Pregunta sobre modelaje de apoyos en SAP2000

[Víktor]

¿Cómo puedo representar la base de mi edificio en SAP2000, si ésta consiste en zapatas y vigas de cimentación apoyados sobre suelo flexible?

Digánme, ¿Es importante representar esto al modelar un edificio?, ya que en los ejemplos de análisis estático y dinámico que he visto en el foro sólo se basan en representar los apoyos ya sea empotrados o articulados; ya que creo yo que tales fijaciones no existen en la realidad.

Por eso necesito que me aconsejen a representar mi cimentación en suelo flexible

Muchas Gracias.
Adiós.

[ReneM]

Hola, usualmente la modelación se realiza con empotramiento basal, sin embargo, lo real es una interacción suelo-estrucutura que obviamete no es empotramiento. Si deseas modelar el suelo debes:
1.- Modelar las zapatas, losas y/o vigas de fundación.
2.- Asignar resortes verticales bajo las zapatas, losas y/o vigas de fundación. La rigidez vertical del resorte dependerá de la constante de balasto del suelo. Esta constante suele ser diferente para el caso estático y el sísmico.

[gatogalaxi]

Para modelar en forma adecuada un apoyo, debes considerar las propiedades del suelo.
Hay un parametro que corresponde al coeficiente de balasto del suelo que da la rigidez del suelo por unidad de area. Normalmente en la base se colocan resortes que modelan el comportamiento del suelo.
De estos existes tanto a horizontal, vertical y rotacional.
Te recomiendo que veas algun libro de calculo de fundacione, donde encontraras esta información.
Ojo estos coeficientes de balastos son disitnto para cargas estáticas como para las cargas dinámicas.
En caso adicional que estes considerando levantamiento de algun puento de la fundación debereas modelar esta a traves del elemento gap (creo que es este). de manarea de considerar este efecto en tu fundación.
Este modelo en este caso deberas considerarlo en forma no lineal para que efectivamente el sap-2000 pueda considerar este efecto de no linealidad (levantamiento)

Esta es la forma correcta.

Ahora respecto al tema, dependiendo de la rigidez relativa entre la fundación y el suelo tu puedes considerar este apoyo como empotrado o no.

Ojo con ese último dato. Ante todo debes conocer el suelo y las dimensiones estimativas de la fundacion para poder determinar en forma real el modelo a utilizar. Primero debes partir con una forma tentativa dela fundación.

Espero que esta breve explicación te sea de ayuda

Se depside FEC

[Víktor]

MUCHAS GRACIAS POR SUS RESPUESTAS.

DE HECHO CADA PALABRA QUE SE MENCIONA (EN ESTE CASO LA DE USTEDES) ES IMPORTANTE PARA MI, Y ME SIRVE DE AYUDA.

NUEVAMENTE GRACIAS Y HASTA PRONTO.

[gatogalaxi]

En suelos de caracteristicas flexibles que son considerados como aquellos que tienen gran capacidad de dformación ante cargas de compresion es recomendable materializar sistemas articulados en el edificio.
Esto con el objeto de trasmitir mas bien una compresion uniforme en las zapatas y ademas evitar el aumento de compresion por efecto del momento de empotramiento. De esta manera disminuyes la compresion en el suelo y las deofrmaciones.

En caso de suelos de caracteristicas firmes es recomendables un sistemas de apoyo empotrado en la base. DE esta forma estamos aprobechando la buena calidad del suelo para disminuir las dimensiones de los elemetos estructurales, als e mas pequeñas las fuersas internas en comparacion con el sistema de apoyos rotulados.

[ilustrador2003]

MUCHAS GRACIAS POR SUS RESPUESTAS.

DE HECHO CADA PALABRA QUE SE MENCIONA (EN ESTE CASO LA DE USTEDES) ES IMPORTANTE PARA MI, Y ME SIRVE DE AYUDA.

NUEVAMENTE GRACIAS Y HASTA PRONTO.

viktor:

Yo estoy de acuerdo con RenéM y con gatogalaxi, además yo te recomendaría que elabores los dos modelos para aprender que pasa con interacción suelo - estructura y empotrado y/o articulado tus apoyos.
Porque existen una serie de preguntas, para la interacción suelo - estructura:
1. Que recomienda las normas de tu país
2. Que pasa con la profundidad de desplante de la cimentación (edifico)
3. Donde queda el relleno de dicha cimentación o acaso tu edificio se desplanta a nivel del terreno natural,
4. En caso de ser una losa de cimentación, zapta corrida o zapata aislada, o combinada, cascaron, etc.,
5. Además de tomar encuenta las dimensiones preliminares de la cimentación.
6. QUE TANTA INFORMACIÓN SE TIENE DE LAS PROPIEDADES DEL SUELO A NIVEL DE LA CIMENTACION.
en fin éste es un tema muy amplio y que sería bueno escuchar todas y cada una de las recomendaciones de los foristas en función tanto de su experiencia como de las dudas.
espero que comentemos más acerca de este tema tan apacionante.
saludos
ilustrador2003

[Víktor]

EN REALIDAD, VAN A EXISTIR DIFERENTES TIPOS DE VISTA CON RESPECTO A COMO CONSIDERAR LA BASE DE UN EDIFICIO, DEPENDIENDO DEL MOTIVO POR EL CUAL ESTAMOS REALIZANDO EL ANALISIS.

EN TODO CASO, PARA ANALISIS MAS COMPLEJOS, DIGAMOS EN EL SENTIDO DE SER MAS COMPLETOS O PARA UN ESTUDIO MUCHO MAS PROFUNDIZADO CREO YO DEBERIA DE TOMARSE EN CUENTA LA INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA.

O QUE DICEN USTEDES???

[jlramoscruz]

hola amigos que opinan de modelizar el suelo con elementos frame y aplicarle en tension/compression limits tension=0 en consecuencia en analysis cases hacer un NonLinear

[jafernan]

Concuerdo plenamente con lo dicho por todos ustedes, sin embargo tomen en cuenta lo siguiente:

Cuando uno diseña fundaciones se enmarca dentro de un informe de mecánica de suelo, el cual establece las capacidades del suelos principalmente en cuanto a tensiones admisibles y asentamentos diferencales.

Si en el diseño de las fundaciones uno se enmarca en este contexto y se disponen las vigas y cadenas de fundaciones adecuadamente para controlar volcamientos y desplazamientos, no hay ningún impedimento para modelar un edificio con su base empotrada sin perder deasiada precisión.

Los esfuerzos axiales y momentos obtenidos en este modelo debes ser considerados para el diseño posterior de las fundaciones.

Saludos, Javier.

[manuel navarrete]

Hola, usualmente la modelación se realiza con empotramiento basal, sin embargo, lo real es una interacción suelo-estrucutura que obviamete no es empotramiento. Si deseas modelar el suelo debes:
1.- Modelar las zapatas, losas y/o vigas de fundación.
2.- Asignar resortes verticales bajo las zapatas, losas y/o vigas de fundación. La rigidez vertical del resorte dependerá de la constante de balasto del suelo. Esta constante suele ser diferente para el caso estático y el sísmico.

Estimado amigo y a todo esto como se hace el modelaje en el programa sap2000 o etabs cuales son los pasos a seguir para modelar suelos flexibles con resorte

[ReneM]

Hola, para asignar un resorte de rigidez lineal en Z debes:
1.- Seleccionar el nudo
2.- Menu Assign > Joint > Springs...
3.- Ingresar la rigidez del resorte en el campo Traslation 3 (ver imagen)

Ten en cuenta que este resorte es de rigidez lineal, es decir, trabaja tanto en tracción como en compresión. Sabemos que el suelo trabaja en compresión y no en tracción. Si tu modelo estará totalmente comprimido te sirve este resorte.
Existen otros objetos de comportamiento no lineal para simular resortes que trabajan sólo en compresión o sólo en tracción.

[manuel navarrete]

Hola amigo mira este es mi modelo, y en mi estudio de suelo mi capacidad portante de mi terreno es de 1.85 kg/cm2 entonces encontre este links donde se calcula los valores del coeficiente de balastro con la capacidad portante del terreno cuyo valor es de 3.73 kg/cm3 pero en el etabs tengo que ingresar un valor en kg/cm. ¿porque area se multiplica para que te salga en kg/cm?

http://www.construaprende.com/Ingsoftware/safe/

adjunto mi modelo

[gatogalaxi]

Hola amigo mira este es mi modelo, y en mi estudio de suelo mi capacidad portante de mi terreno es de 1.85 kg/cm2 entonces encontre este links donde se calcula los valores del coeficiente de balastro con la capacidad portante del terreno cuyo valor es de 3.73 kg/cm3 pero en el etabs tengo que ingresar un valor en kg/cm. ¿porque area se multiplica para que te salga en kg/cm?

http://www.construaprende.com/Ingsoftware/safe/

adjunto mi modelo

los valores que encontraste corresponden al coeficiente de balasto
es decir corresponde a la pendiente del esfuerzo en funcion de la deformacion.
ahora bien necesitas discretizar tu diseño de zapata estimativo de manera de multiplicar el area de esta por el coeficiente de balasto,, y de estos obtienes el resorte equivalente aplicado a esa area.

este analisis es solamente valido en el caso que esta zapata este sometida solamente a compresion y no a traccion. En caso contrario deberas utilizar el modelo tipo gap el cual funcion a compresion y a tracion no. Este tipo de modelo es considerado por el sap solo en el caso de analisis no lineal. En este caso deberas considerar una funcion ramp o rampa con un incremeto gradual de la carga de analisis en el tiempo de manera de establecer el real comportamiento de tu modelo del suelo con este elemento.
Normalmente partes con la carga de compresion completa de un analisis anterior y despues la funcion rampa solamente la aplicas al efecto sismico, o viento ya que estos son las que te producen el efecto de levantamiento "normalmente".

Espero que te sirva se depide FEC

[jlramoscruz]

saben creo en modelar el suelo con elementos frame con sus respectivas caracteristicas del suelo discretizado y aplicarle en tension/compression limits tension=0 en consecuencia en analysis cases hacer un NonLinear estatico en vez de considerar resortes lineales o lementos Gap (compresion) y hook(tension).
el ejemplo que cuelgo no tiene propiedades fisicas reales pero si la metodologia que propongo... que dicen

[gatogalaxi]

CUANDO COLOQUEN UN MODELO POR FAVOR COLOQUENLO EN EXTENSION S2X DE MANERA QUE SEA IMPORTABLE EN LAS VERSIONES ANTIGUAS

AHORA SI ESTAN UTILIZANDO ELEMENTOS DE MODELO ADICIONALES A LOS QUE POSEEN LAS VERSIONES ANTIGUAS SIMPLEMENTE SE PERDERAN ESTAS.

SE DESPIDE FEC

[jlramoscruz]

S2X?
NO SE SI SEA ESTOPERO ALLI VA

[manuel navarrete]

Hola estimado amigo gatogalaxi podias explicarnos a todos los foristas cual es la metodologia a seguir para pasar de una version superior a una version antigua los archivos del sap2000 yo cuento con la version 9.0.9

[gatogalaxi]

Hola estimado amigo gatogalaxi podias explicarnos a todos los foristas cual es la metodologia a seguir para pasar de una version superior a una version antigua los archivos del sap2000 yo cuento con la version 9.0.9

NO ES PASAR DE UNA VERSION A OTRA
NORMALMENTE TIENEN PROBLEMAS DE COMPATIBILIDAD A SER COMPLEJOS LOS MODELOS DE LAS VERSIONES SUPERIORES PERO SI SE POSEE UNA VERION SUPERIOR Y SE DESEA VER EN UNA DE MENOR COMPLEJIDAD ES POSIBLE EXPORTAR SOLAMNETE LOS MODELOS BASICOS LO CUAL SE REALIZA AL EXPORTAR EL ARCHIVO EN VERSION S2K.

POR LO MENOS ESO ES LO QUE TENGO ENTENDIDO Y ASI LO RELICE CON UN AMIGO DE COLOMBIA QUE ME DEJO EL ARCHIVO DE ESTA FORMA Y LO PUDE VER A PESAR QUE EL TIENE LA VERSION 10 DEL SAP

SE DESPIDE FEC

[Víktor]

Hola, para asignar un resorte de rigidez lineal en Z debes:
1.- Seleccionar el nudo
2.- Menu Assign > Joint > Springs...
3.- Ingresar la rigidez del resorte en el campo Traslation 3 (ver imagen)

Ten en cuenta que este resorte es de rigidez lineal, es decir, trabaja tanto en tracción como en compresión. Sabemos que el suelo trabaja en compresión y no en tracción. Si tu modelo estará totalmente comprimido te sirve este resorte.
Existen otros objetos de comportamiento no lineal para simular resortes que trabajan sólo en compresión o sólo en tracción.

Hola René, dime una cosa, si el suelo va a tratar de imperdir la rotación y traslación de la zapata, ¿por qué no se consideran resortes rotacionales tan igual que los verticales?

[Víktor]

Hola, para asignar un resorte de rigidez lineal en Z debes:
1.- Seleccionar el nudo
2.- Menu Assign > Joint > Springs...
3.- Ingresar la rigidez del resorte en el campo Traslation 3 (ver imagen)

Ten en cuenta que este resorte es de rigidez lineal, es decir, trabaja tanto en tracción como en compresión. Sabemos que el suelo trabaja en compresión y no en tracción. Si tu modelo estará totalmente comprimido te sirve este resorte.
Existen otros objetos de comportamiento no lineal para simular resortes que trabajan sólo en compresión o sólo en tracción.

Hola René, dime una cosa, si el suelo va a tratar de imperdir la rotación y traslación de la zapata, ¿por qué no se consideran resortes rotacionales tan igual que los verticales?

Por fa alguien que me responda...

Muchas gracias!!!

[gatogalaxi]

Hola, para asignar un resorte de rigidez lineal en Z debes:
1.- Seleccionar el nudo
2.- Menu Assign > Joint > Springs...
3.- Ingresar la rigidez del resorte en el campo Traslation 3 (ver imagen)

Ten en cuenta que este resorte es de rigidez lineal, es decir, trabaja tanto en tracción como en compresión. Sabemos que el suelo trabaja en compresión y no en tracción. Si tu modelo estará totalmente comprimido te sirve este resorte.
Existen otros objetos de comportamiento no lineal para simular resortes que trabajan sólo en compresión o sólo en tracción.

Hola René, dime una cosa, si el suelo va a tratar de imperdir la rotación y traslación de la zapata, ¿por qué no se consideran resortes rotacionales tan igual que los verticales?

Por fa alguien que me responda...

Muchas gracias!!!

la respuesta es la siguiente

tu consideras en una viga la rigidez a flexion igua a la de traccion o compresion


si vez estya depende de la inercia o area y de laspropiedades de los materiales

te recomiendo que leas el libro delautor Bowles de diseño de fundaciones

Se despide FEC

[ReneM]

Viktor, creo que tienes una confusión, no es que el suelo tenga rigidez rotacional per se, el suelo tiene rigidez traslacional en z. Si aplicas una compresión y un momento sobre la zapata, estas cargas generarán desplazamientos diferenciales sobre el suelo y en consecuencia la zapata rota, pero esto es por efecto que el suelo se deforma más donde está más comprimido y se deforma menos donde está menos comprimido. En resumen, la zapata se modela sobre una cama de resortes con rigideces traslacionales en z. Es equivalente al modelo de jlramoscruz que en reemplazo de los resortes colocó elementos frames.
Espero haber ayudado a aclarar tu duda.

[Víktor]

Viktor, creo que tienes una confusión, no es que el suelo tenga rigidez rotacional per se, el suelo tiene rigidez traslacional en z. Si aplicas una compresión y un momento sobre la zapata, estas cargas generarán desplazamientos diferenciales sobre el suelo y en consecuencia la zapata rota, pero esto es por efecto que el suelo se deforma más donde está más comprimido y se deforma menos donde está menos comprimido. En resumen, la zapata se modela sobre una cama de resortes con rigideces traslacionales en z. Es equivalente al modelo de jlramoscruz que en reemplazo de los resortes colocó elementos frames.
Espero haber ayudado a aclarar tu duda.

Hola René

La técnica consiste en considerar la interacción suelo-estructura, que en tal caso radica en el efecto del suelo en la traslación vertical y en la rotación de la zapata. Entonces este fenómeno puede modelarse con resortes que restrinjan la rotación y traslación, no crees.

Si se ignora la rotación de la zapata se despreciará el incremento del momento flector en la columna y la reducción de momento en la zapata. Es por esto que el modelo debe incorporar la excentricidad de la carga y la rotación de la zapata cuando esto sea apropiado. Por ello se recomienda utilizar un trecho rígido que vaya desde el eje de la columna al centroide de la zapata. Esta modelación será correcta cuando la zapata se comporte como un miembro rígido, lo que ocurre comúnmente en la práctica siendo la flexión en la zapata despreciada.

En realidad los resortes rotacionales no son frecuentemente utilizados como los verticales y además requieren del cálculo de la rotación de la zapata.

Espero algun comentario tuyo...

Saludos.

[gatogalaxi]

Viktor, creo que tienes una confusión, no es que el suelo tenga rigidez rotacional per se, el suelo tiene rigidez traslacional en z. Si aplicas una compresión y un momento sobre la zapata, estas cargas generarán desplazamientos diferenciales sobre el suelo y en consecuencia la zapata rota, pero esto es por efecto que el suelo se deforma más donde está más comprimido y se deforma menos donde está menos comprimido. En resumen, la zapata se modela sobre una cama de resortes con rigideces traslacionales en z. Es equivalente al modelo de jlramoscruz que en reemplazo de los resortes colocó elementos frames.
Espero haber ayudado a aclarar tu duda.

Hola René

La técnica consiste en considerar la interacción suelo-estructura, que en tal caso radica en el efecto del suelo en la traslación vertical y en la rotación de la zapata. Entonces este fenómeno puede modelarse con resortes que restrinjan la rotación y traslación, no crees.

Si se ignora la rotación de la zapata se despreciará el incremento del momento flector en la columna y la reducción de momento en la zapata. Es por esto que el modelo debe incorporar la excentricidad de la carga y la rotación de la zapata cuando esto sea apropiado. Por ello se recomienda utilizar un trecho rígido que vaya desde el eje de la columna al centroide de la zapata. Esta modelación será correcta cuando la zapata se comporte como un miembro rígido, lo que ocurre comúnmente en la práctica siendo la flexión en la zapata despreciada.

En realidad los resortes rotacionales no son frecuentemente utilizados como los verticales y además requieren del cálculo de la rotación de la zapata.

Espero algun comentario tuyo...

Saludos.

si lo que dices es cierto, ahora para evaluar la capacidad real de rotacion no solo debes considerar las caracteristicas dl suelo si no tambien la de la zapata. De esta forma obtendras la verdadera rigidez rotacional de tu sistema

Pocos ingenieros considetran este hecho, pero si debe ser considerado.

Consideran el efecto del suelo con los resortes verticales y horizontales de manera bde obtener el ral periodo de vibracion de la estrcutura

los resortes rotacionales tal cual tu dices influyen en la distribucion de momentos en la columna y la reacion de momento que llega sobre el sello de fundacion

Si esta correcto tu analicis.

Busca en los libros de diseño de fundaciones cual es la forma de modelar estos resortes rotacionales

Por ahora es lo unico que te puedo contestar debido a que me encuentro fuero de mi residencia

Espero que te sirva la respuesta-

Se despide Fec

[Víktor]

Viktor, creo que tienes una confusión, no es que el suelo tenga rigidez rotacional per se, el suelo tiene rigidez traslacional en z. Si aplicas una compresión y un momento sobre la zapata, estas cargas generarán desplazamientos diferenciales sobre el suelo y en consecuencia la zapata rota, pero esto es por efecto que el suelo se deforma más donde está más comprimido y se deforma menos donde está menos comprimido. En resumen, la zapata se modela sobre una cama de resortes con rigideces traslacionales en z. Es equivalente al modelo de jlramoscruz que en reemplazo de los resortes colocó elementos frames.
Espero haber ayudado a aclarar tu duda.

Hola René

La técnica consiste en considerar la interacción suelo-estructura, que en tal caso radica en el efecto del suelo en la traslación vertical y en la rotación de la zapata. Entonces este fenómeno puede modelarse con resortes que restrinjan la rotación y traslación, no crees.

Si se ignora la rotación de la zapata se despreciará el incremento del momento flector en la columna y la reducción de momento en la zapata. Es por esto que el modelo debe incorporar la excentricidad de la carga y la rotación de la zapata cuando esto sea apropiado. Por ello se recomienda utilizar un trecho rígido que vaya desde el eje de la columna al centroide de la zapata. Esta modelación será correcta cuando la zapata se comporte como un miembro rígido, lo que ocurre comúnmente en la práctica siendo la flexión en la zapata despreciada.

En realidad los resortes rotacionales no son frecuentemente utilizados como los verticales y además requieren del cálculo de la rotación de la zapata.

Espero algun comentario tuyo...

Saludos.

si lo que dices es cierto, ahora para evaluar la capacidad real de rotacion no solo debes considerar las caracteristicas dl suelo si no tambien la de la zapata. De esta forma obtendras la verdadera rigidez rotacional de tu sistema

Pocos ingenieros considetran este hecho, pero si debe ser considerado.

Consideran el efecto del suelo con los resortes verticales y horizontales de manera bde obtener el ral periodo de vibracion de la estrcutura

los resortes rotacionales tal cual tu dices influyen en la distribucion de momentos en la columna y la reacion de momento que llega sobre el sello de fundacion

Si esta correcto tu analicis.

Busca en los libros de diseño de fundaciones cual es la forma de modelar estos resortes rotacionales

Por ahora es lo unico que te puedo contestar debido a que me encuentro fuero de mi residencia

Espero que te sirva la respuesta-

Se despide Fec

Gracias por tu afirmación FEC...en realidad ya estaba creyendo que me equivocaba.

Saludos

[ReneM]

Veamos, están incluyendo la zapata en el modelo o sólo resortes en la base de la columna?.

A mi modo de ver estamos hablando de dos formas de incluir el comportamiento de la zapata, como ejemplo supongamos una columna apoyada en una zapata cuadrada.

Modelo 1: Determinar las rigideces traslacionales y rotacionales de la zapata, transformarlas en resortes equivalentes y aplicarlas a la base de la columna.

Modelo 2: Modelar la zapata como una placa de elementos finitos bajo la columna e incorporar resortes con rigidez traslacional en z bajo la zapata (placa) que representen el comportamiento del suelo. En este caso no es necesario incoprporar resortes al giro, pues el giro estará dado por las deformaciones diferenciales de la zapata bajo la columna. Es a este modelo al que me he estado refiriendo.

[Víktor]

Veamos, están incluyendo la zapata en el modelo o sólo resortes en la base de la columna?.

A mi modo de ver estamos hablando de dos formas de incluir el comportamiento de la zapata, como ejemplo supongamos una columna apoyada en una zapata cuadrada.

Modelo 1: Determinar las rigideces traslacionales y rotacionales de la zapata, transformarlas en resortes equivalentes y aplicarlas a la base de la columna.

Modelo 2: Modelar la zapata como una placa de elementos finitos bajo la columna e incorporar resortes con rigidez traslacional en z bajo la zapata (placa) que representen el comportamiento del suelo. En este caso no es necesario incoprporar resortes al giro, pues el giro estará dado por las deformaciones difrerenciales de la zapta bajo la columna. Es a este modelo al que me he estado refiriendo.

Si, claro René, se me olvidó de precisar que sólo estamos utilizando resortes que simulen la rotación y traslación de la zapata. Esto quiere decir: no se incluyen en el modelo las zapatas en sí.

Adiós.

[jlramoscruz]

solo se puede considerar la constante de rigidez torsional, si esta en conjunto con las otros resortes generan compresion en el suelo en toda el area de apoyo.

[ReneM]

Buena acotación jlramozcruz.

[Víktor]

solo se puede considerar la constante de rigidez torsional, si esta en conjunto con las otros resortes generan compresion en el suelo en toda el area de apoyo.

Es cierto el modelo es válido sólo si la base de la fundación se encuentra en pleno contacto con el suelo.