Centro de masa, Cortante Basal y Arvhivo *.out

[erickpch]

He estado realizando algunas pruebas y modelos y quiero intercambiar criterios..
1ro cuando definimos un diafragma rigido el sap calcula la ubicación del centro de masas, el cual no lo muestra en sus tablas (al menos busque y busque y no encontre),
pero si aparece en el archivo *.out osea en lso archivos de resolución de la estructura abrir el archivo con extensión out. la información mostrada es como sigue:

C O N S T R A I N T C O O R D I N A T E S A N D M A S S E S

CONSC DIAF ================== TYPE = RIGID, DOF = U1 U2 R3

LOCAL COORDINATE SYSTEM FOR CONSTRAINT MASTER
GLOBAL U1 U2 U3 R1 R2 R3
X 1.000000 .000000 .000000 1.000000 .000000 .000000
Y .000000 1.000000 .000000 .000000 1.000000 .000000
Z .000000 .000000 1.000000 .000000 .000000 1.000000

TRANSLATIONAL MASS AND MASS MOMENTS OF INERTIA
U1 U2 U3 R1 R2 R3
8.587136 8.587136 .000000 .000000 .000000 260.466955

CENTER OF MASS
GLOBAL U1 U2 U3
X 7.453485 7.453485 7.026923
Y 6.002908 6.002908 6.171652
Z 3.000000 3.000000 3.000000

.. Bueno y continua para todos los diafragmas...

TRANSLATIONAL MASS AND MASS MOMENTS OF INERTIA
U1 U2 U3 R1 R2 R3
8.587136 8.587136 .000000 .000000 .000000 260.466955

Esto nos muestra las masas totales concentradas en el centro de masas u1, u2 y rotacional al rededor del eje 3. Se aclara que depende del Mass Source que se haya definido, ya sea apartir de cargas, de elementos, de cargas y elementos, etc.
luego nos muestra las coordenadas del centro de masa

CENTER OF MASS
GLOBAL U1 U2 U3
X 7.453485 7.453485 7.026923
Y 6.002908 6.002908 6.171652
Z 3.000000 3.000000 3.000000

osea uno diferente para cada direccion aunque el U1 y U2 coinciden.

Ahora viene la duda, si el SAP calcula el centro de masas y concentra ahi las masas, se entiende que cuando uno define un espectro, el sap calculará la Pseudo asceleración y aplicará la fuerza sísmica en ese centro de masas o me equivoco? como ese nudo no coincide con el CG, entiendo que la torsión no es necesario introducirla manualmente pq esta ya viene aplicada, haber espero sus comentarios.

[erickpch]

Se me olvidaba si conocemos la masa por piso, ojo ese archivo nos da la masa por piso, se puede hacer una suma acumulada de masas de la ultima planta a la inferior, a partir de ahi conocido el periodo y el espectro se puede calcular la fuerza sismica aplicada en cada planta (cortante basal), y de ser necesario calcular el torsor accidental y cargarlo. Es decir cuando no se usa auto lateral Load (sismo) y lo que se usa es un espectro.

O todo esto ya no es necesario pq el SAP carga la fza sismica en el centro de masas real...

[mccloud_1]

erickpch el siguiente procedimiento se puede utilizar para obtener el centro de gravedad de cualquier estructura:

1.- Crear un modelo y ejecutar el análisis.

2.- Usar la de edición interactiva de base de datos (Interactive Database Editing) para exportar las siguientes tablas en Excel:

MODEL DEFINITION > Connectivity Data > Joint Coordinates > Table: Joint Coordinates
ANALYSIS RESULTS > Joint Output > Joint Masses > Table: Assembled Joint Masses

3.- En Excel, calcular la ubicación del centro de gravedad de cada eje de coordenadas como el promedio ponderado del conjunto de coordenadas, utilizando la unión de las masa del conjunto, según su peso.

Por ejemplo, la coordenada x del centro de gravedad se puede calcular de la siguiente manera:

XCG = ΣxmΣm

donde, x es la coordenada x de las articulaciones individuales
m es la masa de las articulaciones individuales

Ahora bien hay que hacer una clara distinción de estos términos puesto que tienden a confundirse con facilidad, según wikipedia:

"...el centroide, el centro de gravedad y el centro de masas pueden, bajo ciertas circunstancias, coincidir entre sí. En estos casos se suele utilizar los términos de manera intercambiable, aunque designan conceptos diferentes. El centroide es un concepto puramente geométrico que depende de la forma del sistema; el centro de masas depende de la distribución de materia, mientras que el centro de gravedad depende también del campo gravitatorio. Así tendremos que:

el centro de masas coincide con el centroide cuando la densidad es uniforme o cuando la distribución de materia en el sistema de tiene ciertas propiedades, tales como simetría.

el centro de masas coincide con el centro de gravedad, cuando el sistema se encuentra en un campo gravitatorio uniforme (el módulo y la dirección de la fuerza de gravedad son constantes)..."

Ahora bien los códigos y normas nos hablan de que la fuerza sísmica debe ser aplicada sobre el centro de masas y en estas existe un apartado en donde se considera la excentricidad entre el centro de rigidez y el centro de masas.

Para más información consulta la sección 9.5 y 9.6 de nuestra norma COVENIN 1756-01.

Saludos.

[erickpch]

Totalmente de cuerdo en la forma manual de calcular el centro de masas, lo unico que digo es que el archivo *.out que genera el SAP trae las coordenadas del Centro de masas calculado por el SAP, adicionalmente te dice la masa concetrada en el diagrafma rigido en ese nudo (la masa del piso) por lo cual segun la norma local se puede calcular la Fza sismica por planta no acumulada la cual sirve para calcular el torsor accidental, esto sin necesidad de nada, en bolivia por ejm Fsis = (FI/FC) *(M/g)*Sag, dono FI Factor de importancia, FC factor de comportameinto o ductilidad, M Masa del Piso, g gravedad, Sa pseudo asceleración asociada al primer modo de vibrar segun espectro.

de ahi Tacc = Fsis * emin (Torsor accidental). emin segun normas 5% de L, o 10% en otros casos.


Osea segun entiendo con esa tabla se tiene facilmente las masas por piso para cargar un torsor accidental y hacerlo actuar simultanemente con el espectro. ojo el torsor debiera cargarse segun entiendo en el centro de masa pq el centro de rigidez no lo conocemos (se puede calcular manualmente).