') + (As - As') fy ( d - a/2)

Columnas:

Pu = fi 0,85 fc ab + As' fs' - As fs.

con (k l / r) < 22 pueden despreciarse los efectos de esbeltez (y usar Pu).

Sino es necesario calcular el coeficiente de momento:

Cm:= 0,6 + 0,4 (M1/M2) > 0,4

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#9

Jue Jul 24, 2008 11:50 pm

Estimado Baudrillard:

Muchas gracias por tu ayuda... La verdad es que me has aclarado bastante el panorama y recordado otras que andaban revueltas en el disco duro....

Un gran saludo desde el sur de Chile.-

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