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Exposicion de c.aplicada del csi
 

Exposicion de c.aplicada del csi

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    Exposicion de c.aplicada del csi Exposicion de c.aplicada del csi Presentation Transcript

    • CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL MODULO DE COMPUTACIÓN APLICADAINTEGRANTES: DEYSI PARRA JOSE PINARGOTE
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA SAP2000 es capaz de considerar la no linealidad geométrica en forma o bien de efectos P-delta o efectos de largo-desplazamiento/rotación. La fuerza dentro de los elementos se supone que es pequeño. La no linealidad geométrica se puede considerar en una base paso a paso en estático no lineal y directa integración en tiempo de ciclo de análisis, y se incorporan en la matriz de rigidez para los análisis lineales.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Temas avanzados1. Visión general2. Casos de Análisis No Lineal3. El efecto P-Delta4. Inicial P-Delta Análisis5. Desplazamientos grandes
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICAVisión general Cuando la carga que actúa sobre una estructura y las deflexiones resultantes son lo suficientemente pequeños, la relación carga-deflexión de la estructura es lineal. En su mayor parte, SAP2000 análisis asumen tal comportamiento lineal. Esto permite que el programa para formar las ecuaciones de equilibrio utilizando el original (no deformada) la geometría de la estructura.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Visión general Si la carga en la estructura y / o las deflexiones resultantes son grandes, entonces el comportamiento de carga- deflexión puede llegar a ser no lineal. Varias causas de este comportamiento no lineal se pueden identificar: P-delta (a gran estrés) efecto: cuando las tensiones grandes (o fuerzas y momentos) están presentes dentro de una estructura, ecuaciones de equilibrio escritas para el original y las geometrías deformadas pueden diferir considerablemente, incluso si las deformaciones son muy pequeñas.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Visión general Gran efecto de desplazamiento: cuando una estructura sufre grandes deformaciones (en particular, las grandes tensiones y rotaciones). No linealidad de material: cuando un material se tensa más allá de su límite proporcional, la relación tensión-deformación ya no es lineal. Los materiales plásticos que se tensan mas allá del límite de elasticidad pueden exhibir comportamiento que depende de su historia.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Visión general Otros efectos: Otras fuentes de no linealidad son también posibles, incluyendo las cargas no lineales, condiciones de contorno y restricciones. Los efectos de gran tensión y gran desplazamiento, son ambos denominado geométricas (o cinética) no linealidad, a diferencia de la no linealidad material. No linealidad cinemática también puede ser denominado como efectos de segundo orden geométrico.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Visión general Este capítulo se refiere a los efectos de no linealidad geométrica que pueden ser analizados por nosotros en SAP2000. No linealidad geométrica Efectos P-delta sólo Gran cilindrada y efectos P-delta: El efecto de gran cilindrada en SAP2000 incluye sólo los efectos de las grandes traslaciones y rotaciones. Las fuerzas se supone que es pequeño en todos los elementos.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Visión general No linealidad geométrica: Desde pequeñas deformaciones se supone, materiales efectos de no linealidad y de no linealidad geométrica son independientes. Una vez que un análisis no lineal se ha realizado, su matriz de rigidez final se puede utilizar para posterior análisis lineal.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Los casos no lineales de análisis Para estático no lineal y no lineal directa integración en el tiempo de ciclo de análisis, es posible elegir el tipo de no linealidad geométrica a tener en cuenta: Ninguno: Todas las ecuaciones de equilibrio se consideran en la con-figuración deformada de la estructura. P-delta solamente: Las ecuaciones de equilibrio parcial tener en cuenta la configuración deformada de la estructura.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Los casos no lineales de análisis Desplazamientos grandes: Todas las ecuaciones de equilibrio se escriben en la configuración deformada de la estructura. Esto puede requerir una gran cantidad de iteración. Aunque en desplazamiento grande y grandes efectos de rotación se modelan, todas las cepas se supone que es pequeño. Efectos P- delta se incluyen.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Efectos P-delta El efecto P-Delta El efecto P-Delta se refiere específicamente al efecto no lineal geométrico de una gran resistencia a la tracción o esfuerzo de compresión directa sobre el comportamiento de flexión transversal y de corte.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Efectos P-delta Esta opción es particularmente útil para considerar el efecto de las cargas de gravedad de la rigidez lateral de las estructuras de edificio, como es requerido por los códigos de diseño determinadas (ACI 2002; AISC 2003). También se puede utilizar para el análisis de algunas estructuras de cable, tales como puentes colgantes, puentes atirantados por cable, y torres arriostradas. Otras aplicaciones de son posibles.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Efectos P-delta Los conceptos básicos detrás de los efectos P- Delta se ilustran en el siguiente ejemplo. Considere una viga en voladizo sujeto a una carga axial P y F una punta de carga transversal como se muestra en la Figura 69. La fuerza axial interna por todo el miembro es también igual a P. Si el equilibrio es examinado en la configuración original (no deformada mediante la geométrica), el momento en el que la base es M = FL, y disminuye linealmente hasta cero en el extremo cargado.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Efectos P-delta
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Efectos P-delta Si, en cambio, el equilibrio se considera en la configuración deformada, hay un momento adicional causado por la fuerza axial P que actúa sobre el desplazamiento de su punta transversal, D. El momento ya no varía linealmente a lo largo de la longitud, la variación depende en cambio en la forma desviada. El momento en el que la base es ahora M = FL - PD.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA Efectos P-delta La verdadera forma desviada de la viga, y por lo tanto el efecto en el momento diagrama, se describe por funciones cúbicas con una carga nula axial, función hiperbólica funciones bajo tensión, y funciones trigonométrica bajo compresión. El efecto P-Delta pueden estar presentes en cualquier configuración de otro haz, como simplemente apoyado, fijo-fijo, etc El efecto P-Delta pueden aplicar localmente a los miembros individuales, o de forma global para el sistema estructural como un todo.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICAP-Delta Fuerzas en el elemento de marco La aplicación del efecto P-Delta en el elemento de bastidor.  Forma cúbica desviada El efecto P-Delta se integra a lo largo de la longitud de cada elemento de marco, teniendo en cuenta la desviación dentro del elemento. Para ello, la forma transversal desviada se supone que es cúbico para flexión y lineal por cizallamiento entre los extremos rígidos del elemento.
    • NO LINEALIDAD GEOMÉTRICA P-Delta Fuerzas en el elemento de marco La verdadera forma desviada pueden diferir ligeramente de esta asumido cúbico / lineal de-flexión en las siguientes situaciones: El elemento no tiene propiedades de la sección prismática. En este caso, la P-Delta de-reflejó forma se calcula como si el elemento se prismática utilizando el promedio de las propiedades a lo largo de la longitud del elemento. Las cargas están actuando a lo largo de la longitud del elemento. En este caso la forma P-Delta desviada se calcula utilizando los equivalentes de empotramiento fuerzas aplicadas a los extremos del elemento. Una gran P-fuerza está actuando sobre el elemento. La verdadera forma desviada es en realidad descrita por funciones trigonométricas a compresión general.
    • VIGA COLUMNA
    • Se pueden asignar directamente especificad la fuerza P-Delta a cualquier elemento del lineal utilizando lossiguientes parámetros:• La fuerza axial P-delta, p• Un sistema de coordenadas fijo, CSYS (el valor predeterminado es cero, indicando que el sistema coordenadas global)• La proyección, px La fuerza axial P-delta sobre el eje X de CSYS• La proyección, py La fuerza axial P-delta sobre el eje Y de CSYS• La proyección, pz La fuerza axial P-delta sobre el eje Z de CSYSSólo uno de los parámetros p, px, py, pz o se debe dar paracada uno un elemento frame.
    • DESPLAZAMIENTO P-DELTA
    • Donde:-Po, es la fuerza axial P-delta.-cx, cy y cz, son los cosenos de los ángulos entre el eje local 1 delelemento frame.-X,Y, y Z son ejes del sistemas de coordenadas csys.Las proyecciones de la fuerza axial P-delta es conveniente, cuando seespecifica la tensión en el cable principal de un puente colgante,puesto que la componente horizontal de la tensión es generalmenteel mismo para todos los elementos.
    • FUERZAS P-DELTA EN LOS ELEMENTO CONECTORES /SOPORTEEfectos P-delta sólo puede considerarse en un elemento conector /Soporte si hay rigidez en la dirección axial (U1) grado de libertad paragenerar una fuerza axial. Un desplazamiento transversal en ladirección U2 o U3 crea un momento igual a la fuerza axial (P) veces lacantidad de la desviación (delta).El total P-delta momento se distribuye a las articulaciones como lasuma de:• Un par de igual y opuestas fuerzas de corte en los dos extremos que causan un momento debido a la longitud del elemento• Un momento final I• Un momento final J
    • Las fuerzas de corte actúan en la misma dirección que eldesplazamiento de corte (delta), y los momentos que Actúanalrededor de los ejes de flexión perpendicular respectivamente.Para cada dirección de desplazamiento de corte, puede especificartres fracciones correspondientes que indican como el momentototal P-delta se va a distribuir entre los tres momentos anteriores.Estas fracciones deben sumar uno.Para cualquier elemento que tiene una longitud de cero, lafracción especificada por las fuerzas de corte se ignorará, y lasdos fracciones restantes deben ampliarse para que sumadas denuno..
    • OTROS ELEMENTOSPara los tipos de elementos que no sean Frame de enlaces y Soporte,las tensiones en el elemento de cada uno se determinan en primerlugar a partir de los desplazamientos calculados en la iteraciónanterior.Estas tensiones son luego integradas sobre el elemento, con respectoa los derivados de las funciones de forma isoparamétricas para eseelemento, para calcular una matriz estándar rigidez geométrica querepresenta el efecto P-delta.Esto se añade a la matriz de rigidez original del elemento elástico.Esta fórmula produce únicas fuerzas, sin momentos, en cada uniónen el elemento.Elementos Shell que está modelando la placa de flexión sólo noproducirá ningún efecto P-delta, ya que no se tensiona en el plano-sedesarrollará
    • Análisis Inicial P-DeltaEs suficiente para considerar el efecto P-delta en la estructura bajoun conjunto de cargas (por lo general a gravedad), y considerartodos los demás análisis tanto lineal utilizando la matriz de rigidezdesarrollado para este conjunto uno de cargas P-deltaEsto permite que todos los resultados de análisis que se superponena los efectos de diseño.Definir un caso no lineal de análisis estático que tiene, por lo menos:• Establezca el nombre de, es decir, "PDELTA".• Empezar desde cero condiciones iniciales• Aplicar los casos de carga que provocan el efecto P-delta, a menudo ésta será la carga muerta y una fracción de la carga viva• Para no linealidad geométrica, elegir efectos P-delta.
    • Nos referiremos a este caso estático no lineal como el caso inicial P-delta. A continuación, puede definir o modificar otros casos deanálisis lineales para que utilicen la rigidez de la caja PDELTA:• Casos lineal estática• Un análisis modal casos, por ejemplo llamado "PDMODES"• Lineal directo integración historia de tiempo de los casos• Casos de carga móvilOtros casos de análisis no lineal se puede definir que se basanen los modos de caso PDMODES:• Respuesta de espectro casos• Modales historia de tiempo de los casosLos resultados de todos estos casos son superponibles, ya que sonlineales y están basadas en la matriz de rigidez misma.
    • • Caso de pandeo que aplica las mismas cargas que hace caso PDELTA, y que comienza en cero condiciones (no es caso de PDELTA).Los factores resultantes de pandeo le dará una indicación de hastaqué punto se deforme son las cargas que provocan el efecto P-delta.
    • Estructuras de la EdificaciónPara la mayoría de las estructuras de edificio, edificios especialmentealtos, el efecto P-Delta de más preocupación se da en las columnasdebido a la carga de gravedad, incluyendo la carga muerta y viva.Las fuerzas axiales de columna son la compresión, haciendo laestructura más flexible frente a cargas laterales.Un edificio bien diseñado no debe tener importantes efectos P-Delta.Los análisis con y sin los efectos P-Delta producirá la magnitud de losefectos P-Delta por separado.Si estos desplazamientos laterales difieren en más de 5%, para elmismo carga lateral, el diseño básico puede ser demasiado flexible yun nuevo diseño debe ser considerado
    • Los códigos de construcción (ACI 2002; AISC 2003) normalmente reconocen dos tipos de efectos P-Delta:• El primero debido a la influencia sobre todo de la estructura y el segundo debido a la deformación del elemento entre sus extremos. El efecto anterior es a menudo importante, sino que puede ser explicada con bastante precisión teniendo en cuenta la carga vertical total a un nivel de historia, que es debido a las cargas de gravedad y es poco afectado por las cargas laterales.• Este último efecto es significativo sólo en columnas muy esbeltas columnas o dobladas en curvatura simple (no es el caso habitual); Esto requiere la consideración de las fuerzas axiales en los miembros debido a la gravedad y las cargas laterales.
    • SAP2000 puede analizar estos dos efectos P-Delta.El efecto P-Delta debido a la influencia de la estructura se puedeexplicar con precisión y eficiencia, incluso si cada columna esmodelado por un único elemento Frame, mediante el uso de lascargas mayoradas vivas y muertas en el caso de análisis inicial P-Delta.El análisis iterativo P-Delta debe converger rápidamente, por logeneral requieren pocas iteraciones.Combinaciones de carga para ser considerado para el diseño:(1) 1.4 carga muerta(2) 1,2 carga muerta + 1,6 carga viva(3) 1,2 peso muerto + 0,5 + 1,3 sobrecarga carga de viento(4) 1.2 carga muerta + 0.5 carga viva - 1.3 carga de viento(5) 0.9 carga muerta + 1.3 carga de viento(6) 0.9 carga muerta + 1.3 carga de viento
    • Forma conservadora:• Combinación de carga en el caso de análisis inicial P-delta a ser 1,2 veces la carga muerta más 0,5 veces la vivo cargar.• Esta precisión se cuenta de este efecto en las combinaciones de carga 3 y 4 arriba.• Manera conservadora se cuenta de este efecto en las combinaciones de carga 5 y 6.• Este efecto P-delta no es generalmente importante en las combinaciones de carga 1 y 2 ya que no hay carga lateral. VIDEO
    • Estructuras de cablesEl efecto P-Delta puede ser un factor muy importante a la rigidezde los puentes colgantes, puentes atirantados, y otras estructurasde cable. La rigidez lateral de los cables se debe casi enteramentea la tensión, ya que son muy flexibles en flexión cuando no haytensión.En muchas estructuras de cables, la tensión en los cables esdebido principalmente a la carga de gravedad, y es relativamentepoco afectado por las otras cargas. Si este es el caso, es apropiadopara definir un primer caso de análisis P-delta que aplica unacombinación realista de la carga muerta y carga viva. Esimportante utilizar los valores realistas para la combinación decarga P-delta, ya que la rigidez lateral de los cables esaproximadamente proporcional a las fuerzas axiales P-delta.
    • Grandes deflexionesLa geometría de un cable cargado es fuertemente dependiente deltipo de carga aplicada. Debido a P-delta sólo consideradesviaciones pequeñas.Puede ser necesario para corregir la geometría después de una omás pruebas preliminares que determinan la forma del cable bajola combinación de carga P-delta.Si el estiramiento o el giro del cable es grande (más de unas pocascentésimas de un por ciento), a continuación, las iniciales delta P-casos de análisis debe ser cambiado para incluir grandesdeflexiones.
    • Torres arriostradasEn las torres arriostradas y estructuras similares, loscables están bajo una gran tensión producida pormétodos mecánicos que acortan la longitud de loscables. Estas estructuras pueden ser analizadas por losmismos métodos descritos anteriormente para puentescableados.Los cables o arriostres generalmente se tensan al 10%de su Resistencia, la cual es proporcionada por elfabricante. Asi, por ejemplo, si el cable tiene unaresistencia a la ruptura de 4.95 Ton en tensión,entonces se acostumbra tensar los cables a 0.495 Ton.También se pueden tensar los cables con diferentesfuerzas, calculando una tensión tal que el sistema esteen equilibrio.
    • Grandes desplazamientosGran desplazamientos análisis considera las ecuaciones deequilibrio en la forma de configuración de la estructura. Grandesdesplazamientos y rotaciones se contabilizan, pero las tensionesse supone que son pequeñas.
    • AplicaciónGran desplazamiento el análisis es muy adecuado para el análisis dela mayoría de estructuras de cables o de la membrana. Cableestructuras se modelan con elementos Frame / Cable, estructuras demembrana con elementos Shell completos (también puede usarelementos de tensión plana). Al considerar grandes desplazamientos en estructuras de cables, no es necesario para utilizar sin compresión propiedades en los elementos. Si los elementos están suficientemente bien discretizados, el cable naturalmente se abrocha y pandea bajo compresión.
    • • La membrana solo tiene grados de libertad en su plano• El elemento shell si tiene grados de libertad fuera de su plano.EJEMPLO:• Dicho de otro modo, suponiendo un elemento rectangular (4 nudos), si escoges tipo membrana, tienes dos grados de libertad por nudo (x e y). Para el mismo elemento rectangular, pero shell, tienes 3 grados por nudo.• Desde el punto de vista de la rigidez, la membrana no presenta rigidez fuera de su plano, es decir, no se pueden determinar deformaciones verticales. Suele utilizarse el método del área tributaria para la descarga de los PP y las Sobrecargas de uso en los elementos tipo membrana. ¡¡¡¡Ojo en el caso de los balcones, no puedes utilizar membrana, tienen desplazamientos verticales!!!!!• Para muros claramente se debe ocupar el elemento shell. Ahora por regla general se aplica el mismo elemento (shell), tanto para losas como para muros.
    • Características de Análisis No Lineal en sus modelos a través de lainclusión de efectos de segundo orden e incluir la estabilidad en elanálisis de estructuras de Acero en General. Los efectos de segundoorden a considerar más representativos son:P-DP-dEstructura con DesplomeMiembros no concéntricos fuera de la VerticalEsfuerzos Residuales en Elementos
    • P-D (Delta Mayor) se relaciona con los efectos que ocasionan lascargas verticales que inciden sobre la estructura desplazadalateralmente. Los Momentos inducidos en la estructura equivalen altotal de la carga vertical P multiplicada por el desplazamiento totalgenerado D para cada nivel.
    • P-d (Delta Menor) se relaciona con los efectos de la carga axial enun miembro con deflexión (curvatura) entre sus extremos; losMomentos inducidos en el miembro equivalen a la carga axial Pmultiplicada por la deflexión en el miembro d.