Manual en español de Staad.pro.pdf

Introducción, Visión Introducción, VisiónGeneral y Medio Ambiente General y Medio Ambiente Iniciación al programa Iniciación al programa DESCRIPCIóN GENERAL DESCRIPCIóN GENERAL Diseño en acero. normas Diseño en acero. normas americanas americanas Diseño en concreto. Diseño en concreto. normas americanas normas americanas Diseño en madera Diseño en madera Comandos e instrucciones Comandos e instrucciones de Entrada de staad-iii de Entrada de staad-iii El ambiente gráfico del El ambiente gráfico del pre-proceso y post-proceso pre-proceso y post-proceso Edición, viasualización, Edición, viasualización, impresión, ploteo y impresión, ploteo y manual manual Diseño interactivo Diseño interactivo STAAD-INTDES STAAD-INTDES Staple Staple Ejemplos resueltos Ejemplos resueltos Problemas de verificación Problemas de verificación Glosario de comandos Glosario de comandos Soporte técnico Soporte técnico Introducción, Visión General y Medio Ambiente 1.1 Introducción STAAD-III para Windows / Windows NT es un software estructural completo que maneja todos los aspectos de la ingeniería estructural; desarrollo de modelos, diseño, análisis, verificación y visualización gráfica. STAAD-III para Windows / Windows NT está basado en los principios de “ingeniería concurrente”. Usted podrá construir su modelo, verificarlo gráficamente, ejecutar el análisis y/o diseño, revisar los resultados, buscar y/o seleccionar los datos para crear su reporte. Todo desde un mismo ambiente gráfico. Con una base de datos en su núcleo, la Interfase Gráfica Concurrente, controla y maneja todas las funciones. A lo largo de este manual, se asume que el usuario conoce bien al ambiente de Windows de Microsoft. Si el usuario no es familiar con este ambiente, se recomienda que antes de usar STAAD-III para Windows se familiarice con el ambiente de Windows de Microsoft. A continuación se listan las principales opciones disponibles del Ambiente Gráfico Concurrente: STAAD-III Diseño y Análisis STAAD-PRE Generación Gráfica de datos de entrada STAAD-POST Post-proceso gráfico Sección Sección 1 1 STAAD-INTDES Diseño Interactivo de Componentes Estructurales Las características mas relevantes de cada una de estas opciones se describen en la Sección 1.2. Además, el Ambiente Gráfico Concurrente le ofrece los recursos necesarios para Imprimir, Editar, Manejar archivos, el Acceso en línea a temas del manual, visualización y manejo de archivos. La Sección 1.3 describe el ambiente gráfico de la interfase de Windows / Windows NT. 1.2 Visión General de las Características En esta sección se da una breve descripción de las diversas características que están disponibles dentro del sistema STAAD- III. 1.2.1 Diseño y Análisis por STAAD - III STAAD-III realiza el diseño y el análisis de la estructura. Los procesos de diseño y análisis se encuentran integrados de tal manera que pueden efectuarse en una misma ejecución del programa. STAAD-III utiliza un formato de archivo de entrada basado en un lenguaje de comandos que puede ser creado a través de un editor, el poderoso generador gráfico de datos de entrada STAAD-PRE o mediante un generador de datos CAD. El archivo de salida generado por STAAD-III contiene resultados numéricos detallados del diseño y/o análisis y una excelente calidad de presentación. La Sección 2 del presente manual contiene una descripción general de las características, teorías, suposiciones y convenciones de STAAD-III. Las Secciones 3, 4 y 5 describen las modalidades de diseño en ACERO, CONCRETO y MADERA. La Sección 6 le proporciona una descripción detallada del lenguaje de comandos y especificaciones. El Manual de Ejemplos contiene ejemplos prácticos y problemas de verificación 1.2.2 Generador Gráfico de Datos de Entrada STAAD - PRE STAAD-PRE le permite la generación de modelos estructurales gráficamente. Algoritmos Potentes de generación geométrica le facilitan la generación y visualización de modelos estructurales en dos o tres dimensiones. Todas las demás especificaciones como propiedades de la sección, constantes de los materiales, apoyos, cargas, requerimientos de análisis y diseño, y de impresión y ploteo, etc., también se encuentran disponibles. Esta opción genera el archivo de entrada de datos en base a el lenguaje de comandos utilizados por STAAD-III. La sección 7 de este manual describe en forma detallada todas las opciones disponibles de STAAD-PRE. En la misma sección se incluye además un tutorial detallado. 1.2.3 Post - Proceso Gráfico STAAD - POST STAAD-POST es una poderosa herramienta gráfica para la verificación del modelo y la visualización de los resultados. La capacidad para la verificación del modelo incluye la verificación gráfica completa y la visualización de todos los elementos. Los recursos mas sofisticados para la verificación de resultados incluyen; visualización y ploteo de la geometría de la estructura, formas modales/deformadas, diagramas de fuerza de corte/ momentos flexionantes, contornos de esfuerzos, etc.. Una opción versátil QUERY le permite la elaboración de reportes de acuerdo a sus necesidades. Una potente herramienta gráfica basada en iconos le brinda un ambiente extremadamente amigable y con facilidad de manipulación. STAAD-III se puede invocar desde el ambiente gráfico permitiendo una verificación y visualización “concurrente”. Gráficas de excelente calidad podrán ser impresas en todo tipo de ploters e impresoras. La Sección 7 contiene una descripción detallada de todas las características y opciones disponibles de STAAD-POST. Al termino de ésta Sección usted encontrará un detallado tutorial. 1.2.4 STAAD - INTDES Esta opción contiene un grupo de opciones de diseño interactivo para las componentes estructurales. Las opciones disponibles actualmente incluyen diseño de Muros de Contención en Voladizo, cimentaciones y losas. 1.2.5 Utilerías Además de las opciones de Windows como la salida temporal a otros programas trabajando concurrentemente con STAAD-III para Windows /Windows NT, STAAD-III le ofrece los siguientes recursos dentro del Medio Ambiente Gráfico Concurrente: • Editor de Texto.- Para la creación o edición del archivo de datos de entrada. • Opción de Visualización. - Para revisar el archivo de datos de salida. • Manual en línea . - Para consultar en pantalla información detallada tal como se explica en el Manual de Referencia. • Opción de Ploteo e Impresión.- Sirve para la impresión y/o ploteo de los archivos de datos de salida y pantallas de gráficas. • Intercambio de Datos con programas CAD.- Para exportar y/o importar datos para dibujos. • Calculadora de Pantalla.- Para cálculos aritméticos interactivos. El Editor de Textos puede ser llamado desde el Menú Principal así como también desde la opción de STAAD-PRE. También está accesible como una aplicación independiente del grupo REI (Research Engineers Incorporated ). Éste puede ser utilizado para la creación de un nuevo archivo de datos, la visualización y/o edición de un archivo de datos de entrada ya existente y para la visualización y/o edición de un archivo de datos de entrada generado mediante el Generador Gráfico de Datos STAAD-PRE. La opción VIEW está disponible en el Menú Principal o desde la opción STAAD-POST. Está opción puede ser utilizada para visualizar todo el archivo de salida en la pantalla. Tanto los datos numéricos como las gráficas de salida pueden ser visualizados. La opción de Impresión puede ser utilizada para la impresión del archivo de salida. Puede ser llamada tanto desde el Menú Principal como de la opción de STAAD-POST. La opción Plot le permite el ploteo de imágenes. Las gráficas generadas dentro de la opción print/plot de STAAD-PLOT pueden ser graficadas directamente o utilizando la opción Plot del Menú Principal. Una opción para el intercambio de datos con programas CAD también está disponible. El módulo de STAAD-PRE puede leer archivos “.DXF” para generar datos de entrada de STAAD-III. Archivos “.DXF” de dos y tres dimensiones se pueden generar dentro del módulo de STAAD-POST mediante la opción PLOT. Se suministra una interfase a la Calculadora de Microsoft Windows para realizar operaciones aritméticas que se requieran mientras se genera el archivo de datos de entrada o al momento de la verificación de resultados. La calculadora se puede utilizar dentro de STAAD-PRE, STAAD-POST y STAAD-INTDES. STAAD-III para Windows / Windows NT puede ser interrumpido en cualquier momento ( excepto cuando el programa esta desempeñando el proceso de solución de un problema ) presionando las teclas Alt+Tab . El usuario puede utilizar esta opción para cambiar a cualquier otro programa de Windows ejecutándose concurrentemente. El usuario puede salir a DOS temporalmente desde el ambiente Windows utilizando el icono del Grupo de Programas Principal del Administrador de Programas. El ambiente original de STAAD-III para Windows / Windows NT puede ser resumido cambiando a la ventana de STAAD-III utilizando las teclas Alt+Tab nuevamente. La sección 8 de este manual describe a detalle las opciones de visualización, editor, impresión y ploteo. 1.2.6 STAPLE STAPLE significa Extensión de Lenguaje para programación de aplicación (STAAD-III Application Programming Language Extension). Es un lenguaje script único e innovador que le permite construir una solución de ingeniería estructural a su medida utilizando STAAD-III. STAPLE utiliza un formato de un lenguaje de comandos en Inglés sencillo que es extremadamente fácil de aprender y utilizar. Al Utilizar STAPLE, usted puede accesar a la base de datos de STAAD-III y obtener toda la información estructural - geometría, propiedades de la sección y del material, fuerzas, momentos y más. Úselo para integrar y ejecutar sus programas con estándares propios por medio de STAAD-III. Elabore programas nuevos que aumenten su productividad. Combine su conocimiento con las poderosas opciones de análisis y diseño de STAAD-III. En otras palabras, obtenga un STAAD-III hecho para satisfacer sus necesidades específicas de soluciones estructurales. La sección 10 de éste manual le da una introducción a los fundamentos de STAPLE. Comienza con una rápida visión general de STAPLE utilizando un ejemplo sencillo. Después de eso, todos los comandos de STAPLE se describen y ejemplos ilustrativos se dan a continuación. Las gráficas relacionadas con los Comandos de STAPLE también se discuten. 1.3 El Medio Ambiente Gráfico Concurrente de STAAD III para Windows / Windows NT El programa de STAAD-III está construido con el más sofisticado medio ambiente gráfico basado en los principios de ‘Ingeniería Concurrente”. Este medio ambiente amigable le permite la fácil navegación dentro de las varias características del programa. Una base de datos activa integra todas las funciones dentro de un sistema unificado permitiéndole la generación de datos “concurrente”, análisis/diseño, visualización y verificación. Además de las opciones principales de ingeniería el medio Ambiente Gráfico Concurrente, le ofrece Edición, Impresión, Ploteo, Revisión y utilerías del sistema. Después de haber instalado exitosamente STAAD-III para Windows / Windows NT, será creado el grupo de programas de STAAD-III dentro del Administrador de Programas para Windows. Por favor véase dentro del Manual de Introducción la parte dedicada a la Instalación del Programa para una discusión detallada sobre este procedimiento. El Medio Ambiente de STAAD-III es invocado haciendo click sobre el icono de STAAD-III en el grupo de programas del mismo nombre. La pantalla inicial es la que se presenta abajo. Sobre la pantalla aparecen el número de Versión, su número de identificación y el tipo de modalidad de STAAD-III (PC Unlimited, PC 500 etc.). STAAD-III utiliza un seguro de hardware para validar su capacidad. Si no encuentra éste seguro el programa se ejecutará en el modo de demostración. Cuando el programa STAAD-III es activado se le pedirá al usuario un nombre de archivo ya sea para abrir archivos de STAAD-III nuevos o existentes. Antes de cualquier operación, el usuario deberá especificar un nombre de archivo de entrada. La opción File del menú principal puedes ser también utilizada para abrir archivos. El submenú de Open dentro del menú de File debe ser utilizado para especificar el nombre de un archivo existente ( uno que ya contiene los datos de entrada). El submenú de New bajo el menú de File debe ser seleccionado para especificar el nombre de un archivo de entrada para una estructura cuyos datos de entrada serán creados. Debe recalcarse que todos los archivos de datos de entrada deben tener una extensión “.std”. Una vez que el nombre del archivo es especificado, se le permite al usuario llamar a otras opciones disponibles dentro del área del menú principal. Una excepción a esta regla es que la opción de STAAD-PRE puede ser llamada sin especificar ningún nombre de archivo desde el ambiente principal de STAAD-III. Sin embargo, en ese caso, el usuario debe especificar el nombre apropiado del archivo utilizando la opción de File del menú principal de STAAD-PRE. La siguiente lista muestra la secuencia de desarrollo de proyecto recomendada para resolver su problema dentro del programa STAAD-III. El orden es bastante flexible. 1. Genere el archivo de datos de entrada STAAD-III con la opción EDIT INPUT o mediante la opción de modelado gráfico STAAD-PRE. La opción STAAD-PRE le permite la importación de archivos de su software CAD. 2. Proporcione en la opción STAAD-PRE archivos de entrada parcialmente completos o archivos de entrada completos en la opción STAAD-POST para que verifique su modelo gráficamente. 3. Ejecute el análisis y diseño mediante la opción STAAD-III localizada en el menú principal de la pantalla o con el icono RUN-STAAD de la caja de herramientas del ambiente de STAAD-POST. 4. Verifique los resultados del diseño y del análisis reportados en el archivo de salida. Esto podrá realizarse mediante la opción VIEW OUTPUT de la pantalla principal o con las opciones RESULT o QUERY de STAAD-POST. 5 Verifique gráficamente los resultados del análisis o diseño a través de las opciones Result, Report, Query y los iconos dentro de STAAD- POST 6 Genere las gráficas necesarias utilizando la opción STAAD-POST. 1.3.1 Documentación en Línea La opción Manual del menú de ayuda del menú principal de STAAD-III le permite el acceso directo a la información y sintaxis de todos los comandos de STAAD-III. Ésta opción está también disponible desde el ambiente de STAAD-POST. Los usuarios también pueden accesarla haciendo doble click sobre el icono de STAAD MANUAL del grupo de programas STAAD-III del administrador de programas. Para información detallada sobre el uso de ésta opción por favor véase la sección 8 de este manual. Descripción General 2.1 Introducción Esta sección del manual contiene una descripción general de las opciones de análisis y diseño disponibles en STAAD-III. Está disponible en las secciones 3 y 4 de este manual Información detallada acerca del diseño de acero y concreto. Los formatos detallados de los comandos y otra información específica para el usuario es presentada en la sección 6. El objetivo de esta Sección, es familiarizar al usuario con los principios básicos involucrados en la implementación de las diferentes opciones de análisis y diseño presentadas por STAAD-III. Como una regla general, la secuencia en la cual se discuten las opciones, está de acuerdo con la secuencia recomendada en su uso dentro del archivo de entrada. 2.2 Generación de Datos de Entrada El usuario se comunica con STAAD-III a través de un archivo de entrada. El archivo de entrada es un archivo de texto consistente en una serie de comandos que son ejecutados en forma secuencial. Los comandos contienen instrucciones o datos concernientes al análisis y/o diseño. Los elementos y convenciones seguidas por el lenguaje de comandos de STAAD-III se describen en la Sección 6 de este manual. El archivo de entrada de STAAD-III puede ser creado por medio de un editor de textos o por medio de la opción de generación de datos Sección Sección 2 2 Véase Las Secciones 6 Y 7 de entrada STADD-PRE . En general, cualquier editor de texto puede ser utilizado para crear el archivo de entrada. La opción de generación de datos de entrada crea el archivo de entrada por medio de un procedimiento interactivo gráfico controlado por medio de menús. Esta opción está disponible en el STAAD-PRE y es descrita en la sección 7 de éste manual. 2.3 Tipos de Estructuras Una estructura puede ser definida como un conjunto de elementos unidos entre sí. STAAD-III es capaz de analizar y diseñar estructuras que consistan tanto de marcos como de elementos tipo cascarón o placas tridimensionales. Casi cualquier tipo de estructura puede ser analizada con STAAD-III. La más general, es la estructura espacial. La cual es una estructura tridimensional, con cargas aplicadas en cualquier plano. Una estructura plana, está confinada en un sistema de coordenadas X-Y, con cargas en el mismo plano. Una armadura consiste de miembros lineales, los cuales pueden tener solamente fuerzas axiales y no flexionantes. Una estructura de piso, es una estructura de dos o tres dimensiones, que no tiene cargas aplicadas horizontalmente (dirección X o Z) o cualquier carga que pudiera provocar un movimiento horizontal en la estructura. El sistema de vigas (en el plano absoluto X-Z) de un edificio es un ejemplo ideal de una estructura de piso. Las columnas también pueden ser modeladas junto con el piso en una estructura de este tipo, siempre y cuando la estructura no tenga cargas horizontales. En caso de que exista alguna carga horizontal, esta deberá ser analizada como una estructura espacial. La especificación adecuada del tipo de estructura, reduce el número de ecuaciones a resolver durante el análisis. Esto se traduce en una solución más rápida y más económica para el usuario. Los grados de libertad asociados con los elementos estructurales para diferentes tipos de estructuras se ilustran en la Figura 2.1. Véase La Sección 6.2 TIPOS DE ESTRUCTURAS PLANA ESPACIAL ARMADURA PISO 2D 3D Figura 2.1 2.4 Sistema de Unidades El usuario tiene la capacidad de introducir datos de entrada y solicitar resultados en casi todos los sistemas de unidades usados comúnmente por los ingenieros tales como SI, MKS y FPS. En el archivo de entrada, el usuario puede cambiar el tipo de unidades tantas veces como sea necesario. La combinación y comparación entre unidades de fuerza y longitud está también permitido. La unidad de entrada para ángulos (o rotaciones) son los grados. Sin embargo, para la salida de JOINT DISPLACEMENT, las rotaciones están dadas en radianes. En todas las salidas, las unidades están claramente especificadas por el programa. 2.5 Sistema de Coordenadas y Geometría de la Estructura Una estructura es el resultado de la unión de componentes individuales, como vigas, columnas, losas, placas, etc.. En STAAD-III, los marcos y los elementos planos pueden ser usados Véase La Sección 6.3 Véase La Sección 6.12, 6.13, 6.14 Y 6.15 para modelar los componentes estructurales. La forma clásica de modelar la geometría de la estructura cuenta con dos pasos: A. Identificación y descripción de uniones o nodos. B. Modelado de miembros o elementos a través de la especificación de la conexión (incidencia) entre uniones. En general, el término MEMBER será usado para referirse a los elementos de marcos y el término ELEMENT será usado para los elementos tipo placa y/o cascarón. La conexión entre miembros se puede proporcionar mediante el uso del comando MEMBER INCEDENCE, mientras que la conexión de elementos por medio del mandato ELEMENT INCIDENCE. STAAD-III usa dos tipos de sistemas coordenados para definir la geometría de la estructura y los patrones de carga. El sistema global de coordenadas, es un sistema coordenado de posición arbitraria en el espacio, el cual es utilizado para especificar el patrón de cargas y la geometría total de la estructura. Un sistema local de coordenadas está asociado a cada miembro (o elemento) y es utilizado en la salida MEMBER END FORCE o en la especificación de la carga local. 2.5.1 Sistema Global de Coordenadas Los siguientes sistemas coordenados pueden utilizarse para especificar la geometría de la estructura. A. Sistema convencional de coordenadas cartesianas: Este sistema coordenado (Figura 2.2), es un sistema de coordenadas rectangulares (X,Y,Z), el cual sigue la regla de ortogonalidad de la mano derecha. Este sistema coordenado puede ser usado para definir la localización de los nodos y dirección de las cargas. Los grados de libertad de traslación están denotados por u 1 ,u 2 y u 3 , mientras que los grados de libertad de rotación como u 4 , u 5 y u 6 . B. Sistema de coordenadas cilíndricas: En este sistema coordenado, (Figura 2.3) las coordenadas X y Y del sistema convencional de coordenadas cartesianas, son reemplazadas por R (radio) y Ø (ángulo en grados). La coordenada Z es idéntica a la coordenada Z del sistema cartesiano, y su dirección positiva esta determinada por la regla de la mano derecha. C. Sistema inverso de coordenadas cilíndricas: Este es un caso especial del sistema de coordenadas cilíndricas (ver Figura 2.4), donde el plano R- Ø corresponde al plano X-Z de un sistema cartesiano. La regla de la mano derecha, se aplica para determinar la dirección positiva del eje Y. X Y Z u u u u u u 1 2 3 4 5 6 Sistema de Coordenadas Cartesianas (Rectangular) Figura 2.2 Z R Z Θ (+ve) Sistema de Coordenadas Cilíndricas Figura 2.3 Y R Sistema Inverso de Coordenadas Cilíndricas Figura 2.4 2.5.2 Sistema Local de Coordenadas Un sistema local de coordenadas está asociado a cada uno de los miembros. Cada eje de estos sistemas de coordenadas ortogonales locales se basa también en la regla de la mano derecha. La figura 2.5 muestra una viga con un punto inicial "i" y un punto final "j". La dirección positiva del eje local X, se determina uniendo “i” con “j” y proyectando una línea imaginaria en la misma dirección. La regla de la mano derecha puede ser aplicada para obtener las direcciones positivas de los ejes locales Y y Z. Los ejes locales Y y Z coinciden con los ejes de los dos momentos principales de inercia. Observe que el sistema de coordenadas local es siempre rectangular. Una gran variedad de secciones transversales pueden ser especificadas para su análisis, estas incluyen acero perfilado, formas prismáticas definidas por el usuario, etc.. La figura 2.6 muestra los sistemas locales de ejes para estas secciones. X Y Z i j Z X Y Figura 2.5 Y Z ST RA YD ZD WT Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Ejes locales para diferentes secciones transversales NOTA: La dirección del eje local x de las secciones anteriores es hacia dentro del papel Figura 2.6 2.5.3 Relación Entre Coordenadas Globales y Locales Dado que los datos de entrada para las cargas en los miembros puede ser especificada en los sistemas local y global de coordenadas, y que los datos de salida para las fuerzas que actúan en los extremos de los miembros son impresas en el sistema local de coordenadas, es importante saber la relación existente entre el sistema de coordenadas global y el local. Una medida angular, que Véase La Sección 6.26 denotaremos como b (beta), definirá la relación que existe entre ambos y es definida de la siguiente forma. Angulo Beta Cuando el eje local X es paralelo al eje absoluto Y, como en el caso de una columna en una estructura, el ángulo beta es el ángulo a través del cual el eje local Z ha sido rotado sobre el eje local X desde una posición paralela y en la misma dirección que el eje global z. Cuando el eje local X no es paralelo a el eje global Y, el ángulo beta es el ángulo a través del cual el sistema local coordenado ha sido rotado sobre el eje local X desde una posición inicial con el eje local Z paralelo al plano absoluto X-Z y el eje local Y en la misma dirección positiva del eje absoluto Y. La Figura 2.7, detalla las posiciones para beta igual a 0 ó 90 grados. Durante el proceso de especificación de cargas en los miembros, es útil referirse a esta figura para una rápida determinación del sistema del eje local. Punto de Referencia Una alternativa para proporcionar la orientación del miembro es introducir las coordenadas de un punto arbitrario de referencia, localizado sobre el plano X-Y del miembro pero no sobre el eje del miembro. A partir de la localización de éste punto de referencia, el programa automáticamente calcula la orientación del plano X-Y del miembro. Y X Z x y z x y z x y z x y z x y z x y z x y z x y z x y z x y z x y z x y z Relación entre los ejes local y absoluto Figura 2.7 2.6 Información del Elemento Finito STAAD-III está equipado con el más sofisticado elemento finito para placas, cascarones y sólidos. Las opciones de cada uno se explican a continuación: 2.6.1 Elemento Placa/Cascarón El elemento finito placa/cascarón está basado en la formulación de elemento híbrido. El elemento puede ser de tres nodos (triangular) o de cuatro nodos ( cuadrilátero ). Si en un elemento cuadrilateral no todos los nodos (cuatro) se encuentran sobre un mismo plano, es recomendable modelarlo como un elemento triangular. El espesor del elemento puede ser diferente de un nodo a otro. Estructuras de superficie tales como muros, losas, placas y cascarones pueden ser modelados utilizando elementos finitos. Para trabajar más fácilmente en la generación de una malla más detallada de elementos planos o de cascarón dentro de un área más extensa, se cuenta con la opción MESH GENERATION. Esta opción se describe en detalle en la Sección 6.14. Además el usuario podrá también usar el elemento finito para determinar la acción en un plano de esfuerzos. El comando ELEMENT PLANE STRESS deberá ser usado para éste propósito. Consideraciones Para El Modelado de la Geometría Las siguientes reglas relacionadas con el modelado de la geometría, deberán de ser recordadas cuando se use el elemento placa/cascarón. 1) El programa automáticamente genera un quinto nodo “O” (nodo central), en la parte central del elemento (ver figura 2.8). 2) Mientras se estén asignando los datos de entrada para los nodos de un elemento, es esencial que los nodos se especifiquen ya sea, siguiendo el sentido de las manecillas del reloj o en contra (Figura 2.9). Para mayor eficiencia, los elementos similares habrán de ser numerados secuencialmente. 3) La proporción en elementos no deberá de ser excesiva. Debe ser del orden de 1:1 y, preferiblemente, menor de 4:1. 4) Los Elementos individuales no deberán ser distorsionados. Los ángulos entre dos lados de elementos adyacentes, no deberán exceder por mucho a los 90 grados y nunca sobrepasar los 180 grados. Especificación de Cargas Sobre Elementos Las siguientes especificaciones de carga son aceptadas: 1) Cargas en las uniones para los nodos de un elemento en direcciones globales. 2) Cargas concentradas en cualquier punto especificado por el usuario en direcciones globales o locales. 3) Presión uniforme sobre la superficie de un elemento, en direcciones globales o locales. 4) Presión uniforme parcial sobre una porción especificada por el usuario de la superficie del elemento, en dirección global o local. 5) Presión con variación lineal sobre la superficie de un elemento, en dirección local. 6) Carga debida a temperatura, provocada por un incremento o decremento uniforme de la temperatura. 7) Carga debida a temperatura, provocada por la diferencia de temperatura entre las superficies inferior y superior del elemento. Nudo Generado (Nudo Central) Numeración Correcta Elementos no aceptables Elementos aceptables Figura 2.8 Figura 2.10 Figura 2.9 Figura 2.11 Numeración Incorrecta Fundamentos Teóricos El método de placa de elemento finito utilizado por STAAD-III está basado en la formulación de elemento finito híbrido. Se asume una distribución total cuadrática de esfuerzos. Para la acción de un plano de esfuerzos, la distribución de esfuerzos se asume de la siguiente forma: τxy τyx τxy τyx σ y σ x σ y σ x Se asume una distribución de esfuerzos cuadrática completa. σ σ σ x y xy x y x xy y x y y x xy y x xy y x a a a a ¸ ¸ _ , · − − − − − ¸ 1 ] 1 1 1 1 ¸ ¸ _ , 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 1 2 0 0 2 2 2 2 2 2 1 2 3 12 donde: desde a 1 hasta a 12 = constantes de los polinomios de esfuerzos. Se asume la siguiente distribución cuadrática de esfuerzos, para acción flexionante plana. M X Y Z M M M M M M Q Q Q Q x y xy yx x y yx x x y y M xy distribución completamente cuadrática de esfuerzos considerada M a a a a x 1 2 3 17 M M Q Q x y x xy y x y x xy y x y xy xy x y x y x y y x y x y xy x y ¸ ¸ _ , · − − − − ¸ 1 ] 1 1 1 1 1 1 ¸ ¸ _ , 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 2 0 2 2 2 2 2 2 donde: desde a 1 hasta a 12 = constantes de los polinomios de esfuerzos. Las características sobresalientes de éste elemento finito son: 1) Compatibilidad de desplazamiento entre la componente del plano de esfuerzos de un elemento y la componente del plano flexionante de un elemento adyacente, la cual forma un ángulo con el primero alcanzado por los elementos (ver Figura inferior). Este requisito de compatibilidad es generalmente ignorado en la mayoría de los elementos placa y/o cascarón. 2) La rigidez rotacional exterior al plano de la porción del plano de esfuerzos de cada elemento es totalmente incorporada y no despreciada, como es usualmente hecho en la mayoría del software comercial. 3) A pesar de la incorporación de la rigidez rotacional mencionada anteriormente, los elementos satisfacen completamente la prueba de comprobación. 4) Estos elementos están disponibles en forma de triángulos y cuadriláteros, con nodos únicamente en las esquinas, teniendo cada nodo 6 grados de libertad. 5) Estos elementos son las formas más simples posibles de placas y cascarones, con únicamente nodos en las esquinas y 6 grados de libertad por nodo. Aun así, las soluciones para los problemas de ejemplo, convergen rápidamente satisfaciendo las necesidades de precisión, aún para una malla de gran tamaño. 6) Estos elementos pueden estar conectados a marcos planos o tridimensionales con capacidad completa de compatibilidad de desplazamiento. No se requieren restricciones o libertades adicionales. 7) La energía de deformación del plano de corte que está fuera del mismo, es incorporada en la formulación de la componente de la placa flexionante. Como un resultado, los elementos responden a las condiciones de frontera de Poisson, las cuales son consideradas más precisas que las acostumbradas condiciones de frontera de Kirchoff. 8) La porción de la capa flexionante puede tomar en cuenta placas delgadas o anchas, extendiendo así, la utilidad de las placas a una gran variedad de problemas. Además de que, el espesor de la placa es tomado en consideración en el cálculo del plano de corte. 9) El plano de esfuerzos triangular se comporta casi de la misma forma que el bien conocido esfuerzo lineal triangular. Los triángulos de la mayoría de cascarones introducen esfuerzos triangulares constantes, los cuales tienen una tasa de convergencia muy baja. Así, el elemento triangular es muy útil en problemas de doble curvatura, donde el elemento cuadrilátero no puede ser utilizado. 10) Recuperación de esfuerzos en los nodos y cualquier punto dentro del elemento. Sistema Local de Coordenadas de los Elementos La orientación precisa de las coordenadas locales se determina de la siguiente forma: 1) Designando los puntos medios de los cuatro ó los tres lados del elemento IJ, JK, KL, LI por M, N, O, P respectivamente 2) El vector señalando de P a N será el eje local x (en un triángulo, este siempre será paralelo a IJ). 3) El producto vectorial de los vectores PN y MO (ON y MK, para un triángulo) definirá el eje local z, es decir, z = PN x MO. 4) El producto vectorial de los vectores z y x define el eje local y, es decir, y = z x x. La convención de signos de la fuerza y momento resultante se ilustra en la Figura 2.13. I K O x=ON MK z y J M N J L M N P x=PN MO y z I K O Figura 2.12 Fuerzas en el Elemento Las salidas del mandato ELEMENT FORCE contienen información correspondiente a los siguientes puntos. A. Nodo central del elemento. B. En todos los nodos de las esquinas del elemento. C. En algún punto del elemento especificado por el usuario. Además se incluyen las siguientes abreviaciones: QX, QY Fuerzas de corte (fuerza/unidad de longitud/unidad de espesor) FX, FY, FXY Fuerzas de membrana (fuerza/unidad de longitud/unidad de espesor) MX, MY, MXY Momentos de flexión (momento/unidad de longitud) SMAX, SMIN Esfuerzos principales (fuerza/unidad de área) TMAX Esfuerzo de corte máximo (fuerza/unida de área) ANGLE Orientación del plano principal (grados) NOTA: 1) Todos las fuerzas en el elemento están referidas al sistema local de coordenadas. La dirección y sentido de las fuerzas en el elemento se aprecian en la Figura 2.13. 2) Para obtener las fuerzas actuando sobre un punto específico del elemento, proporcione las coordenadas del punto en el sistema local de coordenadas del elemento en cuestión. Observe que el origen del sistema local de coordenadas, coincide con el nodo central del elemento. 3) Los esfuerzos principales (SMAX y SMIN), el esfuerzo de corte máximo (TMAX), y la orientación del plano principal (ANGLE) son también impresos para las superficies inferior y superior del elemento. Se determina si una superficie es inferior o superior en base a la dirección del eje local z. Convención de signos para Fuerzas en el Elemento Superficie Inferior Superficie Superior I J K L x y z M Q M M M M M Q Q Q x y yx x y xy yx x y xy F F x y xy F Figura 2.13 Tenga siempre presente las siguientes restricciones al usar la sección de elemento finito de STAAD-III. 1) Marcos y elementos finitos pueden ser usados simultáneamente en un análisis con STAAD-III. El comando ELEMENT INCIDENCES deberá seguir inmediatamente a los datos de entrada de MEMBER INCIDENCES. 2) El peso propio de los elementos finitos es convertido a cargas de unión actuando en los nodos conectados y no es usado como un elemento de presión de carga. 3) Las fuerzas del elemento son impresas en el centroide y no a lo largo de las esquinas. 4) En adición a los fuerzas mostradas en la figura 2.13, se imprime además las fuerzas VonMises en la superficie superior e inferior. Numeración de Elementos Durante la generación de la matriz de rigidez del elemento, el programa verifica si el elemento es el mismo que el anterior. En caso de que así sea, la ejecución de los cálculos no se ejecutará nuevamente. La secuencia en la cual se genera la matriz de rigidez, es la misma en la cual los elementos son dados en ELEMENT INCIDENCES. Por consiguiente, para ahorrar algún tiempo de cálculo, los elementos semejantes habrán de ser numerados secuencialmente. La Figura 2.14 muestra ejemplos de una numeración de elementos eficiente y no eficiente. Sin embargo el usuario habrá de decidir entre adoptar un sistema de numeración, el cual reduzca el tiempo de cálculo, y un sistema de numeración que incremente la facilidad en la definición de la geometría de la estructura. Numeración eficiente 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 8 Numeración no eficiente Figure 2.14 2.6.2 Elemento Sólido Los elementos sólidos permiten la solución de problemas estructurales que involucran esfuerzos en tres dimensiones. Existe una clase de problemas tal como la distribución de esfuerzos en presas de concreto, suelos y estratos de roca donde el análisis de elemento finito utilizando elementos sólidos proporciona una herramienta poderosa. Fundamentos Teóricos El elemento sólido utilizado en STAAD es del tipo isoparamétrico de ocho nodos. Estos elementos tienen tres grados de libertad translacional por nodo. Colapsando varios nodos hasta que queden unidos, un elemento sólido puede degenerarse a las siguientes formas con cuatro o hasta siete nodos. La matriz de rigidez del elemento sólido es evaluada por integración numérica con ocho puntos Gauss-Legendre. Para facilitar la integración numérica, la geometría del elemento es expresada interpolando funciones utilizando el sistema natural de coordenadas, ( r, s, t ) del elemento con su origen en el centro de gravedad. Las Funciones de interpolación se muestran a continuación: x h x i i i · · ∑ 1 8 , y h y i i i · · ∑ 1 8 , z h z i i i · · ∑ 1 8 donde x, y, z son las coordenadas de cualquier punto en el elemento, y x i , y i , z i , i=1,..,8 son las coordenadas de los nodos definidas en el sistema de coordenadas globales. Las funciones de interpolación h i , se definen en el sistema natural de coordenadas (r,s,t). Cada valor de r, s y t varia de -1 a +1. La propiedad fundamental de las funciones de interpolación desconocidas h i es que sus valores en el sistema natural de coordenadas es la unidad en el nodo i, y cero en todos los demás nodos del elemento. Los desplazamientos del elemento son también interpretados de la misma manera que la geometría. Las funciones se muestran a continuación: u = h u i i i· ∑ 1 8 , v = h v i i i· ∑ 1 8 , w = h w i i i· ∑ 1 8 donde u, v y w son desplazamientos en cualquier punto del elemento y u i ,v i , w i , i=1,8 son los desplazamientos correspondientes de los nodos, en el sistema de coordenadas utilizado para describir la geometría. Sistema Local de Coordenadas El sistema local de coordenadas utilizado en elementos sólidos es el mismo sistema global, tal como se muestra a continuación: figura 2.15 Propiedades y Constantes A diferencia de los cascarones y placas, no se requieren propiedades para los elementos sólidos. Sin embargo, las constantes como el módulo de elasticidad y el módulo de Poisson necesitan ser especificadas. También, es necesario especificar la densidad si el peso propio se incluye en cualquier condición de carga. Reporte de Esfuerzo en Elementos Los esfuerzos de los elementos pueden ser obtenidos en el centro y en los nodos del elemento sólido. Los elementos impresos son: Esfuerzo Normal :SXX, SYY and SZZ Esfuerzo Cortante :SXY, SYZ and SZX Esfuerzo Principal :S1, S2 y S3. Esfuerzo Von Mises :SE Cosenos Directores : 6 cosenos directores son impresos, después de la expresión DC, correspondiente a las dos direcciones principales de esfuerzos. 2.7 Propiedades de los Miembros STAAD-III tiene disponibles para las propiedades de los miembros las siguientes especificaciones: A) Propiedad prismática. B) Perfiles de acero estándares desde la biblioteca incluida C) Tablas de perfiles de acero creadas por el usuario. D) Secciones biseladas. E) Uso del comando ASSIGN. 2.7.1 Propiedades Prismáticas Se requieren de las siguientes propiedades prismáticas para el análisis: AX = Área de sección transversal IX = Constante de torsión IY = Momento de inercia alrededor del eje y IZ = Momento de inercia alrededor del eje z Véase La Sección 6.20 Véase La Sección 6.20 Además, el usuario podrá elegir la especificación de las siguientes propiedades: AY = Área de corte efectiva para la fuerza de corte paralela al eje local y AZ = Área de corte efectiva para la fuerza de corte paralela al eje local z YD = Peralte de la sección paralela al eje local y ZD = Peralte de la sección paralela al eje local z Para especificar una viga T o una viga trapezoidal, deben ser especificadas propiedades adicionales, estas son las siguientes: YB = Peralte del alma de la sección T (ver Figura siguiente) ZB = ancho de la sección T, o ancho de la parte inferior de una sección trapezoidal Para especificar una viga T, el usuario debe proporcionar YD, ZD, YB y ZB. Similarmente, para secciones trapezoidales se deben asignar YD, ZD y ZB. Si las áreas de corte son especificadas, el programa automáticamente considerará las deformaciones de corte en el análisis, y si por el contrario, éstas no son especificadas, las deformaciones de corte no serán tomadas en consideración. En un marco, la relación de la deflexión por corte con respecto a la deflexión por flexión es tan pequeña que, en la mayoría de los casos, puede ser ignorada. Las dimensiones en las dos direcciones principales (YD y ZD) son usadas por el programa para calcular el módulo de la sección. Éste es necesario únicamente para calcular los esfuerzos en el miembro, o para realizar un diseño en concreto. Los valores de YD y ZD pueden ser omitidos, en el caso de que los esfuerzos o el diseño de estos miembros, no sea de interés. El valor por omisión para YD y ZD es de 254 mm (10 pulgadas) . Todas las propiedades prismáticas están dadas en las coordenadas locales del miembro. ZB YB ZD YD ZD YD ZB Para definir un miembro de concreto, el usuario no deberá asignar el valor de AX, pero en su lugar, deberá proporcionar los valores YD y ZD para el caso de una sección rectangular y solo YD para una sección circular. Siempre que el momento de inercia o el área de corte no sean definidos, el programa automáticamente los calculara a partir de los valores YD y ZD. La tabla 2.1 contiene una lista de las propiedades requeridas para las secciones. Menciona, en función al tipo de estructura, las propiedades de la sección requeridas para el análisis. Para el tipo de análisis de una estructura plana o de piso, la elección del momento de inercia, depende del ángulo beta. Si beta es igual a cero, la propiedad requerida es IZ. Tabla 2.1 Propiedades requeridas Tipo de Tipo de Propiedades Propiedades Estructuras Estructuras Requeridas Requeridas ARMADURA ARMADURA AX AX Estructura PLANA Estructura PLANA AX, IZ o IY AX, IZ o IY Estructura DE PISO Estructura DE PISO IX, IZ o IY IX, IZ o IY Estructura ESPACIAL Estructura ESPACIAL AX, IX, IY, IZ AX, IX, IY, IZ 2.7.2 Biblioteca de Perfiles de Acero Esta opción del programa permite al usuario especificar perfiles estándares de acero, manufacturados en diferentes países. La información relativa a las secciones americanas de acero está disponible en la sección 3. Contacte a Research Enginners para información de perfiles de acero para otros países. Debido a que las áreas de corte son inherentes a estas tablas, la deformación de corte siempre es tomada en consideración para estas secciones. 2.7.3 Auto - Generación de Tablas de Acero El usuario puede generar sus propias tablas de acero, designar nombres a perfiles y sus correspondientes propiedades. El programa puede entonces encontrar propiedades en miembros para esas tablas. La selección de miembros se puede hacer por medio del programa, seleccionando únicamente elementos de las tablas especificadas. La generación de dichas tablas, puede ser hecha como parte de una entrada de STAAD-III o, como un archivo creado separadamente desde el cual el programa pueda leer las propiedades. El usuario que no utilice los perfiles estándares o, para quienes usen un número limitado de formas específicas, tendrán la opción de crear archivos permanentes con las propiedades de los miembros. Así, el diseño y el análisis puede ser limitado a las secciones en estos archivos. Vease La Seccion 6.20.1 Véase La Sección 6.19 Y 6.20.4 2.7.4 Secciones Para Vigas Biseladas Las propiedades de las secciones biseladas pueden ser proporcionadas a través del mandato MEMBER PROPERTY. Dadas las dimensiones de la sección clave, el programa es capaz de calcular las propiedades de la sección transversal, que serán utilizadas subsecuentemente en el análisis. La especificación de las secciones TAPERED se describe en la Sección 6 de este Manual. 2.7.5 Comando Assign Por medio de este comando, el usuario podrá indicar al programa que seleccione automáticamente una sección de acero de la tabla, para el análisis y diseño subsecuente. Los tipos de secciones que pueden ser asignadas con este mandato son: BEAM, COLUMN, CHANNEL, ANGLE y DOUBLE ANGLE. Cuando se especifica una viga o columna, el programa asignará una sección de una viga I (WF para AISC) ; el miembro seleccionado posteriormente y los que resulten de un proceso de optimización, serán seleccionados tomando en cuenta este tipo de sección. 2.8 Grados de Libertad de Miembros / Elementos STAAD-III permite especificar grados de libertad a miembros y elementos. Uno o ambos de los extremos de un miembro o elemento pueden ser dejados en libertad. Los miembros/elementos se consideran rígidamente unidos entre sí acorde con el tipo estructural especificado. Cuando esta rigidez completa no es aplicable, los componentes individuales de las fuerzas, en cualesquiera de los extremos del miembro, pueden ser considerados igual a cero con la instrucción de MEMBER RELEASE. Especificando los componentes de libertad; los diferentes grados de la misma son eliminados del análisis. Los componentes de libertad, se dan en el sistema local de coordenadas para cada uno Véase La Sección 6.20.3 Véase La Sección 6.20.5 Vease La Seccion 6.22 de los miembros. Nótese que una libertad de momento PARTIAL es también permitido. 2.9 Elementos de Armaduras Bajo Solo Tensión Existen dos métodos que sirven para especificar el análisis de miembros que involucran únicamente cargas axiales, es decir, armaduras. Cuando todos los miembros en la estructura sean armaduras, el tipo de estructura debe ser declarada como TRUSS, mientras que, cuando solo algunos de los miembros soporten cargas axiales( por ejemplo, el contraventeo de un edificio), el mandato MEMBER TRUSS puede ser usado para identificarlos separadamente. Una considerable cantidad de tiempo puede ser ahorrada en el análisis y diseño, si se declara un miembro axial como una armadura, la especificación de tales miembros cómo miembros de un marco, con ambos extremos apoyados, deberá ser evitada siempre que sea posible. 2.10 Cables Se pueden especificar los cables por medio del mandato MEMBER CABLE, y para su uso, es necesario establecer la tensión inicial en el cable. El párrafo siguiente explica como se calcula la rigidez del cable. El incremento en la longitud de un cable sujeto a cargas es una combinación de dos efectos. El primero es el componente de la deformación elástica, que está gobernada por la relación de la elasticidad, F = Kx donde K elastic = EA L El segundo, es el componente de la dilatación debido a un cambio en la geometría (como cuando se tensa un cable, el pandeo se reduce). Esta relación, puede ser descrita por: Véase La Sección 6.23 Véase La Sección 6.23 12T 3 F = Kx pero aquí K sag = _____ w 2 L 3 donde w = es el peso por unidad de longitud del cable. T = tensión del cable Por lo tanto, la rigidez de un cable depende de la tensión inicial aplicada (o pandeo). Estos dos efectos se pueden combinar de la siguiente manera: 1 K comb = _____________________ 1/K sag + 1/K elastic K comb = EA/L [ 1 + w 2 L 2 EA/ 12T 3 ] -1 Nota: Cuando T = 0, K comb = EA/L Observe que cuando la tensión se incrementa (el pandeo disminuye) los efectos combinados de la rigidez se aproximan mas a un caso de deformación elástica pura. 2.11 Miembros No Concurrentes Algunos de los miembros de una estructura pueden no ser concurrentes a las uniones incidentes, creando de esta manera esta clase de miembros. Esta distancia de separación (offset), se especifica en función al sistema absoluto de coordenadas (esto es, las distancias X, Y y Z a partir de la unión incidente). Fuerzas secundarias inducidas, debidas a este desplazamiento de conexión, son tomadas en cuenta en el análisis de la estructura y también para calcular las fuerzas individuales en los miembros. El nuevo centroide desplazado del miembro puede estar al principio o al final del miembro. Por lo tanto, cualquier referencia del principio o final de ese miembro será siempre desde los nuevos puntos de separación. Véase La Sección 6.25 Y El Ejemplo 7 Y X wp wp wp 7 6 2 9 " " " " MEMBER OFFSET 1 START 7.0 1 END -6.0 2 END -6.0 -9.0 Figura 2.15 2.12 Constantes de Los Materiales Las constantes de los materiales son: módulo de elasticidad (E), densidad específica (DEN), módulo de Poisson (POISS), coeficiente de dilatación térmica (ALPHA) y, ángulo beta (BETA) o coordenadas de algún punto de referencia (REF). El valor de E para los miembros debe ser especificado, ya que de lo contrario, el análisis no será llevado a cabo. La densidad específica (DEN), será usada únicamente cuando se quiera tomar en consideración el peso propio de la estructura. El módulo de Poisson (POISS) es utilizado para calcular el módulo de corte (comúnmente conocidos como G) a partir de la formula, G = 0.5 x E/(1 + POISS) En caso de que el módulo de Poisson no sea proporcionado, G será considerada como 1/2E. El coeficiente de dilatación térmica (ALPHA) es usado para calcular la expansión de los miembros cuando cargas debidas a temperatura son tomadas en consideración. Véase La Sección 6.26 La unidad de temperatura para una carga debida a temperatura y para ALPHA debe ser la misma. El ángulo BETA y el punto de referencia REF son discutidos en la Sección 2.5.3 y son parte de los datos de entrada de las constantes de los miembros. 2.13 Apoyos STAAD-III permite la especificación de apoyos que son paralelos así como inclinados con respecto a los ejes globales. Los apoyos se clasifican como articulados, empotrados o empotrados con diferentes grados de libertad. Un apoyo articulado (PINNED), tiene restricciones en contra de todo movimiento de translación y ninguna en contra del movimiento de rotación. En otras palabras, un apoyo articulado tendrá reacciones para todas las fuerzas, pero no contendrá momentos. Por otra parte, un apoyo empotrado (FIXED) tiene restricciones en contra de todas las direcciones de movimiento. Las restricciones de un apoyo fijo, pueden ser modificadas en cualquier dirección deseada, como se especifica en la Sección 6. La flexión elástica debida a rotación y translación también puede ser especificada. Las flexiones elásticas pueden ser expresadas en términos de sus constantes de elasticidad. Una constante de elasticidad por translación, se define como la fuerza empleada para desplazar un nodo apoyado una unidad de longitud en una dirección absoluta determinada. Similarmente, una constante de elasticidad por rotación se define, como la fuerza para rotar un grado un nodo apoyado alrededor de una dirección absoluta especificada. Véase La Sección 6.27 2.14 Uniones Amo / Esclavo La opción Master/Slave, se introduce para facilitar el modelado de conexiones rígidas en un sistema estructural. Esta opción puede ser usada para modelar elementos estructurales especiales, como por ejemplo, un diafragma de piso rígido. Varias uniones esclavas pueden ser asignadas a el mismo desplazamiento que la unión amo. El usuario también cuenta con la flexibilidad para elegir los grados de libertad para los cuales, las restricciones de desplazamiento serán impuestas a las uniones esclavas. En el caso de que todos los grados de libertad (Fx, Fy, Fz, Mx, My y Mz) sean restringidos, se supondrá que las uniones están rígidamente conectadas. 2.15 Cargas Las cargas en una estructura pueden ser especificadas como cargas sobre nodos, cargas sobre miembros, cargas debidas a temperatura y cargas sobre empotramientos. STAAD-III puede también determinar el peso propio de la estructura y usarlo dentro del análisis como cargas uniformemente distribuidas. Además, cualquier fracción del peso de la estructura, puede ser aplicada en cualquier dirección deseada. 2.15.1 Carga sobre Nodos En las cargas sobre nodos, tanto las fuerzas como los momentos, pueden aplicarse directamente a cualquier unión libre de una estructura. Estas cargas actúan en el sistema absoluto de coordenadas de la estructura. Fuerzas positivas, actúan en el sentido positivo de los ejes coordenados. Además, cualquier número de cargas puede aplicarse a un mismo nodo, para lo cual las cargas serán sumadas en ese nodo. Véase La Sección 6.28 Véase La Sección 6.32.1 2.15.2 Carga sobre Miembros Tres tipos diferentes de cargas pueden aplicarse directamente a los miembros de una estructura. Estas son: cargas unifórmente distribuidas, cargas concentradas, y cargas variando linealmente (incluyendo trapezoidales ). Las cargas uniformemente distribuidas, actúan sobre la longitud total o parcial del miembro. Las Cargas concentradas, actúan sobre cualquier punto intermedio. Las Cargas que varían linealmente, actúan sobre la longitud total del miembro. Las Cargas con variación lineal de tipo trapezoidal, actúan sobre la longitud total o parcial del miembro. Cualquier número de cargas puede ser especificado para que actúen sobre un miembro, usando cualquier condición independiente de carga. Las cargas sobre los miembros pueden especificarse en el sistema de coordenadas de los miembros o en el sistema absoluto de coordenadas. Las Cargas uniformemente distribuidas, referidas al sistema absoluto de coordenadas, pueden definirse para actuar a lo largo de la longitud total o proyectada del miembro. Refiérase a la Figura 2.3 para encontrar la relación del miembro con respecto al sistema absoluto de coordenadas, y así poder definir las cargas sobre los miembros. Las Fuerzas positivas, actúan en las mismas direcciones positivas de los ejes local o absoluto, de acuerdo al caso. Véase La Sección 6.32.2 Carga Uniformemente Distribuida i j d2 d1 W Carga Trapezoidal i j d2 d1 W1 W2 i j W3 i j W1 W2 Cargas Lineales i j W1 W2 Carga Concentrada j i d1 P Configuraciones de las cargas actuando sobre los miembros Figura 2.16 2.15.3 Carga sobre Superficie Muchas veces un piso (contenido en el plano X-Z) está sujeto a una carga uniformemente distribuida, lo cual podría requerir de una gran cantidad de trabajo para determinar la carga de miembro para los miembros individuales de ese piso. Sin embargo, con el comando AREA LOAD, el usuario puede definir la carga aplicada en un área para los miembros (carga unitaria por unidad de área ). El programa calculará el área tributaria para estos miembros y asignará las cargas adecuadas sobre los miembros. Se hacen las siguientes suposiciones para convertir la carga aplicada en un área a cargas actuando sobre miembros: a) Se considera a la carga sobre el miembro, como una carga que varia linealmente, para la cual los valores inicial y final pueden ser de diferente magnitud. b) El área tributaria de un miembro, para una carga aplicada en un área, se calcula considerando la mitad del espacio que exista al Véase La Sección 6.32.4 Y El Ejemplo 2 miembro mas cercano que sea aproximadamente paralelo. En el caso de que el espacio sea mayor o igual que la longitud del miembro, la carga aplicada en el área será ignorada. c) La carga sobre superficies no deberá ser especificada en miembros como cables, elementos de una armadura o miembros en tensión. La Figura 2.17 muestra una estructura de piso, con una carga actuando sobre la superficie de 0.1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 5 6 4 5 6 X Z ' ' ' ' ' ' Figura 2.17 El miembro 1 tendrá una carga lineal de 0.3 en un extremo y de 0.2 en el otro extremo. Los miembros 2 y 4 tendrán una carga uniforme de 0.5 actuando sobre toda su longitud. El miembro 3 tendrá una carga lineal de 0.45 y 0.55 los extremos respectivos. El miembro 5 tendrá una carga uniforme de 0.25. El resto de los miembros, del 6 al 13, no tendrán contribución de carga de superficie, puesto que los miembros paralelos mas cercanos tienen mayor longitud que los miembros. No obstante, las reacciones de los miembros para la trabe serán consideradas. 2.15.4 Carga Sobre un empotramiento Los efectos de carga sobre un miembro, pueden también especificarse en función de las cargas que actúan en el extremo empotrado. Estas cargas se definen en términos del sistema de coordenadas del miembro y las direcciones serán contrarias a las de la carga presente en el miembro. Cada uno de los extremos de un miembro puede presentar seis tipos diferentes de fuerzas: axial, de corte en y y z, de torsión y, momentos con respecto a y y z. 2.15.5 Carga de Pretensado y Postensado Los miembros de una estructura pueden estar sujetos a una precarga, por lo que la distribución de carga en la estructura podría necesitar ser investigada. La precarga en un miembro puede estar aplicada en la línea central o puede ser excéntrica. Se pueden especificar excentricidades en la unión inicial, a la mitad y en la unión final. Estas excentricidades se manifiestan únicamente en el eje local y. Una excentricidad positiva sería aquella que estuviese en el mismo sentido positivo del eje y. Puesto que las excentricidades están definidas únicamente en el eje local y, extremado cuidado deberá tomarse al definir las propiedades prismáticas o al especificar correctamente el ángulo Beta, cuando se tengan que rotar las coordenadas del miembro. Dos tipos de especificaciones de precarga pueden ser hechas. La Primera, el PRESTRESS donde debido a la carga, las reacciones son generadas durante la aplicación de la carga de precarga y segundo el POST- STRESS, el cual se considera aplicado después de que la precarga lo ha sido; lo cual no genera reacciones. 1) Se asume que el cable tiene un perfil parabólico generalizado. La ecuación de la parábola es la siguiente: y bx c ax · + + 2 Véase La Sección 6.32.7 Véase La Sección 6.32.5 Y Ejemplo 6 donde ( ) a L es em ee · − + 1 2 4 2 2 ( ) b L em ee es · − − 1 4 3 c es · donde es = excentricidad del cable al principio del miembro (en el eje local y) em = excentricidad del cable a la mitad del miembro (en el eje local y) ee = excentricidad del cable en el extremo del miembro (en el eje local y) L = Longitud del miembro 2) El ángulo de inclinación del cable respecto al eje local x (una línea recta uniendo los nodos inicial y final del miembro) en los puntos inicial y final es pequeño lo cual aumenta la suposición de que: sin / θ θ · · dy dx Por lo tanto, si la fuerza axial en el cable es P, la componente vertical en un extremo es P dy dx ( / ) y la componente horizontal de la fuerza en el cable es, P dy dx 1 2 − ¸ ¸ _ , Se recomienda a los usuarios que se aseguren que el perfil de su cable reúne este requerimiento. Un ángulo menor de 5 grados es recomendado. 3) El miembro se analiza para los efectos de pretensado y postensado por medio del método de carga equivalente. Este método está bien documentado en la mayoría de libros de análisis y diseño de presfuerzos. La magnitud de la carga uniformemente distribuida es calculada como sigue: udl Pe L · 8 2 donde P = fuerza axial en el cable ( ) e es ee em · + − 2 L = longitud del miembro 4) La fuerza en el cable se supone igual a lo largo de toda la longitud del elemento. No se hace ninguna reducción a las fuerzas en el cable debidas a fricción u otras pérdidas. 5) El término pretensado (MEMBER PRESTRESS) tal como es utilizado en STAAD implica la siguiente condición. La estructura se construye primero. Entonces, la fuerza de presfuerzo es aplicada sobre los miembros relevantes. Como resultado, los miembros se deforman y dependiendo de sus condiciones de apoyo, las fuerzas son transmitidas a otros miembros dentro de la estructura. En otras palabras, “PRE” se refiere al momento de colocación del miembro en la estructura relativo al momento en que el esfuerzo es aplicado. 6) El término postensado ( MEMBER POSTSTRESS ) es usado en STAAD para la siguiente condición. Los miembros sobre los cuales dicha carga es aplicada son primero colados en la fábrica. Después de esto la fuerza de pretensado es aplicada sobre de ellos. Mientras tanto, el resto de la estructura se construye en la obra. Entonces, los miembros postensados son traídos y colocados en su posición dentro de la estructura parcialmente construida. Debido a esta secuencia, los efectos del pretensado son solamente experimentados por los miembros pretensados y no se transmiten al resto de la estructura. En otras palabras, "POST" se refiere al momento de colocación del miembro en relación al momento en que el esfuerzo es aplicado. 7) Tal como puede ser evidente por lo dicho en el punto 6), no es posible calcular los desplazamientos de los extremos de los miembros postensados por los efectos del postensado, y por lo tanto se consideran igual a cero. Como un resultado, los desplazamientos de secciones intermedias (ver comando SECTION DISPLACEMENT ) son medidas de manera relativa a la línea recta que une los nodos inicial y final, tal como se definieron en las coordenadas iniciales de nodos ( JOINT COORDINATES). 2.15.6 Carga Debida a Temperatura / Deformación Se puede especificar la diferencia de temperatura a lo largo de la longitud de un miembro, así como también, la diferencia de temperaturas entre ambas caras de miembros y elementos. El programa calcula la deformación axial (dilatación y contracción) debido a la diferencia de temperatura. A partir de este dato se calculan las fuerzas inducidas en el miembro y el análisis se efectúa en la forma apropiada. Los intervalos de deformación para la dilatación y la contracción pueden darse directamente como datos de entrada. 2.15.7 Carga Por Desplazamiento en los Apoyos Pueden aplicarse cargas a la estructura en términos del desplazamiento de los soportes. Donde el desplazamiento puede ser de translación o rotación. Los desplazamientos de translación se definirán de acuerdo a la unidad de longitud que se esté utilizando, mientras que los desplazamientos por rotación estarán siempre definidos en grados. Observe que los desplazamientos únicamente serán especificados para aquellas direcciones en las cuales los apoyos restringen el movimiento y no para aquellas que lo permiten. 2.15.8 Aplicación de cargas sobre Elementos En elementos de placa o cascarones las tipos de carga permitidos son los siguientes: 1) Carga de presión que consiste en una carga que actúa perpendicularmente a la superficie del elemento. Las cargas de presión pueden ser de intensidad uniforme o de una intensidad que varía trapezoidalmente sobre una pequeña porción o sobre toda la superficie del elemento. Véase La Sección 6.32.6 Véase La Sección 6.32.8 2) Cargas sobre nodos que son fuerzas o momentos que se aplican en los nodos en la dirección de los ejes globales. 3) Cargas por temperatura que pueden ser constantes a través de la profundidad del elemento ( provocando dilatación/contracción sobre un plano solamente ) o puede variar a lo largo de la profundidad del elemento causando flexión en el elemento. El coeficiente de dilatación térmica para el material del elemento debe ser especificado para facilitar el cálculo de estos efectos. 4) El peso propio de los elementos puede ser aplicado utilizando la condición de carga de peso propio SELFWEIGHT. El peso específico de los elementos tiene que ser dado para facilitar el cálculo del peso propio. En elementos sólidos, únicamente existen dos tipos de carga disponibles: 1) El peso propio de los elementos sólidos que puede ser aplicado utilizando la condición de carga de peso propio SELFWEIGHT. El peso específico de los elementos tiene que ser especificado para facilitar el cálculo del peso propio. 2) Cargas en nodos que son fuerzas o momentos que son aplicados en los nodos en la dirección de los ejes globales.. 2.16 Simulador de Cargas STAAD-III esta equipado con algoritmos capaces de simular cargas dinámicas y cargas sísmicas laterales conforme al Código de Construcción Uniforme y al Código IS 1893, en una estructura. El uso del simulador de cargas consta de dos etapas: 1) Definición del sistema o de los sistemas de carga. 2) Generación de casos de carga primaria, usando el o los sistemas de carga previamente definidos. Las próximas Secciones describen las características sobresalientes del simulador de cargas dinámicas, el simulador de cargas sísmicas y el simulador de cargas por viento. 2.16.1 Simulador de Cargas Dinámicas Esta característica le permite simular cargas dinámicas en una estructura. Pueden ser utilizadas por el usuario, Sistemas de cargas dinámicas, que constan de cargas concentradas a una distancia fija específica en ambas direcciones de un plano. Un número especificado por el usuario de casos de carga primaria para que sean generados por el programa y tomados en consideración por el análisis. Se tienen disponibles dentro del programa cargas de la Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras y Transportación Estatal, AASHTO 1983 (American Association of State Highway and Transportation Officials), y pueden definirse usando la designación estándar de AASHTO. 2.16.2 Simulador de Cargas Sísmicas UBC El simulador de cargas sísmicas de STAAD-III sigue el procedimiento de análisis de carga lateral equivalente. Esto, parte de la suposición de que las cargas laterales actuarán en las direcciones X y Z y que la dirección de las cargas de gravedad será Y. De esta forma, en la construcción de un modelo, el eje Y sería perpendicular a los pisos y apuntaría hacia arriba (todas las coordenadas positivas de las uniones Y). Por lo anterior se requiere que el modelo sea establecido de una manera adecuada por el usuario. Para el código 1994, el simulador de carga requiere que se le proporcione el coeficiente de zona sísmica, el factor de amplificación sísmica, el coeficiente Rw y el factor de suelo en el sitio. Mientras que para el código UBC 1985, deben ser asignados al simulador de cargas el coeficiente de zona sísmica, el factor de amplificación sísmica, y el factor de fuerza horizontal k. La especificación del periodo característico del sitio Ts es opcional. Véase La Sección 6.31.1 Y 6.32.12 Véase La Sección 6.31.2 Y 6.32.12 En lugar de usar las fórmulas aproximadas de UBC para estimar el periodo del edificio en una cierta dirección, el programa calcula el periodo usando la técnica del coeficiente de Rayleigh. Este periodo, es entonces utilizado para calcular el coeficiente sísmico C. Después de que el cortante en la base de corte ha sido calculado de la ecuación apropiada. Éste será distribuido entre los niveles y la azotea de acuerdo a las especificaciones de la UBC. El cortante en la base es subsecuentemente aplicado como cargas laterales en la estructura. Estas cargas pueden entonces ser utilizadas como casos normales de carga para el análisis y diseño. 2.16.3 Simulador de Cargas por Viento El simulador de cargas debidas al viento de STAAD-III es capaz de calcular este tipo de cargas sobre la estructura al especificar las intensidades del viento y los factores de exposición. Diferentes intensidades de viento pueden especificarse para diferentes alturas de la estructura. Aberturas en la estructura pueden modelarse utilizando los factores de exposición. Un factor de exposición está asociado a cada uno de los nodos de la estructura y se define como la fracción del área de influencia sobre la cual actúa la carga por viento. Algoritmos del programa, calculan automáticamente la carga por viento para una estructura espacial y distribuyen las cargas como cargas laterales en los nodos. 2.17 Opciones de Análisis Diferentes tipos de análisis pueden ser realizados con STAAD-III. 1) Análisis de rigidez. 2) Análisis de segundo orden Análisis P-Delta. Análisis No-Lineal 3) Análisis dinámico. Véase La Sección 6.31.3 Y 6.32.12 Las características prominentes de cada uno de estos tipos de análisis se discuten en las siguientes Secciones. Los detalles teóricos de estas características se pueden encontrar en cualquier libro de ingeniería estructural. 2.17.1 Análisis de Rigidez El análisis de rigidez implementado en STAAD-III, está basado en el método de la matriz de desplazamientos. En el análisis matricial de estructuras complejas por el método de desplazamiento, la estructura es primero idealizada como un ensamble de elementos estructurales discretos( elementos de marcos o elementos finitos ). Cada componente tiene una forma determinada de desplazamiento, de tal manera que se satisfaga el equilibrio de fuerzas y la compatibilidad de desplazamientos en los nodos. Sistemas estructurales tales como losas, placas, losas de cimentación, etc., que transmiten cargas en dos direcciones, tienen que discretizarse en 2 ó 3 elementos finitos anodados, conectados entre sí en sus nodos. Las cargas se podrán aplicar como cargas distribuidas sobre la superficie de los elementos o como cargas concentradas sobre los nodos. Dentro del análisis se toman en consideración los efectos de esfuerzo plano, así como también los efectos de flexión del plano. Suposiciones del Análisis Para un análisis completo de la estructura, las matrices necesarias son generadas en base a las siguientes suposiciones: 1) La estructura es idealizada, como un ensamble entre vigas y elementos planos unidos en sus vértices (nodos). El ensamblaje está sujeto a carga y reacción, debido a cargas concentradas que actúan en los nodos. Estas cargas pueden ser tanto fuerzas como momentos, que podrán actuar en cualquier dirección específica. Véase La Sección 6.36 2) Una viga es un miembro estructural longitudinal, que tiene una sección transversal constante (doblemente simétrica o casi doblemente simétrica) a lo largo de su longitud. Las vigas siempre soportan fuerzas axiales, pueden además, estar sujetas a flexión y corte en dos planos arbitrarios perpendiculares entre sí, y pueden también, estar sujetas a torsión. De aquí en adelante en este manual las vigas serán referidas como miembros. 3) Un elemento plano es un elemento de tres o cuatro nodos, que tiene un espesor constante. Estas placas serán referidas como elementos en lo que resta del manual. 4) Las cargas internas y externas que actúan en cada nodo están en equilibrio. En caso de que las propiedades de torsión o flexión sean definidas en algún miembro, seis grados de libertad serán considerados para cada nodo (es decir, tres de rotación y tres de translación) en la generación de las matrices pertinentes. Si el miembro se define perteneciente a una armadura (esto es, soportando únicamente fuerzas axiales) entonces solamente los tres grados de libertad (translación) son considerados para cada nodo. 5) Dos clases de sistemas coordenados ( global y local ) son empleados para la generación de las matrices requeridas. Los Ejes de coordenadas locales son asignados a cada elemento individual, y son orientados de tal manera que la eficiencia en el cálculo de la matriz de rigidez del elemento, sea generalizada y minimizada. Los ejes de coordenadas absolutos son un dato común de referencia, que se establece por comodidad para todos los elementos, de tal manera que las fuerzas y desplazamientos de los elementos puedan ser asociadas a un marco común de referencia. Ecuación Básica Para determinar la matriz de rigidez total de la estructura, es necesario sumar la contribución de rigidez de cada uno de los miembros y elementos. Las cargas externas en la estructura son representadas como cargas concentradas discretas, actuando solo en los nodos de la estructura. La matriz de rigidez, relaciona estas cargas con los desplazamientos de los nodos, por medio de la ecuación: A j = a j + S j x D j Esta formulación incluye a todos los nodos de la estructura, ya sea que tengan libertad de movimiento o estén restringidas por apoyos. Aquellos componentes de desplazamiento en los nodos que tengan libertad de movimiento son llamados grados de libertad. El número total de grados de libertad representa el número de incógnitas en el análisis. Método de Solución Por Desplazamientos Existen varios métodos para determinar las incógnitas de una serie de ecuaciones simultáneas. Una aproximación que es particularmente apropiada para el análisis estructural, es conocida como el método de descomposición. Por lo que este método ha sido seleccionado para su uso en STAAD-III. Ya que las matrices de rigidez de todas las estructuras linealmente elásticas son siempre simétricas, una forma especialmente eficiente de descomposición llamada método de Cholesky modificado podrá aplicarse a estos problemas. Este método es muy preciso y muy apropiado para el proceso de eliminación Gausiana en la solución de las ecuaciones simultáneas. Consideración del Ancho de Banda El método de descomposición es particularmente eficiente cuando se aplica a una matriz de banda simétrica. Para este tipo de matriz, se requiere un número menor de cálculos, debido al hecho de que los elementos que están fuera de la banda son iguales a cero. STAAD-III toma total ventaja del concepto de ancho de banda en el proceso de solución, al buscar siempre el menor ancho de banda, y así obtener la solución más eficiente. Para este propósito, STAAD-III ofrece características por medio de las cuales el programa puede reordenar la numeración de los nodos a fin de lograr un mejor ancho de banda. Integridad Estructural La integridad de la estructura es un requerimiento muy importante que debe ser satisfecho por todos los modelos. El usuario habrá de asegurarse de que el modelo representa solamente una estructura única, no dos o más estructuras separadas. Una estructura “integral”, o una estructura se puede definir como un sistema en el cual existen “conexiones rígidas” adecuadas entre miembros y elementos. El modelo completo funciona como un sistema único integrado de resistencia a cargas. Dos o más estructuras independientes en un mismo modelo resultarían en formulaciones matemáticas erróneas y por consiguiente, se generarían problemas numéricos. STAAD-III utiliza un algoritmo sofisticado para verificar la integridad de la estructura y detectar estructuras múltiples dentro de un mismo modelo. Problemas de Inestabilidad Numérica y en el Modelaje Los Problemas de inestabilidad pueden ocurrir primordialmente debido a dos razones: 1) Problema de Modelaje Existe una gran variedad de problemas de modelaje que pueden inducir condiciones de inestabilidad. Se pueden clasificar en dos grupos: a) Inestabilidad Local - Es una condición donde las condiciones de rigidez en los extremos de un miembro son tales que causan una inestabilidad de uno o más grados de libertad en el miembro. Como ejemplos de inestabilidad local tenemos: i) Libertad de Miembro - La libertad de miembros en ambos extremos para cualquiera de los siguientes grados de libertad (FX, FY, FZ y MZ) estarían sujetos a este problema. ii) Un marco con vigas y columnas donde las columnas están definidas como miembros de una armadura. Tal columna no tiene la capacidad de transferir cortantes o momentos de la superestructura a los apoyos. b) Inestabilidad Global - Estos son causados cuando los apoyos de la estructura son tales que no pueden ofrecer ninguna resistencia al deslizamiento o al volteamiento de la estructura en una o más direcciones. Por ejemplo, una estructura bidimensional (un marco contenido en el plano XY) está definida como un marco espacial con apoyos simples y sujeta a una fuerza en la dirección Z se desplomará sobre el eje X. Otro ejemplo es aquel de un marco espacial con todos los soportes liberados para FX, FY o FZ. 2) Precisión Matemática - Un error de precisión matemática es provocado cuando las inestabilidades numéricas ocurren en el proceso de la inversión de una matriz. Uno de los términos de la ecuación de equilibrio toma la forma 1/(1-A), donde A-k1/(k1+k2); k1 y k2 son los coeficientes de rigidez de dos miembros adyacentes. Cuando un miembro con alta rigidez es contiguo a un miembro muy flexible o viceversa, cuando k1 >> k2 ó k1+k2=k1, A=1 y de dónde, 1/(1-A)/0. Por lo que no se permiten acentuadas variaciones de rigidez entre miembros adyacentes. Errores de precisión matemática, también son provocados cuando las unidades de fuerza y longitud no se definen apropiadamente para la longitud de miembros, propiedades de los miembros, constantes, etc. . El usuario tendrá que asegurarse de que el modelo definido representa una estructura única y no dos o más estructuras separadas. Por ejemplo, en un esfuerzo de modelar una junta de expansión, el usuario podría terminar definiendo estructuras separadas dentro del mismo archivo de entrada. Múltiples estructuras definidas dentro de un mismo archivo de entrada pueden conducir a resultados exageradamente erróneos. 2.17.2 Análisis de Segundo Orden STAAD-III ofrece la posibilidad de realizar análisis de estabilidad de segundo orden. Se cuenta con dos métodos, un método simple denominado análisis P-Delta y un método elaborado conocido como análisis No-Lineal. Ambos métodos se explican a continuación 2.17.2.1 Análisis P-Delta Las estructuras sujetas a cargas laterales a menudo experimentan fuerzas secundarias provocadas por el movimiento del punto de aplicación de cargas verticales. Este efecto secundario, conocido comúnmente como efecto P-Delta, juega un papel importante en el análisis de la estructura. En STAAD-III se adoptó un procedimiento único que incorpora el efecto P-Delta dentro del análisis. Este procedimiento consta de los siguientes pasos: 1) Primero, las deformaciones primarias son calculadas en base a las cargas externas. 2) Las deformaciones primarias son entonces combinadas con la carga aplicada originalmente para crear las cargas secundarias. El vector de carga es entonces revisado para incluir los efectos secundarios. Observe que la carga lateral se deberá presentar concurrentemente con la carga vertical para una consideración apropiada del efecto P-Delta. El comando Repeat Load (véase la sección 6.3.11) ha sido Véase La Sección 6.36 creado con este requerimiento en mente. Este comando permite al usuario combinar casos de carga primaria definidos previamente para generar un nuevo caso de carga primaria. 3) Un nuevo análisis de rigidez se lleva a cabo basado en el vector de carga revisado para generar nuevas deformaciones 4) Las fuerzas en los miembros/elementos y las reacciones en los apoyos son calculadas a partir de estas nuevas deformaciones. Se puede notar que este procedimiento conduce a resultados muy precisos con todos los problemas de desplazamientos pequeños. STAAD-III permite al usuario realizar, cuando se requiera, múltiples iteraciones del procedimiento P-Delta. El usuario podrá especificar en base a sus requerimientos el número de iteraciones. El análisis P-Delta es recomendado por el código ACI (en base a los métodos de magnificación de momento) y el código AISC LRFD para el cálculo de fuerzas y momentos más reales. 2.17.2.2 Análisis No Lineal STAAD-III también le ofrece la capacidad de ejecutar análisis no lineal en base a la geometría no lineal. El algoritmo de análisis no lineal incorpora tanto correcciones de rigidez geométricas como cargas secundarias. La metodología del análisis no lineal se adopta generalmente para estructuras sujetas a grandes desplazamientos. Debido a que los desplazamientos considerables generalmente provocan movimientos significantes del punto de aplicación de las cargas, la consideración de cargas secundarias se convierte en un criterio importante. Además, las correcciones de rigidez geométrica se aplican para tomar en consideración la geometría modificada. Puesto que las correcciones de rigidez geométrica están basadas en desplazamientos generados, éstos serán distintos para diferentes casos de carga. Esto hace que la opción de análisis no lineal sea dependiente de la carga. El algoritmo de análisis no lineal de STAAD-III consta de los siguientes pasos: 1) Primero, los desplazamientos primarios se calculan para la carga aplicada. 2) Las correcciones de rigidez son aplicadas en las matrices de rigidez de miembros y de elementos en base a los desplazamientos observados. Una nueva matriz de rigidez general es construida en base a la revisión de las matrices de rigidez de los miembros y elementos. 3) Los vectores de carga son verificados para incluir los efectos secundarios debidos a los desplazamientos primarios. 4) El nuevo grupo de ecuaciones es solucionado para generar los nuevos desplazamientos. 5) Se calculan las fuerzas de los elementos/miembros y las reacciones en los soportes a partir de estos nuevos desplazamientos. 6) El algoritmo de análisis no lineal de STAAD-III permite al usuario realizar varias iteraciones del procedimiento anterior. En número de iteraciones puede ser especificado por el usuario. Se puede observar, sin embargo que varias iteraciones podrían incrementar los requerimientos de la computadora y el tiempo de ejecución substancialmente. Nota: Observe los siguientes puntos con respecto al análisis no lineal. 1) Puesto que el procedimiento es dependiente de la carga, el usuario deberá utilizar los comandos SET NL y CHANGE adecuadamente. El comando SET NL habrá de proporcionarse para especificar el número total de casos de carga primaria. El comando CHANGE se deberá utilizar para reinicializar la matriz de rigidez. 2) Como las correcciones geométricas están basadas en los desplazamientos, todas las cargas que sean capaces de producir desplazamientos significantes deben de formar parte de los casos de carga identificados para el análisis no lineal. 2.17.3 Análisis Dinámico Las opciones disponibles de análisis dinámico incluyen la solución del problema para vibración libre (problema eigen), análisis del espectro de respuesta y el análisis de vibración forzada. Solución del problema Eigen El problema eigen es resuelto para frecuencias estructurales y modos de vibración mediante una matriz de masa concentrada. Se cuenta con dos métodos de solución: el método de búsqueda del determinante y el método de iteración subespacial, con una selección para la solución basada en el de tamaño del problema. Modelado de Masa Las frecuencias naturales y los modos de vibración de una estructura representan los parámetros primarios que afectan la respuesta de una estructura bajo carga dinámica. El problema de vibración libre se resuelve al obtener estos valores. Debido a que no se involucra ninguna función de fuerza externa, las frecuencias naturales y los modos de secciones son funciones directas de la rigidez y de la distribución de masas en la estructura. Los resultados de la frecuencia y el modo de vibración pueden variar significativamente dependiendo del modelado de masas. Esta variación, a su vez, afecta el espectro de respuesta y los resultados del análisis de la vibración forzada. De esta manera, mucho cuidado habrá de tomarse en el modelado de masas en un problema de análisis dinámico. Las masas activas deberán de ser modeladas como cargas. Todas las masas que sean capaces de tener movimiento deberán de modelarse como cargas aplicadas en todas las posibles direcciones de movimiento. En el análisis del espectro de respuesta, de tal manera de proporcionar un mínimo de Vease La Seccion 6.30, 6.32.10, 6.33, 6.34 Y Ejemplo 11 Véase El Ejemplo 11 protección, todas las masas que sean capaces de tener movimiento en la dirección del espectro, deberán definirse como cargas actuando en esa dirección. Análisis del Espectro de Respuesta Esta característica permite al usuario analizar la estructura bajo efectos de carga sísmica. Para cualquier espectro de respuesta dado (ya sea de aceleración vs. periodo o desplazamiento vs. periodo), los desplazamientos en los nodos, las fuerzas en los miembros y las reacciones en los apoyos pueden ser calculadas. Los modos de respuesta pueden ser combinados usando ya sea, la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados (SRSS) o el método de la combinación cuadrática completa(CQC), para obtener las respuestas resultantes. Los resultados del análisis del espectro de respuesta pueden combinarse con los resultados del análisis estático, para ejecutar un diseño subsecuente. Para considerar la reversabilidad de la actividad sísmica, combinaciones de carga puede ser creadas incluyendo contribuciones negativas o positivas de los resultados sísmicos. Análisis Paso a Paso STAAD-III está equipado con una opción que le permite ejecutar un análisis Paso a Paso de respuesta de una estructura sujeta a cargas en los nodos, en función de las fuerzas que varían con respecto al tiempo y / o movimiento del terreno en su base. Este análisis es ejecutado utilizando un método de superposición modal. Por lo que, todas las masas activas deberán de ser modeladas como cargas, con el propósito de facilitar la determinación de las frecuencias y modos de vibración. Consulte la sección anterior acerca de “modelado de masas” para obtener información adicional. En el análisis de superposición modal, se asume que la respuesta de la estructura se puede obtener del valor menor de “p”. La ecuación de equilibrio se escribe como sigue: [m]{x} +[c]{x} +[k]{x} ={P} .. . . t Véase La Sección 6.32.10 Y Ejemplo 11 Utilizando la ecuación de transformación {x} = { } q ∑ ∅ i=1 p i i La ecuación 1 reduce a “p” a ecuaciones linealmente independientes de la forma q q w q R i i i i i i i .. . + + · 2 2 (t) donde ξ es la razón de amortiguamiento y ω es la frecuencia natural para el i-ésimo modo. Estas expresiones son resultas mediante el método de Wilson - θ el cual es un esquema incondicionalmente estable en todas sus etapas. El paso de tiempo para la respuesta es elegido como 0.1T donde T es el periodo del modo mas alto en la respuesta. Las variables q i son substituidas en la ecuación 2 para obtener los desplazamientos {x} para cada paso de tiempo. Análisis Paso a Paso para una Estructura Sujeta a Cargas Armónicas. Una carga armónica es aquella que puede ser descrita utilizando la siguiente ecuación F(t)=F 0 sin(wt+φ) Donde: F(t) = Valor de la fuerza en cualquier instante "t" F 0 = Valor máximo de la fuerza w = Frecuencia de la función de fuerza φ = Ángulo de la Fase Una gráfica de la ecuación anterior se muestra en la siguiente figura. Definición de los datos de Entrada para STAAD de la función de Fuerza Tal como se puede observar de su definición una función de fuerza es una función continua. Sin embargo, en STAAD, un sistema de pares discretos tiempo-fuerza es generado de la función de fuerza y un análisis se lleva a cabo utilizando estos pares discretos tiempo-fuerza. Lo que eso significa es que basado en el número de ciclos que para la carga especifica el usuario, STAAD generará una tabla consistente en la magnitud de la fuerza en varios valores del tiempo. Estos valores son seleccionados desde el valor ′0′ hasta n* tc en incrementos de "STEP" donde n es el número de ciclos y tc es la duración de un ciclo. STEP es un valor que el usuario puede dar o puede ser seleccionado de los valores que tiene el programa. Los usuarios se pueden referir a la sección 6.31.4 de este manual para ver una lista de parámetros de entrada que necesitan ser especificados para Un análisis Paso a Paso en una estructura sujeta a una carga armónica. La relación entre variables que aparecen en los datos de entrada y los términos correspondientes en la ecuación anterior se explican a continuación: F 0 = AMPLITUD ω = FRECUENCIA φ = FASE 2.18 Fuerzas en los Extremos de los Miembros Las Fuerzas en el extremo de un miembro, y momentos en el miembro resultado de cargas aplicadas a la estructura, están definidos en el sistema local de coordenadas del miembro. La Figura 2.18 muestra las acciones en los extremos del miembros y las direcciones en que actúan. M V P T M M M 1 2 y z y z 2 1 1 2 x y z 1 2 x y z 1 2 x Y Z 1 2 x 1 2 X V V V P T Figura 2.18 2.18.1 Análisis Secundario La solución de las ecuaciones de la rigidez de desplazamientos plásticos se proporcionan en los nodos o en los extremos de los miembros. STAAD-III está equipado con las siguientes opciones de análisis secundario, para obtener resultados en puntos intermedios de un miembro. 1) Fuerzas en el miembro en secciones intermedias. 2) Desplazamientos en el miembro en secciones intermedias. 3) Esfuerzos en el miembro en secciones específicas. 4) Envolvente de fuerzas. Véase La Sección 6.41 Véase La Sección 6.40, 6.41, 6.42 Y 6.43 Las próximas Secciones describen en detalle estas opciones a detalle. 2.18.2 Fuerzas en el Miembro en Secciones Intermedias Con el comando SECTION, el usuario puede elegir cualquier sección intermedia de un miembro, donde las fuerzas y momentos requieran ser calculados. Estas fuerzas y momentos también se podrán usar en el diseño de los miembros. El número máximo de secciones que pueden especificarse no debe ser mayor de 5, incluyendo a aquellas que están al principio y al final del miembro. En caso de que ninguna sección intermedia sea especificada, el programa considerará las fuerzas en los extremos del miembro para el diseño. Sin embargo, únicamente las secciones que sean definidas serán tomadas en consideración para el diseño. 2.18.3 Desplazamientos en el Miembro en Secciones Intermedias Al igual que las fuerzas, los desplazamientos en secciones intermedias de los miembros pueden ser impresos (inclusive en un ploter). Ni armaduras ni cables podrán considerarse para este caso. 2.18.4 Esfuerzos en el Miembro en Secciones Especificas Los esfuerzos en el miembro pueden ser impresos en secciones intermedias, así como también en los nodos inicial y final del miembro. Estos esfuerzos incluyen: a) Esfuerzo axial, el cual es calculado dividiendo la fuerza axial entre el área de la sección transversal. Véase La Sección 6.40, 6.41 Y El Ejemplo 2 Véase La Sección 6.42, 6.45.2 Y El Ejemplo 13 Véase La Sección 6.40 Y 6.41 b) Esfuerzo de flexión en la dirección y, el cual es calculado dividiendo el momento en la dirección local y por el módulo de la sección en la misma dirección. c) Esfuerzo de flexión en la dirección z, el cual es el mismo que el anterior excepto que ahora en la dirección z. d) Esfuerzos de corte (en las direcciones y y z) y, e) Esfuerzo combinado, el cual es la suma del esfuerzo axial, y los esfuerzos de flexión en las direcciones y y z. Se calculan todos los esfuerzos tomando su valor absoluto. 2.18.5 Envolvente de Fuerzas Las envolventes de fuerzas, de las fuerzas de un miembro FX (fuerza axial), FY (cortante en y), y MZ (momento alrededor del eje local z, es decir, el eje de resistencia), pueden ser impresos para cualquier número de secciones intermedias. Los valores de fuerza incluyen el máximo valor positivo y el máximo valor negativo. La siguiente es la convención de signos para los valores máximo y mínimo: FX Un valor positivo representa una compresión, y un valor negativo representa una tensión FY Un valor positivo es un cortante en la dirección positiva y, y un valor negativo, uno en la dirección negativa y FZ Lo mismo que el anterior, excepto que se toma como el eje z como referencia MZ Un momento positivo, significa un momento provocando tensión en la parte superior del miembro. De igual manera, un momento negativo causa tensión en la parte inferior del miembro. Se define como la parte superior de un miembro, a aquella que esté en la dirección positiva del eje local y MY Semejante al anterior, excepto que ahora alrededor del eje local z Véase La Sección 6.43 Y El Ejemplo 12 2.19 Análisis Múltiple El Análisis y diseño estructural, pueden requerir de múltiples análisis para la misma ejecución. STAAD-III permite al usuario cambiar los datos de entrada, tales como propiedades de los miembros, condiciones de los apoyos, etc., en un archivo de entrada, con la finalidad de ayudar a realizar, en una misma ejecución, análisis múltiple. Los resultados de diferentes análisis pueden combinarse para propósitos de diseño. Para estructuras con contraventeo, puede ser necesario convertir ciertos miembros en inactivos, para un caso de carga en particular, y posteriormente activarlos para otro. STAAD-III contiene una opción para este tipo de análisis, denominada INACTIVE, y es discutida en detalle en el párrafo siguiente. Miembros Inactivos Con el comando INACTIVE, es posible hacer que los miembros sean considerados como inactivos, por lo cual no serán considerados en el análisis de la rigidez ni en cualquiera de las impresiones. Los miembros hechos inactivos con el comando INACTIVE son puestos nuevamente como activos con el comando CHANGE. Esto puede ser muy útil en un análisis donde sólo la tensión por contraventeo sea necesaria, de esta manera un cierto grupo de miembros deberá ser hecho inactivo para determinados casos de carga. Esto puede ser llevado a cabo de la siguiente forma: a) Desactivando los miembros deseados. b) Especificando los casos de carga relevantes para los cuales los miembros serán considerados como inactivos. c) Ejecutando el análisis. d) Usando el mandato CHANGE para redefinir los miembros inactivos como activos. e) y, haciendo al otro grupo de miembros inactivos y especificando los casos de carga apropiados para los cuales los Véase La Sección 6.18 Y El Ejemplo 4 miembros quieren ser tomados como inactivos. Ejecute el análisis y repita el procedimiento anterior tantas veces como sea necesario. 2.20 Diseño en Acero, Concreto y Madera STAAD-III, cuenta con una extensa variedad de opciones para el diseño de secciones de acero, concreto y madera. Información detallada del diseño de acero y concreto se presenta en las Secciones 3 y 4 respectivamente. 2.21 Diseño de Cimentaciones La opción para el diseño de cimentaciones es capaz de diseñar cimentaciones individuales para los apoyos que el usuario especifique. Todos los casos de carga activa son verificados y el diseño es ejecutado para las reacciones en los apoyos que requieran el máximo tamaño de cimentación. Existen parámetros disponibles que pueden controlar el diseño. El resultado incluye las dimensiones de la cimentación y los detalles de los refuerzos. Las varillas de empalme y sus longitudes de desarrollo también son calculadas e incluidas en la salida del diseño. Una descripción detallada y especificaciones de los comandos para el diseño de cimentaciones es presentada en la sección 6.52 de este Manual. 2.22 Impresión Todos los datos de entrada y salida podrán imprimirse usando los comandos de PRINT de STAAD-III. Los datos de entrada son normalmente repetidos en el archivo de salida. Esto es importante desde un punto de vista de documentación, sin embargo, en caso de que se requiera, esta opción puede ser omitida. La mayoría de los mandatos PRINT permiten obtener amplias listas de información, con el propósito de que se seleccionen los nodos y miembros (elementos), para los cuales los valores sean necesarios. Véase La Sección 3, 4 Y 5 Véase La Sección 6.50 2.23 Ploteo Dos tipos diferentes de ploteo pueden ser realizados con STAAD. El primero permite visualizar en pantalla la geometría de la estructura, la forma deflectada, diagramas de cortante y momento flexionante, distribución de esfuerzos, etc., utilizando el módulo de gráficas de STAAD-POST. Para ciertas opciones (como forma deflectada, diagramas de momento flexionante, etc.) un archivo PLOT que contenga la información pertinente, deberá ser generado primero por medio de STAAD-III. La Información detallada del uso de STAAD-POST se presenta en la Sección 7. STAAD-III cuenta además, con opciones que le permiten efectuar impresiones en ploters (PRINTER PLOTS) , de la geometría de la estructura, formas deflectadas, diagramas de momento de flexión, etc. como parte de la salida. 2.24 Opciones Diversas STAAD-III ofrece las siguientes opciones para la solución de problemas. Rotación Después de que la geometría haya sido especificada, este comando puede usarse para rotar la estructura en un ángulo deseado alrededor de cualquier eje absoluto. Así, la configuración rotada podrá usarse para análisis y diseños posteriores. Substitución La numeración de nodos y miembros podrá ser redefinida en STAAD-III a través del comando SUBSTITUTE. Después de que se asigne una nueva numeración, los valores de entrada y salida concordarán con el nuevo esquema de numeración. Esta opción permite al usuario especificar esquemas de numeración, que simplifiquen la especificación e interpretación de datos. Véase La Sección 6.29 Y 6.45 Véase La Sección 6.17 Véase La Sección 6.16 Cálculo del Centro de Gravedad STAAD-III es capaz de calcular el centro de gravedad de la estructura. El comando PRINT CG se utiliza para este propósito. Impresión de Datos Estadísticos del Problema Con esta opción se pueden revisar algunas de las características relacionadas con análisis del problema (tamaño de la matriz de rigidez, requerimiento de espacio en disco, etc.) antes de realizarlo. Esta opción es especialmente útil para la estimación de los requerimientos de almacenamiento antes de ejecutar un problema grande, el cual pueda requerir grandes cantidades de almacenamiento. Memoria Esta opción puede usarse para problemas que requieran de una gran cantidad de memoria y deban ser ejecutados en una PC. Sin embargo, tenga presente que el uso de esta opción puede provocar una ejecución lenta del programa. 2.25 Opciones Para el Post-Procesado Todas las salidas obtenidas de una ejecución de STAAD-III, pueden ser utilizadas en procesamientos posteriores, ya sea mediante el uso de otros módulos o por programas externos. Los Archivos que contienen la información relevante deben de ser creados para este propósito a través de STAAD-III. Las opciones con las que se cuenta son: Guardar y Restaurar Las características de guardar y restaurar, permiten al usuario guardar todos los datos y resultados asociados con un problema, para que en un momento posterior, se restaure el problema y se reanude el procesamiento. Véase La Sección 6.41 Véase La Sección 6.36 Véase La Sección 6.53.2 Véase La Sección 6.54 Y 6.55 Diseño en Acero. Normas Americanas 3.1 Operaciones de Diseño STAAD-III contiene una extensa variedad de recursos para el diseño de miembros estructurales, así como componentes individuales dentro de una estructura. Los recursos con los que cuenta el usuario para el diseño de miembros, proporcionan la capacidad de llevar a cabo un gran número de operaciones de diseño diferentes. Estas opciones se pueden usar selectivamente, de acuerdo con los requerimientos del problema de diseño. Las operaciones para realizar un diseño son: Especificar los miembros y los casos de carga que serán considerados en el diseño. Especificar si se ejecutará la verificación conforme a códigos o la selección de miembros. Especificar los valores de los parámetros de diseño, cuando estos sean diferentes de los valores asignados por omisión. Estas operaciones podrán repetirse por el usuario tantas veces como sea necesario, dependiendo de los requerimientos propios del diseño. El Diseño de acero se puede realizar en concordancia con los siguientes códigos: AISC-ASD, AISC-LRFD y AASHTO. Una descripción breve de cada de estos códigos se presenta en las siguientes páginas. Sección Sección 3 3 Ahora, STAAD-III puede hacer diseños de acero para patines anchos, formas S, M, y HP, ángulos, doble ángulos, canal, de doble canal, vigas con placas de cubierta, vigas compuestas y revisión conforme a códigos de propiedades prismáticas. 3.2 Propiedades de los Miembros Para la especificación de propiedades de miembros de secciones estándar americanas, se puede utilizar la sección de acero de la biblioteca disponible en STAAD-III. La sintaxis para la especificación del nombre de las secciones de acero incluidas se describe en la siguiente sección. 3.2.1 Sección de Acero de la Biblioteca Incluida Las siguientes secciones describen la especificación de las secciones de acero de las tablas del AISC ( 9ª Edición, 1989 ). Tablas de Acero AISC La mayor parte de los perfiles de acero AISC, pueden ser usados como datos de entrada. Se presenta a continuación la descripción de todos los tipos de secciones disponibles. Patines Anchos (Perfil W) Todas las secciones de este tipo, listadas en AISC/LRDF-89, pueden ser utilizadas y, la manera de usarlas concuerda con la forma en la que están escritas, por ejemplo, W10X49, W21X50, etc.. 20 TO 30 TA ST W10X49 33 36 TA ST W18X86 Perfiles WC, MC, S, M, HP Estos perfiles, son usados de la misma manera en que se listan en AISC (9a edición), pero sin el punto decimal. Por ejemplo, C8X11.5 sería dado como C8X11 y S15X42.9 como S15X42, omitiendo los pesos decimales. ( Exceptuando a MC6X15.1 como MC6X151 y MC6X15.3 como MC6X153.). 10 TO 20 BY 2 TA ST C15X40 1 2 TA ST MC8X20 Canal Doble De canal doble unidos por la espalda, con o sin espaciamiento entre ellos, son válidos. La letra D, al principio del nombre del perfil, indica que se trata de un canal doble. 21 22 24 TA D MC9X25 55 TO 60 TA D C8X18 Ángulos La forma de especificar un perfil angular en STAAD-III, es diferente de la seguida por el manual AISC. El siguiente ejemplo ilustra la manera de especificar un perfil angular. L 40 35 6 = L 4 x 3-1/2 x 3/8 Símbolo de Ángulo Espesor de 1/16 de pulgada 10 veces la longitud 10 veces la longitud de de una extremidad en la otra extremidad en pulgadas pulgadas Similarmente, L505010=L 5 X 5 X 5/8 y L904016 = L 9 X 4 X 1. Hasta el momento no existe una manera estándar para definir los ejes locales y y z, para un perfil angular. Para lograr una adaptación sencilla de un dato del manual AISC a uno del programa, el perfil estándar angular se especifica como: 51 52 53 TA ST L40356 Esta especificación tiene como eje local z (eje menor) el correspondiente al eje Z-Z especificado en los manuales de acero. Muchos ingenieros están familiarizados con otra convención usada por otros programas, en donde el eje local y, es el eje menor. Por este motivo, STAAD-III provee el siguiente comando: 54 55 56 TA RA L40356 (RA indica ángulo inverso) De Angulo Doble Angulos dobles espalda espalda de extremidad corta o de extremidad larga pueden ser especificados, dando las palabras SD o LD, respectivamente, a un lado del tamaño del ángulo. En el caso de un ángulo igual, dar SD o LD servirán para el mismo propósito. 14 TO 20 TA LD L35304 SP 0.5 espalda espalda de extremidad larga L3- 1/2x3x1/4 con 0.5 de espacio 23 27 TA SD L904012 espalda espalda de extremidad corta L9x4x3/4 Perfil T Los perfiles T no son manejados con los mismos nombres listados en el manual AISC, sino que más bien, por la forma de la viga (W y S) de la que fueron cortados, por ejemplo: 1 2 5 8 TA T W8X24 T cortada de W8X24 la cual es WT4X12 Sección Tubular Redonda Dos tipos de especificaciones pueden ser usadas para secciones de este tipo. En general, las secciones Tubulares Redondas se pueden definir por medio de sus diámetros exterior e interior. Por ejemplo, 1 TO 9 TA ST PIPE OD 2.0 ID 1.875 significa una sección tubular redonda con un diámetro exterior de 0.2 y un diámetro interior de 1.875 en el sistema de unidades en uso. Las secciones tubulares redondas que se listan en el manual AISC pueden ser especificadas como: 5 TO 10 TA ST PIPX20 PIP X 20 denota un tubo extra resistente con dia. 2" Símbolo 10 X Dia. en pulgadas especificar solo la porción entera Resistencia (S =Estándar, X= Extra - resistente, D =Doblemente extra - resistente) Secciones Tubulares Rectangulares Las Secciones Tubulares Rectangulares del manual AISC pueden ser especificadas como sigue 5 TO 10 TA ST TUB120808 TUB 120 80 8 Símbolo Espesor en 1/16th pulg. Altura x 10 (pulg.) Ancho x 10 (pulg.) Las secciones tubulares Rectangulares y redondas pueden ser especificadas por sus dimensiones ( Alto, Ancho y Espesor ) como sigue: 6 TA ST TUBE DT 8.0 WT 6.0 TH 0.5 es un sección tubular rectangular que tiene una altura de 8, un ancho de seis y un espesor de sus paredes de 0.5. La selección de miembros no puede ser realizada en secciones tubulares especificadas en la última manera. Solamente la verificación conforme a códigos puede ser realizada en estas secciones. Trabes Armadas Soldadas Las Trabes armadas soldadas del manual AISC pueden ser especificadas como: B 61 20 10 Símbolo de sección Espesor del patín en pulgadas X 10 (Solo use la porción entera) Profundidad nominal Ancho nominal del patín en pulgadas (pulgadas) Ejemplo: 1 TO 10 TA ST B612017 15 16 TA ST B682210 3.3 Tolerancias Permisibles del Código AISC Para el diseño de acero, STAAD-III compara los esfuerzos reales con aquellos esfuerzos permisibles por el código del Instituto Americano de la Construcción en Acero, AISC (American Institute of Steel Construction). La novena edición del código AISC, publicada en 1989, se usa como base en este diseño (excepto para los esfuerzos de tensión). Debido a la gran cantidad y complejidad de los códigos AISC, no sería práctico describir cada uno de los aspectos de diseño de acero en este manual. En lugar de esto, una descripción breve de algunos de los esfuerzos permisibles más importantes será descrita a continuación. 3.3.1 Esfuerzo de Tensión El esfuerzo permisible de tensión en la sección neta se considera como 0.60F y . 3.3.2 Esfuerzo de Corte Esfuerzo de corte permisible en la sección total. F v = 0.4F y Para cortante en el alma, la sección completa es tomada como el producto del peralte total y el espesor del alma. Para cortante en el patín, la sección total se toma como 2/3 partes del área total del patín. 3.3.3 Esfuerzo Debido A Compresión El esfuerzo de compresión permisible sobre la sección total de miembros sujetos a cargas de compresión axiales, es calculado en base a la fórmula E-1 del código AISC, cuando el valor mayor de la esbeltez efectiva (Kl/r) es menor que C c . Si Kl/r excede a Cc, el esfuerzo de compresión permisible se disminuye por la fórmula 1E2-2 del código. C E F c y = 2 2 π / 3.3.4 Esfuerzo de Flexión El esfuerzo de flexión permisible, por tensión y compresión, para un miembro simétrico cargado en el plano de su eje menor, es el dado en la Sección 1.5.1.4: F b = 0.66F y En caso de que reúna los requisitos de esta sección; a) b f /2t f es menor o igual a 65/ F y . b) b f /t f es menor o igual a 190/ F y . c) d/t es menor o igual a 640(1-3.74(f a /F y ))/F y , cuando (f a /F y ) < 0.16, ó que 257/ F y si (f a /F y ) > 0.16. d) la longitud no apoyada lateralmente no deberá exceder 76.0b f /F y (excepto para secciones tubulares), ni 20,000/(dF y /A f ). e) La relación diámetro - espesor de conectores no deberá exceder de 3300/F y . Sí para estos miembros simétricos, b f /2t f excede a 65/ F y , pero es menor que 95/F y , F b = F y (0.79-0.002(b f /2t f )F y ). Para otros miembros simétricos que no cumplan con lo anterior, Fb es determinado como el valor más grande calculado por las fórmulas del AISC, F1-6 ó F1-7 y F1-8, pero no mayor que 0.60F y . Un miembro no rígido sujeto a compresión axial o a compresión debida a flexión, es considerado completamente efectivo, cuando la relación ancho - espesor no sea mayor de: 76.0/ F y para ángulos simples o ángulos dobles con separadores. 95.0/ F y para ángulos dobles en contacto 127/ F y para almas (vigas T) Cuando la razón ancho - espesor real, exceda estos valores, el esfuerzo permisible es gobernado por B5 del código AISC. La tensión y compresión para secciones doblemente simétricas (I y H), con b f /2t f menor que 65/ F y y doblada alrededor de su eje menor, F b = 0.75F y si b f /2t f excede 65/ F y , pero es menor que 95/ F y , F b = F y (1.075-0.005(b f /2t f ) F y ). Para secciones tubulares, coincidiendo con los incisos b y c de esta Sección, doblados alrededor del eje menor, F b = 0.66F y ; en caso de que no se cumplan los incisos b y c, y que la razón ancho - espesor sea menor que 238/ F y , entonces F b = 0.6F y . 3.3.5 Flexocompresión Los miembros que estén sujetos tanto a compresión axial como a esfuerzos de flexión, son dimensionados para que puedan satisfacer las fórmulas H1-1 y H1-2 del código AISC, cuando f a /F a sea mayor que 0.15, de lo contrario será usada la fórmula H1-3. Debe observarse que durante la revisión conforme a código o la selección de un miembro, f a /F a excede la unidad, el programa no calculará la segunda y tercera parte de la fórmula H1-1, debido a que esto resultaría en un razón engañosa. El valor del coeficiente C m es tomado como 0.85 para los costados y 0.6 - 0.4 (M1/M2), pero no menor de 0.4 para los que no sean costados. 3.3.6 Secciones de Simetría Sobre un Eje Para ángulos dobles y secciones T que tengan solamente un eje de simetría, la relación KL/r sobre el eje local Y-Y es determinada utilizando las cláusulas especificadas en la página 3-53 del manual AISC. 3.3.7 Torsión según la Publicación T114 El código AISC 89 de especificaciones para el diseño de acero no cuenta actualmente con ninguna provisión específica hecha para el diseño de secciones sujetas a torsión. Sin embargo el AISC ha publicado un documento separado llamado “ Análisis Torsional de elementos de Acero” que proporciona directrices para transformar momentos torsionantes a esfuerzos normales y de cortante, los cuales pueden ser incorporados a las ecuaciones de interacción explicados en el capítulo H del código AISC 89. Las directrices de la publicación han sido ahora incorporadas a los módulos de diseño de acero AISC-89 de STAAD-III. Para considerar los esfuerzos debido a torsión en la verificación conforme a códigos o en el procedimiento de selección de elementos, especifique el parámetro TORSION con un valor de 1.0. Vea la tabla 3.1 para mayor detalle. Metodología Si al usuario se le solicitara un diseño a torsión , las propiedades torsionales requeridas para el cálculo de los esfuerzos debidos al alabeo, los esfuerzos de alabeo normales y los esfuerzos de cortante puro son los primeros en determinarse. Esto depende de los valores de frontera que prevalecen en los extremos del miembro. Estas condiciones de frontera se definen como “libre”, “Apoyo Articulado” o “Empotramiento”. Se explican a continuación: Libre: Representa la condición de frontera que existe en el extremo libre de una viga en voladizo. Significa que no existe otro miembro conectado a la viga en ese punto. Apoyo Articulado : Representa la condición que corresponde ya sea a un apoyo articulado definido en el nodo por medio del comando SUPPORT o a un grado de libertad de cualquiera de los momentos en la junta por medio de la especificación de MEMBER REALEASE. Empotramiento : Representa la condición donde un apoyo empotrado existe en el nodo. En ausencia de un apoyo en el nodo, representa una condición donde existe la conexión de un marco rígido entre el miembro dado y otro miembro conectado a ese nudo. Además ningún grado de libertad debe estar presente en el nudo del miembro dado. Después de que las condiciones de frontera son determinadas. Los esfuerzos normales y de cortante son calculados. Las directrices especificadas en la publicación T114 para momentos torsionantes que actúan en los extremos del miembro son usadas para determinar esos esfuerzos. Los esfuerzos normales se suman a los esfuerzos axiales provocados por carga axial. Éstos son entonces sustituidos en las ecuaciones de interacción del capítulo H del código ASIC 89 para determinar la relación. Los esfuerzos cortantes en el plano y los esfuerzos debidos al alabeo son sumados al esfuerzo cortante provocado por fuerzas cortantes y comparado contra el esfuerzo cortante permisible en la sección transversal. Restricciones Esta opción está actualmente disponible para perfiles de patín ancho (W,M & S), Canales, secciones T y Secciones Tubulares. No está disponible para ángulos, dobles ángulos, miembros con la especificación de propiedad PRISMATIC, Secciones compuestas (Perfiles de patín ancho con losas o planos en la parte superior), o canales dobles. También, los esfuerzos son calculados basándose en las reglas para momentos de torsión que actúan en el extremo del miembro. 3.3.8 Diseño de Secciones Biseladas El apéndice F del AISC-89 proporciona especificaciones para el diseño de miembros de secciones biseladas. Estas especificaciones han sido incorporadas a STAAD-III para realizar verificación conforme a código en miembros de secciones biseladas. Por favor note que la selección de miembros no puede ser realizada en miembros de secciones biseladas. 3.4 Parámetros de Diseño El programa contiene un gran número de nombres de parámetros, los cuales son necesarios para ejecutar el diseño y la revisión conforme a códigos. Estos nombres de parámetros, junto con sus valores por omisión, se listan en la Tabla 3.1. Estos parámetros se encargan de comunicar las decisiones de diseño del ingeniero al programa. Los valores por omisión de los parámetros, han sido seleccionados de tal manera que sean los más frecuentemente utilizados en el diseño convencional. Dependiendo de los requerimientos de análisis de un diseño en particular, algunos o todos estos valores tendrán que ser modificados para obtener el modelo exacto de la estructura física. Por ejemplo, el valor por omisión de KZ (el valor de k en el eje local z) de un miembro es de 1.0, mientras que en la estructura real podría ser de 1.5. En ese caso, el valor de KZ dentro del programa puede ser cambiado a 1.5, como se muestra en las instrucciones de entrada de la Sección 6. Similarmente, el valor TRACK de un miembro es 0.0, lo cual quiere decir que ninguno de los esfuerzos permisibles del miembro será impreso. En caso de que se deseen que los esfuerzos permisibles sean impresos, el valor de TRACK debe ser 1.0. Vease Tabla 3.1 y sección 6.47.1 Observe que los nombres de parámetros PROFILE, DMAX, y DMIN son usados únicamente para la selección de miembros. 3.5 Revisión Conforme a Códigos El propósito de la revisión conforme a códigos, es verificar si las propiedades de las secciones provistas para los miembros son las adecuadas, de acuerdo al código AISC (1989). La revisión conforme a códigos se efectúa usando las fuerzas y momentos en secciones específicas de los miembros. Si ninguna sección se especifica, el programa usa las fuerzas de los extremos (al principio y al final) del miembro para hacer la revisión conforme a código. Cuando se selecciona la revisión conforme a códigos, el programa calcula e imprime si los miembros han pasado la revisión conforme a código o no, la condición crítica del código AISC (como cualquiera de las especificaciones de AISC de compresión, tensión, cortante, etc.), el valor de la razón de la condición crítica (sobre esforzada para un valor mayor de 1.0, o cualquier otro valor de RATIO); el caso de carga gobernante y la localización (distancia tomada al principio del miembro) de fuerzas en el miembro donde la condición critica ocurre. La revisión conforme a códigos puede efectuarse para cualquier tipo de sección de acero listada en la Sección 3.2 de este Manual. 3.6 Selección de Miembros STAAD-III es capaz de realizar operaciones de diseño sobre miembros específicos. Una vez que el análisis ha sido ejecutado, el programa puede seleccionar la sección más económica, es decir, la sección más ligera, la cual satisfaga con los requerimientos de código para el miembro en cuestión. La sección seleccionada será del mismo tipo que la sección del miembro que originalmente esta siendo diseñada. Un patín ancho, será seleccionado para remplazar a un patín ancho, y así sucesivamente. Varios parámetros están su Véase La Sección 6.46.2 Y El Ejemplo 1 Véase La Sección 6.46.3 Y El Ejemplo 1 disposición para guiarlo en la selección. Si se proporciona el parámetro PROFILE, la búsqueda para la sección más ligera se restringe a ese perfil. Hasta tres (3) tipos diferentes de perfiles pueden definirse para cuando la sección de un miembro está siendo seleccionada. Además, la selección de miembros puede restringirse a través de los parámetros DMAX y DMIN, limitándose de esta forma, el peralte máximo y mínimo de los miembros. Observe que si se proporciona el parámetro PROFILE, para miembros específicos, los parámetros DMAX y DMIN serán ignorados por el programa en la selección de estos miembros. La selección de miembros puede ejecutarse con todos los tipos de secciones de acero listados en la Sección 3.2 de este manual. Note que para vigas con placas de cubierta, los tamaños de las placas de cubierta son conservadas constantes mientras que la sección de la viga es iterada. La selección de miembros, cuyas propiedades sean originalmente dadas desde una tabla auto - generada por el usuario, estarán limitadas a las secciones de la tabla del usuario. La selección de miembros no puede realizarse para miembros cuyas propiedades de sección sean dadas como prismáticas. 3.6.1 Selección de Miembros Por Optimización Las propiedades de un manual de acero para una estructura completa pueden ser optimizadas con STAAD-III. Este método de optimización involucra una técnica sofisticada , que requiere de análisis múltiples automatizados. El usuario puede comenzar sin definir las propiedades para los miembros, pero proporcionando el tipo de perfil que tienen (viga, columna, acanalada, angular, etc.. Refiérase a la sección 2.7.5). Los tamaños de los miembros son optimizados de acuerdo a su contribución a la rigidez y a la cantidad de cargas que estén recibiendo. Basado en esto, se selecciona un tamaño balanceado para cada miembro. Este método requiere de una gran cantidad de tiempo de computadora, por consiguiente, debe ser usado con cautela. Véase La Sección 6.47.4 3.6.2 Revisión de la Deflexión para Diseño de Acero Esta característica permite al usuario considerar la deflexión como un criterio dentro de los procesos de verificación conforme a códigos y selección de miembros. La verificación de la deflexión puede ser controlada mediante la utilización de tres parámetros, que se describen en la Tabla 3.1. Observe que la deflexión se utiliza junto a otros criterios relacionados con la fuerza y la estabilidad. El cálculo de la deflexión local está basada en los resultados del último análisis que se haya realizado. 3.7 Miembros de Armaduras Como se mencionó al principio, el miembro de una armadura solamente es capaz de soportar fuerzas axiales. Por lo que en el diseño, no se gasta tiempo calculando la flexión permisible o los esfuerzos de corte, reduciendo considerablemente el tiempo de diseño. Por lo tanto, en caso de que exista algún miembro de armadura en el análisis (como un contraviento, etc.), es sensato declararlo como una armadura más que como un miembro de marco regular con ambos extremos apoyados. 3.8 Secciones Asimétricas Para secciones asimétricas (como ángulos, doble ángulos y secciones T), STAAD-III considera el módulo de sección más pequeño para verificarlo contra la flexión. En algunos casos esta aproximación puede producir resultados ligeramente conservadores. El apéndice C del código AISC ha sido también incorporado para la reducción de esfuerzo de elementos a compresión sin rigidez. Además la especificación AISC para diseño de ángulos sencillos ha sido implementada en su totalidad, incluyendo los efectos del pandeo torsional lateral. Tabla 3.1 - Parámetros AISC Tabla 3.1 - Parámetros AISC Nombre del Nombre del Valor por omisión Valor por omisión Descripción Descripción Parámetro Parámetro KY 1.0 Valor de K en eje local Y. Usualmente es el eje menor KZ 1.0 Valor de K en eje local Z. Usualmente es el eje mayor LY Longitud del Miembro Longitud en eje local y para determinar la relación de esbeltez. LZ Longitud del Miembro Idemal anterior pero en eje Z. FYLD 36 KSI Resistencia a la fluencia del acero en las unidades en uso NSF 1.0 Factor de sección neta para la tensión en miembros UNL Longitud del Miembro Longitud no apoyada para el cálculo del esfuerzo de flexión permisible UNF 1.0 La misma que la anterior dada como una fracción de la longitud real del miembro CB 1.0 Valor Cb como se usa en la sección 1.5 del AISC. Cb=0.0 significa que el valor será calculado. Cualquier otro valor será usado en el diseño. SSY 0.0 0.0 =Lateral en eje local y 1.0 =No lateral SSZ 0.0 Lo mismo que el anterior excepto en eje local z CMY CMZ 0.85 para laterales* y calculado para no laterales Valor de los ejes locales y y y z z MAIN 0.0 0.0 =revisión de esbeltez 1.0 =cancela revisión de esbeltez Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont… Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont… Nombre del Nombre del Valor por omisión Valor por omisión Descripción Descripción Parámetro Parámetro STIFF Longitud del miembro Espaciamiento de rigidez para el diseño de trabes losa PUNCH Ver Sección 3.9 Parámetro para el esfuerzo cortante de penetración TRACK 0.0 0.0 =Cancela esfuerzos críticos del miembro 1.0 =Imprime todos los esfuerzos críticos del miembro 2.0 =Imprime salida expandida( Ver fig.3.1) DMAX 45 pulgadas. Máximo peralte permisible. DMIN 0.0 in. Mínimo peralte permisible. RATIO 1.0 Razón permisible entre esfuerzo real y permisible. WELD 1 secciones cerradas 2 secciones abiertas Tipo de soldadura tal como se aplica en la sección 3.11. Un valor de 1, significa que la soldadura está solamente en un lado excepto para secciones de patín ancho o secciones T, donde se asume que el alma está soldada por ambos lados. Un valor de 2 significa ambos lados están soldados. Para secciones cerradas como tubulares, la soldadura está solamente de un solo lado. BEAM 0.0 0.0 =Diseño solo para momentos en los extremos o en aquellos puntos especificados por el comando SECTION . 1.0 =Calcula momentos en doce puntos a lo largo de la viga y usa el máximo Mz para el diseño. Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont… Tabla 3.1 - Parámetros AISC Cont… Nombre del Nombre del Valor por omisión Valor por omisión Descripción Descripción Parámetro Parámetro WMIN 1/16 pulgadas Espesor de soldadura mínimo. WSTR 0.4 x FYLD Esfuerzo permisible de soldadura. DFF Ninguna (Verificación de deflexión) Longitud de deflexión/Máxima deflexión local permisible DJ 1 Nodo inicial del miembro Número de nodo que denote el punto inicial para el cálculo de la longitud de deflexión (ver nota 1). DJ 2 Nodo final del miembro Número de nodo que denote el punto final para el cálculo de la longitud de deflexión (ver nota 1). TORSION 0.0 0.0 = No diseñe por torsión. 1.0 = Diseñe por torsión. * En el caso de que no exista lateralidad, lo cual quiere decir que el miembro está restringido en ambos extremos, el valor Cm se calcula en base a la formula de la Sección 1.6. del código AISC. NOTA: 1) La longitud de deflexión, se define como la longitud utilizada para el cálculo de las deflexiones locales en un miembro. Se puede observar que para la mayoría de los casos la longitud de deflexión es igual a la longitud del miembro. Sin embargo, en algunas situaciones, esta longitud será diferente. Por ejemplo, consulte la figura siguiente en donde una viga ha sido modelada utilizando cuatro nodos y tres elementos. Note, que para este caso, la longitud de deflexión para los miembros es igual a la longitud de la viga. Los parámetros DJ1 y DJ2 deberán utilizarse en el modelaje de este caso. Además, la línea recta uniendo DJ1 y DJ2 se utiliza como la línea de referencia a partir de la cual se miden las deflexiones locales. Por lo que, para los tres miembros de este ejemplo, DJ1 deberá de ser 1 y DJ2 deberá ser 4. D = Deflexión local máxima para los miembros 1 2 y 3. D 1 2 3 4 1 2 3 Ejemplo : PARAMETERS DFF 300. ALL DJ1 1 ALL DJ2 4 ALL 2) Cuando no se utilizan DJ1 y DJ2, La longitud de deflexión toma como valor por omisión la longitud del miembro y las deflexiones locales serán medidas a partir de la línea del miembro original. 3) Es importante notar que a menos que un valor del parámetro DFF sea especificado, STAAD no realizará una verificación de la deflexión. Esto está en concordancia con el hecho de que no existe una valor por omisión para el parámetro DDF( ver tabla 3.1). 4) Una diferencia crítica existe entre el parámetro UNL y los parámetros LY y LZ. UNL representa la longitud no soportada lateralmente de compresión del patín. Esto es definido en el capítulo F, página 5-47 de las especificaciones en el manual AISC 1989 ASD como la distancia entre secciones contraventeadas en contra del giro o desplazamiento lateral de la compresión del patín. UNL se utiliza para calcular el esfuerzo de compresión permisible (FCZ y FCY) para comportamiento como una viga. LY y LZ por otro lado, son las longitudes sin apuntalar que se comportan como columna y son utilizadas para calcular las razones KL/r y el esfuerzo de compresión axial permisible FA. 5) Si SSY y/o SSZ se definen como 1.0, los valores CMY y/o CMZ serán automáticamente calculados. 3.9 Trabes Armadas Las trabes armadas pueden ser diseñadas de acuerdo al capítulo G de las especificaciones AISC. La opción de especificación ISECTION generalizada disponible en el catálogo, puede usarse para especificar las secciones de las trabes armadas. Las formas para trabes armadas soldadas de AISC (paginas 2-230 y 2-231; AISC novena edición) están contenidas en la biblioteca de secciones de acero del programa. Tanto la revisión conforme a códigos como la selección de miembros pueden ser ejecutados cuando las secciones son especificadas de un catálogo AISC de secciones estándar para trabes armadas o, a través de la opción ISECTION generalizada. El parámetro STIFF (ver Tabla 3.1) puede ser usado para especificar los espaciamientos de los atiesadores, de tal manera que los esfuerzos de corte permisibles puedan ser calculados. El programa automáticamente calcula los esfuerzos en los patines de acuerdo a los requerimientos de la sección G2. 3.10 Revisión de Esfuerzo Cortante Por Penetración Para miembros tubulares, el esfuerzo cortante de penetración podrá ser revisado de acuerdo a las especificaciones del API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE). El parámetro PUNCH puede usarse para identificar a los miembros para los cuales la revisión del esfuerzo cortante por penetración sea requerida. Este parámetro deberá además ser usado para especificar el tipo y geometría del nodo. Refiérase a la Tabla siguiente para el valor de parámetro de la Tabla 3.1. TIPO Y GEOEMTRIA VALOR REQUERIDO DEL DE LA UNION PARAMETRO PUNCH K (traslape) 1.0 K (intervalo) 2.0 T y Y 3.0 CRUZADA (c/ diafragmas) 4.0 CRUZADA (c/s diafragmas) 5.0 NOTA: 1) Un valor representando el tipo y la geometría del nodo debe de ser proporcionado para el parámetro PUNCH. 2) Para una descripción detallada del tipo y la geometría de la unión, refiérase al código API (Sección 2.5.5). 3.11 Presentación de Resultados del Diseño de Acero Para la revisión conforme a códigos o la selección de miembros, el programa produce los resultados de una manera tabulada. El contenido de la Tabla de resultados se explica a continuación: a) MEMBER, se refiere a el número de miembro para el cual ha sido ejecutado el diseño. b) TABLE, se refiere al nombre de la sección de acero AISC que ha sido verificada con el código de acero, o que ha sido seleccionada. c) RESULT, imprime si el miembro es satisfactorio para el diseño. En caso de que no lo sea, aparecerá un asterisco (*) en frente del número del miembro. d) CRITICAL COND, se refiere a la sección del código AISC, que gobierna el diseño. e) RATIO, imprime la razón del esfuerzo real al esfuerzo permisible para la condición crítica. Normalmente, un valor 1 o menor significa que el miembro es satisfactorio. f) LOADING, define el número de caso de carga que gobierna el diseño. g) FX, MX y MZ, definen la fuerza axial, el momento en el eje local y y el momento en el eje local z, respectivamente. Aún cuando en STAAD-III se consideran todas las fuerzas y momentos en los miembros para efectuar el diseño, únicamente se imprimen FX, MY y MZ, debido a que estas son las más importantes en la mayoría de los casos. h) LOCATION, proporciona la distancia real que existe desde el inicio del miembro hasta la sección donde están las fuerzas gobernantes del diseño. i) Si el parámetro TRACK se define como 1.0, el programa bloqueará parte de la Tabla e imprimirá los esfuerzos de flexión permisibles a compresión (FCY y FCZ) y tensión (FTY y FTZ), el esfuerzo axial permisible en compresión (FA), y el esfuerzo de corte permisible (FV), todo en kips por pulgada cuadrada. Además se imprimen, la longitud del miembro, el área y el módulo de la sección, que gobiernan la razón KL/r y CB. j) En la salida para TRACK 2.0, los elementos Fey y Fez son como sigue: ( ) Fey K L r Y Y Y = 12 23 2 2 π Ε ( ) Fez K L r Z Z Z = 12 23 2 2 π Ε Figura 3.1 3.12 Diseño de Soldaduras STAAD-III es capaz de seleccionar el espesor de soldaduras en conexiones y tabular los esfuerzos diversos. El diseño de soldadura se limita únicamente a aquellos miembros que tienen propiedades de secciones de catálogo como patín ancho, T, ángulo sencillo, canal sencillo y secciones tubulares. Los parámetros WELD, WMIN y WSTR (como se explica en la Tabla 3.1) gobiernan el diseño de soldaduras. Puesto que el espesor de una soldadura es muy pequeño en comparación a su longitud, las propiedades de la soldadura pueden calcularse como si se tratara de miembros lineales. Por consiguiente, el área de la sección transversal (AZ) de la soldadura, realmente será la longitud de la soldadura. Similarmente, la unidad para el módulo de la sección (SY y SZ) será longitud cuadrada y para el momento polar de inercia (JW) será longitud cúbica. La siguiente Tabla muestra las diferentes soldaduras lineales disponibles; sus tipo y sus ejes de coordenadas. TIPO DE SOLDADURA ANGULAR PATIN-ANCHO T ACANALADA PIPE TUBULAR y z y z y z y z y y z y z y z z y z z y 1 2 Los esfuerzos reales, calculados a partir de las fuerzas en los miembros, se pueden definir de tres formas diferentes en base a sus direcciones. Esfuerzo horizontal, producido por la fuerza de corte en la dirección local z y el momento torsionante. Véase La Sección 6.47.5 Esfuerzo vertical, producido por la fuerza de corte en la dirección axial y, y el momento torsionante Esfuerzo directo, producido por la fuerza axial y los momentos de flexión en las direcciones locales y y z Se calcula la combinación de esfuerzos como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los tres esfuerzos principales anteriores. Variables de las ecuaciones teóricas: Fuerzas MX = Momento torsional MY = Flexión en el eje local y MZ = Flexión en el eje local z FX = Fuerza axial VY = Cortante en el eje local y VZ = Cortante en el eje local z Propiedades de soldadura AX = Area de la soldadura como un miembro lineal SY = Módulo de sección alrededor del eje local y SZ = Módulo de sección alrededor del eje local z JW = Momento polar de inercia CH = Distancia de la fibra extrema para fuerzas horizontales en la dirección local z CV = Distancia de la fibra extrema para fuerzas verticales en la dirección local y Ecuaciones de esfuerzo: Esfuerzo horizontal, Fh VZ AX CH MX J W = + × Esfuerzo vertical, Fv VY AX CV MX J W = + × Esfuerzo directo, Fd FX AX MZ SZ MY SY = + + * * * Note que los momentos MY y MZ se toman en su valor absoluto, lo cual podría generar resultados conservadores para secciones asimétricas tales como angular, T y acanalada. Fuerzas combinadas F F F F comb h v d = 2 2 2 + + Espesor de soldadura = F F comb w donde F w = esfuerzo permisible en la soldadura, el valor por omisión es 0.4 FYLD ( Tabla 3.1). El espesor t es redondeado al valor más próximo de un diciseisavo de pulgada (1/16”) y todos los esfuerzos son recalculados. La impresión de salida presenta los últimos esfuerzos calculados. En caso de que el parámetro TRACK sea declarado como 1.0, la impresión de salida incluirá las propiedades de la soldadura. Observe que el programa no calcula el mínimo espesor de soldadura como se requiere por algunos códigos, sino que solamente lo compara con el mínimo espesor que el usuario haya definido (el valor por omisión es de 1/16 de pulgada). Cuando se usa la opción TRUSS con el comando SELECT WELD, el programa diseña las soldaduras requeridas para armaduras angulares y doble angulares que estén unidas a las placas de empalme. El programa reporta el número de soldaduras (dos para ángulos sencillos y cuatro para ángulos dobles), y la longitud requerida para cada soldadura. El espesor de la soldadura se toma como 1/4 de pulgada (6 mm) para miembros de hasta 1/4 de pulgada de espesor (6 mm) y, 1/6 de pulgada (1.5 mm) menor que el espesor del ángulo para miembros mayores de 1/4 de pulgada de espesor (6 mm). La longitud de soldadura mínima se toma como cuatro veces el espesor de la soldadura. P Fig. 3.2 - Diseño de soldadura para armaduras Soldadas. 3.13 Especificaciones AASHTO Para el Diseño de Acero 3.13.1 Comentarios Generales Esta sección presenta algunos lineamientos generales con respecto a las adaptaciones de las especificaciones de la Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras y Transportes Estatales, AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), para el diseño estructural en acero de STAAD-III. La filosofía de diseño y procedimiento logístico para la selección de miembros y revisión conforme a códigos, está basada en los principios de diseño por esfuerzos permisibles. Dos deficiencias principales son reconocidas: La deficiencia debida al sobre - esfuerzo y la deficiencia debida a consideraciones de estabilidad. Las siguientes Secciones describen las características sobresalientes de los esfuerzos permisibles calculados y el criterio de estabilidad usado. Los miembros son definidos de tal forma que resistan las cargas de diseño sin que se excedan los esfuerzos permisibles y la sección más económica es seleccionada en base al criterio de peso mínimo. La parte del programa para la revisión conforme a códigos, también revisa los requerimientos de esbeltez, de mínimo espesor de metal y de ancho - espesor. Por lo general se asume, que el usuario tomará el debido cuidado en los requerimientos de detalles, tales como la definición placas atiesadoras y la revisión de los efectos locales como pandeo de patines, desgarramiento del alma de la viga, etc.. 3.13.2 Esfuerzos Permisibles Según el Código AASHTO Como se menciono anteriormente, el diseño de miembros y la revisión conforme a códigos en STAAD-III están basados en el método de diseño de esfuerzos permisibles. Es un método para definir miembros estructurales usando las cargas y fuerzas de diseño, esfuerzos permisibles y límites de diseño para el material adecuado bajo condiciones de servicio. Debido a razones prácticas, está más allá de los alcances de éste manual, describir cada uno de los aspectos para el diseño estructural en acero de las especificaciones AASHTO. Por lo que en esta Sección, se discuten únicamente las características sobresalientes de los esfuerzos permisibles especificados por el código AASHTO. La Tabla 10.32.1A del código AASHTO, especifica los esfuerzos permisibles. Esfuerzo Axial El esfuerzo de tensión permisible, como se calcula en AASHTO, está basado en la consideración de la sección neta. Lo que tiende a producir un resultado ligeramente conservador. El esfuerzo de tensión permisible sobre la sección neta está dado por la relación, F F t y = 055 . El esfuerzo de compresión permisible en la sección total de miembros sujetos a compresión cargados axialmente se calcula en base a la fórmula siguiente: F F E Kl r C a y c F F.S. (1- (Kl / r) cuando y 2 4 2 ( / ) F E F S Kl r Kl r C a c 2 2 . .( / ) ( / ) cuando con C E F S y c 2 (2 y F / ) . . . / 1 2 212 Puede mencionarse aquí, que AASHTO no cuenta con ninguna opción para incrementar el esfuerzo permisible para un miembro secundario y, cuando 1/r excede un cierto valor. Esfuerzo de Flexión Los esfuerzos permisibles para compresión por flexión para secciones de perfiles de vigas laminadas y secciones incluidas cuyas patines en compresión sean soportadas lateralmente a lo largo de toda su longitud debido a estar ahogada en concreto esta dada por, F F b y = 055 . Para miembros similares con longitud de patines parcialmente apoyadas o no apoyadas, el esfuerzo de compresión por flexión permisible esta dado por: F F r F kl r C con r b b y y E c 055 1 1 4 12 2 2 2 2 . ( ( / ) ) ( / ) ( ) / donde El código AASHTO no tiene una especificación para el máximo esfuerzo de tensión permisible para miembros sujetos a flexión. La correspondiente especificación AISC es 0.66Fy para secciones simétricas compactas o forjadas en caliente, y cargadas en el plano de su eje menor y reuniendo otros requerimientos de la Sección 1.5.1.4. para las especificaciones AISC. Una práctica común, entre diseñadores de puentes, es usar a 0.55F como el esfuerzo de tensión por flexión permisible para miembros reuniendo otros requerimientos de la Sección 1.5.1.4.1 de las especificaciones AISC. Esta práctica es ligeramente conservadora y se utilizó para la adaptación del código de acero AASHTO en STAAD-III. Esfuerzo de Corte Los esfuerzos de corte permisibles sobre la sección total están dados por: F v = .33 F y Para cortante en el alma, la sección total se define como el producto del peralte total del alma de la viga entre el espesor de esta misma. El código AASHTO no específica nada sobre el esfuerzo permisible para el cortante sobre patines. El programa asume el mismo esfuerzo de corte permisible (0.33Fy) para cortante sobre almas y patines. Para cortante sobre patines, la sección total se toma como 2/3 partes del área total del patín. Interacción Entre Esfuerzo Axial y de Flexión Los miembros sujetos tanto a esfuerzo axial y de flexión son dimensionados de acuerdo a la sección 10.36 del código de acero AASHTO. Todos los miembros sujetos a flexión y compresión axial habrán de satisfacer las siguientes fórmulas: f F C f f F F C f f F F a a mx bx a ex bx my by a ey by + − + − < ( / ) ( / ) . 1 1 10 en puntos intermedios, y f F f F f F a y bx bx by by . . 472 10 + + < en los puntos de apoyo. El código de acero AASHTO no proporciona ninguna especificación para la interacción combinada de tensión axial y flexión. El procedimiento AISC de revisión para la interacción de tensión axial - flexión se usa en la adaptación de AASHTO en STAAD-III. Todos los miembros sujetos a la combinación de tensión axial y flexión son requeridos para que satisfagan las condiciones 1.6.2 de AISC. 3.13.3 Requerimientos de Estabilidad según el Código AASHTO De acuerdo al código AASHTO, para la compresión de miembros, la relación de esbeltez, Kl/r, estará limitada a 120 para miembros principales, y a 140 para miembros secundarios. El código AASHTO define a los miembros secundarios como aquellos cuyo propósito fundamental es el de contraventear la estructura en contra de una fuerza longitudinal o lateral, o para reducir la longitud que no presenta contraventeo en otros miembros, principales o secundarios. Para miembros en tensión, KL/r es 200 para miembros principales y 240 para miembros secundarios. 3.13.4 Requerimiento del Espesor Mínimo de Metal El código AASHTO tiene un requerimiento de espesor mínimo para todo el acero estructural. De acuerdo a este requerimiento, todas el acero estructural, excepto para almas de ciertas formas laminadas, costillas muy cercanas en pisos ortotrópicos y enrejados no deberán de ser menores de 0.3125 pulgadas. El espesor del alma de la viga, de vigas laminadas o acanaladas no debe de ser menor de 0.23 pulgadas. Estos requerimientos han sido incorporados en la adaptación de AASHTO en STAAD-III. 3.14 Especificaciones AISC/LRFD Para el Diseño en Acero 3.14.1 Comentarios Generales La filosofía de diseño involucrada en la especificación de LRFD Factor de diseño de Carga y Resistencia, está cimentada en el concepto de diseño de estado límite, lo más sofisticado en ingeniería estructural. Las estructuras son diseñadas y dimensionadas tomando en consideración los estados límite que las estructuras llegarían a ser inadecuadas para el uso que se les pretende dar. Dos categorías principales de estado límite son reconocidas; carga última y capacidad de servicio. Las consideraciones primarias en el diseño del estado límite de carga última son la resistencia y la estabilidad, mientras que para la capacidad de servicio es la deflexión. Se usan factores apropiados de carga y resistencia para lograr una seguridad de funcionamiento uniforme para todas las estructuras de acero bajo varias condiciones de carga y al mismo tiempo las posibilidades de que los límites puedan ser sobrepasados son aceptablemente remotos. En la adaptación de LRFD a STAAD-III, los miembros son proporcionados para resistir las cargas de diseño sin exceder los estados límites de resistencia, estabilidad y funcionalidad. Asimismo, se selecciona la sección más económica en base del criterio de peso mínimo que es aumentada por el diseñador en la especificación de peralte permisible del miembro, tipo de sección deseada, u otros parámetros semejantes. La porción del programa de revisión conforme a códigos, revisa que los requerimientos de código para cada sección seleccionada sean alcanzados e identifica el criterio gobernante. Las Secciones siguientes describen las características sobresalientes de las especificaciones de LRFD tal como se adaptaron dentro del diseño de acero de STAAD-III. Una descripción detallada del proceso de diseño junto con sus conceptos implícitos y suposiciones, están contenidas en el manual LRFD. Sin embargo, puesto que la filosofía de diseño es drásticamente diferente que la convencional ASD (Diseño por esfuerzos permisibles), se presenta aquí, una breve descripción de los conceptos fundamentales para introducir al usuario dentro del proceso de diseño. 3.14.2 Fundamentos de LRFD El objetivo primario de la especificación de LRFD es proporcionar una seguridad uniforme para toda la estructura de acero bajo varias condiciones de carga. Esta uniformidad no puede obtenerse con el formato de diseño de esfuerzos permisibles (ASD). El método de ASD, puede representarse por la desigualdad, i n Q R F S ∑ < / . . El término del lado izquierdo de la desigualdad es la resistencia requerida, la cual es la sumatoria de los efectos de la carga, Q i (fuerzas y momentos). El término del lado derecho, la resistencia de diseño, es la resistencia nominal o resistencia R n , dividida por un factor de seguridad. Cuando es dividida por la propiedad adecuada de la sección (módulo de sección o área), los dos lados de la desigualdad se convierten en el esfuerzo real y el esfuerzo permisible respectivamente. ASD entonces, se caracteriza por el uso de cargas de trabajo no factorizadas, en conjunción con un simple factor de seguridad aplicado a la resistencia. Debido a la gran variabilidad y, por ende, a la impredicibilidad de la carga viva y otras cargas en comparación con la carga muerta, una seguridad de funcionamiento uniforme no es posible. LRFD, tal como su nombre implica, utiliza factores separados para cada carga y resistencia. Ya que los diferentes factores reflejan el grado de incertidumbre de diferentes cargas y combinaciones de carga y de la precisión para predecir la resistencia, una seguridad de funcionamiento más uniforme es posible. El método LRFD puede ser sintetizado por la desigualdad y Q R i i n < ∅ En el término izquierdo de la desigualdad, la resistencia requerida es la sumatoria de los efectos de las cargas Q i , multiplicados por sus respectivos factores de carga, y i . La resistencia de diseño, en el lado derecho, es la resistencia nominal o resistencia R n , multiplicada por un factor de resistencia, Ø. En la adaptación de LRFD en STAAD-III, se asume que el usuario usará los factores de carga adecuados y creará las combinaciones de carga necesarias para el análisis. La parte correspondiente a diseño del programa, toma en consideración los efectos de carga (fuerzas y momentos) obtenidos del análisis. Los cálculos de las resistencias de varios elementos (vigas, columnas, etc.), la resistencia nominal y factor de resistencia aplicable serán automáticamente considerados. 3.14.3 Requerimientos de Análisis Los tipos de construcciones reconocidas por las especificaciones AISC, no han cambiado, a excepción de que el marco simple (formalmente el tipo número 2) y el marco semi-rígido (formalmente el tipo número 3) han sido combinados dentro de la misma categoría, tipo PR (parcialmente restringidos). El Marco Rígido (formalmente el tipo número 1) es ahora el tipo FR (completamente fijo). El tipo de construcción FR es permitido incondicionalmente. El tipo de construcción PR, puede necesitar de alguna deformación plástica, pero autolimitada, de algún elemento estructural de acero. Debido a esto, cuando se especifique el tipo de construcción PR, el diseñador deberá tomar en consideración los efectos de restricción parcial en la estabilidad de la estructura, deflecciones laterales y momentos de flexión de segundo orden. Como se propone en la Sección C1 de las especificaciones de LRFD, se requiere de un análisis de los efectos de segundo orden. Así, cuando se use el código de LRFD para el diseño en acero, se deberá usar la opción de análisis P-Delta de STAAD-III. 3.14.4 Clasificación de Secciones La especificación LRFD, permite considerar deformaciones plásticas en las secciones de los elementos. Así, el pandeo local, se convierte en un importante criterio. Las secciones de acero se clasifican, de acuerdo a sus características de pandeo local, como compactas, no compactas o secciones de elementos esbeltos. Esta clasificación está en función de las propiedades geométricas de la sección. Los procedimientos de diseño serán diferentes dependiendo de la clase de sección. STAAD-III es capaz de determinar la clase de sección para las formas estándar y para las formas que hayan sido definidas por el usuario, y diseñar de acuerdo a éstas. 3.14.5 Tensión Axial El criterio predominante en la capacidad de tensión de los miembros está basado en dos condiciones límite. La condición límite de fluencia en la sección total tiene como propósito prevenir la elongación excesiva del miembro. La segunda condición límite involucra la fractura en la sección con el área neta efectiva mínima. El área de la sección neta, puede especificarse mediante la utilización del parámetro NSF (ver Tabla 3.2). STAAD-III calcula la capacidad de tensión de un miembro dado, basado en estos dos tipos de condiciones límites y procede con la selección de miembros o revisión conforme a códigos. 3.14.6 Compresión Axial Las ecuaciones de resistencia al flambeo han sido revisadas en LRFD para tomar en cuenta la deformación inelástica y otras investigaciones recientes relacionadas con el comportamiento de columnas. Dos ecuaciones que gobiernan la resistencia al flambeo están disponibles, una para el pandeo inelástico y otra para el pandeo elástico o de Euler. Ambas ecuaciones incluyen los efectos de esfuerzos residuales y desvío inicial. La resistencia a la compresión para un miembro en particular se calcula con STAAD- III, de acuerdo al procedimiento delineado en el Capítulo E de las especificaciones LRFD. Para elementos esbeltos, se usa el procedimiento descrito en el Apéndice B5.3. Los Miembros individuales con compresión simétrica o asimétrica, son diseñados en base a las condiciones límite de flexión torsional y pandeo por torsión. El procedimiento del Apéndice E3 es adaptado para la determinación de la resistencia de diseño para estos estados límite. La longitud efectiva para el cálculo de la resistencia a la compresión puede definirse a través de los parámetros KY, KZ y/o LY, LZ. En caso de que ninguna de ellas sea definida, la longitud total del miembro será tomada en consideración. Además del criterio de resistencia a la compresión, los miembros a compresión son requeridos para satisfacer las limitaciones de esbeltez, las cuales están en función de la naturaleza del uso del miembro (componente resistiendo carga principal, miembros de contraventeo, etc.). En los procesos de selección de miembros y verificación de códigos, STAAD-III inmediatamente revisa la esbeltez en los miembros pertinentes antes de continuar con otros procedimientos para determinar si un miembro dado es adecuado. 3.14.7 Diseño de Resistencia a la Flexión En LRFD, el diseño de la resistencia a la flexión de un miembro está determinada por la condición límite del pandeo lateral torsional. La flexión inelástica es permitida y la medida básica de la capacidad de flexión es la capacidad del momento plástico de la sección. La resistencia a la flexión es una función de la capacidad del momento plástico, de la longitud efectiva no apuntalada lateralmente, de la longitud limitante no apuntalada lateralmente, del momento de pandeo y del coeficiente de flexión. La longitud limitante no apuntalada lateralmente L r y el momento de pandeo M r son funciones de la geometría de la sección y se calculan conforme al procedimiento del Capítulo F. El propósito del coeficiente de flexión C b es el de considerar la influencia del gradiente del momento sobre la flexión lateral torsional. Este coeficiente puede ser especificado por el usuario a través del parámetro CB (ver Tabla 3.2) o puede ser calculado por el programa (si CB es declarado como 0.0). En ausencia del parámetro CB, se usará un valor por omisión de 1.0. El procedimiento para cálculos de resistencia de diseño a la flexión, también considera la presencia de esfuerzos residuales causados por el rolado de la fabricación. Para especificar la longitud no apuntalada lateralmente, pueden usarse los parámetros UNL y UNF (ver Tabla 3.2). 3.14.8 Combinación de Fuerza Axial y Flexión La interacción de fuerzas axiales y de flexión en formas simples y doblemente simétricas, está gobernada por las fórmulas H1-1a y H1-1b. Estas fórmulas de interacción cubren el caso general de flexión biaxial combinada con fuerza axial. Que también son validas para flexión uniaxial y fuerza axial. 3.14.9 Diseño Por Corte El procedimiento de la Sección F2 de la especificación LRFD se usa en STAAD-III para diseñar las fuerzas de corte en los miembros. La resistencia de corte, como se calcula en LRFD, está gobernada por las siguientes condiciones límite: La ecuación F2-1a para la fluencia del alma de la viga; La ecuación F2-2a para el pandeo inelástico del alma de la viga; La ecuación F2-3a para el pandeo elástico del alma de la viga. El cortante para patines anchos y secciones acanaladas es resistido por el área del alma de la viga, la cual es tomada como las veces del peralte total al espesor del alma de la viga. 3.14.10 Parámetros de Diseño Para el diseño por especificaciones LRFD se requiere usar el parámetro CODE (ver Sección 6.47). Otros parámetros aplicables se resumen en la Tabla 3.2. Estos parámetros comunican las decisiones del ingeniero al programa, permitiéndole controlar los procesos de diseño para satisfacer las necesidades de una aplicación en particular. Los valores por omisión de los parámetros, han sido seleccionados, de tal manera que son los más frecuentemente utilizados para el diseño convencional. Dependiendo de los requerimientos del diseño en particular, algunos o todos los valores de los parámetros pueden ser cambiados para modelar exactamente la estructura física. Note que los parámetros PROFILE, DMAX y DMIN pueden usarse únicamente para la selección de miembros. 3.14.11 Selección de Miembros y Verificación Conforme a Código Las opciones para la verificación conforme a código y selección de miembros están contenidas en la adaptación de LRFD a STAAD- III. Para información general sobre estas opciones, refiérase a las Secciones 3.5 y 3.6. Para información sobre la especificación de estos comandos, refiérase a la Sección 6.47.1. 3.14.12 Presentación de Resultados del Diseño en Acero Los resultados de la verificación de códigos y selección de miembros son presentados en un formato tabular. Una discusión detallada del formato se presenta en la Sección 3.11. Observe las Véase La Sección 6.41.6 siguientes excepciones: La opción CRITICAL COND se refiere a la sección de las especificaciones LRFD que gobierna el diseño. Si se utiliza el valor de 1.0 en la opción TRACK, la resistencia de diseño de los miembros será enviada a impresión. Tabla 3.2 - Parámetros LRDF Nombre de Valor por Descripción Parámetro Omisión KY 1.0 Valor K para la flexión sobre el eje Y. Usualmente éste el eje menor. KZ 1.0 Valor K para la flexión sobre el eje Z. Usualmente éste es el eje mayor. LY Longitud del Miembro Longitud para calcular la relación de esbeltez para la flexión sobre el ele Y. LZ Longitud del miembro Longitud para calcular la relación de esbeltez para la flexión alrededor del eje Z. FYLD 36.0 Ksi Resistencia a la fluencia del acero NSF 1.0 Factor de sección neta para miembros en tensión UNL Longitud del miembro Longitud libre, para calcular la resistencia a la flexión del diseño. UNF 1.0 Lo mismo que el anterior dada como una fracción del la longitud del miembro. CB 1.0 Coeficiente Cb del Capítulo F. Si Cb = 0.0 será calculado por el programa. Cualquier otro valor será utilizado en el diseño. TRACK 0.0 0.0 =Suprime todas las resistencias de diseño 1.0 =Imprime todas las resistencias de diseño 2.0 =Imprime salida extendida del diseño DMAX 45.0 in. Peralte máximo permisible DMIN 0.0 in. Peralte mínimo permisible Tabla 3.2 - Parámetros LRDF Nombre de Valor por Descripción Parámetro Omisión RATIO 1.0 Relación permisible entre el efecto de carga real y la resistencia de diseño BEAM 0.0 0.0 =diseño únicamente para momentos en los extremos y en aquellos puntos especificados por el comando SECTION 1.0 =Calcula momentos en doce puntos a lo largo de la viga y utiliza el máximo Mz para diseño. Nota: Los parámetros DFF, DJ1 y DJ2, Tabla 3.1, se podrán utilizar para la verificación de la deflexión. Todos los demás requerimientos permanecerán igual. Diseño en Concreto Normas Americanas 4.1 Operaciones de Diseño STAAD-III, cuenta con los medios necesarios para realizar el diseño en concreto. Además, calculará el refuerzo necesario para cualquier sección de concreto. Todos los cálculos de diseño en concreto se basan en el ACI 318-89. 4.2 Tipos de Secciones Para el Diseño en Concreto Los siguientes tipos de secciones se pueden utilizar para el diseño en concreto. Para vigas Prismática (rectangular y cuadrada), trapezoidal y formas T Para columnas Prismática (rectangular, cuadrada y circular) Para losas Elemento finito con un espesor específico Muros/Placas Los detalles de los diferentes tipos de secciones se muestran a continuación: PRISMATICA ZD YD CIRCULAR YD TE YB ZD YD ZB TRAPEZOIDAL YD ZB ZD Sección Sección 4 4 4.3 Dimensiones de Miembros Se deberán definir con el comando MEMBER PROPERTY ciertas propiedades de la sección de los miembros de concreto que se vayan a diseñar con el programa. Los datos de entrada necesarios, se muestran en el siguiente ejemplo: UNIT INCH MEMBER PROPERTY 1 3 TO 7 9 PRISM YD 18. ZD 12. IZ 2916 IY 1296 11 13 PR YD 12. 14 TO 16 PRIS YD 24. ZD 48. YB 18. ZB 12. 17 TO 19 PR YD 24. ZD 18. ZB 12. En los datos de entrada anteriores, el primer grupo define a miembros rectangulares (18 pulgadas de altura y 12 pulgadas de ancho) y el segundo grupo, con únicamente altura y ningún ancho provisto, define a un miembro circular con 12 pulgadas de diámetro. Note que el área (AX), no está definida para estos miembros. Para el diseño en concreto, esta propiedad no tiene que ser proporcionada. Cuando las áreas de corte y momentos de inercia no son estipulados, el programa calcula estos valores a partir de YD y ZD. Note que en el ejemplo anterior, los valores provistos para IZ y IY son realmente el 50% de los valores calculados usando YD y ZD. Esto es una práctica convencional, que toma en consideración la revisión de parámetros de sección debido al agrietamiento de la sección. Observe que el tercero y cuarto grupo del ejemplo anterior, definen una forma T y una forma trapezoidal, respectivamente. Dependiendo de las propiedades dadas (YD, ZD, YB, ZB, etc.), el programa determinará si la sección es rectangular, trapezoidal o de forma T, y entonces, el diseño de la viga será hecho de acuerdo a ello. 4.4 Parámetros De Diseño El programa contiene un número de parámetros que serán necesarios al ejecutar el diseño por el código ACI. Los valores por omisión de los parámetros han sido seleccionados de tal forma que son los más frecuentemente utilizados por los requerimientos del diseño convencional. Dichos valores, podrán cambiarse a fin de satisfacer un diseño en particular. La Tabla 4.1 es una lista completa de los parámetros disponibles junto con sus valores por omisión. En la Sección 6.1.2 de este Manual, se describen los comandos necesarios para definir éstos parámetros en el archivo de entrada. Por ejemplo, las distancias de las superficies de los soportes de los nodos de los extremos de una viga, SFACE y EFACE (parámetros que son usados en el diseño por cortante), tienen valores por omisión de cero, pero pueden ser modificados dependiendo de la situación real. Similarmente, las vigas y columnas se diseñan en base a los momentos obtenidos directamente del análisis sin ninguna magnificación. El factor MMAG se puede usar para propósitos de magnificación de momentos en columnas. Para vigas, el usuario puede generar casos de carga que contengan cargas magnificadas por factores de carga apropiados. 4.5 Efectos de Esbeltez y Consideración de Análisis Los efectos de esbeltez son extremadamente importantes en el diseño de miembros a compresión. El código ACI-318-89 especifica dos opciones con las cuales el efecto de esbeltez puede ser considerado (Sección 10.10 y 10.11 ACI-89). Una opción es, ejecutar un análisis exacto que tome en cuenta la influencia de cargas axiales y el momento de inercia variable sobre la rigidez de miembros y momentos en los extremos empotrados, el efecto de deflecciones sobre momentos y fuerzas, y el efecto de la duración Véase La Sección 6.51 Y El Ejemplo 8, 9 Y 10 de cargas. Otro opción es amplificar de manera aproximada los momentos de diseño. STAAD-III ha sido escrito de tal manera que permite el uso de ambas opciones. Para efectuar el primer tipo de análisis, use el comando PDELTA ANALYSIS en lugar de PERFORM ANALYSIS. Este método de análisis ajustará los requerimientos de acuerdo a como se especifican en la Sección 10.10 del código ACI- 318-89; a excepción de los efectos de la duración de cargas. Se presume de que este efecto puede ser ignorado sin riesgo alguno ya que los expertos creen que los efectos de la duración de cargas son despreciables en una configuración estructural normal. Si se desea, STAAD-III puede adaptar también cualquier factor arbitrario de amplificación del momento (segunda opción) como un dato de entrada, a fin de proporcionar alguna seguridad por los efectos de la duración de cargas. Tabla 4.1 Nombre de Parámetro Valor por omisión Descripción FYMAIN * 60,000 psi Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo principal FYSEC * 60,000 psi Esfuerzo de fluencia para el acero de refuerzo secundario FC * 4,000 psi Resistencia a la compresión del concreto CLT * 1.5 pulgadas Recubrimiento para refuerzo superior CLB * 1.5 pulgadas Recubrimiento para refuerzo inferior CLS * 1.5 pulgadas Recubrimiento para refuerzo lateral MINMAIN ** Varilla No. 4 Tamaño mínimo de varilla de refuerzo principal. (Número 4 - 18) MINSEC ** Varilla No. 4 Tamaño mínimo de varilla de refuerzo secundario MAXMAIN ** Varilla No. 18 Tamaño máximo de varilla de refuerzo principal SFACE *0.0 Localización del paño del apoyo al principio de la viga Tabla 4.1 Cont. Nombre de Parámetro Valor por omisión Descripción EFACE *0.0 Localización del paño del apoyo al final de la viga. (Nota: Tanto SFACE como EFACE son dados como números positivos). REINF 0.0 Columna zunchada. Un valor de 1.0 significara espiral.. MMAG 1.0 (solo para columnas) Factor de magnificación de los momentos de diseño de las columnas. WIDTH *ZD Ancho del miembro de concreto. El valor por omisión es ZD tal como se especifico en MEMBER PROPERTIES. DEPTH *YD Altura del miembro de concreto. El valor por omisión es YD tal como se especifico en MEMBER PROPERTIES. NSECTION 12 Número de secciones equidistantes a ser consideradas para encontrar los momentos críticos para diseño de vigas. Tabla 4.1 Cont. Nombre de Parámetro Valor por omisión Descripción TRACK 0.0 DISEÑO DE VIGAS: Con el valor de TRACK igual a 0.0, el momento crítico no será impreso en el reporte de diseño de vigas.. Un valor de 1.0 significa que sí se imprimirá. Un valor de 2.0 imprimirá las áreas de acero requeridas para todas las secciones intermedias especificadas en NSECTION. DISEÑO DE COLUMNAS: TRACK 0.0 imprime los resultados detallados de diseño. TRACK 1.0 imprime los resultados del análisis de la interacción de columnas, en adición a la salida de TRACK 0.0 TRACK 2.0 imprime un diagrama esquemático de la interacción y valores intermedios de interacción en adición a todos los anteriores. * Estos valores deben ser dados en el sistema de unidades que esté siendo utilizado. ** Cuando se ocupan unidades métricas para diseño por medio del ACI, se dan valores para estos parámetros un unidades de milímetros en lugar de utilizar el número de la varilla. Los siguientes tamaños de varillas en sistema métrico están disponibles: 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 32 mm, 40 mm, 50 mm y 60 mm. Aun cuando el ignorar los efectos de la duración de carga es, en cierto modo, una aproximación, debe comprenderse que la evaluación aproximada de los efectos de esbeltez es también un método aproximado. En este método, la magnificación del momento está basada en una fórmula empírica y en una premisa lateral. Considerando toda esta información, es nuestra opinión, que un análisis P-Delta, como el ejecutado por STAAD-III, es el más apropiado para el diseño de miembros de concreto. Sin embargo, el usuario debe observar, que para tomar ventaja de este análisis, todas las combinaciones de cargas deben de especificarse como casos de cargas primarias y no como combinaciones de carga. Esto se debe al hecho de que las combinaciones de carga son exclusivamente combinaciones algebraicas de fuerzas y momentos, en tanto que, un caso de carga primaria es revisado durante el análisis P-Delta en base a las deflecciones. Además, note que los factores de carga apropiados (tales como 1.4 para DL, etc.) deberán de ser provistos por el usuario. STAAD-III no factoriza las cargas automáticamente. 4.6 Diseño de Vigas Las vigas se diseñan por flexión, corte y torsión. Para todas estas fuerzas, todas las cargas activas en la viga son pre -analizadas para localizar las posibles secciones críticas. El número total de secciones consideradas es de 12 (doce) a menos que este número sea redefinido con el parámetro NSECTION. Todas estas secciones equidistantes son analizadas para determinar el envolvente de momento y de esfuerzos de corte. Diseño por flexión Los refuerzos para momentos positivos y negativos son calculados en base a las propiedades de la sección que el usuario haya definido. Si las dimensiones de la sección son inadecuadas para soportar la carga aplicada, esto es, si el refuerzo requerido es mayor que el máximo permisible para la sección transversal, el programa reporta que la viga falla en el refuerzo máximo. El peralte efectivo es elegido como la profundidad total - (recubrimiento + diámetro de estribo + la mitad del diámetro del refuerzo principal), y se obtiene un valor de ensayo al adoptar tamaños de varillas apropiados para el estribo y para el refuerzo principal. Las cláusulas relevantes de las secciones 10.2 a 10.6 de ACI 318-89 son utilizadas para obtener la cantidad real de acero requerido, así como también, el acero máximo permisible y el mínimo requerido. Estos valores se reportan como ROW, ROWMX y ROWMN en la salida y pueden imprimirse usando el parámetro TRACK 1.0 (ver Tabla 4.1). Además, el espaciamiento real máximo y mínimo de la varilla es también impreso. Diseño por Cortante El refuerzo por cortante, se calcula para resistir tanto fuerzas cortantes como momentos torsionales. Las fuerzas de cortante se calculan a una distancia (d+SFACE) y (d+EFACE) tomada desde los nodos extremos de la viga. SFACE y EFACE tienen valores por omisión de cero, salvo que se especifique lo contrario (ver Tabla 4.1). Note que el valor del peralte efectivo "d", usado para este propósito, es el último valor y cuenta para el centro de gravedad real del refuerzo principal calculado bajo el diseño de flexión. Las Cláusulas 11.1 hasta la 11.6 de ACI 318-89 son usadas para calcular el refuerzo para fuerzas cortantes y momentos torsionales. Basado en el refuerzo de estribo total requerido, el tamaño de las varillas, el espaciamiento, el número de las varillas y la distancia sobre la cual están definidas, es calculada. Los estribos son siempre asumidos de dos patas. Diseño del anclaje Los detalles del anclaje son proporcionados en la salida de diseño por flexión. En cualquier nivel particular, las coordenadas inicial y final de la distribución del refuerzo principal es descrito junto con la información referente a la forma (de gancho o continua) del anclaje, requerido o no, en los puntos inicial y final. Note que las coordenadas de los puntos inicial y final se obtienen después de tomar en consideración los requerimientos del anclaje. La longitud del anclaje se calcula en base a las cláusulas descritas en el Capítulo 12 de ACI 318-89. Descripción de la Salida Para el Diseño de Vigas Las anotaciones siguientes se aplican a la Tabla 4.2, la cual presenta, una impresión de ejemplo de un patrón de refuerzo real, desarrollado por el programa. 1) LEVEL Número de serie de nivel de la varilla la cual puede contener una o mas barras de grupo. 2) HEIGHT Altura del nivel de la varilla desde la parte inferior de la viga. 3) BAR INFO Información de refuerzo de varilla especificando número de varillas y tamaño de varilla. 4) FROM distancia desde el principio de la viga al principio de la varilla de refuerzo. 5) TO Distancia desde el principio de la viga al final de la varilla de refuerzo. 6) ANCHOR Plantea si el anclaje, (STA/END) ya sea un gancho o continuo, se necesita al principio (STA) o al final. 7) ROW Refuerzo flexionante real requerido. (As/bd) donde b = ancho de la sección transversal (ZD para secciones rectangulares y cuadradas) y d = peralte efectivo de la sección transversal (YD - distancia desde la fibra a tensión más alejada al centro de gravedad del refuerzo principal). 8) ROWMN Refuerzo flexionante mínimo requerido (Amin/bd). 9) ROWMX Refuerzo flexionante máximo permitido (Amax/bd). 10) SPACING Distancia entre centros de varillas adyacentes del refuerzo principal. 11) Vu Fuerza cortante factorizada en la sección. 12) Vc Resistencia nominal al cortante del concreto. 13) Vs Resistencia nominal al cortante del refuerzo por cortante. 14) Tu Momento torsional factorizado en la sección 15) Tc Resistencia nominal al momento torsional provisto por el concreto. 16) Ts Resistencia nominal al momento torsional provisto por el refuerzo por torsión. INICIAL GANCHO DE ANCLAJE SEPARACION DE ESTRIBOS FINAL ALTURA DE LA ARMADURA ESTRIBOS SEPARACION RECUBRIMIENTO ALTURA DE LA ARMADURA Tabla 4.2 (Salida Real de Diseño) ==================================================================== B E A M N O. 14 D E S I G N R E S U L T S - FLEXURE LEN - 20.00FT. FY - 60000. FC - 4000. SIZE - 15.00 X 21.00 INCHES LEVEL HEIGHT BAR INFO FROM TO ANCHOR FT. IN. FT. IN. FT. IN. STA END --------------------------------------------------------------------- 1 0 + 2-5/8 3-NUM.9 2 + 4-5/8 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL POS MOMENT= 189.77 KIP-FT AT 12.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 2.48 IN2, ROW=0.0090, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 7.50/ 2.26/ 4.94 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 37.95/ 31.42 INCH | |----------------------------------------------------------------| 2 1 + 6-1/8 4-NUM.11 0 + 0-0/0 18 +10-0/0 YES NO |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 369.86 KIP-FT AT 0.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 5.47 IN2, ROW=0.0198, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 7.50/ 2.82/ 3.20 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 59.20/153.91 INCH | |----------------------------------------------------------------| 3 1 + 6-3/8 3-NUM.6 16 + 8-1/4 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 105.87 KIP-FT AT 20.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 1.31 IN2, ROW=0.0047, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 7.50/ 1.75/ 5.13 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 16.70/ 27.75 INCH | |----------------------------------------------------------------| B E A M N O. 14 D E S I G N R E S U L T S - SHEAR AT START SUPPORT - Vu= 83.90 KIP Vc= 35.10 KIP Vs= 63.61 KIP PROVIDE NUM. 4 BARS AT 7.0 IN. C/C FOR 108. IN. AT END SUPPORT - Vu= 57.51 KIP Vc= 35.10 KIP Vs= 32.56 KIP PROVIDE NUM. 4 BARS AT 9.3 IN. C/C FOR 84. IN. 4.7 Diseño de Columnas El diseño de columnas según el código ACI se realiza para fuerzas axiales y momentos uniaxiales y biaxiales en los extremos. Todas las cargas activas son examinadas para calcular el refuerzo. La carga que produce el máximo refuerzo se llama, carga crítica. El diseño de columna se efectúa para secciones cuadradas, rectangulares y circulares. Para secciones rectangulares y circulares, se asume que el refuerzo siempre está igualmente distribuido con respecto a cada uno de los lados. Eso significa que el número total de varillas será siempre un múltiplo de 4 (cuatro). Si el parámetro MMAG es especificado, los momentos de las columnas son multiplicados por el valor MMAG para llegar a los últimos momentos de la columna. Debido a que el código ACI ya no requiere que se satisfaga ninguna condición mínima de excentricidad, ya no se realizan dichas verificaciones. Método utilizado: Método de contorno de carga de Bresler Valores Conocidos: Pu, Muy, Muz, B, D, Recubrimiento, Fc, Fy deformación unitaria para concreto: 0.003 Pasos involucrados : 1) Suponer un refuerzo. El mínimo refuerzo (1%) es una buena cantidad para empezar. 2) Encontrar un arreglo aproximado de varillas para el refuerzo asumido. 3) Calcular PNMAX = 0.85 Po, donde Po es la máxima capacidad de carga axial de la sección. Asegurarse que la carga nominal real en la columna no sobrepasa a PNMAX. Si PNMAX es menor que Pu/PHI, (PHI es el factor de reducción de la resistencia) se debe incrementar el refuerzo y repita los pasos 2 y 3. Si el refuerzo pasa el 8%, la columna no puede ser diseñada con las dimensiones actuales. 4) Para el refuerzo asumido, arreglo de varillas y carga axial, encontrar la capacidad de momento uniaxial de la columna para los ejes Y y Z, independientemente. Estos valores son referidos como MYCAP y MZCAP respectivamente. 5) Resolver la ecuación de interacción α α ny M ycap nz M zcap M M         +         ≤ 10 . donde α =1.24 Si la columna está sujeta a momento uniaxial, α es seleccionado como 1.0 6) Si la ecuación de interacción es satisfecha, encuentre un arreglo con tamaños de varillas disponibles, encuentre la capacidad y resuelva la ecuación de interacción otra vez. Si la ecuación se satisface ahora, los detalles de refuerzo son escritos al archivo de salida. 7) Si la ecuación de interacción no se satisface, el refuerzo asumido se incrementa ( asegurándose que es menor que 8%) y los pasos 2 al 6 son repetidos. Interacción de Columnas Los valores de interacción de columnas pueden ser obtenidos utilizando el parámetro de diseño TRACK 1.0 o TRACK 2.0 para la columna. Si un valor de 2.0 es utilizado para el parámetro TRACK se imprimen 12 pares Pn-Mn, cada uno representando un punto diferente de la curva Pn-Mn. Cada uno de esos puntos representan una las diversas combinaciones Pn-Mn que esa columna es capaz de soportar sobre el eje dado, para el refuerzo real para el cual la columna ha sido diseñada. En el caso de columnas circulares, los valores son para cualquiera de los ejes radiales. Los valores impresos para la salida de TRACK 1.0 son: P0 = Máxima capacidad de carga puramente axial de la columna (momento cero). Pnmax = Máxima carga axial permisible en la columna (Sección 10.3.5 del ACI 318-89). P-bal = Capacidad de carga Axial en la condición de deformación balanceada. M-bal = Capacidad de momento Uniaxial en la condición de deformación balanceada. e-bal = M-bal / P-bal = Excentricidad en la condición de deformación balanceada. M0 = Capacidad de momento con carga axial cero. P-tens = Carga máxima permisible de tensión en la columna. Des. Pn = Pu/PHI donde PHI es el factor de reducción de resistencia y Pu es la carga axial para el caso de carga crítica. Des. Mn = Mu *MMAG/PHI donde PHI es el factor de reducción de resistencia y Mu es el momento flexionante para el eje apropiado para el caso de la carga crítica. Para columnas circulares: u uy uz M M M = + 2 2 e/h = (Mn/Pn)/h donde h es la longitud de la columna Salida de Diseño de Columnas En la tabla siguiente se ilustran los diferentes niveles de la salida del diseño de la columna. Tabla 4.3 El siguiente reporte es generado sin ninguna especificación TRACK ==================================================================== C O L U M N N O. 5 D E S I G N R E S U L T S FY - 60000 FC - 4000 PSI, SQRE SIZE - 12.00 X 12.00 INCHES, TIED AREA OF STEEL REQUIRED = 7.888 SQ. IN. BAR CONFIGURATION REINF PCT. LOAD LOCATION PHI ---------------------------------------------------------- 8 - NUMBER 9 5.556 2 STA 0.700 (PROVIDE EQUAL NUMBER OF BARS AT EACH FACE) TRACK 1.0 genera la siguiente salida adicional. COLUMN INTERACTION: MOMENT ABOUT Z -AXIS (KIP-FT) -------------------------------------------------------- P0 Pn max P-bal. M-bal. e-bal.(inch) 936.03 748.83 171.32 172.47 12.08 M0 P-tens. Pu/PHI Pn Mn e/h 137.68 -473.25 323.12 724.59 22.16 0.031 -------------------------------------------------------- COLUMN INTERACTION: MOMENT ABOUT Y -AXIS (KIP-FT) -------------------------------------------------------- P0 Pn max P-bal. M-bal. e-bal.(inch) 936.03 748.83 171.32 172.47 12.08 M0 P-tens. Pu/PHI Pn Mn e/h 137.68 -473.25 323.12 361.06 143.12 0.396 -------------------------------------------------------- TRACK 2.0 genera la siguiente salida además de las anteriores Pn Mn Pn Mn (@ Z ) | 210.44 166.60 156.52 170.63 P0 |* 202.41 168.67 149.93 169.69 | * 194.25 169.97 143.69 168.61 Pn,max|__* 185.95 170.45 137.80 167.44 | * 178.93 171.48 132.25 166.20 Pn | * 163.81 171.74 127.39 165.41 NOMINAL | * Pn Mn Pn Mn (@ Y ) AXIAL | * 210.44 166.60 156.52 170.63 COMPRESSION| * 202.41 168.67 149.93 169.69 Pb|-------*Mb 194.25 169.97 143.69 168.61 | * 185.95 170.45 137.80 167.44 ___________|____*_______ 178.93 171.48 132.25 166.20 | * M0 Mn, 163.81 171.74 127.39 165.41 | * BENDING P-tens|* MOMENT | 4.8 Diseño de Losas y Muros Las losas y muros son diseñadas de acuerdo a las especificaciones ACI-318-89. El diseño de una losa o de un muro, habrá de modelarse usando elementos finitos. Un ejemplo típico de una salida de diseño con elemento finito se muestra en la Tabla 4.4. El refuerzo necesario para resistir el momento Mx está señalado como un refuerzo longitudinal y el refuerzo necesario para resistir el momento MY como un refuerzo transversal (Figura 4.1). Los parámetros FYMAIN, FC y CLEAR listados en la Tabla 4.1, son importantes para el diseño de losas. Algunos de los parámetros mencionados en la Tabla 4.1 no son aplicables al diseño de losas. LONG. TRANS. X Y Z M M M M x y x y Tabla 4.4 Salida Real de Diseño ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= KIP FEET -------------- FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH ELEMENT LOAD QX QY MX MY MXY FX FY FXY 13 1 0.00 0.04 0.14 0.06 0.00 6.05 0.76 0.00 TOP : SMAX= 9.35 SMIN= 2.09 TMAX= 3.63 ANGLE= 0.0 BOTT: SMAX= 2.74 SMIN= -0.56 TMAX= 1.65 ANGLE= 0.0 3 0.00 0.03 0.10 0.04 0.00 2.63 0.25 1.46 TOP : SMAX= 5.44 SMIN= 0.74 TMAX= 2.35 ANGLE= 18.7 BOTT: SMAX= 1.37 SMIN= -1.81 TMAX= 1.59 ANGLE= 35.5 ELEMENT DESIGN SUMMARY ---------------------- ELEMENT LONG. REINF MOM-X /LOAD TRANS. REINF MOM-Y /LOAD (SQ.IN/FT) (K-FT/FT) (SQ.IN/FT) (K-FT/FT) 13 TOP : 0.130 0.14 / 1 0.130 0.06 / 1 BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0 Diseño en Madera 5.1 Diseño en Madera El módulo de STAAD-III de diseño en madera ofrece el diseño de secciones de madera de acuerdo a los Códigos de AITC, Manual de Construcción en madera ( Timber Construction Manual, tercera edición, 1985). Además conforme a la NDS, Especificación Nacional de diseño para construcción en madera y suplementos ( National Design Specification for Wood Construction and Supplement) y para códigos de construcción como el UBC, Código Uniforme de Construcción (Uniform Building Code), Código Básico/Nacional de Construcción y Código Estandarizado de Construcción(Basic/National Building Code and Standard Building Code). Algunas de las características principales del programa son: 1. Esta opción es solamente para madera laminada encolada. 2. Verificación de códigos y diseño de miembros acorde al TCM - AITC. 3. Existen valores de diseño para madera laminada encolada estructural dentro del programa. El programa acepta como datos de entrada Número de tabla, especificaciones de combinaciones y especies ( por ejemplo 1:16F-V3-SP/SP) y lee valores desde las tablas existentes en el programa. 4. Incorpora todos los siguientes modificadores de esfuerzo permisible: i) Duración del factor de carga ii) Factor de tamaño iii) Factor de Forma iv) Estabilidad lateral de vigas y columnas Sección Sección 5 5 v) Factor de contenido de humedad vi) Factores de temperatura y curvatura. Los esfuerzos permisibles de flexión, tensión, compresión, cortante y el módulo de elasticidad se modifican en función a los factores listados. 5. Determina la esbeltez para vigas y columnas ( cortas, intermedias y largas) y verifica la mínima excentricidad, estabilidad lateral, pandeo, flexocompresión, flexión, tensión y corte horizontal en contra de ambos ejes. 6. Los resultados de salida muestran secciones dadas o seleccionadas, esfuerzos real y permisible, condición gobernante y fórmulas de relación de interacción y los números de las cláusulas relevantes del AITC, etc., para cada miembro individual. 5.2 Operaciones de Diseño Explicación de Términos y Símbolos Usados en Esta Sección: Símbolos Descripción f a Esfuerzo real de Compresión o de tensión (en PSI). Para tensión, la carga axial es dividida por el área de la sección neta (es decir, el NSF x X-área). FA Valor permisible de diseño para compresión o tensión (en PSI) modificado por medio de modificadores aplicables o calculado en base a la esbeltez en caso de compresión. f bz , f by Esfuerzo de flexión real alrededor de los ejes locales Z y Y (en PSI). FBZ, FBY Valores de diseño permisibles para esfuerzos de flexión alrededor de los ejes locales Z y Y (en PSI) modificados por los modificadores aplicables. JZ, JY Modificador para el efecto P-Delta alrededor de los ejes Z y Y respectivamente como se explica en la fórmula 5-18 de TCM. f vz , f vy Esfuerzo real de cortante horizontal. FVZ, FVY Esfuerzo de cortante horizontal permisible. VZ, VY Cortante en las direcciones locales Z y Y. ZD, YD Peralte de la sección en los ejes Z y Y. EZ, EY Excentricidad mínima a lo largo de los ejes Z y Y. CFZ, CFY CFZ y CFY son los valores de los factores de tamaño en los ejes Z y Y respectivamente. CLZ, CLY CLZ y CLY representan los factores de estabilidad lateral para vigas alrededor de los ejes Z y Y, respectivamente. RATIO Relación permisible de esfuerzo de acuerdo a haya sido definida por el usuario en un principio. El valor por omisión es 1. Combinación de Flexión y Esfuerzo Axial: Flexión y Tensión Axial: Se verifican las siguientes fórmulas de interacción: i) f a /FA + f bz /(FBZ x CFZ) + f by /(FBY x CFY) =< RATIO. ii) Verificación de estabilidad lateral con el esfuerzo de compresión neto: - f a /FA + f bz /(FBZ x CLZ) + f by /(FBY x CLY) =< RATIO. Flexión y Compresión Axial: i) f a /FA + f bz /(FBZ-JZ x f a ) + fb y /(FBY-JY x f a ) =< RATIO Aplicabilidad del factor de tamaño: a) Cuando CF < 1.00, Si fa > FBZ x (1-CFZ), FBZ no es modificado con CFZ. Si fa > FBY x (1-CFY), FBY no es modificado con CFY Si fa < FBZ x (1-CFZ) FBZ es tomada como FBZ x CFZ + fa, pero no deberá exceder FBZ x CLZ Si fa < FBY x (1-CFY) FBY es tomada como FBY x CFY + fa, pero no deberá exceder a FBY x CLY b) Cuando CF >= 1.00, el efecto de CF y CL son acumulativos FBZ es tomado como FBZ x CFZ x CLZ FBY es tomada como FBY x CFY x CLY Excentricidad Mínima: El programa revisa contra la mínima excentricidad en los siguientes casos: a) El miembro es un miembro de una marco y no de una armadura y está bajo compresión. b) El valor del esfuerzo de compresión axial real no excede el 30% del esfuerzo de compresión permisible. c) Los momentos reales alrededor de ambos ejes son menores que los momentos que serían causados por la excentricidad mínima. En esta aproximación, el momento debido a la excentricidad mínima es tomada como las veces de la carga compresiva a una excentricidad de 1 pulg. ó 0.1 x el peralte, cualquiera que sea mayor. En caso de excentricidad mínima, fbz es tomada como f a x (6+1.5 x JZ)/(EZ/ZD) f by es tomada como f a x (6+1.5 x JY)/ (EY/YD). Las siguientes condiciones son checadas: f a /FA + f bz /(FBZ-JZ x f a ) =< RATIO y f a /FA + f by /(FBY-JY x f a ) =< RATIO Esfuerzo Cortante: Los esfuerzos horizontales son calculados y revisados en contra de los valores permisibles: f vz = 3 x VY /(2 x Area x NSF) =< FVZ f vy = 3 x VZ /(2 x Area x NSF) =< FVY 5.3 Especificación de Entrada Un típico grupo de comandos de entrada para el Diseño en Madera de STAAD-III se lista a continuación: UNIT KIP INCH PARAMETER CODE TIMBER GLULAM 1:16F-V3-DF/DF MEMB 1 TO 14 GLULAM 1:22F-E5-SP/SP MEMB 15 TO 31 GLULAM 2:3-DF MEMB 32 TO 41 LAMIN 1.375 LY 168.0 MEMB 5 9 15 TO 31 LZ 176.0 MEMB 1 TO 4 6 7 8 10 TO 14 LUZ 322.6 ALL LUY 322.6 ALL WET 1.0 ALL CDT 1.33 NSF 0.85 BEAM 1.0 ALL CHECK CODE 1 TO 14 SELECT MEMB 15 TO 31 Explicación de Comandos y Parámetros de Entrada Para comenzar con el diseño en madera hay primero que especificar el parámetro (PARAMETER) y el código de madera (CODE TIMBER) antes de especificar los parámetros de entrada,. El usuario debe proporcionar el grado de madera (Grado GLULAM) para cada uno de los miembros que se intenten diseñar. Los parámetros pueden especificarse para todos los miembros de una lista o, para miembros específicos de la misma. En caso de que un parámetro no sea especificado, se asigna un valor por omisión. Véase para la descripción y valores por omisión de los parámetros la siguiente lista de parámetros de entrada.. Esfuerzos Permisibles y Grado Glulam de Catálogo El esfuerzo permisible para miembros GLULAM son leídos desde la Tabla-1 y tabla-2 del AITC para valores de diseño de madera laminada encolada estructural. Los miembros estructurales habrán de especificarse de la siguiente manera: Miembros Tabla 1: Tabla No. Nucleo/Exterior) GLULAM 1 : 16F-V3-DF/DF Combinación Especies Símbolo (Laminación Miembros Tabla -2: Tabla No. GLULAM 2 : 3 - DF Combinación Especies No. Para los miembros de la tabla-2, los valores de esfuerzo aplicable se seleccionan en base al peralte y al número de laminaciones. Observe que los espesores de los laminados (en pulgadas) pueden proporcionarse directamente y en caso de que no sea así el valor por omisión es tomado como 1.5 pulg. Usualmente, este valor es de 1.5 o 1.375 pulgadas. 5.4 Verificación conforme a Código El comando de verificación conforme a códigos permite al usuario revisar si el tamaño (YD x ZD) definido en la opción MEMBER PROPERTIES para las fuerzas y momentos críticos es adecuado o no. El programa imprime si el miembro ha pasado o no, las condiciones críticas y el valor de la relación. 5.5 Orientación de la Laminación Las laminaciones se asumen siempre como contenidas a lo largo del plano local Z del miembro. El usuario notará, que en la sección MEMBER PROPERTIES, YD siempre representa el peralte de la sección perpendicular a las fibras y ZD representa el ancho a lo largo de las fibras. Y ZD Z YD Z YD Y ZD 5.6 Selección de Miembro El comando SELECT MEMBER ( selección de miembros ) comienza a funcionar con el peralte mínimo permisible (o peralte mínimo definido a través del parámetro DMIN) y entonces verifica el código. Si el miembro no pasa con este peralte, el espesor es incrementado un espesor de laminación y los requerimientos son revisados nuevamente. El proceso es continuado hasta que la sección pasa todos los requerimientos. Esto asegura la sección más ligera para el miembro. Si el peralte de la sección alcanza el máximo permisible o el disponible y el miembro falla, se cuenta con las siguientes opciones para el rediseño: i) Cambiar el ancho o incrementar el peralte máximo permisible (DMAX). ii) Cambiar el grado de madera. iii) Cambiar los parámetros de diseño. Tabla 5.1 - Parámetros de Diseño para Madera Nombre de Valor por Descripción Parámetro Omisión LZ Longitud del Miembro (L) Longitud efectiva de la columna sobre el eje z. LY -DO- Lo mismo que el anterior pero sobre el eje y. LUZ 1.92*L Longitud efectiva no soportada de la viga sobre el eje z. LUY 1.92*L Longitud efectiva no soportada de la viga sobre el eje y. WET 0.0 0.0 - condición seca 1.0 - condición húmeda WET, utiliza factores incluidos. NSF 1.0 Factor de sección neta para miembros en tensión. (Tanto los esfuerzos de tensión como de corte están basados sobre el área transversal x nsf). CDT 1.0 Duración del factor de carga. CSF 1.0 Factor de forma. CTM 1.0 Factor de temperatura. CCR 1.0 Factor de curvatura. RATIO 1.0 Relación permisible entre el esfuerzo real y permisible. LAMINATION 1.50 pulg Espesor de laminación en pulgadas (1.50 o 1.375). Tabla 5.1 - Parámetros de Diseño Cont. Nombre de Valor por Descripción Parámetro Omisión BEAM 0.0 0.0= diseño para fuerzas en los extremos o en las localizaciones especificadas por el comando SECCION. 1.0= Calcula el momento en diez puntos a lo largo de la viga y usa el máximo para el diseño. Notas: i. En caso de que el pandeo de la columna sea restringido en la dirección Y y/o Z, defina LY y/o LZ como cero(s). Similarmente, el pandeo lateral de la viga en la dirección Y y/o Z podrá restringirse definiendo a LUY y/o LUZ como ceros. ii. El factor de tamaño, los factores de estabilidad lateral y contenido de humedad y algunos otros son; ya sea calculados o leídos de los catálogos del programa. Resultados de Salida STAAD-III CODE CHECKING - (AITC) *********************** ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER TABLE RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 2 PR 8.000X15.000 FAIL TCM:CL. 5-18 1.205 2 2.24 C 0.00 45.38 0.0000 |--------------------------------------------------------------------------| | MEMB- 2 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH | | LZ=240.00 LY=240.00 LUZ=240.00 LUY=240.00 JZ =0.370 JY =1.000 CDT=1.000 | | CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.98 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 | |ACTUAL STRESSES: fa= 18.67,fbz=1815.06,fby= 0.00,fvz= 49.37,fvy= 0.00 | |ALLOW. STRESSES: FA= 366.67,FBZ=1579.49,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 | |--------------------------------------------------------------------------| 3 PR 8.000X15.000 FAIL TCM:CL. 5-18 1.239 2 10.64 C 0.00 43.94 0.0000 |--------------------------------------------------------------------------| | MEMB- 3 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH | | LZ=180.00 LY=180.00 LUZ=180.00 LUY=180.00 JZ =0.074 JY =0.997 CDT=1.000 | | CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.98 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 | |ACTUAL STRESSES: fa= 88.68,fbz=1757.49,fby= 0.00,fvz= 36.61,fvy= 0.00 | |ALLOW. STRESSES: FA= 652.22,FBZ=1600.00,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 | |--------------------------------------------------------------------------| STAAD-III MEMBER SELECTION - (AITC) ************************** ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER TABLE RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 2 PR 8.000X18.000 PASS TCM:CL. 5-18 0.860 2 2.24 C 0.00 45.38 0.0000 |--------------------------------------------------------------------------| | MEMB- 2 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH | | LZ=240.00 LY=240.00 LUZ=240.00 LUY=240.00 JZ =0.173 JY =1.000 CDT=1.000 | | CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.96 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 | |ACTUAL STRESSES: fa= 15.56,fbz=1260.46,fby= 0.00,fvz= 41.14,fvy= 0.00 | |ALLOW. STRESSES: FA= 366.67,FBZ=1545.08,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 | |--------------------------------------------------------------------------| 3 PR 8.000X18.000 PASS TCM:CL. 5-18 0.876 2 10.64 C 0.00 43.94 0.0000 |--------------------------------------------------------------------------| | MEMB- 3 GLULAM GRADE:16F-V1-DF/WW LAM.=1.500 UNITS: POUND-INCH | | LZ=180.00 LY=180.00 LUZ=180.00 LUY=180.00 JZ =0.000 JY =0.997 CDT=1.000 | | CSF=1.00 WET=0.0 CCR=1.00 CTM=1.00 CFZ=0.96 CFY=1.00 CLZ=1.000 CLY=1.000 | |ACTUAL STRESSES: fa= 73.90,fbz=1220.48,fby= 0.00,fvz= 30.51,fvy= 0.00 | |ALLOW. STRESSES: FA= 652.22,FBZ=1600.00,FBY= 950.00,FVZ=140.00,FVY=130.00 | |--------------------------------------------------------------------------| Explicación de los Resultados de Salida y Parámetros Los resultados de salida de la verificación conforme a códigos y/o la selección de miembros son impresos como se muestra en la Sección previa. Cada uno de los elementos son explicados a continuación: a) MEMBER se refiere al número de miembro para el cual el diseño es ejecutado. b) TABLE se refiere al tamaño de la sección prismática (B X D o ZD X YD). c) RESULT imprime si el miembro ha sido satisfactorio (PASS) o no (FAIL). d) CRITICAL COND se refiere a la cláusula o número de fórmula, del manual de construcción en madera (Tercera edición, AITC-1985), el cual está gobernando el diseño. Véase la tabla siguiente: CONDICION CRITERIO GOBERNANTE CRÍTICA CLAUSULA 5-19 Compresión axial y flexión con Excentricidad mínima. CLAUSULA 5-18 Compresión axial y flexión CLAUSULA 5-42 Tensión axial y flexión CLAUSULA 5-24 Cortante horizontal CLAUSULA 5-40 Estabilidad lateral para el esfuerzo compresivo neto en caso de tensión y flexión e) RATIO imprime la relación entre el esfuerzo real y el permisible para la condición crítica. Esta relación es usualmente la relación acumulativa del esfuerzo en la fórmula de interacción. Si el cortante está gobernando el diseño, RATIO significa la relación del esfuerzo de corte real al esfuerzo de corte permisible. Cuando este valor excede la relación permisible (valor por omisión de 1) el miembro falla. f) LOADING proporciona el número de caso de carga que está gobernando. g) FX, MY y MZ definen la fuerza axial de diseño, el momento sobre el eje local Y y el momento sobre el eje local Z, respectivamente. El valor FX es acompañado por una letra C o T denotando compresión o tensión. h) LOCATION especifica la distancia real desde el principio del miembro hasta la sección donde las fuerzas gobernantes de diseño en caso de que el mandato BEAM o el mandato SECTION sea especificado. Los parámetros de salida que aparecen dentro del marco se explican a continuación: a) MEMB se refiere al mismo número de miembro para el cual se ejecuta el diseño. b) GLULAM GRADE se refiere al grado de madera. c) LAM se refiere a los espesores de laminación provistos en la entrada o asumidos por el programa. (Véase la Sección de parámetros de entrada ). d) LZ, LY, LUZ y LUY son las longitudes efectivas como se han calculado o definido. (Véase la Sección parámetros de entrada). e) JZ y JY son los modificadores para el efecto P-Delta alrededor de los ejes Z y Y, respectivamente. Estos son calculados por el programa. f) CDT, CSF, WET, CCR y CTM; son los modificadores del esfuerzo permisible tal y como se explican en la Sección parámetros de entrada. g) CFZ y CFY son los valores de los factores de tamaño en los ejes Z y Y, respectivamente. CLZ y CLY representan los factores de estabilidad lateral para vigas alrededor del eje Z y Y, respectivamente. Estos valores son impresos para ayudar al usuario a visualizar los valores de diseño intermedio y rechecar los cálculos de diseño. h) f a , f bz , f by , f vz y fvy son el esfuerzo axial real, los esfuerzos de flexión alrededor de los ejes Z y Y, y los esfuerzos de corte horizontal alrededor de los ejes Z y Y, respectivamente. Si los momentos de flexión alrededor de ambos ejes son menores que los momentos de excentricidad basados en la mínima excentricidad, entonces los esfuerzos de flexión son calculados en base a la excentricidad mínima. Refiérase a la Sección de operaciones de diseño para más información. i) FA, FBZ, FBY, FVZ y FVY son los esfuerzos finales permisibles axiales, de flexión (en los ejes Z y Y) y de corte horizontal (ejes Z y Y) finales. Refiérase a la Sección de operaciones de diseño. Comandos e Instrucciones de Entrada de STAAD - III Esta Sección del Manual, describe en detalle varios de los comandos e instrucciones relacionados con STAAD-III. El usuario utiliza un formato de lenguaje de comandos para comunicar las instrucciones al programa, ya sea para suministrar algún dato al programa o para instruirlo en como ejecutar algún cálculo usando los datos ya especificados. El formato del lenguaje de comandos y convenciones de los comandos se describen en la Sección 6.1, y posteriormente se presenta una descripción detallada de todos los comandos disponibles. Aun cuando una entrada de STAAD-III puede crearse a través del generador gráfico de datos, (discutido en la Sección 7) es muy importante entender el lenguaje de comandos. Con el conocimiento de este lenguaje, es fácil comprender el problema y añadir o hacer observaciones sobre los datos cuando sea necesario. La secuencia general en la que los comandos habrán de aparecer en un archivo de entrada, deberá de seguir, idealmente, la misma secuencia en la que son presentados en esta Sección. No obstante, los comandos pueden proporcionarse en cualquier orden, a excepción de los siguientes casos: i) Todos los datos relacionados con el diseño habrán de proporcionarse después del comando de análisis. ii) Todos los casos de carga y combinaciones de carga deben definirse juntos, excepto en el caso donde los comandos CHANGE y RESTORE sean utilizados. Los casos de carga adicionales podrán proporcionarse en la última parte de la entrada. Sección Sección 6 6 Todos los datos de entrada provistos son almacenados en el programa. Por medio del archivo de datos, éstos pueden ser adicionados, borrados o modificados. Instrucciones de Entrada 6.1 Convenciones del Lenguaje de Comandos Esta Sección describe el lenguaje de los comandos utilizado en STAAD-III. Primero, se discuten los elementos diversos del lenguaje, y luego se describen en detalle los formatos de los comandos. 6.1.1 Elementos de los Comandos a) Números enteros: Los números enteros son aquellos escritos sin punto decimal. Estos números son designados como i 1 , i 2 , etc. y no deben contener punto decimal. Los signos (+ ó -) se permiten enfrente de estos números. Si se omite el signo, se asumirá como valor positivo (+). b) Números de punto flotante: Estos son números reales que pueden contener una porción decimal. Estos números son designados como f 1 , f 2 ,…, etc. Los valores pueden tener un punto decimal y/o exponente. Cuando se especifican números con magnitudes menores que 1/100, es recomendable utilizar el formato científico (E) para evitar errores relacionados con la precisión. Ejemplo 5055.32 0.73 -8.9 732 5E3 -3.4E-6 etc. Cuando se omite el signo, se asume como un valor positivo (+). Además, observe que si la porción decimal del número es cero, el punto decimal puede omitirse. c) Alfanuméricos: Éstos son caracteres que se usan para construir los nombres de los datos, títulos o comandos. Todos los caracteres alfanuméricos pueden especificarse con letras mayúsculas o minúsculas. No se necesitan comillas para enmarcarlos. Ejemplo MEMBER PROPERTIES 1 TO 8 TABLE ST W8X35 d) Repetición de datos: La repetición de datos numéricos se define a través del siguiente formato: n * f donde n = número de veces que se repetirá el dato. f = dato numérico, entero o punto flotante. Ejemplo JOINT COORDINATES 1 3 * 0. Esta especificación de las coordenadas de los nodos es similar a: 1 0. 0. 0. 6.1.2 Formatos de los Comandos a) Formato de entrada libre: Todos los datos de entrada de STAAD-III son leídos con un formato de entrada libre. Los datos de entrada deberán separarse entre sí por medio de espacios en blanco o por comas. El uso de las comillas nunca es necesario para separar palabras alfabéticas, tales como datos, comandos o títulos. b) Comentarios: Para documentar un archivo de datos de STAAD-III, se cuenta con una opción que permite el uso de comentarios. Estos se pueden incluir al proporcionar un asterisco (*), como el primer caracter de línea. De tal manera que la línea será impresa pero no será procesada por el programa. Ejemplo JOINT LOAD * THE FOLLOWING IS AN EQUIPMENT LOAD 2 3 7 FY 35.0 etc. c) Significado de las palabras subrayadas en el Manual: Los formatos exactos de los comandos se describen en la última parte de esta Sección. Muchas de las palabras en los comandos y datos, pueden abreviarse. La palabra completa se da con el propósito de describir el comando, aunque la porción realmente necesaria es la que se encuentra subrayada (abreviación). Por ejemplo, si se utiliza la palabra MEMBER para especificar un comando, únicamente se necesitara definir la porción MEM de la palabra. Para ciertas personas, sería más claro leer la salida utilizando la palabra completa, pero un usuario experimentado podría desear usar las abreviaciones. d) Significado de corchetes y paréntesis: En algunos formatos, los corchetes encierran un número de opciones, las cuales son presentadas en arreglos verticales. Una y solamente una de las opciones puede seleccionarse. Sin embargo, varias de las opciones listadas podrían seleccionarse en caso de que un asterisco (*) esté localizado a un lado de los corchetes. Ejemplo  XY    YZ     XZ   En el ejemplo anterior, se debe hacer una elección de entre los términos XY, YZ o XZ. Ejemplo *  FX    FY     FZ   Aquí se puede elegir, en cualquier orden, uno o todos los términos de la lista (FX, FY y FZ) en cualquier orden. Los paréntesis ( ), indican que la porción encerrada del comando es opcional. La presencia o ausencia de esta porción, afecta el significado del comando, de acuerdo a como se explica en la descripción del comando en particular. Ejemplo PRINT (MEMBER) FORCES PERFORM ANALYSIS (PRINT LOAD DATA) En la primera línea, la palabra MEMBER puede omitirse sin alterar el significado del comando. Para la segunda línea, PRINT LOAD DATA el comando puede ser omitido, y en tal caso, el dato de carga no será impreso. e) Separador de datos múltiples: Varios datos pueden definirse en una misma línea, al separarse con un punto y coma (;). Una restricción en el uso de este caracter, es que los comandos consecutivos no pueden ser separados por un punto y coma, deberán aparecer en líneas separadas. Ejemplo MEMBER INCIDENCES 1 1 2; 2 2 3; 3 3 4 etc. Posible Error: PRINT FORCES; PRINT STRESSES En el caso anterior, únicamente se procesa el comando PRINT FORCES y se ignora el comando PRINT STRESSES. f) Lista de datos: En algunas de las descripciones de los comandos de STAAD-III, la palabra list se utiliza para identificar una lista de nodos, miembros/elementos o casos de carga. El formato de una lista puede definirse de la manera siguiente: *  i 1 , i 2 , i 3 .......   list =  i 1 TO i 2 (BY i 3 )     X o Y o Z   Donde TO se refiere a todos los enteros desde el primero (i 1 ) hasta el segundo (i 2 ) inclusive. BY, significa que los números son incrementados por el tercero (i 3 ). Si se omite BY i 3 , el incremento será considerado como uno. Algunas veces, la lista puede ser demasiado grande para caber en una misma línea, en tales casos, se podrá continuar en la próxima línea agregando un guión precedido por un espacio. Además, note que esto es válido únicamente para continuar una lista y no puede utilizarse para ningún otro tipo de datos. Se puede utilizar la especificación de X (o Y o Z) en lugar de una lista numérica. La especificación incluirá todos los miembros paralelos a la especificación global especificada. Observe que esto no es aplicable a nodos o elementos. Ejemplo 2 4 7 TO 13 BY 2 19 TO 22 - 28 31 TO 33 FX 10.0 Esta lista es la misma que: 2 4 7 9 11 13 19 20 21 22 28 31 32 33 FX 10.0 Error Posible: 3 5 TO 9 11 15 - FX 10.0 En este caso, la marca de continuación se usa para los términos de la lista que no son continuos. Generándose, un mensaje de error, o posiblemente, resultados imprevisibles. 6.1.3 Lista de Miembros por Especificación de Rangos Globales Este comando permite al usuario especificar listas de miembros/elementos proporcionando rangos globales. El formato general de la especificación es como sigue: Formato General:  XRANGE   YRANGE  f 1 , f 2   ZRANGE   donde, XRANGE, YRANGE, ZRANGE = dirección del rango (paralelo a las direcciones globales X, Y, Z respectivamente) f1, f2 = valores (en el sistema actual de unidades) que definen al rango especificado. Notas 1) Unicamente una dirección de rango (XRANGE, YRANGE etc.) es permitida por lista. 2) Los valores que definen al rango (f1, f2) debe estar en el sistema actual de unidades. Ejemplo MEMBER TRUSS XRANGE 20. 70. CONSTANTS E STEEL YRANGE 10. 55. En el ejemplo anterior, un XRANGE es especificado con valores de 20 y 70. Este rango incluirá a todos los miembros que pertenezcan a un rango paralelo al eje X y estén limitados por X=20 y X=70. Comandos de STAAD-III 6.2 Inicio del Problema y Título Objetivo Este comando inicia la ejecución de STAAD y permite al usuario definir el tipo de estructura y un título opcional. Formato general:  PLANE    SPACE   STAAD     (any title a 1 )  TRUSS     FLOOR   Descripción Cualquier entrada de STAAD-III tiene que comenzar con la palabra STAAD. Las siguientes especificaciones del tipo de estructura están disponibles: PLANE = Estructura plana SPACE = Estructura espacial TRUSS = Armadura plana o espacial FLOOR = Estructura de piso a 1 = título del problema.- Este título, aparecerá en la parte superior de cada página de impresión. Para incluir información adicional en el encabezado de la impresión, use una línea de comentario, conteniendo la información pertinente, como la segunda línea de entrada. Véase La Sección 2.3 Notas 1) El usuario deberá tener sumo cuidado en la elección del tipo de estructura, ya que de esta elección dependen los diversos grados de libertad que se consideran en el análisis. La figura siguiente ilustra los varios grados de libertad considerados en los diferentes tipos de especificaciones. Una discusión detallada se proporciona en la sección 2.3. TIPOS DE ESTRUCTURAS PLANA ESPACIAL ARMADURA PISO 2D 3D 2) El titulo que el usuario haya proporcionado para la estructura será impreso en la parte superior de las hojas de salida, permitiéndole así, adecuar la salida a sus necesidades. 6.3 Especificación de Unidades Objetivo Este comando permite al usuario especificar o cambiar las unidades de fuerza y longitud para los archivos de entrada o salida. Formato general: *  length-unit   UNIT       force-unit    INCHES    FEET o FT    CM   length-unit =  METER    MMS    DME     KM    KIP    POUND    KG   force-unit =  MTON    NEWTON    KNS    MNS     DNS   Nota: DME denota decámetros. MNS denota Meganewtons y Dns denota Decanewtons. MTON denota Toneladas métricas =1000 Kg. Las demás unidades se dan por sobreentendidas. Descripción El comando UNIT, se puede repetir cualquier número de veces durante un análisis. Cuando se cambian las unidades durante un análisis, todos los datos de entrada previos se ajustarán a estas nuevas unidades. Además, observe que para los ángulos la unidad de entrada siempre son grados. Sin embargo, la unidad de salida para la rotación de nodos (en desplazamiento de nodos) está en radianes. Para todas las salidas, las unidades son claramente especificadas por el programa. Ejemplo UNIT KIP FT UNIT INCH UNIT CM MTON Notas Este comando se podrá utilizar tan frecuentemente como sea necesario para especificar datos o para generar la salida en las unidades de fuerzas y longitud convenientes. Observe que se permite la mezcla y comparación de diferentes sistemas de unidades (Imperial, Métrica, Sistema Internacional, etc.). 6.4 Especificación del Ancho de la Entrada/Salida Objetivo Estos comandos se pueden utilizar para especificar los anchos de las líneas de los archivos de entrada y salida. Formato general:  INPUT       WIDTH i 1   OUTPUT   Para INPUT WIDTH, i 1 = número de caracteres por línea, en el archivo de entrada que serán procesados. Para OUTPUT WIDTH, i 1 = 72 ó 118 caracteres, dependiendo de lo angosto o ancho de la salida. Descripción Con este comando el usuario podrá especificar el ancho de entrada/salida necesario. El valor por omisión para el ancho de entrada es 72, pero podrá definirse cualquier valor hasta de 79. En caso de que el ancho de la entrada sea mayor de 72, la salida deberá imprimirse en papel más ancho, y en una impresora, que sea capaz de manejar hasta 118 caracteres. Recuerde, que un ancho de entrada más angosto, resultará en una mayor rapidez de análisis de línea, y por consiguiente, en un incremento en la rapidez de ejecución. El programa puede generar dos diferentes tipos de anchos de salida, 72 (valor por omisión) y 118. El ancho de 72 caracteres se puede utilizar para mostrar información en la mayoría de los monitores de las computadoras y para imprimir en papel de 8-1/2" de ancho . El ancho de 118 caracteres se utiliza para imprimir en papel de 11" de ancho. Notas Esta es una opción que permite improvisar la calidad de presentación de los documentos ejecutados. 6.5 Comando SET Objetivo Este comando permite definir al usuario varias especificaciones generales para la ejecución del análisis y diseño. Formato general:  NL i 1    CO i 2       SET    ON      ECHO           OFF       Z UP   donde, i 1 = número máximo de casos de carga primaria (NL) i 2 = número máximo de miembros (o elementos) conectados a un nodo Descripción Se usa el comando SET NL, en una ejecución de análisis múltiple, cuando el usuario requiere añadir más casos de carga primaria después de que un análisis haya sido ejecutado. Específicamente, para aquellos ejemplos, que usan el comando CHANGE o RESTORE, cuando el usuario desea añadir más casos de carga primaria, el valor NL deberá colocarse al número máximo con el comando SET NL. El programa será entonces capaz de quitar espacio adicional para la información que será adicionada más tarde. Observe que este comando deberá especificarse antes de cualquier especificación de nodo, miembro o carga. El comando SET CONNECTIVITY también se puede utilizar para especificar el número máximo de miembros (o elementos) que se pueden conectar a un mismo nodo. El valor por omisión dentro del programa, es de 16. Si se requiere conectar más de 16 miembros (o Véase La Sección 6.18, 6.38 Y Problema 4 elementos) a un nodo, utilice la opción SET CONNECTIVITY. Este comando deberá proporcionarse antes de la especificación JOINT COORDINATE. El comando SET ECHO ON activa y el comando SET ECHO OFF desactiva la repetición de los comandos del archivo de entrada en el archivo de salida. En la ausencia del comando SET ECHO, los comandos del archivo de entrada serán repetidos en el archivo de salida. Por omisión, el eje Y representa al eje vertical. Sin embargo, el comando SET Z UP se podrá utilizar para modelar aquellas situaciones en donde el eje Z representa la carga vertical (dirección de la carga de gravedad) de la estructura. Esta situación podría surgir cuando la geometría de la estructura es generada a través de algún software tipo CAD. Observe que este comando afectará el valor por omisión del ángulo de especificación BETA. Sin embargo, el valor de BETA podrá ser colocado a cierto valor para todos aquellos miembros que sean paralelos a un eje global en particular mediante el listado de tipo MEMBER X (o Y o Z). Para información adicional, véase la especificación de constantes en la sección 6.26. Notas El comando SET Z UP influye directamente en los valores de los siguientes datos de entrada: 1) JOINT COORDINATE 2) Entrada para el comando PERFORM ROTATION 3) BETA ANGLE Las siguientes opciones de STAAD no pueden ser utilizadas con el comando SET Z UP: 1) Generación de carga por viento 2) Generación de carga en piso 3) Generación Automática de apoyos elásticos para Losas de Cimentación 6.6 Comando de Separación de Líneas Objetivo Este comando se utiliza para especificar el caracter de separación de líneas que será empleado para separar los datos de varias líneas dentro de una única línea de entrada. Formato general: SEPARATOR a 1 Descripción El punto y coma (;) es el caracter que por omisión actúa para separar varios datos en una misma línea. No obstante, este caracter de separación se puede cambiar con el comando SEPARATOR, a cualquier caracter a 1 , que sea diferente a la coma o el asterisco. Notas Los caracteres (,) o (*) no podrán ser utilizados como separadores de líneas. 6.7 Comando de Salto de Hoja Objetivo Este comando se utiliza para instruir al programa que inicie una nueva página de salida. Formato general: PAGE NEW Descripción Este comando, sirve para definir una nueva página de impresión en el archivo de salida. Proporcionando al usuario, la flexibilidad necesaria, para el diseño del formato de salida. Notas La calidad de presentación del documento de salida se puede mejorar con el uso de este comando 6.8 Comando de Expulsión de Hoja Objetivo Estos comandos se emplean para definir la longitud de página de la salida y el caracter de expulsión. Formato general:  LENGTH i   PAGE       EJECT a 1   La longitud de página para la impresión del archivo de salida de STAAD-III, está basada en un valor por omisión de 60. Sin embargo, se puede cambiar esta longitud a cualquier número i (número de líneas por página) deseado. Descripción El caracter estándar de expulsión de página (CNTRL L para micro y 1 para mini o macro computadoras) está incluido dentro del programa de STAAD-III. El caracter a 1 , del comando PAGE EJECT, alterará el caracter por omisión para expulsión de página en el programa. Un espacio suprimirá la expulsión de página. 6.9 Especificaciones Ignorar Objetivo Estos comandos permiten definir una lista de miembros de una manera conveniente para no obtener mensajes de error referentes a números de miembros que no existen. Formato general: IGNORE LIST Descripción IGNORE LIST se puede utilizar cuando el usuario requiera que el programa ignore algún miembro inexistente que pueda estar incluido en la especificación de una lista de miembros. Por ejemplo, por razones de simplicidad, una lista puede especificarse como MEMB 3 TO 40, donde los miembros 10 y 11 no existen. Un mensaje de error se podrá evitar en esta situación proporcionando el comando IGNORE LIST, en algún lugar al principio de la entrada. Un mensaje de advertencia, sin embargo, aparecerá para cada miembro inexistente. 6.10 Especificación de no Diseño Objetivo Este comando permite al usuario declarar que no se realizaran operaciones de diseño durante la ejecución del programa. La memoria reservada para el diseño será desocupada, con lo que se podrán completar trabajos de análisis más grandes. Formato general: INPUT NODESIGN Descripción STAAD-III siempre asume que, en algún lugar de la entrada, el usuario podría desear ejecutar el diseño para miembros de acero o concreto. Estos procesos de diseño requieren de más memoria de su computadora. En caso de que la disponibilidad de memoria represente un problema, el comando anterior ayudará a eliminar los requerimientos de memoria extra. 6.11 Coordenadas de Los Nodos Objetivo Este grupo de comandos permitirá al usuario especificar y generar las coordenadas de los nodos de la estructura. El comando JOINT COORDINATES inicia la especificación de las coordenadas. Los comandos REPEAT y REPEAT ALL permite la fácil generación de coordenadas a través de patrones de repetición. Formato general: JOINT COORDINATES (CYLINDRICAL (REVERSE)) band-spec i 1 , x 1 , y 1 , z 1 , ( i 2 , x 2 , y 2 , z 2 , i 3 ) REPEAT n, xi 1 , yi 1 , zi 1 , (xi 2 , yi 2 , zi 2 ,..., xi n , yi n , zi n ) REPEAT ALL n, xi 1 , yi 1 , zi 1 , (xi 2 , yi 2 , zi 2 ,..., xi n , yi n , zi n ) band-spec = (NOREDUCE BAND) NOCHECK= No realiza verificaciones para estructuras múltiples o nodos huérfanos. Descripción El comando JOINT COORDINATES especifica un sistema de coordenadas cartesianas (véase figura 2.2). Los nodos se definen utilizado las coordenadas globales X, Y y Z. El comando JOINT COORDINATE CYLINDRICAL especifica un sistema de coordenadas cilíndricas (véase la figura 2.3). Los nodos se especifican utilizando las coordenadas r, θ y z. El comando JOINT COORDINATE CYLINDRICAL REVERSE especifica un sistema de coordenadas cilíndricas inverso (véase la figura 2.4). Los nodos se definen mediante las coordenadas r, y θ. El comando NOREDUCE BAND provoca que el programa se ejecute sin realizar una reducción del ancho de banda. Véase La Sección 2.5.1 Ejemplo JOINT COORDINATES NOREDUCE BAND El comando REPEAT provoca que la línea previa de entrada sea repetida un número "n" de veces con incrementos específicos en las coordenadas. El comando REPEAT ALL funciona de manera similar al REPEAT excepto que éste repite todas las líneas de entrada antes de un previo comando de REPEAT ALL, o todos los datos de los nodos en caso de que no se haya definido ningún comando REPEAT ALL. (Cuando se utilizan los comandos REPEAT y REPEAT ALL la numeración de nodos deberá de ser consecutiva y empezar desde uno). i 1 = el número de nodo para el cual las coordenadas son proporcionadas. Cualquier número entero (no mayor de cuatro dígitos) es permitido. x 1 , y 1 y z 1 = X, Y y Z (R, θ y Z para coordenadas cilíndricas, y R, Y y θ para coordenadas cilíndricas inversas de las nodos). Para el análisis de estructuras planas, z 1 es un elemento de dato opcional cuando se dan los nodos individualmente. Para la generación de nodos siempre se requiere de z 1 . Lo siguiente se usa únicamente para cuando se van a generar los nodos. i 2 = el segundo número de nodo para el cual se generarán las coordenadas. x 2 , y 2 y z 2 = X, Y y Z son las coordenadas de las nodos (R, h y Z para coordenadas cilíndricas o R, Y y h para coordenadas cilíndricas inversas) i 3 = número con el cual los nodos generados serán incrementados. El valor por omisión es 1 n = número de veces REPEAT se realizará. Note que n no puede exceder a 98 en ningún comando REPEAT. xi k , yi k y zi k = X, Y y Z (R, h y Z[R, Y y h]) incremento de coordenadas para la k-ésima repetición Las coordenadas X, Y y Z (R, h y Z[R, Y y h]) estarán igualmente espaciadas entre i 1 e i 2 . Ejemplo 1 JOINT COORDINATES 1 10.5 2.0 8.5 2 0.0 0.0 0.0 3 5.25 0.0 8.5 6 50.25 0.0 8.5 En este ejemplo, se proporcionan las coordenadas XYZ de los nodos del 1 al 6. Note que los nodos del 3 al 6 serán generados a intervalos igualmente espaciados desde el 3 al 6. Debido a eso el nodo 4 tendrá por coordenadas 20.25 0.0 8.5 y el nodo 5 tendrá por coordenadas 32.25 0.0 8.5 . Ejemplo 2 JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 4 45 0.0 0.0 REPEAT 4 0.0 0.0 15.0 REPEAT ALL 10 0.0 10.0 0.0 Aquí se generan las coordenadas de los 220 nodos de una nave de diez niveles 3 X 4. El comando REPEAT, repite la primera línea de entrada cuatro veces, incrementando cada coordenada Z 15. Por esto dos líneas son suficientes para crear un piso de veinte nodos: 1 0. 0. 0. ; 2 15. 0. 0. ; 3 30. 0. 0. ; 4 45. 0. 0. 5 0. 0. 15. ; 6 15. 0. 15. ; 7 30. 0. 15. ; 8 45. 0. 15. ..... ..... ..... ..... 17 0. 0. 60. ; 18 15. 0. 60. ; 19 30. 0. 60. ; 20 45. 0. 60. El comando REPEAT ALL repite todos los datos previos (es decir, los veinte nodos del piso) diez veces, incrementando la coordenada Y por 10, cada vez. Esto crea los 200 nodos restantes de la estructura: Ejemplo 3 21 0.0 10.0 0.0 ; 22 15.0 10.0 0.0 ; ... ; 40 45.0 10.0 60.0 ; 41 0.0 20.0 0.0 ; ... ; 200 45.0 90.0 60.0 ; 201 0.0 100.0 0.0 ; ... ; 219 30.0 100.0 60.0 ; 220 45.0 100.0 60.0 Los siguientes ejemplos ilustran varios usos del comando REPEAT. REPEAT 10 5. 10. 5. El comando REPEAT anterior, repetirá la última línea de entrada 10 veces usando el mismo tipo de incrementos (esto es, x=5., y=10., z=5.). REPEAT 3 2. 10. 5. 3. 15. 3. 5. 20. 3. El comando REPEAT anterior, repetirá la última línea de entrada tres veces. Cada operación de repetición usará un diferente tipo de incremento. REPEAT 10 0. 12. 0. 15*0 0. 10. 0. 9*0 El comando REPEAT anterior, repetirá la última línea de entrada 10 veces. Seis veces usando incrementos de 0., 12., 0., para x, y, z, cuatro veces usando incrementos de 0., 10., y 0. Cada valor cero (0) de x, y, y z representa que no se ha cambiado el incremento previo. Cinco grupos de 0., 0. y 0. (15*0) son proporcionados para crear repeticiones de la segunda hasta la sexta. La séptima repetición es hecha con incrementos de 0., 10. y 0. De la octava hasta la décima repetición son hechas con el mismo incremento que la séptima, y es representado como 9*0. Notas El comando PRINT JOINT COORDINATE se emplea para verificar las coordenadas de los nodos provistas o generadas por los comandos REPEAT y REPEAT ALL. Utilice además el módulo de STAAD-POST para verificar visualmente la geometría. 6.12 Especificación de Incidencia de Miembros Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para la definición de miembros a través de la especificación de conectividad de Nodos. Los comandos REPEAT y REPEAT ALL se pueden utilizar para facilitar la generación de patrones repetitivos. La incidencia de miembros y/o elementos se deberá de definir de tal manera que el modelo desarrollado represente una única estructura, y no dos o mas estructuras separadas. STAAD-III es capaz de detectar automáticamente estructuras múltiples. Formato general: MEMBER INCIDENCES i 1 , i 2 , i 3 , ( i 4 , i 5 , i 6 ) REPEAT n, m i , j i REPEAT ALL n, m i , j i Descripción El comando REPEAT provoca que la línea previa de entrada, se repita un número n de veces, con el miembro específico y los incrementos en los nodos. El comando REPEAT ALL funciona similarmente al comando REPEAT, excepto que repite todas las entradas previamente especificadas al más reciente comando REPEAT ALL o al comienzo de la especificación, si ningún comando REPEAT ALL ha sido previamente utilizado (cuando se usan los comandos REPEAT o REPEAT ALL, la numeración de los miembros debe de ser consecutiva). i 1 = número de miembro para el cual las incidencias son proporcionadas. Cualquier número entero (máximo seis dígitos) es permitido i 2 = número del nodo inicial Véase La Sección 2.5.2 i 3 = número del nodo final Los siguientes datos se usan únicamente para la generación de miembros: i 4 = número del segundo miembro para el cual los miembros serán generados i 5 = número del incremento de los miembros para generación i 6 = número del incremento de los nodos que será añadido a los nodos incidentes (i 5 y i 6 tendrán como valor por omisión 1) n = número de repeticiones que se van a realizar m i = número de incremento para miembros j i = número de incremento para nodos Ejemplo MEMBER INCIDENCES 1 1 2 2 5 7 5 7 11 13 13 2 3 En este ejemplo, el miembro 1 va del nodo 1 al nodo 2. El miembro 2 está conectado entre los nodos 5 y 7. Los números de los miembros del 3 al 5 serán generados con un incremento para los miembros de 1 y con un incremento para los nodos de 1 (por omisión). Esto es, el miembro 3 va del 6 al 8; el miembro 4 del 7 al 9; miembro 5 del 8 al 10. Similarmente, en la próxima línea, el miembro 9 estará del 14 al 16; el 11 del 17 al 19 y el 13 del 20 al 22. Ejemplo Adicional MEMBER INCIDENCES 1 1 21 20 21 21 22 23 REPEAT 4 3 4 36 21 25 39 REPEAT 3 4 4 REPEAT ALL 9 51 20 Este ejemplo crea los 510 miembros de una nave de diez niveles 3X4 (esto es una continuación del ejemplo empezado en la Sección 6.12). La primera línea de entrada crea las veinte columnas del primer piso: 1 1 21 ; 2 2 22 ; 3 3 23 ; ... ; 19 19 39 ; 20 20 40 Los dos comandos (21 21 22 23 y REPEAT 4 3 4) crean 15 miembros, los cuales están en el nivel del segundo piso para vigas corriendo, por ejemplo, en la dirección este - oeste; 21 21 22; 22 22 23; 23 23 24 24 25 26; 25 26 27; 26 27 28 ... ... ... 33 37 38; 34 38 39; 35 39 40 Los próximos dos comandos (36 21 25 39 y REPEAT 3 4 4) funcionan similarmente a los dos comandos previos, pero aquí crea el piso del diciseisavo nivel con vigas corriendo en la dirección norte - sur: 36 21 25; 37 22 26; 38 23 27; 39 24 28 40 25 29; 41 26 30; 42 27 31; 43 28 32 ... ... ... ... 48 33 37; 49 34 38; 50 35 39; 51 36 40 Los comandos precedentes han creado una unidad de piso sencilla, compuesta tanto de vigas y columnas con un total de 51 miembros. El comando REPEAT ALL, ahora repite esta unidad nueve veces, generando 459 nuevos miembros y terminando la estructura de diez niveles. El número de miembros es incrementado por 51 (el número de miembros en una unidad repetida) y el número de nodos es incrementado por 20, (número de nodos en un piso). Notas El comando PRINT MEMBER INFO se emplea para verificar la incidencia de miembros provista o generada por los comandos REPEAT y REPEAT ALL. Además, el módulo de STAAD-POST verifica la geometría gráficamente. 6.13 Especificación de la Incidencia de Elementos Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para especificar elementos definiendo la conectividad entre nodos. Los comandos de REPEAT y REPEAT ALL se pueden utilizar para facilitar la generación de patrones repetitivos. La incidencia de miembros y/o elementos se deberá de definir de tal manera que el modelo desarrollado represente una única estructura, y no dos o mas estructuras separadas. STAAD-III es capaz de detectar automáticamente múltiple estructuras. Incidencias de Elementos Planos/Cascarones Formato general: ELEMENT INCIDENCES (SHELL) i 1 , i 2 , i 3 , i 4 , (i 5 ), ( TO i 6 , i 7 , i 8 ) REPEAT n, e i , j i REPEAT ALL n, e i , j i Descripción Los elementos incidentes de cascarones se deben proporcionar inmediatamente después de que los miembros incidentes sean especificados. El comando REPEAT, provoca que la línea de entrada previa se repita un número n de veces, con incrementos específicos para los elementos y nodos. El comando REPEAT ALL funciona similarmente al comando REPEAT, excepto que repite todas las entradas previamente especificadas al más reciente comando REPEAT ALL, o al comienzo de la especificación, si el comando REPEAT ALL no ha sido utilizado previamente. Véase La Sección 2.6 Y Los Problemas 9 Y 10 i 1 = número de elemento (cualquier número hasta de seis dígitos). En caso de que se hayan definido miembros incidentes, este número no deberá de coincidir con algún número de miembro i 2 ...i 5 =el sentido de la numeración de los nodos, en el sentido o en contra de las manecilla del reloj, representa la conectividad del elemento. Note que i 5 no se necesita definir para elementos triangulares (3 nodos) Los siguientes datos son necesarios si los elementos se van a generar. i 6 = número del último elemento que se va a generar i 7 = incremento entre los elementos que se van a generar. El valor por omisión es 1 i 8 = número del incremento entre nodos que será utilizado para los nodos incidentes. El valor por omisión es 1 Los siguientes datos son necesarios cuando los comandos REPEAT y REPEAT ALL se usan para la generación de elementos: n = número de veces que se va a repetir e i = incremento entre los números de los elementos j i = incremento entre los números de los nodos Ejemplo ELEMENT INCIDENCE 1 1 2 7 6 2 3 4 8 3 8 9 11 10 TO 8 9 1 3 7 TO 14 Notas El comando PRINT ELEMENT INFO se emplea para verificar la incidencia de los elementos inducida o provocada por los comandos REPEAT y REAPT ALL. Además, el módulo de STAAD-POST verifica la geometría gráficamente. Incidencias de Elementos Sólidos Formato General Las incidencias de elementos para elementos sólidos deberán ser identificadas utilizando la expresión SOLID para distinguirlos de los elementos Planos/Cascarones. ELEMENT INCIDENCES SOLID i 1 , i 2 , i 3 , i 4 , i 5 , i 6 , i 7 , i 8 , i 9 , (TO i 10 , i 11 , I 12 ) REPEAT n, e i , j i REPEAT ALL n, e i , j i Descripción El comando ELEMENT INCIDENCES SOLID debe ser especificado inmediatamente después del comando MEMBER INCIDENCES (si existe) se especifican también como después del comando ELEMENT INCIDENCES SHELL (si existen). i 1 = Número de Elemento i 2 ... i 9 = Números de los nodos del elemento sólido i 10 = Número del último elemento a ser generado i 11 = Incremento del número de elemento i 12 = Incremento del número de nodo n = Número de veces que REPEAT se realiza e i = Incremento del número de elemento j i = Incremento del número de nodo Especificar los cuatro nodos de cualquiera de las caras del elemento sólido en un sentido en contra de las manecillas del reloj tal como se vería desde fuera del elemento y después ir a la cara del otro lado y especificar los cuatro nodos de esa cara en la misma dirección utilizada durante la especificación de los nodos de la primera cara. Ejemplo ELEMENT INCIDENCE SOLID 1 1 5 6 2 21 25 26 22 TO 3 4 21 25 26 22 41 45 46 42 TO 6 6.14 Generación de Mallas Objetivo Este grupo de comandos se emplea para generar mallas de elementos finitos. El procedimiento involucra la definición de super - elementos, los cuales son posteriormente divididos en elementos más pequeños. Descripción Este es el segundo método para la generación de incidencias de elementos. Si el usuario requiere dividir un elemento grande, en un numero de pequeños elementos, esta opción generará automáticamente los números de nodos, sus coordenadas, número de elementos y las incidencias de los elementos. El empleo de está característica consta de dos partes: 1. Definición de puntos de frontera del super - elemento: Un super - elemento se puede definir ya sea dando 4 puntos de frontera u 8 puntos de frontera. (véase figura en la página siguiente). Un punto de frontera se denota con una letra (A-Z con mayúsculas o a-z en minúsculas) y sus coordenadas correspondientes. De donde, cualquiera de los cuatros o ocho de los 52 caracteres puede ser utilizado para definir la frontera del super - elemento. Si se utilizan 4 puntos para definir el super - elemento, se asumirá que cada uno de los lados del super - elemento tendrá un borde recto conectando los 2 puntos que definen ese lado. Cuando se utilizan 8 puntos, cada lado será una curva suave que conecta a los 3 puntos que definen ese lado. 2. La generación de sub - elementos: Se define el super -elemento especificando los puntos de frontera( 4 u 8 tal como se explicó antes), y específicamente, el número total de sub - elementos necesarios. Formato general: DEFINE MESH  CYL   A i x i y i z i (     (x o ,y o ,z o )) . . .  RCYL   A j x j y j z j  (QUADRILATERAL)   GENERATE ELEMENT      TRIANGULAR   MESH A i A j ..... n 1 (n 2 ) MESH A m A n ..... n 3 (n 4 ) ..... ..... donde A i - A j = Caracteres alfabéticos de A - Z o a-z (52 máximo) x i ,y i ,z i = Coordenadas para el punto de frontera A i. Si CYL o RCYL se definen, las coordenadas anteriores estarán en el sistema de coordenadas cilíndrico o cilíndrico inverso. Coordenadas opcionales x o , y o y z o serán las coordenadas cartesianas para el origen de las coordenadas cilíndricas. Las valores por omisión 0, 0, 0. A i A j A k = super - elemento rectangular, definido por cuatro u ocho puntos de frontera n 1 = número de elementos a lo largo del lado Ai Aj del super - elemento. (no deberá ser mayor de 20). n 2 = número de elementos a lo largo del lado Ai Ak del super - elemento. (no deberá ser mayor de 20). Cuando solo n 1 es provisto , es decir, si se omite n 2 , entonces n 1 indicará el número total de elementos dentro del super - elemento. En este caso, n 1 deberá de ser la raíz cuadrada de un número entero. Notas Todas las coordenadas están en el sistema de unidades en uso. Cuando se utilice esta opción usted deberá de conservar en mente los siguientes puntos: 1) Todos los super - elementos deben estar constituidos por 4 ó 8 nodos. Los elementos generados para un super - elemento de cuatro nodos conservará los bordes rectos del super - elemento, mientras que los nodos del elemento generados de un super - elemento de 8 nodos estarán sobre una trayectoria curva. D B C A G F E D H C A B Malla generada de un Malla generada de un elemento de 4 nodos elemento de 8 nodos 2) Los super - elementos que tengan una frontera común deberán de tener el mismo número de elementos a lo largo de ésta. 3) La secuencia de los comandos MESH super - elementos definen a los super - elementos. La secuencia del comando MESH deberá de ser tal que una vez que una sea definida, el próximo super - elemento deberá de conectarse a éste. Por lo tanto, por conveniencia, el primer super - elemento deberá de ser aquel que esté conectado al mayor número de super - elementos posibles. En el ejemplo del tanque que aquí se muestra, el super - elemento inferior es el que primero se define. 4) Este comando habrá de usarse después de las Secciones para MEMBER INCIDENCES y ELEMENT INCIDENCES y antes de las secciones MEMBER PROPERTIES y ELEMENT PROPERTIES. Los elementos que son creados internamente son numerados secuencialmente con un incremento de uno, comenzando desde el último número de miembro o elemento más uno. Similarmente los nodos adicionales creados internamente son numerados secuencialmente con un incremento de uno (1) comenzando a partir del último número de nodo más uno. Es aconsejable que el usuario mantenga la numeración de nodos y de miembros y/o elementos en una secuencia que comience desde el número uno y con un incremento de uno. 5) Cuando existan miembros que están apuntalando a otro elemento el cual está siendo trabajado como una malla, se debe de tener cuidado de las adiciones y modificaciones requeridas en la sección de MEMBER INCIDENCES ya que unos cuantos nodos más podrían aparecer en la frontera común como un resultado de considerar como hacer malla al super - elemento adjunto. Véase la figura siguiente: A B C D NOTA: CUANDO EXISTE UN MIEMBRO ENTRE LOS PUNTOS A Y B, ESTE MIEMBRO DEBE DE SER DIVIDIDO EN CUATRO PARTES. LOS MIEMBROS NO SON DIVIDIDOS EN MALLAS AUTOMATICAMENTE. 6) Los sub - elementos tendrán la misma dirección (a favor o en contra de las manecillas del reloj) que tenga el super - elemento. Cuando un super - elemento delimitado por cuatro puntos A, B, C y D, es listado como ABCD, BCDA, etc., significa que está en dirección del sentido de las manecillas del reloj, y cuando se lista como CBAD o DCBA, etc., está en sentido contrario. Cuando el super - elemento se denota como ABCD, todos los sub - elementos que lo componen tendrán una incidencia de elementos en el sentido de las manecillas del reloj. 7) Los elementos incidentes de los sub - elementos generados se podrán obtener mediante la utilización del comando PRINT ELEMENT INFORMATION después del comando MESH en el archivo de entrada. 8) Si el archivo de entrada de STAAD-III contiene los comandos JOINT COORDINATES, MEMBER INCIDENCES, ELEMENT INCIDENCES y MESH GENERATION, deberán ser especificados en el orden siguiente: STAAD SPACE UNIT KIP FEET JOINT COORDINATES … MEMBER INCIDENCES … ELEMENT INCIDENCES … DEFINE MESH … GENERATE ELEMENT … Ejemplo La siguiente Sección de entrada ilustra el uso de la opción de generación de mallas( MESH GENERATION ).El usuario puede comparar esta entrada con la geometría dada en el Problema No. 10 del Manual de Ejemplos de STAAD-III. A B C D E F G H STAAD SPACE TANK STRUCTURE WITH * MESH GENERATION UNIT FEET KIPS DEFINE MESH A 0 0 0 ; B 0 20 0 ; C 20 20 0 D 20 0 0 ; E 0 0 -20 ; F 0 20 -20 G 20 20 -20 ; H 20. 0. -20 GENERATE ELEMENT MESH AEHD 16 MESH EABF 16 MESH ADCB 16 MESH HEFG 16 MESH DHGC 16 Elementos Típicos cuadrangulares y triangulares que se generan: Típica generación de Típica generación de elementos cuadrangulares elementos triangulares 6.15 Redefinición de Números de Nodos y Miembros Objetivo Este comando se emplea para redefinir los números de las nodos y de los miembros. Los números de las nodos y miembros originales son substituidos con nuevos números. Formato general:    JOINT    XRANGE           YRANGE    f 1 , f 2 START i SUBST     MEMBER     ZRANGE           COLUMN   donde, f 1 y f 2 son el rango de x, y, o z; y la letra i es el nuevo número de inicio. Descripción Los números de los nodos y de los miembros se pueden redefinir en STAAD-III a través del comando SUBSTITUTE. Después de que un nuevo grupo de números sea asignado, los valores de entrada y salida estarán conforme al nuevo esquema de numeración. El usuario podrá diseñar sus propios esquemas de numeración que resultarán en una simple especificación de entrada, así como también, en una fácil interpretación de resultados. Por ejemplo, todos los nodos en el primer piso de un edificio se pueden renumerar cómo 101, 102,... , todos los nodos del segundo piso cómo 201, 202,... , etc.. Ejemplo UNIT FT SUBST JOINT YR 9.99 10.0 START 101 SUBST COLUMN START 901 Todos los nodos con coordenadas Y definidos de 9.99 a 10 ft, comenzarán a numerarse con el número 101. Todas las columnas comenzarán con el número 901. Notas Adecuadas re - especificaciones de la numeración de Nodos y Miembros podrían mejorar significativamente la interpretación de resultados. 6.16 Listado de Miembros por la Especificación de GRUPOS Este comando permite al usuario especificar un grupo de miembros/nodos y guardar la información utilizando un nombre de grupo. El nombre de grupo puede ser usado subsecuentemente en el archivo de entrada en lugar de la lista de miembros/nodos para especificar otros atributos. Esta opción extremadamente útil permite el evitar la especificación múltiple de la misma lista de miembros/nodos. A continuación se presenta el formato general requerido por el comando GROUP. Formato General: START GROUP DEFINITION _(group-name) member-list/joint-list ...... ...... END donde, group-name = Un nombre alfanumérico especificado por el usuario para identificar al grupo. El nombre del grupo debe empezar con un guión bajo ‘_’ y está limitado a ocho caracteres. member-list/ = La lista de miembros/nodos pertenecientes al grupo. joint-list Notas 1) La definición del grupo debe empezar con el comando START GROUP DEFINITION y finalizar con el comando END. 2) Más de un nombre de grupo puede ser especificado dentro de la misma especificación de definición. Ejemplo START GROUP DEFINITION _TRUSS 1 TO 20 25 35 _BEAM 40 TO 50 END MEMBER PROPERTIES _TRUSS TA LD L40304 _BEAM TA ST W12X26 6.17 Rotación de La Geometría de la Estructura Objetivo Este comando se utiliza para rotar la geometría de la estructura alrededor de los ejes globales. Formato general: *  X d 1   PERFORM ROTATION  Y d 2     Z d 3   Donde d 1 , d 2 , d 3 son las rotaciones (en grados) alrededor de los ejes absolutos X, Y y Z, respectivamente. Después de que las coordenadas de los nodos y los miembros incidentes sean proporcionadas, este comando permite efectuar una rotación geométrica, a través de cualquier ángulo deseado alrededor del eje absoluto. La configuración rotada se puede utilizar tanto para el análisis como para el diseño. Cuando se especifique este comando, observe que el sentido de la rotación esté de acuerdo a la regla de la mano derecha. Descripción Este comando se utiliza para rotar la estructura un determinado ángulo alrededor de los ejes globales. La configuración rotada se podrá utilizar para el análisis y diseño. Ejemplo PERFORM ROTATION X 20 Z -15 Notas Este comando debe ser especificado inmediatamente después de las incidencias de miembros si existen solamente miembros y después de las incidencias de los miembros si existen miembros y elementos. 6.18 Especificaciones de Borrar e Inactivo Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para desactivar temporalmente o borrar definitivamente miembros o nodos especificados. Formato general: INACTIVE MEMBERS member-list  MEMBERS member-list   DELETE       JOINTS joint-list   Descripción Estos comandos se pueden utilizar para especificar los nodos o miembros que vayan a ser desactivados o completamente borrados de una estructura. El comando INACTIVE convierte los miembros en temporalmente inactivos y, el usuario deberá reactivarlos durante la parte final de los datos de entrada para proceso posterior. El comando DELETE borra completamente los miembros de la estructura, el usuario no podrá reactivarlos. Estos comandos se deben definir inmediatamente después de que todas las incidencias de los miembros/elementos sean proporcionadas. Notas a) El comando DELETE MEMBER borrará automáticamente todos los nodos asociados con los miembros borrados, siempre y cuando los nodos no estén conectados con algún otro miembro o elemento activo. b) Este comando también borrará todos los nodos que no estuviesen conectados a la estructura en primer lugar. Por ejemplo, dichos nodos pudieron haber sido generados para facilitar la entrada de las coordenadas de los nodos y los cuales se pretendían borrar. Por lo que, no se deberá utilizar el Véase El Problema 4 comando DELETE JOINT, cuando se utiliza el comando DELETE MEMBER. c) El comando DELETE MEMBER es aplicable para borrar miembros así como elementos. Cuando la lista de miembros que se desea borrar es más grande que una línea, entonces deje un espacio en blanco y utilice un guión (-) al final de la línea. Ejemplo INACTIVE MEMBERS 5 7 TO 10 DELETE MEMBERS 29 TO 34 43 d) El comando INACTIVE MEMBER no puede ser utilizado en situaciones donde el hacer a un miembro inactivo resulta en nodos desconectados en el espacio. e) El comando INACTIVE MEMBER no deberá utilizarse si el comando MEMBER TENSION es ocupado. f) Los miembros inactivados pueden ser activados para ser procesados posteriormente ( como en un análisis o diseño para un 2º grupo de casos de carga )utilizando el comando CHANGE. Ver sección 6.37 y ejemplo 4 para mayor información. g) El comando DELETE MEMBER deberá ser también utilizado para borrar elementos. Especifique el comando como DELETE MEMBER j donde j es el número de elemento que usted borrará. En el ejemplo mostrado anteriormente los números de 29 a 34 y 43 representan los números de elementos. 6.19 Especificación del Tabla de Acero del Usuario Objetivo STAAD-III permite al usuario crear Tablas de secciones de acero para la especificación de propiedades, verificación de códigos y selección de miembros. Este grupo de comandos se utiliza para crear las tablas y definir los datos necesarios. Formato general: START USER TABLE TABLE i 1 (f n ) section-type section-name property-spec END donde, i 1 = número de catálogo (de 1 a 4 si se definió por medio del archivo de entrada de STADD-III de 1 a 2 si se definió por medio de un archivo externo.) f n = nombre del archivo conteniendo el nombre de la sección y las propiedades correspondientes section-type = un nombre de la sección de acero incluyendo: canal, patines anchos, ángulos, doble angular, forma T, tubos y pipes, general, sección I y prismáticas. section-name = cualquier nombre de sección designada, no mayor de 12 caracteres. Los primeros tres caracteres para pipes y tubos deberán de ser PIP y TUB, respectivamente. Solamente caracteres alfanuméricos y dígitos son permitidos para la definición de nombres de sección. ( Espacios, asteriscos, signos de interrogación, comas, puntos y comas no son permitidos ). property-spec = Propiedades para la sección. Los requerimientos son diferentes para cada tipo de sección. Observe que las áreas de corte AY y AZ se deben proporcionar, para asegurar los cálculos apropiados del esfuerzo cortante o de la resistencia al cortante durante el diseño. Las unidades de longitud por omisión son las pulgadas (para la versión americana) y centímetros (para otras versiones). Sin embargo, se puede especificar la unidad de longitud deseada usando el comando UNIT como el primer comando en el catálogo. (ver el ejemplo siguiendo esta descripción) Descripción El siguiente tipo de secciones se encuentra disponible dentro de esta opción. Patines Anchos 1) AX = área de la sección transversal. 2) D = peralte de la sección. 3) TW= espesor del alma de la viga. 4) WF = ancho del patín. 5) TF = espesor del patín. 6) IZ = momento de inercia alrededor del eje local z (usualmente el mayor). 7) IY = momento de inercia alrededor del eje local y. 8) IX = constante de torsión. 9) AY = área de corte sobre el eje local y. Si el valor es 0 (cero) la deformación por cortante será ignorada en el análisis. 10 AZ = mismo que el anterior excepto, que sobre el eje local z. Canal 1) AX, 2) D, 3) TW, 4) WF, 5) TF, 6) IZ, 7) IY, 8) IX, 9) CZ, 10) AY, 11) AZ Y CZ Ángulo 1) D, 2) WF, 3) TF 4) R, 5) AY, 6) AZ R = Radio de giro alrededor del eje principal, denotado en el Manual AICS por r(Z-Z) Doble Angular WF Y Z SP CY Forma T 1) AX, 2) D, 3) WF, 4) TF, 5) TW, 6) IZ, 7) IY, 8) IX, 9) CY, 10) AY, 11) AZ Z Y CY Sección Tubular Redonda 1) OD = Diámetro Externo 2) ID = Diámetro Interno 3) AY, 4) AZ Sección Tubular Rectangular 1) AX, 2 ) D, 3) WF, 4) TF, 5) IZ, 6) IY, 7) IX, 8) AY, 9) AZ Sección General Las siguientes propiedades de las secciones transversales , se deberán usar para este tipo de sección. Observe que esta opción permite especificar una sección de acero compuesta o no convencional. 1) AX = Área de sección transversal. 2) D = Peralte de la sección. 3) TD = Espesor asociado con la sección del elemento paralelo a la peralte. Se usa para verificar la razón de peralte - espesor. 4) B = Ancho de la sección. 5) TB = Espesor asociado con la sección del elemento paralelo al patín. 6) IZ = Momento de inercia paralelo alrededor del eje local z. 7) IY = Momento de inercia alrededor del eje local y. 8) IX = Constante de torsión. 9) SZ = Módulo de sección alrededor del eje local z. 10 SY = Módulo de sección alrededor del eje local y. 11) AY = Área de corte para cortante paralelo al eje local y. 12) AZ = Área de corte para cortante paralelo al eje local z. 13) PZ = Módulo plástico alrededor del eje local z. 14) PY = Módulo plástico alrededor del eje local y. 15) HSS = Constante de alabeo para el cálculo de la flexión por torsión lateral. 16) DEE = Peralte del alma de la viga. Para secciones roladas, se deben definir las distancias entre chaflanes. Nota: Las propiedades PZ, PY, HSS y DEE deben definirse para la revisión conforme a códigos y/o selección de miembros para estado límite y plástico, basado en los códigos AISC LRFD, Británico, Francés, Alemán e Escandinavo. Para códigos basados en el diseño de esfuerzos permisibles (códigos AISC-ASD, AASHTO e Indús) los valores 0 (cero) podrán ser estipulados para estas propiedades. Sección I Este tipo de sección se puede utilizar para especificar una forma de sección I generalizada. Las propiedades requeridas para la sección transversal, se listan a continuación. Note que estas opciones se pueden utilizar para especificar las formas I biseladas. 1) DWW = Peralte de la sección en el nodo inicial. 2) TWW = Espesor del alma de la viga. 3) DWW1 = Peralte de la sección en el nodo final. 4) BFF = Ancho del patín superior. 5) TFF = Espesor del patín superior. 6) BFF1 = Ancho del patín inferior. 7) TFF1 = Espesor del patín inferior. 8) AYF = Área de corte para cortante paralelo al eje Y. 9) AZF = Área de corte para cortante paralelo al eje Z. 10) XIF = Módulo de torsión. BFF DWW DWW TFF1 DWW1 TFF BFF1 TWW NOTAS: 1) DWW nunca deberá de ser menor que DWW1. El usuario tendrá que proporcionar la incidencia de los miembros conforme a esto. 2) Se le permiten al usuario las siguientes opciones para los valores de AYF, AZF y XIF. a) Cuando se proporcionan valores positivos, estos serán utilizados directamente por el programa. b) Cuando se proporciona el valor de 0 (cero), el programa calcula las propiedades usando la fórmula siguiente: AYF = D x TWW (D es la peralte de la sección bajo consideración) AZF = 0.66((BFF x TFF) + (DEE x TFF1)) XIF = 1/3 ((BFF x TFF 3 ) + (DEE x TWW 3 ) + (BFF1 x TFF1 3 )) (DEE es la peralte del alma de la viga) c) Cuando se proporcionan valores negativos, estos son aplicados como factores en los valores correspondientes calculados por el programa usando la fórmula anterior. El factor aplicado es siempre el valor absoluto del valor provisto, es decir, si se proporcionó el valor de XIF como -1.3, entonces el programa multiplicará el valor de XIF, calculado por la fórmula anterior, por un factor 1.3. Prismática La especificación de propiedades para la sección prismática es como sigue: 1) AX = Area de sección transversal 2) IZ = Momento de inercia alrededor del eje local z 3) IY = Momento de inercia alrededor del eje local y 4) IX = Constante de torsión 5) AY = Area de corte para cortante paralelo al eje local y 6) AZ = Area de corte para cortante paralelo al eje local z 7) YD = Peralte de la sección en la dirección del eje local y 8) ZD = Peralte de la sección en la dirección del eje local z Ejemplo START USER TABLE TABLE 1 UNIT INCHES WIDE FLANGE W14X30 8.85 13.84 .27 6.73 .385 291. 19.6 .38 0 0 W21X50 14.7 20.83 .38 6.53 .535 984 24.9 1.14 7.92 0 W14X109 32. 14.32 .525 14.605 .86 1240 447 7.12 7.52 0 TABLE 2 UNIT INCHES ANGLES L25255 2.5 2.5 0.3125 .489 0 0 L40404 4. 4. .25 .795 0 0 END * Observe que estos nombres de secciones se deben definir en orden ascendente en función del peso, debido a que el proceso de selección de miembros usa estas tablas, y las iteraciones comienzan desde la parte superior. El ejemplo anterior también se puede dar como: START USER TABLE TABLE 1 TFILE1 TABLE 2 TFILE2 END Donde TFILE1 y TFILE2 son los nombres de los archivos que se deben crear antes de ejecutar STAAD-III, y donde el archivo TFILE1 contendrá lo siguiente: UNIT INCHES WIDE FLANGE W14X30 8.85 13.84 .27 6.73 .385 291. 19.6 .38 0 0 W21X50 14.7 20.83 .38 6.53 .535 984 24.9 1.14 7.92 0 W14X109 32. 14.32 0.525 14.605 .86 1240 447 7.12 7.52 0 y el archivo TFILE2 contendrá: UNIT INCHES ANGLES L25255 2.5 2.5 .3125 .489 0 0 L40404 4. 4. .25 .795 0 0 Notas Los tablas de acero que defina el usuario podrán ser creadas y mantenidas como un archivo separado. Los mismos archivos se pueden utilizar para todos los modelos que utilicen secciones de esas tablas. Estos archivos deberán de residir en el mismo directorio en donde se localice el archivo de entrada. 6.20 Especificación de Propiedades de Los Miembros Objetivo Este grupo de comandos se emplea para la especificación de propiedades de las secciones miembros de marcos. Formato general:  AUSTRALIAN    CANADIAN    EUROPEAN    FRENCH   MEMBER PROPERTIES  INDIAN    AMERICAN    BRITISH    GERMAN     JAPANESE    TABLE type-spec table-name     (additional-spec)   member-list  PRISMATIC property-spec    TAPERED argument-list    UPTABLE i 1 section-name    ASSIGN profile-spec   Las opciones americana, británica, europea, etc. hacen que el programa tome las propiedades del catálogo de acero correspondiente. El nombre del catálogo, que el programa tiene por omisión, depende del país de distribución. Descripción Este comando inicia la especificación de propiedades de los miembros. Las siguientes opciones se encuentran disponibles: a) Especificaciones de tablas de acero incluidas ( Sección 6.19.1) b) Especificaciones de propiedades prismáticas ( Sección 6.19.2) c) Especificación de miembros de peralte variable ( Sección 6.19.3) d) Especificación de tablas definidas por el usuario ( Sección 6.19.4) e) Especificación asignando un perfil ( Sección 6.19.5) Cada una de las especificaciones se describen en detalle en la sección siguiente (véase la sección 6.20.6 para ejemplos). 6.20.1 Especificación de Propiedades de la Tablas de Acero Objetivo Los comandos siguientes se emplean para especificar las propiedades de las secciones para catálogos de acero incluidos. Formato general: type-spec . table-name additional-spec.  ST    RA    D    LD    SD   type-spec =  T    CM   TC    BC    TB   ST Especifica una sección simple del catálogo estándar del programa RA Especifica un ángulo simple con los ejes Y-Z inversos (ver Sección 2.3.2) D Especifica una sección doblemente acanalada LD Especifica la extremidad mayor, espalda con espalda, de una sección doblemente angular SD Especifica la extremidad menor, espalda con espalda, de una sección doblemente angular T Especifica una sección T cortada de una viga en forma I CM Especifica una sección compuesta, obtenida con vigas en forma I TC Especifica vigas con placa de cubierta superior BC Especifica vigas con placa de cubierta inferior TB Especifica vigas con placas de cubierta superior e inferior table-name = nombre de la sección en el catálogo, tal como W8X18, C15X33, etc. (ver Sección 2) La documentación sobre diseño en acero según los códigos individuales de los diferentes países contiene información sobre sus especificaciones de secciones de acero también. Para detalles de como especificar secciones del catálogo Americano de acero ver la sección 3.2.1 de este manual. *  SP f 1    WP f 2    TH f 3    WT f 4   additional-spec =  DT f 5    OD f 6    ID f 7    CT f 8     FC f 9   SP f 1 = Este grupo describe el espaciamiento (f 1 ) entre ángulos o canales cuando se utilizan ángulos dobles o canales dobles. El valor por omisión para f 1 es de 0.0 WP f 2 = Ancho (f 2 ) de la cubierta de placa, cuando se usa una cubierta con las secciones I. TH f 3 = Espesor (f 3 ) de placas o secciones tubulares WT f 4 = Ancho (f 4 ) de secciones tubulares rectangulares, donde TUBE es el nombre en el catálogo DT f 5 = Peralte (f 5 ) de los secciones tubulares OD f 6 = Diámetro externo de las secciones tubulares redondas (f 6 ), donde PIPE es el nombre en el catálogo ID f 7 = Diámetro interno de los secciones tubulares redondas (f 7 ) CT f 8 = Espesores de concreto (f 8 ) para secciones compuestas FC f 9 = Resistencia a la fluencia (f 9 ) del concreto para secciones compuestas Ejemplo Véase la sección 6.19.6 Notas Todos los valores (del f 1 al f 9 ) se deben de proporcionar conforme al tipo de unidades que se estén utilizando. Algunos puntos importantes que se deben de notar para el caso de secciones compuestas son: 1) El ancho de la losa de concreto se asume que tiene el ancho del patín superior de la sección de acero mas 16 veces el espesor de la losa. 2) Para calcular las propiedades de las secciones de la sección transversal, la razón modular es calculada asumiendo que: Es= Módulo de elasticidad del acero = 29 Ksi. Ec= Módulo de elasticidad del concreto = 1802.5 FC Ksi donde FC (en Ksi) se definió anteriormente. 6.20.2 Especificación de Propiedades Prismáticas Objetivo Los siguientes comandos se emplean para especificar las propiedades de las secciones transversales prismáticas. Formato general: PRISMATIC quiere decir, propiedades que son provistas directamente como sigue: *   AX f 1     IX f 2     IY f 3     IZ f 4   property-spec =   AY f 5     AZ f 6     YD f 7     ZD f 8     YB f 9     ZB f 10   AX f 1 = Área de la sección transversal del miembro. En caso de que se omita, el área es calculada a partir de las dimensiones YD y ZD IX f 2 = Constante de torsión IY f 3 = Momento de inercia alrededor del eje local y IZ f 4 = Momento de inercia alrededor del eje local z (usualmente mayor) AY f 5 = Área de corte efectiva sobre el eje local y AZ f 6 = Área de corte efectiva sobre el eje local z YD f 7 = Peralte del miembro en la dirección local y (para miembros circulares, se tomará el diámetro de la sección) ZD f 8 = Peralte del miembro en la dirección local z YB f 9 = Peralte del alma para la sección T Sección T Sección Trapezoidal ZD YD ZB YB ZD YD ZB ZB f 10 = Ancho del alma para secciones tipo T o, el ancho de la parte inferior para secciones trapezoidales. 6.20.3 Especificación de Miembros Biselados Objetivo Los comandos siguientes se utilizan para definir las propiedades de las secciones I biseladas. Formato general: argument-list = f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 (f 6 f 7 ) donde, f 1 = Peralte de la sección en el nodo inicial f 2 = Espesor del alma de la viga f 3 = Peralte de sección en el nodo final f 4 = Ancho del patín superior f 5 = Espesor del patín superior f 6 = Ancho del patín inferior. El valor por omisión es f 4 f 7 = Espesor del patín inferior. El valor por omisión es f 5 Ejemplo MEMBER PROPERTY 1 TO 5 TAPERED 13.98 0.285 13.98 6.745 0.455 6.745 0.455 NOTAS: 1. Todas las dimensiones (f 1 , f 2 , ... f 7 ) deberán de ser congruentes con las unidades en uso en el momento de su especificación. 2. f 1 (peralte de la sección en el nodo inicial) deberá de ser siempre mayor que f 3 (peralte de la sección en el nodo final). El usuario tendrá que proporcionar las incidencias de los miembros en forma apropiada. Ver sección 2.7.4 6.20.4 Especificación de Propiedades de una Tabla Dada por el Usuario Objetivo Los comandos siguientes se utilizan para especificar las propiedades de las secciones tomadas de un tabla de acero proporcionada por el usuario (USER-PROVIDED STEEL TABLE):. Formato general: UPTABLE I 1 section-name UPTABLE significa Tabla de acero proporcionada por el usuario. i 1 =número de catálogo como se especificó previamente (1 al 4) section - name = nombre de sección como se especificó en el catálogo (véase la Sección 6.19) Ejemplo Véase la sección 6.20.6 Véase La Sección 2.7.3 6.20.5 Especificación de Asignación de Perfiles Objetivo El comando ASSIGN se puede utilizar para instruir al programa para que asigne automáticamente una sección de acero adecuada para los miembros del marco, en base a la especificación de perfiles que se muestra a continuación: Formato general:  BEAM    COLUMN   profile-spec =      CHANNEL    ANGLE (DOUBLE)   Ejemplo Véase la sección 6.20.6 Notas Las secciones son seleccionadas siempre de la tabla de acero incluida. Para conocer los detalles de las secciones que son seleccionadas, el comando PRINT MEMBER PROPERTIES debe ser dado después de la especificación de las propiedades de todos los miembros. Véase La Sección 2.7.5 6.20.6 Ejemplos de Especificación de Propiedades de Los Miembros Esta sección ilustra las diversas opciones disponibles para la especificación de propiedades de los miembros. Ejemplo UNIT INCHES MEMBER PROPERTIES 1 TO 5 TABLE ST W8X31 9 10 TABLE LD L40304 SP 0.25 12 TO 15 PRISMATIC AX 10.0 IZ 1520.0 IY 600. 17 18 TA ST PIPE OD 2.5 ID 1.75 20 TO 25 TA ST TUBE DT 12. WT 8. TH 0.5 27 29 32 TO 40 - 42 PR AX 5. IZ 400. IY 33. IX 0.2 YD 9. ZD 3. 43 TO 47 UPT 1 W10X49 50 51 UPT 2 L40404 52 TO 55 ASSIGN COLUMN 56 TA TC W12X26 WP 4.0 TH 0.3 57 TA CM W14X34 CT 5.0 FC 3.0 Este ejemplo muestra el tipo de entrada de cada propiedad para miembros. Los miembros del 1 al 5 son miembros de patines anchos seleccionados del manual AISC; 9 y 10 son ángulos dobles seleccionados del manual AISC; del 12 al 15 son miembros prismáticos sin deformación por cortante; 17 y 18 son secciones de pipes; 20 al 25 son secciones de tubulares; 27, 29, y del 32 al 40 y 42 son miembros prismáticos con deformación debida a corte; del 43 al 47 son miembros de patines anchos seleccionadas de la tabla que el usuario definió con el número 1; 50 y 51 son ángulos sencillos de la tabla que el usuario definió con el número 2; del 52 hasta el 55 están designados como miembros columna usando la especificación ASSIGN. El programa asignará una apropiada sección I del catálogo de acero para cada uno de los miembros. El miembro 56 es un patín ancho de W12X26 con un ancho de cubierta de 4.0 pulg. y un espesor de 0.3 pulg. en la parte superior. El miembro 57 es una sección compuesta de una losa de concreto de espesor de 5.0 pulgadas en la parte superior de un patín ancho de W14X34. La resistencia a la compresión del concreto en la losa es 3.0 Ksi. 6.21 Especificación de Las Propiedades de Los Elementos Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para especificar propiedades de placas de elementos finitos. A diferencia de los miembros y elementos planos/cascarones, para elementos sólidos no se requieren propiedades. Sin embargo, las constantes como el módulo de elasticidad y el módulo de Poisson deben ser especificados. Formato general: ELEMENT PROPERTY element-list THICKNESS f 1 (f 2 , f 3 , f 4 ) f 1 = Espesor del elemento f 2 ...f 4 = Espesor del elementos en otros nodos del elemento, en caso de que sean diferentes de f 1 . Descripción Elementos de espesor uniforme se pueden modelar utilizando este comando. Note que el valor del espesor deberá especificarse en el sistema de unidades en uso. Ejemplo: UNIT INCH ELEMENT PROPERTY 1 TO 8 14 16 TH 0.25 Véase La Sección 2.6 6.22 Especificación de Grados de Libertad de Miembros y Elementos STAAD-III permite la especificación de relajamientos de grados de libertad tanto para miembros de marco como para elementos placa. La sección 6.21.1 describe las opciones de relajamientos de elementos. 6.22.1 Especificación de Grados de Libertad de Miembros Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para dar grados de libertad específicos en los extremos de los miembros de marcos. Formato general: MEMBER RELEASES *  FX    START   FY   member-list      FZ    END    MX    MY    MZ   Donde FX a MZ representan las fuerzas en X a momentos en Z sobre los ejes locales del miembro. Ejemplo MEMBER RELEASE 1 3 TO 9 11 12 START MY MZ 1 10 11 13 TO 18 END MZ En el ejemplo anterior, el momento local y el momento Z son liberados para el primer grupo de miembros en sus nodos iniciales (tal como se especificó en la opción de incidencia de miembros), mientras que el momento Z está provocado únicamente por el segundo grupo de miembros en sus nodos finales. Observe que los miembros 1 y 11 están liberados en los nodos inicial y final. Liberación del Momento Parcial Los elementos en el extremo de un miembro pueden ser parcialmente liberados. Esta opción se puede utilizar para modelar conexiones parcialmente fijas. El siguiente formato se puede utilizar para definir la liberación del momento parcial. Observe que esta característica es provista bajo la opción MEMBER RELEASE, y es además, una las varias opciones del comando RELEASE. Formato general: MEMBER RELEASE  START  member-list     MP f 1  END   dónde f 1 = factor de relajamiento. El momento relacionado al coeficiente de rigidez será multiplicado por un factor de (1-f1) en el extremo específico. Ejemplo MEMBER RELEASE 15 TO 25 START MP 0.25 El comando RELEASE anterior aplicará un factor de 0.75 sobre el momento relacionado al coeficiente de rigidez al inicio de los miembros 15 a 25. Notas Es importante observar que el factor f1 indica una reducción en la rigidez correspondiente a los grados de rigidez rotacional MX, MY y MZ. En otras palabras, el usuario no deberá esperar que el momento sobre el miembro se reduzca por un factor de f1. Se podrían necesitar unos cuantos ensayos para obtener el valor Véase sección 2.8 apropiado de f1, el cual resulte en la reducción del momento deseado. También observe que START y END está basado en la especificación de MEMBER INCIDENCE. 6.22.2 Especificación de Grados de Libertad de Elementos Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para relajar grados de libertad específicos al final de los elementos finitos de placa. Formato general: ELEMENT RELEASE *  FX    J1    FY   element-list  J2    FZ    J3    MX    J4    MY    MZ   dónde J1, J2, J3 y J4 se refieren a los nodos en el orden de la especificación de la incidencia del elemento. Por ejemplo, si las incidencias del elemento fueron definidas como 35 45 76 63, J1 representa 35, J2 representa 42, J3 representa 76, y J4 representa 63. Por favor, nótese que la liberación de elementos en nodos múltiples no puede ser especificada en una sola línea. Esos deben ser especificados de manera separada, tal como se muestra a mas adelante. FX a MZ representan los momentos y fuerzas que serán liberados para el eje de sistemas local. Véase la Sección 2.8 Ejemplo Uso Correcto Uso Incorrecto ELEMENT RELEASE 10 TO 50 J1 MX MY 10 TO 50 J2 MX MY 10 TO 50 J3 MY 10 TO 50 J4 MY ELEMENT RELEASE 10 TO 50 J1 J2 MX MY 10 TO 50 J3 J4 MY Notas Todas los relajamientos están en el sistema de ejes local. 6.23 Especificación de Miembros de Armadura/Cable/Tensión/Compresión STAAD-III permite que los miembros tipo marco serán diseñados como miembros armadura, miembros cable y miembros de solo tensión/compresión. Las secciones 6.23.1 a 6.23.3 describen éstas especificaciones. 6.23.1 Especificación de Miembros Armadura Objetivo Este comando se podrá utilizar para modelar un grupo específico de miembros como miembros armadura. Descripción Esta especificación se emplea para definir miembros de tipo armadura en un plano, espaciales o de piso. Los miembros armadura son capaces de soportar únicamente fuerzas axiales. Típicamente los miembros de contraventeo en un marco plano o espacial serán de esta naturaleza. Formato general: MEMBER TRUSS member - list Observe que este comando es superfluo cuando una estructura de tipo armadura ya ha sido especificada con anterioridad. Ejemplo MEMB TRUSS 1 TO 8 10 12 14 15 Notas El miembro armadura posee únicamente un grado de libertad para la deformación axial. Esto no es equivalente a un miembro con la relajación de momentos en ambos extremos. Véanse secciones 2.9,2.10 y Ejemplo 4 6.23.2 Especificación de Miembros Tipo Cable Objetivo Este comando se puede utilizar para modelar un grupo específico de miembros como miembros cable. Descripción Los miembros tipo cable, además de la deformación axial elástica, también son capaces de soportar el efecto de tensión inicial. Una discusión teórica de los miembros tipo cable es presentada en la sección 2 de éste manual. Formato general: MEMBER CABLE member-list TENSION f 1 dónde f 1 = la tensión inicial en el cable (en las unidades en uso) Ejemplo MEMB CABLE 20 TO 25 TENSION 15.5 Notas La tensión especificada en el cable está aplicada sobre la estructura como una carga externa tal como es utilizada para modificar la rigidez del miembro. Véanse las secciones 2.10 para más información. Véanse secciones 2.9,2.10 6.23.3 Especificación de Miembros en Tensión/Compresión Objetivo Este comando se utiliza para definir ciertos miembros como miembros que soportan tensión o compresión únicamente. Formato general: MEMBER TENSION member - list MEMBER COMPRESSION member - list Descripción Los miembros de tensión son capaces de soportar únicamente cargas de tensión. Así, éstos son automáticamente desactivados para los casos de carga que sean capaces de causar compresión sobre ellos. Los miembros a compresión son miembros de armaduras que son capaces de soportar únicamente fuerzas de compresión. Debido a eso, son automáticamente desactivados para casos de carga que son capaces de causar tensiones en ellos. El procedimiento para análisis de miembros de solo tensión o compresión requiere de iteraciones para cada caso de carga y por consiguiente puede ser demasiado laborioso. El usuario podrá considerar el uso de la especificación INACTIVE en caso de que el tiempo de solución llegue a ser demasiado grande. Es muy importante reconocer que los datos de entrada debe ser dado de tal manera que solo un caso de carga primaria se da para cada comando PERFORM ANALYSIS. También los comandos SET Véase sección 2.9 y Ejemplo 21 NL y CHANGE deben ser utilizados para comunicar a STADD-III que existen condiciones de análisis múltiple y condiciones de estructura múltiple. Ejemplo MEMBER TENSION 25 TO 30 35 36 Ejemplo MEMBER COMPRESSION 43 57 98 102 145 Ejemplo MEMBER TENSION 12 17 19 TO 37 65 MEMBER COMPRESSION 5 13 46 TO 53 87 Notas 1) Las cargas que han sido definidas en miembros declarados como MEMBER TENSION o MEMBER COMPRESSION estarán activas aún cuando el miembro se convierta en inactivo (INACTIVE) durante el proceso de análisis. Esto se aplica a peso propio, cargas en miembros, presfuerzo y post - esfuerzo, carga por temperatura, etc. 2) Un miembro declarado como un miembro solo a tensión o solo a compresión soportara únicamente cargas axiales. No soportara momentos o fuerzas cortantes. En otras palabras, es un miembro de armadura. 3) Los comandos MEMBER TENSION y MEMBER COMPRESSION no deben especificarse si el comando INACTIVE MEMBER es especificado. 4) La siguiente es la secuencia general de comandos en el archivo de entrada si los comandos MEMBER TENSION o MEMBER COMPRESSION son utilizados. Este ejemplo es para el comando MEMBER TENSION. Reglas similares son aplicables para el comando MEMBER COMPRESSION. Los puntos representan otros elementos de entrada. STAAD … SET NL … UNITS … JOINT COORDINATES … MEMBER INCIDENCES … ELEMENT INCIDENCES … CONSTANTS … MEMBER PROPERTY … ELEMENT PROPERTY … SUPPORTS … MEMBER TENSION … LOAD 1 … PERFORM ANALYSIS CHANGE MEMBER TENSION … LOAD 2 … PERFORM ANALYSIS CHANGE MEMBER TENSION … LOAD 3 … PERFORM ANALYSIS CHANGE MEMBER TENSION … LOAD 4 … PERFORM ANALYSIS CHANGE MEMBER TENSION … LOAD 5 … LOAD COMBINATION 6 … LOAD COMBINATION 7 … PERFORM ANALYSIS CHANGE LOAD LIST ALL PRINT … PRINT … PARAMETER … CHECK CODE … SELECT MEMBER … FINISH a) Vea la sección 6.5 para la explicación del comando SET NL El número que le sigue a este comando es el número total de casos de carga primaria en el archivo. b) El principio utilizado en el análisis es el siguiente: • El programa lee la lista de miembros declarados como MEMBER TENSION. • El análisis se realiza para toda la estructura y las fuerzas en miembros son calculadas. • Para los miembros declarados como MEMBER TENSION, el programa verifica la fuerza axial para determinar si es tensión o compresión. En caso de que sea compresión, el miembro es descartado de la estructura. • El análisis se realiza otra vez sin los miembros descartados. c) En el análisis mostrado, solo un caso de carga es especificado por análisis. Esto se debe a que el miembro que está bajo tensión para un caso de carga puede estar en compresión para otro caso de carga. La matriz de rigidez para análisis puede valer por la condición estructural de solo una de estos dos casos de carga. d) Note que el comando MEMBER TENSION y la lista de miembros que lo acompaña se especifica después de cada comando CHANGE ( excepto el último ). Esto se debe a que cada comando CHANGE implica que el comando anterior MEMBER TENSION se cancela, por eso se necesita la especificación del comando MEMBER TENSION otra vez. 6.24 Elemento de Esfuerzos Planos y Especificación del Ignorar Rotación Dentro del Plano Objetivo Este comando permite modelar las siguientes condiciones sobre los elementos tipo placa. a) Condición de Esfuerzos Planos. b) Ignorando la Rotación dentro del Plano. Formato general:  PLANE STRESS   ELEMENT     element-list   IGNORE INPLANE ROTATION   Descripción La especificación PLANE STRESS permite al usuario modelar elementos seleccionados para acción de esfuerzos planos (PLANE STRESS) únicamente. Similarmente el comando IGNORE INPLANE ROTATION provoca que el programa ignore la acción de rotación dentro del plano. La formulación de STAAD-III de placas, incluye ésta importante acción automáticamente. Sin embargo, se podrá observar que algunas de las formulaciones ignoran ésta acción por omisión. Así usted podrá utilizar esta opción para comparar resultados de STAAD-III con soluciones de estos programas. Véase La Sección 2.6 Ejemplo ELEMENT PLANE STRESS 1 TO 10 15 20 25 35 ELEMENT IGNORE 30 50 TO 55 6.25 Especificación de no concurrencia de Miembros Objetivo Este comando se utiliza para modelar las condiciones de no concurrencia (offset) existentes en los extremos de los miembros de los marcos. Formato general: MEMBER OFFSETS  START  member list     f 1 , f 2 , f 3  END   Descripción Y X wp wp wp 7 6 2 9 " " " Donde f 1 , f 2 , y f 3 corresponden a la distancia, medida en el sistema de coordenadas absolutas, desde el nodo ( ya sea inicial o final) al centroide de los miembros listados. El comando MEMBER OFFSET se puede utilizar para cualquier miembro cuyo centroide no sea concurrente con el nodo incidente dado. Este comando permite al usuario considerar las fuerzas secundarias, las cuales son inducidas, debido a la excentricidad del miembro. Los desfasamientos de los miembros se pueden especificar en cualquier dirección, incluyendo a aquella dirección que coincidiese con el eje local x del miembro. wp en el diagrama se refiere a la posición del centroide o del punto final del miembro. Véase La Sección 2.11 Y El Ejemplo 7 Ejemplo MEMBER OFFSET 1 START 7.0 1 END -6.0 2 END -6.0 -9.0 Notas 1) Si un MEMBER LOAD (véase especificación de MEMBER LOAD) es aplicada sobre un miembro no concurrente, la posición de la carga no es medida a partir de las coordenadas de la nodo inicial. Si no que, es medida a partir de la distancia de desfasamiento del punto inicial. 2) START y END se basan en la especificación de la incidencia del miembro MEMBER INCIDENCE para el miembro en particular. 6.26 Especificación de Constantes Objetivo Este comando se utiliza para definir las propiedades de los materiales (módulo de elasticidad, módulo de Poisson, Densidad y Coeficiente de dilatación lineal) de los miembros y elementos. Además este comando también podrá ser utilizado para especificar la orientación del miembro (ángulo BETA o nodo de Referencia). Formato general: CONSTANTS  E    POISSON    MEMBER memb/elem-list    DENSITY   f 1      BETA     (ALL)     ALPHA   REF f 2 , f 3 , f 4 MEMBER memb/elem-list E Especifica el módulo de Young. Este valor se debe definir como el primer término en la lista de constantes POISSON Especifica el módulo de Poisson. Este valor se usa para calcular el módulo de corte (G=0.5xE/(1+POISSON)) DENSITY Define el peso específico ALPHA Coeficiente de dilatación térmica BETA Especifica el ángulo de rotación del miembro en grados (ver Sección 2) Nota : Las secciones de ángulos únicos, son orientadas de acuerdo a sus ejes principales por omisión. Si es necesario orientarlos de tal manera que sus extremos sean paralelos a los ejes globales, la especificación BETA debe ser utilizada. STAAD-III ofrece las siguientes especificaciones adicionales para este propósito: Véase sección 2.5.3 BETA ANGLE BETA RANGLE Las dos opciones anteriores provocarán una orientación con los extremos paralelos a los ejes globales. La opción ANGLE rota la sección a través de un ángulo theta (donde theta = es el ángulo entre el sistema de ejes principales y el sistema global de ejes). La opción 'RANGLE' rota la sección a través de un ángulo igual a 180 - theta. Las dos opciones trabajarán de la misma manera para ángulos iguales. Para ángulos desiguales la opción adecuada debe ser utilizada basada en la orientación requerida. f 1 Valor de las constantes correspondientes. Para E, POISSON y DENSITY, el nombre del material se puede definir en lugar de f 1 . Valores apropiados serán automáticamente asignados. La lista de nombres de materiales incluye al acero, concreto y aluminio. f 2 ,f 3 ,f 4 Coordenadas absolutas X, Y, y Z para el punto de referencia, a partir del cual, el ángulo BETA pueda ser calculada por el programa Ejemplo CONSTANTS E 29000.0 ALL BETA 45.0 MEMB 5 7 TO 18 DENSITY STEEL MEMB 14 TO 29 BETA 90 MEMB X Note que el último comando del ejemplo anterior asignará BETA=90 °. para todos los miembros paralelos al eje X. Notas 1) El valor de E siempre deberá de ser el primero en la lista de las constantes. 2) Todos los valores numéricos se deberán indicar en el sistema de unidades en uso. 3) No es necesario o posible especificar las unidades de temperatura o ALPHA. El usuario debe asegurarse que el valor dado de ALPHA es consistente en términos de unidades con el valor dado para la temperatura (vea Sección 6.32.6). 6.27 Especificación de Apoyo Global/Inclinado Las especificaciones de los apoyos en el programa de STAAD-III pueden ser ya sea paralelos o inclinados con respecto a los ejes globales. La especificación de apoyos paralelos a los ejes globales es descrita en la sección 6.27.1, mientras que la especificación para apoyos inclinados se describe en la sección 6.27.2 6.27.1 Especificación de Apoyo Global Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para especificar las condiciones de apoyo para apoyos paralelos a los ejes globales. Formato general: SUPPORTS  PINNED   joint-list       FIXED (BUT release-spec[spring-spec.])   *  FX    FY    FZ   release-spec =  MX    MY     MZ   *  KFX f 1    KFY f 2    KFZ f 3   spring-spec =  KMX f 4    KMY f 5     KMZ f 6   Descripción El apoyo articulado (PINNED), es un apoyo que tiene translación, pero no tiene restricciones en cuanto a la rotación. En otras palabras, el apoyo no tiene capacidad para soportar momentos. Un apoyo empotrado (FIXED), tiene ambas restricciones, tanto de translación como de rotación. Un apoyo empotrado se puede dejar en libertad en las direcciones absolutas como se describe en la especificación de grados de libertad (FX para la fuerza X y MZ para el momento Z). Además, un apoyo empotrado puede tener Véase sección 2.13 constantes de elasticidad como se describe en la especificación de elasticidad (translación en el eje absoluto X como KFX, hasta rotación en el eje absoluto Z como KMZ). Las constantes elásticas correspondientes son f 1 a f 6 . Note que la constante de elasticidad para la rotación se define siempre por grados de rotación. No se pueden definir más de cinco grados de libertad. Cuando se requiera especificar, tanto los grados de libertad como de elasticidad para el mismo nodo articulado, la especificación del grado de libertad tendrá que ser definido primero. Ejemplo SUPPORTS 1 TO 4 7 PINNED 5 6 FIXED BUT FX MZ 8 9 FIXED BUT MZ KFX 50.0 KFY 75. 18 21 FIXED 27 FIXED BUT KFY 125.0 En este ejemplo, los nodos del 1 al 4 y 7 son articulados, los momentos no son soportados por estos apoyos. Los nodos 5 y 6 están empotrados en todas direcciones, excepto para la fuerza en X y el momento Z, la fuerza en X y el momento Z en estos apoyos tienen libertad. Los nodos 8 y 9 están empotrados con una libertad en el momento Z y tienen curvaturas en las direcciones absolutas X y Y con correspondientes constantes elásticas de 50 y 75 unidades respectivamente. Los nodos 18 y 21 están empotrados en todas direcciones, tanto para translación como rotación. El nodo 27 esta empotrado en todas direcciones con una constante elástica de 125 en la dirección absoluta Y. Notas 1) Se recomienda enfáticamente a los usuarios a consultar la sección 6.39 para información en la especificación de apoyos así como de especificaciones del comando CHAGE. 2) Las constantes de elasticidad deberán de proporcionarse en el sistema de unidades en uso. 6.26.2 Especificación de Apoyos Inclinados Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para especificar apoyos inclinados con respecto al eje global. Formato general: SUPPORT  PINNED   joint-list INCLINED f 1 f 2 f 3      FIXED (BUT release- spec [spring-spec.])   Donde f 1 , f 2 , f 3 son las coordenadas del punto de referencia necesario para el Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados (Véase figura siguiente). Observe que la especificación de relajamiento y la especificación de elasticidad son las mismas como en la sección previa (6.27.1). Sin embargo note por favor que desde FX hasta MZ y KFX hasta KMZ se refieren a fuerzas/momentos y constantes de elasticidad en el Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados. 1 2 3 4 X Y 3m 4m 3m Punto de Referencia (1, -1, 0) Un apoyo inclinado no debe ser definido en un nodo en el cual un elemento finito está conectado. Véase La Sección 2.13 Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados La especificación de Apoyos inclinados se basa en el Sistema de Ejes de Apoyos Inclinados. El eje local x de este sistema se define asumiendo al nodo apoyado como el origen y uniéndolo con un punto de referencia de coordenadas f 1 , f 2 y f 3 (véase figura) medido desde el nudo del apoyo inclinado en el sistema global de coordenadas. Los ejes Y y Z del sistema de ejes del apoyo inclinado tienen la misma orientación que los ejes Y y Z de un miembro imaginario cuyo ángulo BETA es cero y cuyas incidencias son definidas desde el nodo del apoyo inclinado al punto de referencia. Los usuarios se pueden referir a la sección 2.5.3 de este manual para mayor información en estos conceptos. Ejemplo SUPPORT 4 INCLINED 1.0 -1.0 0.0 FIXED BUT FY MX MY MZ 6.27.3 Generador Automático de Apoyos Elásticos para Cimentaciones STAAD-III tiene una opción para la generación automática de apoyos elásticos para modelar cimentaciones. Este comando es especificado en el comando SUPPORT. Formato General: SUPPORT  FOOTING f1 (f2)    X   joint-list     DIRECTION  Y   SUBGRADE f3  (ELASTIC) MAT    Z   donde f1, f2 = Largo y ancho de la cimentación. Si f2 no es dado, se asume que la cimentación es un cuadrado con lados f1 f3 = Módulo de Subgrado del Suelo en fuerza/área/unidades de longitud X,Y,Z = Dirección global en la cual los apoyos elásticos serán generados. La opción FOOTING: Si usted desea especificar el área de influencia de un nodo y hacer que STAAD-III simplemente multiplique el área que proporciono por el módulo de sub - grado, use la opción FOOTING. Las situaciones en las que esto puede ser apropiado son aquellas en las que una cimentación corrida esta posicionada en un nodo donde se desea especificar un apoyo elástico. Por favor note que si elige la opción FOOTING es absolutamente necesario especificar f1 (y f2 si se trata de una cimentación no cuadrada). La opción ELASTIC MAT: Si usted desea que STAAD-III calcule el área de influencia para un nodo (en vez de que usted especifique un área ) y que ocupe esa área con el módulo de sub - grado para determinar el valor de la rigidez elástica, utilice la opción MAT. Las situaciones donde esto puede ser apropiado son aquellas en donde una losa está sobre el terreno y soporta el peso de la estructura sobre de ella. Se puede haber modelado toda la losa como elementos finitos y desear generar apoyos elásticos en los nodos de los elementos. Note que la palabra ELASTIC es opcional. La opción DIRECTION : La palabra clave DIRECTION es seguida por alguno de los caracteres X, Y o Z que indican la dirección de resistencia de los apoyos elásticos. La opción SUBGRADE : La palabra clave SUBGRADE es seguida por el valor de la reacción de subgrado. Por favor note que el valor debe ser dado en las unidades en uso especificado en la aplicación más reciente del comando UNIT anterior al comando SUPPORT. Ejemplo SUPPORTS 1 TO 126 ELASTIC MAT DIREC Y SUBG 200. El comando anterior le indica a STAAD-III para que internamente genere apoyos para todos los nodos desde el 1 hasta el 126 con resortes elásticos. STAAD-III calcula primero el área de influencia perpendicular al eje global Y de cada nodo y después multiplica el área de influencia correspondiente por el módulo de subgrado del suelo de 200.0 para calcular la constante elástica a ser aplicada al nodo. 6.28 Especificación Amo/Esclavo Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para modelar conexiones rígidas a través de la especificación de nodos Amo/Esclavo. Formato general: *  RIGID    FX    FY   SLAVE  FZ   MASTER j JOINT joint-spec  MX    MY     MZ    joint-list       joint-spec =   XRANGE       YRANGE   f 1 , f 2      ZRANGE     Descripción La opción amo -esclavo presentada por STAAD-III, permite modelar conexiones rígidas en el sistema. Las especificaciones de los apoyos deben de proporcionarse antes de que se use este comando. Note que en lugar de estipular una lista de nodos para los nodos esclavos, se podrá dar un rango de coordenadas (en el sistema de coordenadas absoluto). Con lo que todas las coordenadas de los nodos dentro de un rango específico, se asumen como nodos esclavos. Ningún elemento finito puede ser conectado a los nodos esclavos. La lista de nodos o rango de coordenadas especificadas para los nodos esclavos podrá incluir el nodo amo. Fx, Fy, etc. son las direcciones en las cuales ellos están relacionados al nodo amo. Los nodos estarán rígidamente Véase sección 2.14 conectados, cuando todas las direcciones sean proporcionadas. Los siguientes ejemplos ilustran la utilización de esta opción. Ejemplo SLAVE FX MZ MASTER 9 JOINT 1 TO 15 - 17 19 20 SLAVE FX FY MASTER 37 JOINT YR 19.9 20.1 La especificación SLAVE RIGID se podrá utilizar para modelar directamente un diafragma rígido. Todos los grados de libertad están tomados en consideración para los nodos esclavos y, la rotación de cuerpo rígido será considerada automáticamente. Ejemplo SLAVE RIGID MASTER 22 JOINTS 10 TO 45 SLAVE RIGID MASTER 70 JOINTS YR 25.5 27.5 Notas Para este tipo de modelaje se requiere de una conexión rígida apropiada entre los nodos amo y esclavos. 6.29 Especificaciones de Dibujo Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para generar las impresiones de la geometría de la estructura y los resultados como parte de la salida del programa. Descripción Además de la interacción gráfica, STAAD-III tiene la característica de proveer comandos para plotear la geometría de la estructura, el análisis de resultados, etc. como parte del archivo de salida de STAAD-III. Note que estos archivos de salida ( archivos .ANL) deben ser impresos solo por medio de la opción Print Output del menú principal de STAAD. También se pueden ver en pantalla con la opción View Output del menú principal de STAAD. Las gráficas son de una gran resolución y prácticamente todas las impresoras de matriz 8/9/24 e impresoras láser se pueden utilizar. El comando DRAW se utiliza para crear todas las gráficas de la salida. A continuación se presenta el formato del comando DRAW. Véase sección 2.24 y Ejemplo 1 *  ISOMETRIC    ROTATE rotate-spec    SECTION section-spec    ZOOM f 1    SHIFT x y    JOINT    MEMBER    SUPPORT    PROPERTY    SHAPE   DRAW  HIDDEN - LINE - REMOVED   (LIST list-spec)  SHRINK f 2    LOAD ln    DFDRAW ln    MODRAW sn    SCDRAW ln    MSDRAW ln force-spec    BMDRAW ln force-spec    ENVELOP direction-spec    SCALE f 3f orce    VALUE    STRESS CONTOUR ln   *  X xa    XY   rotate-spec =  Y ya   section-spec=  YZ   r 1 r 2  Z za    XZ    FX    FY   force-spec =  MZ    FZ    MY   f 1 = Factor de amplificación por el cual la estructura es amplificada o disminuida.. Un factor menor a uno se utiliza para reducir la imagen mientras que un factor mayor a 1 se utiliza para crear una amplificación. f 2 = Factor de reducción por el cual los miembros y elementos son reducidos. El valor varia de 0.1 a 0.9 f 3 = Factor de escala por el cual las formas deformadas son multiplicadas. Generalmente se calculan todas las escalas. Sin embargo, el usuario será capaz de cambiarlas mediante el uso de este comando. x,y = Valores de cambio en base las coordenadas de la estructura. ln = Número de carga en consideración sn = Número de modo de vibración que será presentado en pantalla. xa,ya,za = Angulos X, Y y Z por los cuales la estructura es rotada. r 1 ,r 2 = Valores mínimo y máximo que definen el rango en la dirección perpendicular al plano de la sección especificada. Notas 1) Los comandos siguientes se pueden utilizar en cualquier lugar del archivo de datos de entrada del programa. ISOMETRIC = Dibuja Vista isométrica ROTATE = Rota como se especifico en rotate-spec. SECTION = Dibuja una sección como se especifico en section- spec. ZOOM = Dibuja con un factor de amplificación de f 1 . SHIFT = Cambia a la estructura a los valores específicos x y y JOINT = Presentación de número de nodos MEMBER = Presentación de número de miembros SUPPORT = Presentación de simbología de nodos PROPERTY = Presentación de nombres de propiedades SHAPE = Presentación de la forma del miembro con el apropiado ángulo de orientación BETA HIDE = Remueve líneas ocultas cuando los elementos están presentes SHRINK = Reduce a todos los miembros y elementos por el factor de f 2 LOAD = Presentación de la simbología para las cargas. Obviamente, este comando se puede utilizar únicamente después de que se hayan provista las cargas 2) Los siguientes comandos están relacionados a los resultados y únicamente deberán de ser utilizados después del comando PERFORM ANALYSIS. DFDRAW = Dibuja formas deflectadas MODRAW = Dibuja modos de vibración SCDRAW = Dibuja el desplazamiento de sección MSDRAW = Presentación de diagrama de fuerza/momento de la estructura completa para un número de carga especifico BMDRAW = Presentación de diagrama de fuerza/momento para miembros independientes como se listan en LIST. No más de 2 miembros podrán ser listados. Utilice varios comandos DRAW para presentar los diagramas de fuerza/momento para miembros independientes. ENVELOP = Lo mismo que MSDRAW excepto que funciona para todos los casos de carga activa SCALE = Factor de escala por le cual las formas deflectadas serán multiplicadas VALUE = Presenta los valores de desplazamientos, fuerza/momento, STRESS-CONTOUR = Dibuja Contorno de esfuerzos para elementos finitos. Solo el contorno para el esfuerzo principal máximo absoluto pude ser graficado. Ejemplo DRAW ISOMETRIC MEMBER SUPPORT PROPERTY DRAW SHAPE SUPPORT DRAW SECTION XY 14.9 15.1 DRAW ROTATE X -20 Y 30 Z 20 HIDE DRAW ISOMET MSDRAW 2 MZ VALUE 6.30 Frecuencia de Corte o Modos de Vibración Objetivo Estos comandos se utilizan en conjunto con el análisis dinámico. Pueden ser utilizados para especificar la frecuencia mas alta o el número de modo de vibración que se necesite tomar en consideración Formato general:  FREQUENCY f 1   CUT (OFF)       MODE SHAPE i 1   donde, f 1 = La más alta frecuencia (ciclos/seg) que será considerada en el análisis dinámico i 1 = Número de modo de vibración que será considerado para el análisis dinámico. En caso de que el comando de frecuencia de corte no se proporcione el valor por omisión será de 108cps. Si el comando de modo de sección de corte no se proporciona los primeros tres modos serán calculados, estos comandos deberán ser proporcionados antes de las especificaciones de carga. Este(os) comando(s), deberán de proporcionarse antes de cualquier especificación de carga. Véase sección y Ejemplo 11 6.31 Definición de Sistemas de Carga Objetivo Esta sección describe las especificaciones necesarias para definir diferentes sistemas de cargas para la generación automática de cargas en movimiento, Cargas sísmicas UBC y cargas de viento. Además, esta sección también describe la especificación del paso para el análisis de paso a paso. Descripción STAAD-III/ISDS tiene algoritmos incluidos capaces de generar movimiento de cargas, cargas sísmicas laterales (de acuerdo al Código Uniforme de la Construcción, UBC (Uniform Building Code) y cargas debidas a viento sobre una estructura. El uso de las opciones para la generación de cargas, consiste de dos partes: 1) Definición de el (los) sistema(s) de carga. 2) Generación de casos de carga primaria, usando sistemas de carga previamente definidos. La definición de los sistemas de carga, se debe hacer antes de que cualquier caso de carga primario sea especificado. Esta Sección, describe la especificación de los sistemas de carga. Información de como generar casos de carga primario usando los sistemas de carga, se encuentra en la Sección 6.32.12. Véase Sección 2.16 6.31.1 Definición del Sistema de Cargas en Movimiento Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para definir el sistema de cargas en movimiento. Formato general: DEFINE MOVING LOAD (FILE file-name)  LOAD f 1 ,f 2 ,..f n DISTANCE d 1 ,d 2 ,..d n-1 (WIDTH w)   TYPE j       load-name (f)   Observe que el sistema para cargas en movimiento, se puede definir de dos maneras. Directamente dentro del archivo de entrada o usando un archivo externo. La opción FILE, se deberá utilizar únicamente para cuando los datos se vayan a leer desde un archivo externo. El nombre del archivo no deberá tener más de 16 caracteres. Cargas de movimientos pueden ser generadas solamente para elementos de marcos. No podrán ser generadas para elementos finitos. Definición de cargas en movimiento en el archivo de entrada Usando la primera especificación de tipo. TYPE j LOAD f 1 ,f 2 ,...f n DISTANCE d 1 ,d 2 ,d (n-1) (WIDTH w) donde, Ver sección 6.32.12 j = número para el sistema de cargas en movimiento (entero) f 1 = valor de la i-ésima carga concentrada d 1 =distancia entre la i+1-ésima carga y la i-ésima carga en la dirección de movimiento w = espaciamiento entre cargas perpendiculares a la dirección de movimiento. En caso de que este valor se omite, se asumirá una carga de una dimensión Definición de cargas en movimiento utilizando un archivo externo Usando la segunda especificación de tipo. TYPE j load-name (f) donde, nombre de carga = es el nombre del sistema de carga en movimiento, y f = factor de multiplicación opcional, para escalar el valor de las cargas. El valor por omisión es 1.0 El siguiente, es un archivo típico que contiene los datos. CS200 ----- nombre del sistema de carga (nombre de carga 50. 80. 90. 100. ----- cargas 7. 7. 9. ----- distancia entre cargas 6.5 ----- ancho 7.0 9.0 7.0 80 6.5 90 50 100 Observe que varios sistemas de carga, pueden ser repetidos dentro del mismo archivo. Todas las cargas y distancias están en el sistema de unidades en uso. El generador de cargas en movimiento de STAAD-III, asume que: 1) Todas las cargas están actuando en la dirección negativa Y o Z (sistema absoluto). Se le aconseja al usuario configurar al modelo de la estructura de acuerdo a lo anterior. 2) La resultante de la dirección de movimiento es determinado por los incrementos de X, Y y Z tal como se proporcionaron por el usuario. Carga de referencia La primer carga concentrada, especificada sobre el sistema de cargas en movimiento será designada como la carga de referencia. Mientras que, la generación de casos de carga primaria subsecuentes (la posición inicial del sistema de carga y la dirección de movimiento) son definidas con respecto a la localización de la carga de referencia. Además, observe que cuando se establece la ubicación de la carga de referencia, el valor de la amplitud, debe de ser positivo en la dirección X o Z aplicable. Las siguientes figuras ilustran el concepto de carga de referencia. punto de referencia z x d2 W d1 x z W d2 d1 punto de referencia Movimiento paralelo Movimiento paralelo al eje absoluto X al eje absoluto Z Especificación de cargas estándar AASHTO Formato General:  HS20  TYPE i  HS15  ( f ) ( vs )  H20     H15   donde, i = número del sistema de carga en movimiento (entero) f = factor de multiplicación opcional (valor por omisión 1.0) vs = espaciamiento variable como se define por AASHTO, para series de transporte HS. El valor por omisión es 14 ft Ejemplo UNIT KIP FEET DEFINE MOVING LOAD TYPE 1 LOAD 10.0 20.0 15.0 DISTANCE 5.0 7.5 WIDTH 6.0 TYPE 2 LOAD 20.0 20.0 DISTANCE 10.0 WIDTH 7.5 TYPE 3 HS20 0.80 22.0 Notas Todas las cargas y distancias deberán de ser provistas en el sistema de unidades en uso. Véase sección 2.16.1 y Ejemplo 12 Ejemplo Cuando los datos son dados a través de un archivo externo denominado MOVLOAD Datos en archivo de entrada UNIT KIP FEET DEFINE MOVING LOAD FILE MOVLOAD TYPE 1 AXLTYP1 TYPE 2 AXLTYP2 1.25 Datos en el archivo externo MOVLOAD AXLTYP1 10 20 15 5.0 7.5 6.0 AXLTYP2 20 20 10 7.5 6.31.2 Definición de Cargas UBC Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros para la generación de cargas estáticas laterales equivalentes UBC para el análisis sísmico. Descripción El generador de carga UBC de STAAD-III, asume que las cargas laterales estarán ejercidas en la direcciones X y Z, y que Y será la dirección de la carga debida a la gravedad. Así, para un modelo de construcción, el eje Y será perpendicular a los pisos y las coordenadas positivas apuntarán hacia arriba. El programa le ayudará a establecer su modelo en la debida forma. La fuerza sísmica lateral total o Cortante de base es calculado automáticamente por STAAD-III, usando las siguientes ecuaciones de UBC. V = ZIC W (según UBC 1994 y 1988) (1) Rw V = ZIKCSW (según UBC 1985) (2) NOTA: 1) Todos los símbolos y notaciones son los utilizados por el UBC. 2) El cortante en la base V, se puede calcular con STAAD-III, usando ya sea el procedimiento de la versión de 1994 (ecuación 1) o el procedimiento de la versión de 1985 (ecuación 2). Usted deberá de usar la especificación de UBC apropiada (vea el formato de abajo) para instruir al programa adecuadamente. Véanse Las secciones y 6.32.12 STAAD-III, utiliza el siguiente procedimiento para generar las cargas sísmicas laterales. 1. El usuario proporciona el coeficiente de zona sísmica y la especificación para UBC deseada (1988-1985), a través del comando DEFINE UBC LOAD. 2. El programa calcula el periodo de la estructura T. 3. El programa calcula C, de la ecuación apropiada de UBC, utilizando el valor de T. 4. El programa calcula V, a partir de, la o las ecuaciones apropiadas. W se obtiene a partir de las opciones SELFWEIGHT y/o JOINT WEIGHT, que fueron provistas por el usuario a través del comando DEFINE UBC LOAD. 5. La carga sísmica lateral total (cortante de base) es entonces distribuida por el programa entre los diferentes niveles de la estructura mediante el procedimiento de UBC. Formato general: DEFINE UBC (ACCIDENTAL) LOAD ZONE f 1 ubc-spec SELFWEIGHT JOINT WEIGHT joint-list WEIGHT w MEMBER WEIGHT  UNI v 1 v 2 v 3   mem-list       CON v 4 v 5   *  I f 2   *  K f 6   UBC-spec =  RWX f 3   ubc-spec =  I f 7   UBC 1994  RWZ f 4   UBC 1985   TS f 8     S f 5     (CT f 9 )     (CT f 9 )   donde, f 1 = Coeficiente de zona sísmica (0.2, 0.3, etc.) f 2 = Factor de importancia f 3 = Coeficiente numérico Rw para la carga lateral en la dirección X f 4 = Coeficiente numérico Rw para la carga lateral en la dirección Z f 5 = Factor de sitio por tipo de suelo f 6 = factor de fuerza horizontal f 7 = factor de importancia f 8 = Periodo característico del sitio ( Referido como Ts en el código UBC). El valor por omisión es 0.5 f 9 = Valor opcional CT para calcular el periodo alternativo mediante el método B de UBC w = Peso del nodo asociado con la lista UNI = Especifica una carga uniformemente distribuida con un valor de v 1 comenzando en la distancia v 2 (al inicio del miembro) a la distancia final v 3 (al inicio del miembro). Si v 2 y v 3 son omitidas, se asume que la carga cubre la longitud completa del miembro. CON = Especifica una fuerza concentrada con un valor de v 4 aplicada a la distancia v 5 (del inicio del miembro). Si v 5 es omitido, se asumirá que la carga actúa en la parte central del miembro. Notas 1) Cuando se utiliza la opción ACCIDENTAL, la torsión accidental será calculada de acuerdo a las especificaciones UBC. El valor para la torsión accidental está basado en el centro de masa de cada uno de los niveles. El centro de masa se calcula del peso propio, peso de nodos y peso de miembros especificados por el usuario. 2) En la especificación de UBC para el código de 1985, la especificación de TS es opcional. Cuando se especifica Ts, el coeficiente de resonancia S es determinado a partir del periodo del edificio T y el valor provisto de TS dado por el usuario, usando las ecuaciones de UBC. Si TS no se especifica, el valor por omisión es 0.5 3) El periodo calculado por STAAD, podrá ser anulado proporcionando los valores de PX o PZ (o ambos), de tal manera que el valor que usted haya definido, será utilizado para el cálculo del cortante en la base. Si usted no define PX o PZ el periodo será calculado por el programa. 4) A continuación se explican algunos de las elementos de la salida para un análisis UBC. CALC /USED PERIOD CALC PERIOD es el periodo calculado utilizando el método de Rayleigh (Método B del código UBC). Según el UBC el USED PERIOD en la dirección x es PX. Para el UBC el USED PERIOD en la dirección z es PZ. Si PX y PZ no son indicados el USED PERIOD es el mismo que el periodo calculado para esa dirección. El USED PERIOD es aquel que fue sustituido en la ecuación crítica del código UBC para calcular el valor de C. C, C-ALT De acuerdo al código UBC, el valor de C de la ecuación 34-2 habrá de calcularse como un periodo mediante el método B y un periodo mediante el método A. Lo primero es representado en la salida como C y lo segundo es multiplicado por 0.8 ( 80% ) y el valor resultante es representado como ALT-C. 5) En el análisis para cargas UBC, todos los apoyos de la estructura tienen que estar en el mismo nivel y deben tener la menor nivel de elevación de la estructura. Ejemplo Ver sección 6.32.12 bajo Generación de Carga Sísmica UBC 6.31.3 Definición de Cargas Por Viento Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros para la generación automática de cargas por a viento en la estructura. Formato general: DEFINE WIND LOAD TYPE j INTENSITY p 1 p 2 p 3 ... p n HEIGHT h 1 h 2 h 3 ... h n  e 1 JOINT joint-list   EXPOSURE       YRANGE o ZRANGE f 1 f 2   EXPOSURE e 2 - do - . . . EXPOSURE e n - do - donde, j Número del sistema de carga debida a viento (entero) p 1 , p 2 , p 3 ,...p n Intensidad de viento (presión) fuerza sobre área. Hasta 5 h 1 , h 2 , h 3 ,...h n Elevaciones (sobre la coordenada absoluta Y) a las cuales las intensidades anteriores ocurren e 1 , e 2 , e 3 ,...e n Factores de exposición. El valor por omisión es 1.0, lo cual significa que la fuerza debida a viento está aplicada en toda el área de influencia asociada con el nodo o nodos Lista de nodos Lista de nodos asociados con el factor de exposición f 1 y f 2 valores de las coordenadas verticales (global) que especifiquen el rango vertical de exposición. Si no es especificado el comando EXPOSURE , el factor de exposición seleccionado es 1.0. Descripción Todas las cargas y elevaciones están definidas en el sistema de unidades en uso. En la lista de las intensidades, el primer valor de intensidad actúa desde el nivel del piso hasta la primera elevación. La segunda intensidad (p 2 ), actúa en la dirección absoluta Y, entre las dos primeras elevaciones (h 1 y h 2 ) y así sucesivamente. El programa asume que el nivel del piso tiene la coordenada más baja del eje Y. El factor de exposición (e) es la fracción del área de influencia asociado con el o los nodos sobre los cuales actúa la carga. La carga total, actuando sobre un nodo en particular, es calculada de la siguiente manera: Carga en el nodo = (factor de exposición) X (área de influencia) X (intensidad de viento). El factor de exposición se puede especificar por medio de una lista de nodos, o dando un rango para Y, dentro del cual, todas los nodos tendrán la misma exposición. Cuando el factor de exposición no se especifica, el valor por omisión es de 1.0, en cuyo caso será considerada el área de influencia completa asociada con los nodos. Para marcos planos, el área de influencia para cada uno de los nodos es calculada considerando el ancho unitario perpendicular al plano de la estructura. Note que usted puede adaptar el ancho real, al incorporarlo dentro del factor de exposición como sigue: factor de exposición(especif. Por el Usuario)=(fracción del área de influencia)X(ancho de influencia para el nodo) Notas Todas las intensidades, alturas y rangos deberán de definirse en el sistema de unidades en uso. Véase sección 2.16.3 6.31.4 Definición de Análisis Paso a Paso Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros para el análisis paso a paso de la carga de la estructura. Formato general: DEFINE TIME HISTORY (DT x)  ACCELERATION   TYPE i     SAVE   FORCE    READ f n         t 1 p 1 t 2 p 2 .... t n p n    function-spec   ARRIVAL TIME a 1 a 2 a 3 ....... a n (DAMPING d) donde  SINE   FUNCTION      COSINE   function-spec =  FREQUENCY   AMPLITUDE f 1     f 2 (PHASE f 3 ) CYCLES f 4 (STEP f 5 )  RPM   x = solución de paso de tiempo utilizado en la integración paso a paso de las ecuaciones no acopladas. El valor por omisión de DT se determina de la siguiente manera. a) Si el modo mas alto incluido en la respuesta tiene una frecuencia mayor a 60 cps, DT = 0.0016sec. b) Si el modo mas alto (N f-esimo modo) tiene una frecuencia menor de 60 cps, DT= 1/10th el periodo del N-f-esimo modo). i = tipo de número de la carga variando con respecto al tiempo (entero). Se podrán proveer hasta seis tipos diferentes. ACCELERATION indica que la carga variando con respecto al tiempo es un movimiento del terreno. FORCE indica que se trata de una función forzada. Save = La opción save resulta en la creación de un archivo (archivo de entrada con extensión TIM) que contiene la historia de los desplazamientos de cada nodo de la estructura en cada paso de tiempo. Sintaxis: TYPE 1 FORCE SAVE t 1 , p 1 ; t 2 , p 2 ; ... valores de tiempo (seg) y fuerza o aceleración correspondiente dependen en si la variación de la carga con respecto al tiempo es una función forzada o un movimiento del terreno. Se pueden proveer hasta 299 pares para cada tipo, en valores ascendentes de tiempo. Se podrá utilizar mas de una línea en caso de que se requiera. a 1 a 2 a 3 ... a n = Valores de los diferentes tiempos posibles de arribo (segundos), para los diversos tipos de cargas dinámicas. El tiempo de arribo es el tiempo en el cual un tipo de carga comienza a actuar en un nodo (función de fuerza) o en la base de la estructura (movimiento del terreno). El mismo tipo de carga podría tener diferentes tiempos de arribo para diferentes nodos, de donde todos estos valores deberán de especificarse aquí. Los tiempos de arribo y los pares fuerza - tiempo para los tipos de carga se utilizan para crear el vector de carga necesario para cada paso de tiempo del análisis. Consulte la sección 6.32.10.2 para información en la especificación de entrada en la aplicación de cargas de funciones de fuerza o cargas de movimiento del terreno. Se podrán especificar hasta 99 tiempos de arribo. d = Razón de Amortiguamiento modal. El valor por omisión es de 0.05. Unicamente se podrá utilizar una razón de amortiguamiento para toda la estructura. Observe que la opción de "function-spec" se utiliza para especificar cargas armónicas. Se pueden especificar funciones armónicas seno y coseno. El programa automáticamente calculará el historial de la carga armónica en base a las especificaciones siguientes. f 1 - Amplitud del movimiento en unidades en uso. f 2 - Si FREQUENCY, entonces frecuencia circular( ciclos/seg) Si RPM, entonces revoluciones por minuto. f 3 - Ángulo de fase en grados, valor por omisión 0 f 4 - No. de ciclos de carga. f 5 - Tiempo de paso de carga, valor por omisión = un décimo de la frecuencia circular. Ejemplo: UNIT FT DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE 0.0 1.0 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 2.2 4.0 2.6 5.0 2.8 TYPE 2 ACCELERATION 0.0 2.5 0.5 2.7 1.0 3.2 1.5 3.8 2.0 4.2 2.5 4.5 3.0 4.5 3.5 2.8 ARRIVAL TIME 0.0 1.0 1.8 2.2 3.5 4.4 DAMPING 0.075 Notas El comando 'READ fn' será provisto únicamente si la historia de la carga de variación con respecto al tiempo es leída de un archivo externo. Donde fn es el nombre del archivo. Los datos dentro del archivo externo deberán de tener en cada línea el par de fuerza - tiempo tal y como se muestra en el siguiente ejemplo. Datos en el archivo de entrada UNIT KIP FEET DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE READ THFILE ARRIVAL TIME 0.0 DAMPING 0.075 Datos en el archivo externo “THFILE” 0.0 1.0 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 2.2 4.0 2.6 5.0 2.8 Ejemplo de generación de cargas armónicas UNIT KIP DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE *Following lines for Harmonic Loading Generator FUNCTION SINE AMPLITUDE 6.2831 FREQUENCY 60 CYCLES 100 STEP 0.02 ARRIVAL TIME 0.0 DAMPING 0.075 Nota La respuesta (desplazamientos, fuerzas. etc.) contendrá solamente la contribución de esos modos cuya frecuencia es menor o igual a 60 cps. La contribución de modos con frecuencia mayor de 60 cps no es considerada. 6.32 Especificación de Cargas Objetivo Esta sección describe las diferentes opciones de carga disponibles en STAAD-III. Los comandos siguientes se pueden utilizar para iniciar un nuevo caso de carga. Formato general: LOADING i 1 (any load title) i 1 = cualquier número entero (hasta cinco dígitos), que identifique el caso de carga. Este número no necesita ser secuencial con respecto a los números de carga anteriores. El comando LOADING inicia un nuevo caso de carga. Bajo este título, se pueden dar todas las cargas diferentes relacionadas a este número de carga. Estos diferentes tipos de cargas son descritos a continuación. 6.32.1 Especificación de Carga Nodal Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para especificar las cargas de Nodos en la estructura. Formato general: JOINT LOAD *  FX f 1    FY f 2   joint-list  FZ f 3    MX f 4    MY f 5     MZ f 6   FX, FY y FZ especifican una fuerza en la dirección absoluta correspondiente MX, MY y MZ especifican un momento en la dirección absoluta correspondiente f 1 , f 2 ,...f 6 valores de las cargas Ejemplo JOINT LOAD 3 TO 7 9 11 FY -17.2 MZ 180.0 5 8 FX 15.1 12 MX 180.0 FZ 6.3 Notas Los números de nodos pueden ser repetidos, en el lugar en donde las cargas van a ser sumadas al nodo. Ver sección 2.15.1 6.32.2 Especificación de Carga Sobre Un Miembro Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para especificar las cargas sobre miembros de marcos. Formato general: MEMBER LOAD  UNI o UMOM direction-spec f 1 , f 2 , f 3 , f 4   member-list  CON o CMOM direction-spec f 5 , f 6 , f 4    LIN local-spec f 7 , f 8 , f 9     TRAP direction-spec f 10 , f 11 , f 12 , f 13    X    Y    Z    GX    X   direction-spec =  GY   local-spec =  Y    GZ     Z    PX    PY     PZ   UNI o UMOM Especifica una carga uniformemente distribuida o un momento con un valor de f 1 , a una distancia de f 2 desde el inicio del miembro a el inicio de la carga; y una distancia de f 3 desde el inicio del miembro al final de la carga. La carga se asume que cubre la longitud total del miembro cuando se omiten f 2 y f 3 . CON o CMOM Especifica una fuerza concentrada o momento con un valor de f 5 aplicado a una distancia f 6 desde el inicio del miembro. f 6 tendrá como valor por omisión, la mitad de la longitud del miembro. f 4 Distancia perpendicular a partir del centro de corte del miembro al plano de carga. El valor es positivo en la dirección general del eje local paralelo (o casi paralelo) LIN Especifica un incremento o decremento lineal o, una carga triangular. Si la carga se incrementa o disminuye linealmente, entonces f 7 es el valor al inicio del miembro y f 8 es el valor en el extremo. Si la carga es triangular, entonces f 7 y f 8 son dadas como cero y f 9 es el valor de la carga a la mitad del miembro TRAP Especifica un carga trapezoidal con variación lineal, que puede actuar sobre la longitud parcial o total de un miembro y una dirección local, absoluta o proyectada. El valor de carga en el principio está dado por f 10 y el valor de carga en el extremo final por f 11 . La localización de la carga está dada por f 12 , el punto inicial de la carga, y f 13 , el punto final. Ambas son medidas desde el inicio del miembro. Cuando no se especifican f 12 y f 13 , se asume que la carga cubrirá la longitud completa del miembro. X, Y y Z dentro de la especificación de dirección y especificación local, especifican la dirección de la carga en los ejes locales x, y y z. GX, GY y GZ dentro de la especificación de dirección, especifican la dirección de la carga en los ejes absolutos X, Y y Z. PX, PY y PZ pueden ser utilizar cuando las cargas están a lo largo de la longitud proyectada del miembro en la correspondiente dirección absoluta. El principio de la carga y distancias a los extremos son mediadas a lo largo de la longitud del miembro y no la longitud proyectada. Véase sección 2.16.2 Notas La especificación de los ejes globales no es permisible para cargas lineales ( opción LIN ). Si el miembro que está cargado tiene una distancia de desfasamiento (véase la especificación de MEMBER OFFSET ), la localización de la carga es medida no a partir de las coordenadas de la nodo inicial sino de la distancia desplazada. 6.32.3 Especificación de Carga Sobre Un Elemento Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para definir los diferentes tipos de cargas sobre elementos placas. Formato general: ELEMENT LOAD    GX      PRESSURE  GY   f 1 (x 1 y 1 x 2 y 2 )       GZ         element-list        X      TRAP     f 2 f 3      Y     Descripción La opción PRESSURE deberá de utilizarse cuando se necesite especificar una presión UNIFORME. La presión uniforme se puede definir sobre el elemento completo o sobre una porción específica (definidas por x 1 , y 1 y x 2 , y 2 . Ver descripción en la parte inferior). Si no se proporciona x 1 , y 1 , y x 2 , y 2 , la presión es aplicada a todo el elemento. Si solamente se proporcionan x 1 , y 1 , se asume que la carga es una carga concentrada, aplicada en el punto especificado. Note que la presión, se puede definir ya sea en las direcciones globales (GX, GY, GZ) o en la dirección local Z (normal al elemento). Si la dirección global se omite, la carga aplicada se asume está en la dirección local Z. GX, GY, GZ denota dirección global para la presión, en las direcciones X, Y y Z respectivamente Eje Local Y Eje Local X Area de carga Uniforme X Y 1 2 X Y 2 1 f 1 Presión en elemento (fuerza/longitud cuadrada) o carga concentrada (fuerza). Observe que f 1 es considerada como una carga concentra cuando se omiten x 2 y y 2 x 1 ,y 1 & x 2 ,y 2 Puntos coordenados en el sistema de coordenadas Presión de Variación Uniforme (Trap Y) Uniforme (Trap X) Eje Local X Eje Local Y Presión de Variación locales (el nodo central es el origen) definiendo el área rectangular sobre la cual la presión es aplicada La opción TRAP se debe utilizar para cuando se necesite definir una presión variable linealmente. La variación se debe definir sobre todo el elemento X o Y Dirección de variación de la presión del elemento. La opción TRAP X/Y indica que la variación del trapecio es en la dirección local X o en la dirección local Y. La carga siempre actúa en el eje local Z. f 2 Intensidad de presión en la parte inicial f 3 Intensidad de presión en la parte final Véase sección 2.6 y Ejemplos 9 y 10 Nota: 1. El inicio y final definido en la parte anterior está basado en las direcciones positivas de los ejes locales X o Y. 2. Mientras X o Y indica la dirección de variación de la carga trapezoidal, la carga actúa en la dirección local Z. Ejemplo LOAD 4 ELEMENT LOAD 1 7 TO 10 PR 2.5 11 12 PR 2.5 1.5 2.5 5.5 4.5 15 TO 25 TRAP X 1.5 4.5 34 PR 5.0 2.5 2.5 35 TO 45 PR -2.5 6.32.4 Especificación de Carga de Piso y de Carga de Superficie Objetivo Estos comandos se utilizan para especificar las Cargas de Superficie o las Cargas de Piso de una estructura. La carga de superficie se utilizará para modelar una distribución en una dirección y la carga de piso para modelar una distribución en dos direcciones. Formato general para AREA LOAD: AREA LOAD member-list ALOAD f 1 f 1 = valor de carga actuando sobre un área ( unidad de peso sobre unidad de longitud cuadrada). Esta carga siempre actúa a lo largo del eje local positivo Y. Para los miembros de un análisis de PISO, esta dirección coincidirá con el eje absoluto en la mayoría de los casos. (Para una descripción detallada referirse a la Sección 2). Ejemplo AREA LOAD 2 4 TO 8 ALOAD -.250 12 16 ALOAD -.500 Nota La carga de Superficie no debe especificarse en miembros declarados como MEMBER CABLE, MEMBER TRUSS o MEMBER TENSION. Véase sección 2.15.3 Formato General para CARGA DE PISO: FLOOR LOAD YRANGE f 1 f 2 FLOAD f 3 (XRANGE f 4 f 5 ZRANGE f 6 f 7 ) donde, f 1 f 2 Valores, en las coordenadas globales verticales, para especificar el rango vertical. La carga de piso será calculada para todos los miembros que estén comprendidos en el plano horizontal global dentro del rango global vertical especificado. f 3 El valor de la carga de piso (peso unitario sobre longitud unitaria al cuadrado). Esta carga siempre actúa paralela al eje absoluto vertical. Un valor positivo significa que la carga está actuando en la dirección positiva global Y. Un valor negativo indica una carga en la dirección global negativa Y. f 4 -f 7 Valores de las coordenadas absolutas x y z, que definen los puntos de las esquinas del área sobre la cual la carga de piso especificada (f 3 ) actuará. En caso de no especificarse, la carga de piso será calculada para todos los miembros en todos los pisos dentro del rango vertical global. Notas 1) La estructura habrá de modelarse de tal manera que el eje global vertical permanezca perpendicular al plano del piso. 2) La especificación de Carga de Piso se considera para la carga una distribución en dos direcciones, La especificación de la carga de superficie considera una acción en una sola dirección. 3) La carga de piso de una losa es distribuida en los cuatro lados como cargas trapezoidales o triangulares dependiendo en la longitud de los lados como se muestra en el diagrama. Internamente, estas cargas son convertidas a cargas puntuales múltiples. o 3 4 11 14 13 5 6 10 1 2 45 20' 10' 9 o 45 o 45 o 45 Los miembros 1 y 2 tienen cargas totales trapezoidal y triangular respectivamente. Los miembros 3 y 4 presentan cargas trapezoidales y 5 y 6 tienen cargas triangulares parciales. 4) La carga total se aplica solamente a losas triangulares y cuadriláteras o paneles. La carga por unidad de área puede no variar para un panel particular y entonces se asumirá como continuo y sin agujeros. 5) La opción FLOOR LOAD no está disponible si el comando SET Z UP es utilizado (Vea Sección 6.5.) Ejemplo La entrada para FLOOR LOAD se explica a través de un ejemplo. Considérese el siguiente esquema de piso en y = 12'. 5 6' 10' 10 5 7 8 Z 7 4 6 A 9 C 3 3 8 2 2 B 1 1 4 6 11' 10' X si el piso completo tiene una carga de 0.25 (fuerza/ unidad de área), entonces la entrada sería como sigue: . . . LOAD 2 FLOOR LOAD YR 12.0 12.0 FLOAD 0.250 . . . Si en el ejemplo anterior, el panel A tiene una carga de 0.25 y el panel B y C tienen una carga de 0.5, entonces la entrada será como sigue: Note el formato de las especificaciones XRANGE y YRANGE. . . . LOAD 2 FLOOR LOAD YR 12.0 12.0 FLOAD 0.250 XR 0.0 11.0 ZR 0.0 16.0 YR 12.0 12.0 FLOAD 0.5 XR 11.0 21.0 ZR 0.0 16.0 LOAD 3 . . . El programa internamente identifica los paneles (mostrados como A, B y C en la figura anterior). Las cargas de piso son distribuidas como cargas trapezoidales y triangulares como se muestra por las líneas punteadas en la Figura. El signo negativo para la carga significa que está aplicada hacia abajo en la dirección global Y. 6.32.5 Especificación de Carga de Pre -Esfuerzo Objetivo Este comando se utiliza para definir las cargas de presfuerzo que actúan sobre los miembros de la estructura. Formato general:  PRESTRESS   MEMBER     (LOAD)   POSTSTRESS   *  ES f 2   member-list FORCE f 1  EM f 3     EE f 4   f 1 = Fuerza de presfuerzo. Este valor es positivo de acuerdo a la dirección del eje local x ES = Especifica la excentricidad de la fuerza de presfuerzo al inicio del miembro a una distancia f 2 del centroide EM = Especifica la excentricidad de la fuerza de presfuerzo, a la mitad del miembro a una distancia f 3 del centroide EE = Especifica la excentricidad de la fuerza de presfuerzo al final del miembro a una distancia f 4 del centroide Descripción La primera opción, MEMEBER PRESTRESS LOAD, considera el efecto de la fuerza de presfuerzo durante su aplicación. Así, el cortante transversal generado en los extremos de los miembros sujetos a las fuerzas de presfuerzo es transferido a los miembros adyacentes. La segunda opción, (MEMBER POSTSTRESS LOAD), considera el efecto de la carga de presfuerzo existente después de la operación de presfuerzo. Así, el cortante transversal en los Véase sección 2.15.5 y Ejemplo 6 extremos de los miembros sujetos a fuerza de presfuerzo no será transferido a los miembros adyacentes. Ejemplo MEMBER PRESTRESS 2 TO 7 11 FORCE 50.0 MEMBER POSTSTRESS 8 FORCE 30.0 ES 3.0 EM -6.0 EE 3.0 En el primer ejemplo, una fuerza de presfuerzo de 50 kips es aplicada a través del centroide (es decir, sin excentricidad) de los miembros del 2 al 7 y 11. En el segundo ejemplo, una fuerza de post - esfuerzo de 30 kips se aplica con una excentricidad de 3 pulgadas en la parte inicial, -6.0 pulgadas a la mitad y 3 pulgadas en el parte final del extremo 8. Una de las limitaciones en el uso de este comando es que bajo cualquier caso de carga, sobre cualquier miembro, solamente se puede aplicar una carga de presfuerzo y post - esfuerzo solamente una vez. Si el miembro dado tiene cables múltiples de presfuerzo o tiene una condición de carga de presfuerzo o post - esfuerzo, tal situación tendrá que ser especificada a través de casos de carga múltiple para ese miembro. Vea el ejemplo siguiente. Entrada Incorrecta LOAD 1 MEMBER PRESTRESS 6 7 FORCE 100 ES 2 EM -3 EE 2 6 FORCE 150 ES 3 EM -6 EE 3 PERFORM ANALYSIS Entrada Correcta LOAD 1 MEMBER PRESTRESS 6 7 FORCE 100 ES 2 EM -3 EE 2 LOAD 2 MEMBER PRESTRESS 6 FORCE 150 ES 3 EM -6 EE 3 LOAD COMB 3 1 1.0 2 1.0 PERFORM ANALYSIS Ejemplos de Técnicas de Modelaje Los ejemplos siguientes describen los datos de entrada parcial para los perfiles de miembros y cables mostrados a continuación. Ejemplo 1 3 3 3 10ft JOINT COORD 1 0 0 ; 2 10 0 MEMB INCI 1 1 2 . . . UNIT INCH LOAD 1 POSTSTRESS LOAD 1 FORCE 100 ES 3 EM -3 EE 3 PERFORM ANALYSIS Ejemplo 2 3 3 3 20 ft JOINT COORD 1 0 0 ; 2 20 0 MEMB INCI 1 1 2 . . . UNIT INCH LOAD 1 PRESTRESS LOAD 1 FORCE 100 ES -3 EM -3 EE -3 PERFORM ANALYSIS Ejemplo 3 3 3 3 5 ft 10 ft 5 ft JOINT COORD 1 0 0 ; 2 5 0 ; 3 15 0 0 ; 4 20 0 MEMB INCI 1 1 2 ; 2 2 3 ; 3 3 4 . . UNIT INCH LOAD 1 PRESTRESS LOAD 1 FORCE 100 ES 3 EM 0 EE -3 2 FORCE 100 ES -3 EM -3 EE -3 3 FORCE 100 ES -3 EM 0 EE 3 PERFORM ANALYSIS Ejemplo 4 3 3 3 20 ft JOINT COORD 1 0 0 ; 2 10 0 ; 3 20 0 0 MEMB INCI 1 1 2 ; 2 2 3 . . . UNIT INCH LOAD 1 PRESTRESS LOAD 1 FORCE 100 ES 3 EM 0 EE -3 2 FORCE 100 ES -3 EM 0 EE 3 PERFORM ANALYSIS Ejemplo 5 3 3 3 3 3 10 ft 10 ft JOINT COORD 1 0 0 ; 2 10 0 ; 3 20 0 0 MEMB INCI 1 1 2 ; 2 2 3 . . . UNIT INCH LOAD 1 PRESTRESS LOAD 1 FORCE 100 ES 3 EM -3 EE 3 2 FORCE 100 ES 3 EM -3 EE 3 PERFORM ANALYSIS 6.32.6 Especificación de Carga Debida a Temperatura Para Miembros y Elementos Objetivo Este comando se utiliza para especificar las cargas debidas a temperatura o las cargas por deformación sobre los miembros y elementos. Formato general: TEMPERATURE LOAD  TEMP f 1 f 2   member-list     /element-list   STRAIN f 3   f 1 = El cambio de temperatura que produce la dilatación axial en los miembros o, la expansión volumétrica uniforme en los elementos. La unidad de temperatura es la misma que aquella seleccionada para el coeficiente de expansión térmica ALPHA bajo el comando CONSTANT f 2 = La diferencia de temperatura de la parte superior a la parte inferior de un miembro o elemento. (T superficie superior -T superficie inferior ). La flexión no será considerada, cuando se omite f 2 f 3 = Elongación axial inicial (+)/ contracción (-) en miembros debido al desajuste, etc. en la unidad de longitud Ejemplo TEMP LOAD 1 TO 9 15 17 TEMP 70.0 18 TO 23 TEMP 90.0 66.0 8 TO 13 STRAIN 0.45E-4 Véase sección 2.15.6 Nota No es necesario ni posible especificar las unidades de temperatura o de ALPHA. El usuario se debe asegurar que el valor proporcionado a ALPHA es consistente en términos de las unidades proporcionadas para la carga de Temperatura. (Vea la Sección 6.26) 6.32.7 Especificación de Carga Sobre Un Extremo Empotrado Objetivo Este comando se emplea para definir las cargas que actúan sobre un extremo empotrado de los miembros de la estructura. Formato general: FIXED ( END ) LOAD member-list f 1 , f 2 , ..... f 12 f 1 ...f 6 = fuerza x, cortante y, cortante z, torsión, momento y, momento z (todos en coordenadas locales) al inicio del miembro. f 7 ...f 12 = Lo mismo que el anterior excepto que en el extremo final del miembro Véase sección 2.15.4 6.32.8 Especificación de Carga por Desplazamiento de Apoyos Objetivo Este comando se utiliza para especificar la carga de desplazamiento de apoyos de la estructura. Formato general: SUPPORT DISPLACEMENT ( LOAD )  FX    FY   support joint-list  FZ   f 1  MX    MY     MZ   Con este comando, se proporciona el desplazamiento en el apoyo como una carga. Observe que el desplazamiento no puede ser especificado en una dirección en la cual el apoyo esté libre. FX, FY, y FZ, especifican los desplazamientos de translación en las direcciones globales X, Y y Z, respectivamente. MX, MY y MZ especifican los desplazamientos de rotación en las direcciones absolutas X, Y y Z. f 1 = valor del desplazamiento correspondiente. Para desplazamientos de translación, las unidades son especificadas de acuerdo a la unidad de longitud en uso, mientras que para los desplazamientos de rotación las unidades siempre serán grados. Véase sección 2.15.7 y ejemplo 5 Ejemplo UNIT INCHES SUPPORT DISPL 5 TO 11 13 FY -0.25 19 21 TO 25 MX 15.0 En este ejemplo, los nodos de la primer lista de apoyos, será desplazada 0.25 pulgadas en la dirección global negativa Y, mientras que al segunda lista de apoyo será rotada por 15 grados alrededor del eje global X. Notas Los desplazamientos pueden ser aplicados solamente en 4 casos de carga. El desplazamiento de apoyo no debe ser aplicado en una estructura que contiene elementos finitos. 6.32.9 Especificación de Carga Debida Al Peso Propio Objetivo Este comando se emplea para calcular y aplicar el peso propio de la estructura en el análisis. Formato general:  X   SELFWEIGHT  Y   f 1   Z   Este comando se utiliza cuando se va a considerar el peso de la estructura. El peso propio de cada miembro activo es calculado y aplicado como una carga de miembro uniformemente distribuida. X, Y y Z representa la dirección global en la cual actuará el peso de la estructura. f 1 = factor que se utiliza para multiplicar el peso propio de la estructura Este comando también se puede utilizar sin la especificación de factor y dirección. Así, si se especifica como "SELFWEIGHT", las cargas serán aplicadas en la dirección absoluta negativa Y con un factor unitario. Notas La densidad deberá de indicarse para el cálculo del peso de la estructura. El peso propio de elementos finitos es convertido a carga sobre nodos en los nodos conectados y no es utilizado como una carga de presión en elemento. 6.32.10 Especificación de Carga Dinámica Objetivo La especificación de comando que es necesaria para realizar los análisis de espectro y de paso a paso es explicado en las siguientes secciones. 6.32.10.1 Especificación del Espectro de Respuesta Objetivo Este comando se emplea por el usuario para especificar y aplicar el espectro de respuesta de la carga en el análisis dinámico. Formato general: *  SRSS   X f 1    ACC   SPECTRUM      Y f 2       (SCALE f 4 ) (DAMP f 5 )   CQC     Z f 3     DIS   P 1 , V 1 ; P 2 , V 2 ; P 3 , V 3 ; P 4 , V 4 ..... P n , V n donde, f 1 ...f 3 = Son los factores, para el espectro de entrada, que serán aplicados en las direcciones X, Y, y Z. Se pueden especificar todas o algunas de las direcciones. Cuando no se proporciona una dirección su valor por omisión será de cero f 4 = Factor de escala para el cual el espectro de respuesta es modificado. En caso de no especificarse, el valor por omisión es 1.0 f 5 = Factor de amortiguamiento. El valor por omisión es de 0.05 (5% de amortiguamiento). Este valor es necesario solamente para el Método CQC. ACC o DIS = Se refieren a la aceleración o desplazamiento P 1 , V 1 ,; P 2 , V 2 ;...;P n , V n = Valores de periodos (segundos) y la correspondiente aceleración (longitud unitaria/sec 2 ) o desplazamiento (uso de longitud en uso) como el caso lo requiera. Más de una línea podrá ser usada si es necesario. El uso del guión (-) al final de línea no se permite para continuar datos en la próxima línea. Pares de espectros deberán de ser proporcionados en valor ascendente de periodo, con un máximo de 99 pares de espectro. Descripción Note que si se usa el SPECTRUM SRSS, combinaciones modales son hechas de acuerdo al método de SRSS ( raíz cuadrada de la suma de los cuadrados). De lo contrario, se usará el método CQC (combinación cuadrática completa). Este comando deberá de aparecer como parte de una especificación de carga. Si es el primero, deberá de ser acompañado por el valor de carga que será usado para el cálculo de la frecuencia y modos de vibración. Las instrucciones Adicionales no necesitan información adicional. El máximo espectro de respuesta de casos de carga permitido en una ejecución es de 4. Los resultados de cálculos de frecuencia y modos de vibración pueden variar significativamente dependiendo sobre el modelaje de masa. Todas las masas activas deberán de ser modeladas como cargas. Todas las masas que sean capaces de movimiento, deberán ser modeladas como cargas, aplicadas en todas las posibles direcciones de movimiento. En el análisis del espectro de respuesta todas las masas que sean capaces de movimiento en la dirección del espectro, deberán de ser proporcionadas como cargas actuando en esa dirección. Un ejemplo de modelado de masas está contenido, con sus respectivos comentarios explicatorios, en el problema número 11. Véanse secciones 2.17.3, 6.30, 6.34 y Ejemplo 11 Ejemplo: LOAD 2 SPECTRUM IN X-DIRECTION SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 SELFWEIGHT Z 1.0 JOINT LOAD 10 FX 17.5 10 FY 17.5 10 FZ 17.5 SPECTRUM SRSS X 1.0 ACC SCALE 32.2 0.20 0.2 ; 0.40 0.25 ; 0.60 0.35 ; 0.80 0.43 ; 1.0 0.47 1.2 0.5 ; 1.4 0.65 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.55 ; 2.0 0.43 Espectros de Respuesta Múltiples Cuando se defina en el archivo de entrada mas de un espectro de respuesta, los datos de carga deberán acompañar únicamente al primer grupo de datos del espectro. En los casos de carga subsecuentes, solamente el espectro deberá de definirse. Vea el ejemplo siguiente. LOAD 1 SPECTRUM IN X-DIRECTION SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 SELFWEIGHT Z 1.0 JOINT LOAD 10 FX 17.5 10 FY 17.5 10 FZ 17.5 SPECTRUM SRSS X 1.0 ACC SCALE 32.2 0.20 0.2 ; 0.40 0.25 ; 0.60 0.35 ; 0.80 0.43 ; 1.0 0.47 1.2 0.5 ; 1.4 0.65 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.55 ; 2.0 0.43 * LOAD 2 SPECTRUM IN Y-DIRECTION SPECTRUM SRSS Y 1.0 ACC SCALE 32.2 0.20, 0.1 ; 0.40 0.15 ; 0.60 0.33 ; 0.80 0.45 ; 1.00 0.48 1.20 0.51 ; 1.4 0.63 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.54 ; 2.0 0.42 * LOAD 3 SPECTRUM IN Z-DIRECTION SPECTRUM SRSS Z 1.0 ACC SCALE 32.2 0.20, 0.2 ; 0.40 0.25 ; 0.60 0.35 ; 0.80 0.43 ; 1.00 0.47 1.20 0.5 ; 1.4 0.65 ; 1.6 0.67 ; 1.8 0.55 ; 2.0 0.43 6.32.10.2 Aplicación de Cargas de Tiempo Variable para Análisis Paso a Paso Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para modelar el registro del periodo de la carga en la estructura para análisis paso a paso. Observe que se pueden proporcionar tanto registro del periodo nodal así como movimiento del terreno. Formato general: TIME LOAD  FX    FY   joint list  FZ   I t I a  MX    MY     MZ    X   GROUND MOTION  Y   I t I a   Z   Donde I t = tipo de número para la carga variando con respecto al tiempo (véase sección 6.30.4) I a = número de tiempo de arribo (sección 6.30.4) (entero). Este es el número secuencial del tiempo de arribo en la lista provista en la sección 6.31.4. Así, el número de tiempo de arribo de a 3 es 3 y de a n es n. Note que ya sea TIME LOAD o GROUND MOTION, o ambos podrán especificarse bajo un caso de carga. No se permite mas de un caso de carga para el análisis paso a paso. Ver Secciones 2.17.3, 6.31.4 y Ejemplo 16 Ejemplo LOAD 1 SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 SELFWEIGHT Z 1.0 MEMBER LOADS 5 CON GX 7.5 10.0 5 CON GY 7.5 10.0 5 CON GZ 7.5 10.0 TIME LOAD 2 3 FX 1 3 5 7 FX 1 6 GROUND MOTION X 2 1 En el ejemplo anterior, las masas permanentes en la estructura son especificadas en la forma de peso propio y las cargas de miembro para obtener el modo de vibración y frecuencias. El resto de los datos es la entrada para la aplicación de las cargas que varían con respecto al tiempo en la estructura. Una función de fuerza de tipo 1 es aplicada a las nodos 1 y 3 comenzando con el tiempo de arribo número 3. (El número de tiempo de arribo 3 es de 1.8 segundos en el ejemplo presentado en la sección 6.31.4). De manera similar, la función forzada de tipo 1 es aplicada en las nodos 5 y 7 comenzando con el número de tiempo de arribo 6 (4.4 segundos). Un movimiento del terreno (tipo 2) actúa sobre la estructura en la dirección x comenzando con el número de tiempo de arribo 1 (0.0 segundos). 6.32.11 Especificación de Cargas Repetitivas Objetivo Este comando se utiliza para crear un caso de carga primaria utilizando la combinación de casos de carga primaria previamente definidos. Formato general: REPEAT LOAD i 1 , f 1 , i 2 , f 2 ... i n , f n donde, i 1 , i 2 ,...i n = número de casos de carga primaria f 1 , f 2 ,...f n = factores correspondientes Descripción Este comando se puede utilizar para crear un caso de carga primaria usando combinaciones de casos de carga previamente definidos. El comando de repetición de carga difiere del comando de combinación de carga (ver Sección 6.35) en dos maneras: 1) una repetición de carga, es tratada como una nueva carga primaria. Por lo tanto, un análisis P-Delta, reflejara los correctos efectos secundarios. (las combinaciones de carga, por otro lado, combinan algebraicamente los efectos de cargas primarias previamente definidas, evaluadas independientemente). 2) Además para cargas primarias previamente definidas, el usuario podrá añadir nuevas condiciones de carga. 3) La opción REPEAT LOAD está disponible con casos de carga con JOINT LOADS y MEMBER LOADS que contienen especificaciones UNI, UMOM y CON solamente. No está disponible para MEMBER LOADS con especificaciones LIN y TRAP. Puede ser utilizado sobre casos de carga con cargas Véase El Ejemplo 8 ELEMENT PRESSURE (sin la especificación TRAP). Las siguientes cargas no deben ser usadas en cargas repetitivas (REPEAT LOAD): carga por desplazamiento de apoyo (SUPPORT DISPLACEMENTS LOAD) carga por temperatura ( TEMPERATURE LOAD) en miembros o elementos, carga del espectro de respuesta (RESPONSE SPECTRUM LOAD) y TIME HISTORY LOAD. Tampoco está disponible para las cargas generadas utilizando las opciones de generación del programa como generador de cargas UBC, generador de cargas de viento, Generador de cargas en movimiento. Ejemplo LOAD 1 DL + LL SELFWEIGHT Y -1.4 MEMBER LOAD 1 TO 7 UNIFORM Y -3.5 LOAD 2 DL + LL + WL REPEAT LOAD 1 1.10 JOINT LOAD 6.32.12 Generación de Cargas Objetivo Este comando se emplea para generar cargas en movimiento, cargas sísmicas UBC y cargas por viento utilizando las definiciones de carga previamente definidas. Los casos de carga primaria pueden ser generados usando los sistemas de carga previamente definidos. Las siguientes Secciones describen la generación de cargas en movimiento, las cargas sísmicas UBC y las Cargas por viento. Generación De Cargas En Movimiento Los tipos de sistemas de carga en movimiento predefinidos, se pueden utilizar para generar el número deseado de casos de carga primaria, cada uno representando una posición particular del sistema de carga en movimiento sobre la estructura. Este procedimiento simulará el movimiento de un componente en una dirección específica sobre un plano específico de la estructura. Formato general: LOAD GENERATION n (ADD LOAD i) *  XINC f 1    YRANGE   TYPE j x 1 y 1 z 1  YINC f 2   (     r)   ZINC f 3     ZRANGE   donde, n = número total de casos de carga primaria para ser generados i = número de caso de carga, para el caso de carga definido previamente, que será sumado a las cargas generadas. j = número del tipo de sistema de la carga previamente definida. Véanse Las Secciones 2.16 y 6.31.1 x 1 , y 1 , z 1 = coordenadas x, y y z (globales) del punto inicial de la carga de referencia. f 1 , f 2 f 3 = incrementos x, y y z (globales) de la posición del sistema de carga que serán utilizados para los casos de carga subsecuentes. r = (opcional) define la sección de la estructura, a lo largo del eje absoluto vertical Y. Este valor de r es sumado a la coordenada vertical de referencia ( y 1 o z 1 ) en la dirección global vertical positiva Y. La carga en movimiento será externamente distribuida entre todos los miembros entre el rango vertical así generado. r siempre debe ser un número positivo. En otras palabras, el programa busca miembros que estén en el rango Y 1 y Y 1 +ABS(r) o Z 1 y Z 1 +ABS(r). La especificación ADD LOAD puede ser utilizada para adicionar un caso de carga previamente definido para todos los casos de carga generados por el comando LOAD GENERATION. En el ejemplo siguiente, el peso propio especificado en el caso de carga 1 es adicionado a todos los casos de carga generados. Números de casos de carga secuenciales serán asignados a las series de casos de carga primarios generados. La numeración comenzará con el número de caso de carga previo anterior. Se permite para éstos, especificar los casos de carga después de la generación del caso de carga. Notas Los Casos de carga primaria pueden ser generados del sistema de cargas en movimiento solamente para miembros de marcos. Ejemplo LOAD 1 DL ONLY SELFWEIGHT LOAD GENERATION 20 ADD LOAD 1 TYPE 1 0. 5. 10. XI 10. TYPE 2 0. 10. 10. ZI 15. LOAD 22 LIVE LOAD ON PAVEMENT MEMB LOAD 10 TO 20 30 TO 40 UNI GY -5.0 LOAD COMBINATION 31 10 0.75 22 0.75 PERFORM ANALYSIS Generación De Carga Sísmica UBC Los Algoritmos incluidos distribuyen automáticamente el cortante de base entre los niveles apropiados y el techo de acuerdo a las especificaciones de UBC. El siguiente formato, se deberá utilizar para generar una carga del tipo UBC sobre una dirección en particular. Formato general: LOAD i  X   UBC LOAD  Y   (f)   Z   donde, i = número de caso de carga f = factor utilizado para la carga UBC, el valor por omisión es de 1.0 Véanse secciones 2.16.2 y 6.31.2 Ejemplo DEFINE UBC LOAD ZONE 0.2 K 1.0 I 1.5 TS 0.5 SELFWEIGHT JOINT WEIGHT 1 TO 100 WEIGHT 5.0 101 TO 200 WEIGHT 7.5 LOAD 1 UBC IN X-DIRECTION UBC LOAD X JOINT LOAD 5 25 30 FY -17.5 LOAD 2 UBC IN Z-DIRECTION UBC LOAD Z LOAD 3 DEAD LOAD SELFWEIGHT LOAD COMBINATION 4 1 0.75 2 0.75 3 1.0 En el ejemplo anterior, note que los dos primeros casos de carga pertenecen al tipo UBC, y que están definidos antes que cualquier otro caso de carga. Notas 1) Los casos de carga UBC deben de ser definidos como el primer grupo de casos de carga. Casos de carga primarios no UBC especificados antes de un caso de carga UBC no son aceptados. Cargas adicionales como cargas en miembros MEMBER LOADS y cargas en nodos JOINT LOADS pueden ser especificados junto a la carga UBC bajo el mismo caso de carga. Uso Incorrecto LOAD 1 SELFWEIGHT Y -1 LOAD 2 JOINT LOAD 3 FX 45 LOAD 3 UBC LOAD X 1.2 JOINT LOAD 3 FY -4.5 LOAD 4 UBC LOAD Z 1.2 MEMBER LOAD 3 UNI GY -4.5 PERFORM ANALYSIS Uso Correcto LOAD 1 UBC LOAD X 1.2 JOINT LOAD 3 FY -4.5 LOAD 2 UBC LOAD Z 1.2 MEMBER LOAD 3 UNI GY -4.5 LOAD 3 SELFWEIGHT Y -1 LOAD 4 JOINT LOAD 3 FX 45 PERFORM ANALYSIS 2) Todos los casos de carga que involucran la generación de cargas UBC deben ser dados antes de la especificación ANALYSIS. En otras palabras, el análisis múltiple en el cual la generación de cargas UBC es realizada en el análisis separado no es permitido. Uso Incorrecto LOAD 1 UBC LOAD X 1.2 SELFWEIGHT Y -1 JOINT LOAD 3 FY -4.5 PDELTA ANALYSIS LOAD 2 UBC LOAD Z 1.2 SELFWEIGHT Y -1 JOINT LOAD 3 FY -4.5 PDELTA ANALYSIS Uso Correcto LOAD 1 UBC LOAD X 1.2 SELFWEIGHT Y -1 JOINT LOAD 3 FY -4.5 LOAD 2 UBC LOAD Z 1.2 SELFWEIGHT Y -1 JOINT LOAD 3 FY -4.5 PDELTA ANALYSIS 3) La especificación REPEAT LOAD no puede ser utilizada para casos de carga que involucra generación de carga UBC. Por ejemplo, Uso Incorrecto LOAD 1 UBC LOAD X 1.0 LOAD 2 SELFWEIGHT Y -1 LOAD 3 REPEAT LOAD 1 1.4 2 1.2 PDELTA ANALYSIS 4) Si la generación de cargas UBC es realizada para las direcciones X y Z, el comando para la dirección X debe preceder el comando para la dirección Z. Uso Incorrecto LOAD 1 UBC LOAD Z 1.2 SELFWEIGHT Y - 1 LOAD 2 UBC LOAD X 1.2 SELFWEIGHT Y -1 PDELTA ANALYSIS Uso Correcto LOAD 1 UBC LOAD X 1.2 SELFWEIGHT Y -1 LOAD 2 UBC LOAD Z 1.2 SELFWEIGHT Y -1 PDELTA ANALYSIS Generación De Carga Debida A Viento La opción de generación de carga por viento puede ser usada para calcular las cargas por viento basándose en los parámetros definidos en la sección 6.31.3. El siguiente formato general, se deberá utilizar para realizar la generación de carga por viento. Formato general: LOAD i  X   WIND LOAD  Y   (f) TYPE j   Z   donde, i Número de caso de carga X o Z Dirección del viento con respecto al sistema de ejes globales j Número del tipo del sistema previamente definido f Factor que será utilizado para multiplicar la carga por viento. El signo negativo se utiliza para indicar dirección contraria del viento (el valor por omisión es 1.0) Ejemplo DEFINE WIND LOAD TYPE 1 INTENSITY 0.1 0.12 HEIGHT 100 200 EXP 0.6 JOI 1 TO 25 BY 7 29 TO 37 BY 4 22 23 TYPE 2 INT 0.1 0.12 HEIGHT 100 900 EXP 0.3 YR 0 TO 500 LOAD 1 SELF Y -1.0 LOAD 2 WIND LOAD Z 1.2 TYPE 2 LOAD 3 WIND LOAD X TYPE 1 Véanse Las Secciones 2.16.3 y 6.31.3 6.33 Especificación de Frecuencia Natural Objetivo Este comando se utiliza para calcular la frecuencia natural de la estructura para la vibración correspondiente a la dirección general de la deflexión generada por el caso de carga que preceda a este comando. Así entonces, este comando típicamente se utiliza después de un caso de carga. Formato general: CALCULATE NATURAL (FREQUENCY) Descripción Este comando se especifica después de todas las otras especificaciones de carga de cualquier caso de carga primaria para la cual la frecuencia natural es calculada. Este cálculo de frecuencia natural se basa en el método de iteración Rayleigh. Si una solución Eigen de escala completa se requiere, el comando MODAL CALCULATION (ver Sección próxima) podrá ser utilizado. Observe que una solución Eigen se ejecuta automáticamente si un espectro de respuesta se especifica para un caso de carga. Ejemplo LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD AREA LOAD 1 TO 23 ALOAD -200.0 CALCULATE NATURAL FREQ LOADING 2 WIND LOAD En este ejemplo, se calculará la frecuencia natural para el caso de carga 1. La salida producirá el valor de la frecuencia natural en Véase sección 2.17.3 ciclos por segundo (cps), la máxima deflexión conjuntamente con la dirección absoluta y el número de nodo donde ello ocurre. Notas Este comando esta basado en el métodos de iteración Rayleigh. La frecuencia calculada estima la frecuencia para la modo de vibración que corresponda a la forma deflectada estática generada por las cargas dentro del caso de carga. 6.34 Comando de Cálculo Modal Objetivo Este comando se utiliza para obtener una solución Eigen de escala completa para el cálculo de las frecuencias relevantes y los modos de vibración. Formato general: MODAL (CALCULATION REQUESTED) Este comando se utiliza típicamente en un caso de carga después de que todos los casos de carga se hayan especificado. Las cargas serán manejadas como masas para las soluciones Eigen. Los desplazamientos estáticos y fuerzas se calcularán para el caso de carga en particular. Este comando se podrá utilizar únicamente para un caso de carga, y NO podrá ser utilizado en conjunto con un análisis de espectro de respuesta (ver problema número 2). Notas La solución Eigen iniciada mediante este comando hará que las cargas especificadas de los casos de carga sean tratadas como masas. Se le aconseja al usuario especificar las cargas manteniendo esto en mente. Véase secciones 6.31 y 2.17.3 6.34 Especificación de Cargas Combinadas Objetivo Este comando se emplea para combinar los resultados del análisis. La combinación podrá ser algebraica, raíz cuadrada de la suma de los cuadrados(SRSS) o mediante la combinación de ambos. Formato general: LOAD COMBINATION (SRSS) i a 1 i 1 , f 1 , i 2 , f 2 ... (f srss ) i Número de carga combinada (cualquier valor entero menor que 100,000, pero diferente de cualquier número previamente definido para los casos de carga primaria) a 1 Cualquier título para la carga combinada 1 i , i 2 ,... Representa los números de caso de carga los cuales van a ser combinados. f 1 , f 2 ,... Representan los correspondientes factores que serán aplicados a las cargas f SRSS Factor opcional que será aplicado como un factor de multiplicación sobre los resultados combinados de la combinación de carga SRSS.( vea ejemplos siguientes ) 1) Si el signo menos precede a cualquier número de caso de carga en la opción LOAD COMBINATION SRSS, entonces ese caso de carga será combinado algebraicamente con la combinación SRSS del resto. 2) El número total de casos de combinación de carga no pueden exceder de 150. Descripción Los resultados del análisis se podrán combinar tanto algebraicamente o utilizando el método SRSS ( Raíz cuadrada de la suma de los cuadrados ). El esquema de combinación podrá mezclarse cuando se requiera. Por ejemplo, en la misma combinación de caso de carga, los resultados de los casos de carga se podrán combinar como SRSS y después combinarse algebraicamente con otros casos de carga. El ejemplo siguiente ilustra lo anterior. Ejemplo Diferentes ejemplos de combinación se proveen para ilustrar los esquemas posibles de combinación. Combinaciones algebraicas simples y por el Método SRSS LOAD COMBINATION 7 DL+LL+WL 1 0.75 2 0.75 3 1.33 LOAD COMBINATION SRSS 8 DL+SEISMIC 1 1.0 2 0.4 3 0.4 La primera línea de arriba (LOAD COMBINATION 7) ilustra una combinación algebraica simple. La segunda línea (LOAD COMBINATION 8) ilustra una combinación pura de carga por SRSS con un factor por omisión para SRSS de 1. EL siguiente esquema de combinación será utilizado. v= 1.0 1 x L1 2 + 0.4 x L2 2 + 0.4 x L3 2 donde v = valor combinado y, l1 - l3 = valores de los casos de carga 1, 2 y 3. Observe que debido a que no se indica un factor de SRSS, el valor por omisión utilizado por el programa es de 1. Combinación Algebraica y SRSS dentro de la misma combinación de caso de carga Ejemplo 1 LOAD COMBINATION SRSS 9 -1 0.75 2 1.0 3 1.0 0.75 La formula de combinación será como sigue v = 0.75 x L1 + 0.75 1.0 x L2 2 + 1.0 x L3 2 donde v = valor combinado L2 y L3 = valores de los casos de carga 2 y 3 En la especificación anterior, observe que el caso de carga tiene un signo menos al inicio. Por lo que, la carga 1 es combinada algebraicamente con los resultados obtenidos de la combinación de los casos de carga 2 y 3 del SRSS. Note que se aplica un factor de 0.75 para la combinación SRSS para 2 y 3. Ejemplo 2 LOAD COMBINATION SRSS 10 -1 0.75 -2 0.75 3 1.0 4 1.0 0.75 Aquí, tanto los casos de carga 1 y 2 son combinados algebraicamente con la combinación del SRSS de los casos de carga 3 y 4. Observe el factor SRSS de 0.75. La formula de combinación es, v = 0.75 x L1 + 0.75 x L2 + 0.75 1.0 x L1 2 + 1.0 x L2 2 Notas 1) Esta opción combina los resultados del análisis en la manera especificada. No analiza la estructura para la carga combinada. 2) Si los efectos secundarios de la combinación de casos de carga se obtendrá a través de un análisis PDELTA, el comando LOAD COMBINATION es inapropiado para tal propósito. Vea para detalles el comando REPEAT LOAD (sección 6.32.11). 3) En una especificación de combinación de carga, un valor de 0 (cero) como un factor de carga no es permitido. En otras palabras, una especificación como la siguiente: LOAD COMB 7 1 1.35 2 0.0 3 1.2 4 0.0 5 1.7 no es permitida. Lo que sucede es que debido a la manera en que el programa procesa los datos, tan pronto como encuentra un 0.0, se detiene en el 0.0 y no lee mas adelante. Debido a esto, en el caso de carga anterior, los resultados consistirán solamente en fuerzas debido a la carga 1 multiplicada por un factor de 1.35. La contribución de 1.2 * carga 3 y 1.7 * carga 5 no valdrá debido a que el programa simplemente no lee esos datos. 4) Todas casos de combinación de cargas deben ser proporcionados inmediatamente después del último caso de carga primaria. 6.36 Calculo de Estadísticas del Problema Objetivo Este comando se utiliza para obtener las estadísticas del problema, tales como espacio de almacenamiento requerido, información del ancho de banda, etc.. Formato general: PRINT PROBLEM STATISTICS Descripción Este comando proporciona una estimación del espacio del disco duro requerido para ejecutar un archivo antes de usarlo. Se recomienda, particularmente para usuarios de PC, cuando se va a realizar la ejecución de un problema grande. Este comando deberá utilizarse precisamente después de las especificaciones de carga y en lugar del comando PERFORM ANALYSIS. Véase sección 2.24 6.37 Especificación de Análisis Objetivo La opción de análisis de STAAD-III incluye el análisis lineal estático, P-Delta (o análisis de segundo orden), análisis lineal y varios tipos de análisis dinámicos. Este comando se emplea para definir el tipo de análisis requerido. Además, este comando se utiliza para obtener diversos tipos de datos relacionados al análisis, tales como, información de carga, verificación estática, modos de vibración, etc.. Formato general:  LOAD DATA    PERFORM    STATICS CHECK     PDELTA (n)   ANALYSIS (PRINT  STATICS LOAD )     NONLINEAR (n)    MODE SHAPES    BOTH     ALL   Donde n= número de iteraciones deseadas (el valor por omisión es de n=1). Este comando, ordena al programa la ejecución del análisis, el cual incluye: a) Revisar que toda la información pertinente haya sido proporcionada para el análisis b) Generar la matriz de rigidez de los nodos c) Revisar la estabilidad de la estructura d) Resolver ecuaciones simultáneas, y e) Calcular las fuerzas en los miembros y desplazamientos f) Si se específica el análisis P-Delta, las fuerzas y los desplazamientos son recalculados, tomando en consideración el efecto P-Delta Véase sección 2.17 y Ejemplo 8 g) El análisis no lineal tomará en consideración la no linealidad y los efectos P-Deltas. (refiérase a la sección 2.17.2.2). h) Cuando se especifica un espectro de respuesta dentro de un caso de carga, o se utiliza el comando MODAL CALCULATION, el programa efectuará un análisis dinámico. i) Para cada una de las n iteraciones del análisis P-Delta, el vector de carga será modificado para incluir el efecto secundario generado por los desplazamientos provocados por el análisis previo. Con la falta de alguno de estos comandos, el análisis no será ejecutado. Estos comandos de análisis se pueden repetir cuando varios análisis sean requeridos en diferentes fases. Note que un análisis P-Delta correcto, refleja los efectos secundarios de la combinación de los casos de carga, únicamente cuando ellos son definidos mediante la especificación REPEAT LOAD (Sección 6.32.11). Los efectos secundarios no serán evaluados correctamente para LOAD COMBINATIONS. Si se especifica el comando PRINT LOAD DATA, el programa imprimirá una interpretación de todos los datos de carga. PRINT STATICS CHECK, proporcionará un resumen de las cargas aplicadas y las reacciones en los apoyos, así como también, un resumen de los momentos de las cargas y reacciones tomadas alrededor del origen. PRINT STATICS LOAD, imprime lo mismo que PRINT STATICS CHECK, pero además imprime un resumen de todas las fuerzas internas y externas en cada nodo, generando salidas extensas. PRINT MODE SHAPES, imprime los modos de vibración en los nodos para todos los modos de vibración calculados. PRINT BOTH, es equivalente a PRINT LOAD DATA más PRINT STATICS CHECK. PRINT ALL es equivalente a PRINT LOAD DATA más PRINT STATICS LOAD. Notas STAAD-III permite realizar análisis múltiple dentro de una misma ejecución, lo cual pude utilizarse para los propósitos siguientes: 1) Análisis sucesivos y ciclos de diseño dentro de una misma ejecución dan como resultado un diseño optimizado. La base de datos activa de STAAD-III actualiza automáticamente los tamaños de secciones transversales de los miembros, con lo que todo el proceso es automatizado. Refiérase al ejemplo número 1 del Manual de Iniciación y Ejemplos para mas información. 2) El análisis múltiple se puede utilizar para estructuras de carga dependiente. Por ejemplo, las estructuras con miembros de contraventeo son analizadas en varias etapas. Los miembros de contraventeo se consideran que únicamente pueden soportar carga de tensión. Por lo que, será necesario activarlos y desactivarlos dependiendo de la dirección lateral de carga. El proceso completo se puede modelar dentro de una sola ejecución del programa mediante varios comandos de PERFORM ANALYSIS. La base de datos de STAAD-III automáticamente almacena los resultados para diferentes ejecuciones y es capaz de generar un diseño en base a las combinaciones de carga definidas. Refiérase al ejemplo número 4 del Manual de Iniciación y Ejemplos para mas información. 3) También se podrá utilizar el análisis múltiple para modelar cambios para otras características tales como SUPPORTS, RELEASES, SECTION PROPERTIES etc. 4) La utilización del análisis múltiple podría requerir del uso de otros comandos como el SET NL y el CHANGE. 6.38 Especificación de Cambio Objetivo Este comando se emplea para reinicializar la matriz de rigidez. Este comando se utiliza generalmente cuando se requiere efectuar un análisis múltiple dentro de la misma ejecución. Formato general: CHANGE Este comando indica que se espera por aquellos datos de entrada que cambiarán a la matriz de rigidez. Este comando se deberá utilizar solamente cuando un análisis ya haya sido ejecutado. El comando CHANGE efectúa lo siguiente: a) Coloca la matriz de rigidez a cero, b) Transforma los miembros a activos, para cuando estos han sido puestos como inactivos por un comando INACTIVE previo, y c) Permite la especificación otra vez de los apoyos con otro comando SUPPORT, lo que causa que los antiguos apoyos sean ignorados. La especificación SUPPORT debe ser tal que el número de relajamientos antes de CHANGE debe ser mayor o igual al número de relajamientos después del CHANGE. También, los apoyos deben ser especificados en el mismo orden antes y después del comando CHANGE. Ejemplo Antes de CHANGE 1 PINNED 2 FIXED BUT FX MY MZ 3 FIXED BUT FX MX MY MZ Después de CHANGE 1 PINNED 2 FIXED 3 FIXED BUT FX MZ El comando CHANGE, no es necesario cuando se revisan únicamente las propiedades de los miembros para realizar un nuevo análisis. Éste es el caso típico en el cual el usuario ha preguntado por una selección de miembro y entonces usa el comando PERFORM ANALYSIS, para analizar otra vez la estructura basado en las nuevas propiedades de los miembros. Notas 1) Si nuevos casos de carga son especificados después del comando CHANGE como en el caso de una estructura donde el comando INACTIVE MEMBER es utilizado, El usuario necesita definir el número total de casos de carga primaria usando la opción SET NL ( ver sección 6.5 y ejemplo 4). 2) Análisis Múltiple utilizando el comando CHANGE no se deben realizar si el archivo de entrada contiene casos de carga que involucran Análisis UBC, Análisis de espectro de Respuesta o Análisis Paso a Paso. Véase sección 6.18 y Ejemplo 4 6.39 Especificación de Lista de Cargas Objetivo Este comando permite definir un grupo de casos de cargas activas. Todos los casos de carga definidos como activos mediante este comando permanecerán así hasta que se especifique una nueva lista de cargas. Formato general:  load-list   LOAD LIST       ALL   Descripción Se usa este comando, para activar los casos de carga listados en este comando y, hasta cierto punto, desactiva todos los otros casos de carga que no estén listados en este comando. En otras palabras, las cargas listadas se utilizan para la impresión y para el diseño en la ejecución de cálculos específicos. Note que, cuando se utiliza el comando PERFORM ANALYSIS, el programa usa internamente todos los casos de carga, sin considerar el comando LOAD LIST, excepto después de un comando CHANGE o RESTORE. En estos dos casos, el comando LOAD LIST, hace que el programa ejecute el análisis únicamente en aquellas cargas que estén en la lista. Si nunca se usa el comando LOAD LIST, el programa asumirá que todos los casos de carga son activos. Ejemplo LOAD LIST ALL PRINT MEMBER FORCES LOAD LIST 1 3 PRINT SUPPORT REACTIONS CHECK CODE ALL En este ejemplo, las fuerzas en los miembros serán impresas para todos los casos de carga, en tanto que las cargas 1 y 3 serán utilizadas para imprimir la reacciones en los apoyos y la revisión conforme a códigos de todos los miembros. Notas El comando LOAD LIST se podrá emplear en situaciones de análisis múltiple en donde se requiera ejecutar un grupo de casos de carga únicamente. Observe que todos los casos de carga serán automáticamente activados antes de que se utilice un comando CHANGE o RESTORE. 6.40 Especificación de Secciones Objetivo Este comando se utiliza para especificar las secciones a lo largo de los miembros del marco para las que se requieran las fuerzas y los momentos. Formato general:  MEMBER memb-list   SECTION f 1 , f 2 ... f 5       ( ALL )   Descripción Este comando especifica las secciones en términos de longitudes fracciónales de los miembros, en las cuales las fuerzas y momentos son considerados para un proceso posterior. f 1 , f 2 ,...,f 5 = Sección provista para los miembros (en términos de la fracción de la longitud de los miembros). El máximo número de secciones es 5, incluyendo las tomadas al inicio y final del miembro. En otras palabras, no se permiten más de tres secciones intermedias para el comando SECTION. Este comando se emplea para rotar la geometría para cualquier ángulo deseado alrededor de cualquier eje global. La configuración rotada se podrá utilizar en el análisis y diseño. Ejemplo SECTION 0.0 0.5 1.0 MEMB 1 2 SECTION 0.25 0.75 MEMB 3 TO 7 SECTION 0.6 MEMB 8 Véase secciones 2.18.2, 2.18.4 y Ejemplo 2 En este ejemplo, primero se colocan los valores de sección de los miembros 1 y 2 como 0.0, 0.5, y 1.0, es decir, al inicio, en la parte central y al final. Los miembros 3 y 7 son definidos en el próximo comando SECTION, donde las secciones son puestas como 0.25 y 0.75. En el próximo comando SECTION, el miembro 8 tiene su sección especificada en 0.6. El resto de los miembros no tendrán secciones intermedias para ellos. Si no se especifica el valor de la sección para algún miembro, los valores por omisión serán 0.0 1.0 (esto es, al inicio y final). Por ejemplo, en caso de que la sección no sea definida, las fuerzas inicial y final de los miembros serán utilizadas en el diseño. Como se mencionó anteriormente no más de tres secciones intermedias se permiten para el comando SECTION. Sin embargo, si más de tres secciones intermedias están involucradas, ellas podrán ser examinadas repitiendo el comando SECTION después de completar los cálculos requeridos. El siguiente ejemplo ayudará a clarificar lo anterior. Ejemplo SECTION 0.2 0.4 0.5 ALL PRINT SECTION FORCES SECTION 0.6 0.75 0.9 ALL PRINT SECTION FORCES En este ejemplo, primero las fuerzas en tres secciones intermediadas (es decir, 0.2, 0.4 y 0.5) son impresas y entonces, las fuerzas en tres secciones adicionales (o sea, 0.6, 0.75 y 0.9) son impresas. Esto proporciona al usuario, las fuerzas en más de tres secciones intermedias. Notas 1) El comando SECTION únicamente especifica las secciones. Utilice el comando PRINT SECTION FORCES después de este comando para imprimir la fuerzas y momentos de las secciones especificadas. 2) Este es un comando de análisis secundario. Observe que el análisis habrá de ejecutarse antes de utilizar este comando. 6.41 Especificaciones Para La Impresión Objetivo Este comando es utilizado para indicar al programa que imprima diversos resultados de análisis e información de modelado. STAAD-III ofrece un número de comandos versátiles de impresión utilizados para dar formato a la salida. Formato general para comandos de impresión de datos:  JOINT COORDINATES    MEMBER INFORMATION    ELEMENT INFORMATION    (ALL)    MEMBER PROPERTIES       PRINT  MATERIAL PROPERTIES    LIST list of items    SUPPORT INFORMATION     i.e. joints,    o     members    ALL     CG   Formato general para imprimir la localización del centro de gravedad: PRINT CG Formato general para impresión de resultados del análisis:  (JOINT) DISPLACEMENTS    (MEMBER) FORCES    (SUPPORT) REACTIONS   PRINT  ANALYSIS RESULTS   List -  (MEMBER) SECTION FORCES   spec  (MEMBER) STRESSES    ELEMENT (JOINT) FORCES (AT f 1 f 2 )    MODE SHAPES    (ALL) ,   List-spec =  LIST lista de elem.-nodos,     miembros o elementos   Formato General para imprimir reacciones en apoyos: PRINT SUPPORT REACTIONS Formato general para impresión de tablas de acero: PRINT ENTIRE (TABLE) Descripción Observe que la lista de términos no es aplicable para los comandos PRINT ANALYSIS RESULTS, PRINT SUPPORT REACTIONS y PRINT MODE SHAPES. El comando PRINT JOINT COORDINATES, imprime todas las coordenadas de los nodos interpretadas. El comando PRINT MEMBER INFORMATION, imprime toda la información de los miembros, incluyendo la longitud del miembro, incidencia de miembros, ángulos beta, si un miembro es armadura o no y las condiciones de libertad del miembro al inicio y final del mismo (1 = libre, 0 = no libre). El comando PRINT ELEMENT INFORMATION imprime todos los nodos incidentes, espesores de los elementos y módulos de Poisson para elementos plano/cascarón. El comando PRINT ELEMENT INFORMATION imprime información similar para elementos sólidos. El comando PRINT MEMBER PROPERTIES imprime todas las propiedades de los miembros incluyendo el área de la sección transversal, momentos de inercia, y módulos de sección en ambos ejes. Las unidades para las propiedades son siempre pulgadas INCH o centímetros CM (dependiendo sobre el sistema de unidades FPS o METRIC) sin considerar la unidad especificada en el comando UNIT. La designación siguiente es utilizada para nombres de propiedades de miembros: AX - Área de la Sección Transversal AY - Área utilizada para calcular la deformación por cortante en el eje local Y. AZ - Área utilizada para calcular la deformación por cortante en el eje local Z. IZ - Momento de Inercia sobre el eje local Z. IY - Momento de Inercia sobre el eje local Y. IX - Constante Torsional SY - Módulo de sección más pequeño sobre el eje local Y. SZ - Módulo de sección más pequeño sobre el eje local Z El comando PRINT MATERIAL PROPERTIES imprime todas las propiedades de los materiales para los miembros, incluyendo E (módulo de elasticidad), G (módulo de corte), peso específico y coeficiente de expansión térmica (alfa) para miembros de marco. Este comando está disponible para miembros solamente. El comando PRINT SUPPORT INFORMATION imprime toda la información de los apoyos con respecto a su estabilidad, libertad y constante de elasticidad, en caso de que existan. El comando PRINT ALL es equivalente a la combinación de los últimos cinco comandos. Este comando imprime las coordenadas de los nodos, la información de los miembros, las propiedades de los miembros, las propiedades de los materiales y la información de los apoyos en ese orden. El comando PRINT CG imprime las coordenadas del centro de gravedad de la estructura. Solo el peso propio de la estructura es utilizado para calcular el centro de gravedad. Las Cargas en los nodos y en los miembros definidos por el usuario no son consideradas en el cálculo del centro de gravedad. El comando PRINT (JOINT) DISPLACEMENTS imprime los desplazamientos en los nodos en una forma tabulada. Los desplazamientos para todas las seis direcciones serán impresas para todos los casos de carga especificados. La unidad de longitud para los desplazamientos es pulgada INCH o centímetro CM (dependiendo del tipo de sistema de unidades FPS o METRIC) sin considerar la unidad especificada en el comando UNIT. El comando PRINT (MEMBER) FORCES imprime las fuerzas en los miembros (es decir, la fuerza axial, Cortante en los ejes locales y y z, Momento Torsional, Momentos sobre los ejes y y z) en una forma tabulada por miembro, para todos los casos de carga especificados. El comando PRINT ANALYSIS RESULTS es equivalente a los últimos tres comandos combinados. Con este comando, los desplazamientos de los nodos, las reacciones en los apoyos y las fuerzas en los miembros, serán impresos en ese orden. El comando PRINT (MEMBER) SECTION FORCES imprime las fuerzas en las secciones intermedias especificadas con un comando SECTION previo. La impresión es hecha en una forma tabulada, por miembro, para todos los casos de carga especificados. El comando PRINT (MEMBER) STRESSES tabula los esfuerzos en los miembros en el nodo inicial, en el nodo final y en todas las secciones intermediadas especificadas. Estos esfuerzos incluyen el axial (es decir, la fuerza axial sobre el área), la flexión-y (es decir, el momento-y sobre el módulo de sección en el eje local y), la flexión-z (es decir, el momento-z sobre el módulo de sección en el eje local z), el esfuerzo cortante en las direcciones locales y y z, y esfuerzos combinados (combinación absoluta de axial, flexión-y y flexión-z). Para secciones prismáticas, si no se proporcionan AY y/o AZ, el área de la sección completa (AX) será considerada en los cálculos del esfuerzo cortante. Para secciones con peralte variable, los valores de AY y AZ son aquellos para el lugar donde el esfuerzo es impreso. Por eso, si el esfuerzo es impreso en el lugar 0.0, el AY en AZ son basados en las dimensiones del miembro en el nodo inicial. AY = Peralte Total * Espesor del Alma. AZ = 2/3 Área de ambos patines juntos El comando PRINT ELEMENT STRESSES debe ser utilizado para imprimir esfuerzos (FX, FY, FXY, QX, QY), Momentos por unidad de ancho (MX, MY, MXY) y esfuerzos principales (SMAX, SMIN, TMAX) para elementos planos/cascarones. Típicamente, los esfuerzos y momentos por unidad de ancho en el centroide serán impresos. También son impresos Los esfuerzos Von Mises (VONT, VONB) como el ángulo (ANGLE) que define la orientación de los planos principales. Las variables que aparecen en la salida son las siguientes. Ver Fig. 2.13 en la sección 2 de este manual de referencia, para mayor información sobre estas variables. QX = Esfuerzo cortante en la cara local X en la dirección Z. QY = Esfuerzo cortante en la cara local Y en la dirección Z. MX = Momento por unidad de ancho sobre la cara local X MY = Momento por unidad de ancho sobre la cara local Y MXY = Momento Torsional por unidad de ancho en el plano local X-Y FX = Esfuerzo Axial en la dirección local X FY = Esfuerzo Axial en la dirección local Y FXY = Esfuerzo cortante en el plano local XY VONT = Esfuerzo Von Mises en la superficie superior del elemento VONB = Esfuerzo Von Mises en la superficie inferior del elemento SMAX = Esfuerzo principal máximo en plano SMIN = Esfuerzo principal mínimo en plano TMAX = Esfuerzo cortante máximo en plano ANGLE = Ángulo que determina la dirección del esfuerzo máximo principal con respecto al eje local X. Si la opción JOINT es usada, las fuerzas y momentos en los puntos nodales son también impresos en adición al centroide del elemento. La opción AT puede ser utilizada para imprimir fuerzas en los elementos en cualquier punto específico del elemento. La opción AT debe ser acompañada por f 1 y f 2 . Note que f 1 y f 2 son las coordenadas locales X y Y ( en unidades en uso ) del punto donde los momentos y esfuerzos son requeridos. Refiérase a la sección 2.6 de este manual para información detallada del sistema local de coordenadas de los elementos. El comando PRINT ELEMENT (JOINT) STRESS SOLID le permite la impresión del esfuerzo al centro de elementos SOLID. Las variables que aparecen en la salida son las siguientes: Esfuerzos Normales : SXX, SYY y SZZ Esfuerzos Cortantes : SXY, SYZ y SZX Esfuerzos Principales : S1, S2 y S3. Esfuerzos Von Mises : SE Cosenos Directores : 6 Cosenos Directores son impresos siguiendo la expresión DC, correspondiente a las dos primeras direcciones de esfuerzos. La opción JOINT imprimirá los esfuerzos en los nodos de los elementos sólidos. El comando PRINT MODE SHAPES imprime los desplazamiento de nodos para todos los modos calculados. El comando PRINT SUPPORT REACTIONS imprime las reacciones de los apoyos en forma tabulada, por apoyo, para todos los casos de carga. La opción LIST no está disponible para este comando. El comando PRINT ENTIRE TABLE puede ser utilizado para obtener una impresión del contenido del catálogo de acero del cual las propiedades de los miembros están siendo leídas. Este comando debe ser provisto siguiendo la especificación de las propiedades los miembros. Ejemplos PERFORM ANALYSIS PRINT ELEMENT JOINT FORCES PRINT ELEMENT FORCES AT 0.5 0.5 LIST 1 TO 10 PRINT SUPPORT REACTIONS PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 1 TO 50 PRINT MEMBER FORCES LIST 101 TO 124 Notas 1) La salida generada por estos comandos están basadas en el sistema de unidades en uso. El usuario puede desear verificar el sistema de unidades en uso y cambiarlo si es necesario. 2) Los resultados pueden ser impresos para todos los nodos/miembros/elementos o basados en una lista específica. 6.42 Impresión de Sección de Desplazamientos Objetivo Este comando es utilizado para calcular e imprimir desplazamientos en las secciones (puntos intermedios) de miembros de marco, proporcionando los datos de deflexión entre las nodos. Formato general:  NOPRINT   PRINT SECTION (MAX) DISPL (NSECT i) (SAVE a)  ALL    LIST     memb-list   Descripción Posición Original Posición Desplazada desplaz. -x desplaz. -y Y X Este comando imprime los desplazamientos en puntos intermedios entre dos nodos de un miembro. Estos desplazamientos están en las direcciones de las coordenadas globales (ver figura). Si se usa el comando MAX, el programa imprimirá únicamente los máximos desplazamientos locales entre todos los casos de carga. i = número de secciones que serán tomadas. En caso de que no se utilice NSECT y que además, se utilice SAVE, el valor por omisión es 12 a = nombre del archivo, donde los valores de desplazamientos pueden ser almacenados y usados por el programa de graficado de STAADPL. Si se utiliza el comando NOPRINT junto con el comando SAVE, el programa escribe los datos en el archivo y no los imprime en la salida. La versión PC, no Vea sección 2.18.3 y Ejemplo 13 necesita de un nombre de archivo y en caso de que uno sea provisto, éste será ignorado. Ejemplo PRINT SECTION DISPL SAVE PRINT SECTION MAX DISP Los desplazamientos de las secciones son medidos en coordenadas globales. Los valores son medidos a partir de la posición original (no deflectada) a la posición deflectada. Ver figura anterior. También es impreso el máximo desplazamiento local. Primero, la localización se determina y entonces el valor es medido desde esta localización, a la línea uniendo los nodos inicial y final del miembro deflectado. Notas 1) Los valores de desplazamiento de sección están disponibles en Coordenadas Globales. La posición no deflectada es utilizada como un nivel de referencia para el cálculo de deflexiones. 2) Este comando es para el análisis secundario. Se deberá ejecutar un análisis antes de que éste comando pueda ser utilizado. 6.43 Especificación de la Impresión del Envolvente de Fuerzas Objetivo Este comando se utiliza para calcular e imprimir la envolvente de fuerza/momento para los miembros del marco. Este comando no está disponible para elementos finitos. Formato general:  FORCE   PRINT     ENVELOPE (NSECTION i) list-sp.   MAXFORCE    LIST   list-spec =       (ALL)   Descripción Donde i es el número de secciones igualmente espaciadas que serán consideradas en la impresión de las envolventes de fuerzas máximas y mínimas. Si se omite el comando NSECTION i, el valor por omisión para i será de 12. El comando MAXFORCE, produce únicamente los valores de fuerza máximo/mínimo de todas las secciones, mientras que el comando FORCE imprime los valores de fuerza máximo/mínimo en cada sección, así como también, los valores de fuerza max/min de todas las secciones. Los componentes de fuerzas incluyen FY, MZ, FZ y MY. Note que el comando SECTION (como se describió en la Sección 6.40) no define el número de secciones para las envolventes de fuerzas. Para la convención de signo de los valores de fuerza, refiérase a la Sección 2.18. Véase sección 2.18.5 y Ejemplo 12 Ejemplo PRINT FORCE ENV PRINT MAXF ENV NS 15 PRINT FORCE ENV NS 4 LIST 3 TO 15 Notas Este es un comando de análisis secundario y habrá de utilizarse después de la especificación de análisis. 6.44 Especificaciones de Impresión Para El Post - Análisis La impresión de los resultados del análisis se podrá realizar después de que el análisis haya sido ejecutado. Consulte la sección 6.29 para conocer los diferentes comandos que podrán utilizarse dentro del archivo de entrada después de la especificación del comando PERFORM ANALISIS. 6.45 Presentación Gráfica del Post - Análisis Esta parte describe el estilo de entrada para crear los archivos de gráficas, los cuales se pueden accesar por STAADPL para la presentación de gráficas en pantalla o en ploters. 6.45.1 Formas Deflectadas Objetivo Este comando genera un archivo que contiene los datos de los desplazamientos de las nodos. Dicho archivo deberá crearse con una ejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que la forma deflectada se pueda ser vista dentro del módulo STAAD-POST en una sesión posterior. Formato general: PLOT DISPLACEMENT FILE Descripción Este comando genera los datos requeridos para presentar la forma deflectada de cualquier caso de carga para cualquier factor de escala asociado. Las formas deflectadas se despliegan dibujando las posiciones desplazadas de los nodos y conectándose entre ellas con líneas rectas. Notas 1) No se necesita tener este comando dentro de una ejecución del análisis de STAAD-III, si la forma deflectada es vista en la misma sesión. La base de datos concurrente de STAAD-III acumula los datos de desplazamiento de la última ejecución de análisis la cual es utilizada automáticamente por STAAD- POST. 2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que éste comando tendrá que utilizarse después de la especificación de análisis. Vea sección 7.5 6.45.2 Desplazamientos de Sección Objetivo Este comando genera un archivo que contiene los datos de los desplazamientos de sección. Este archivo se deberá de crear en una ejecución de análisis y diseño, tal que los desplazamientos en secciones puedan ser vistas en una sesión posterior mediante el módulo de STAAD-POST. Formato general: PLOT SECTION FILE Descripción Usando el comando de desplazamientos de sección de, se puede obtener el desplazamiento de la sección para cualquier caso de carga con cualquier factor de escala asociado. Notas 1) No se necesita tener este comando dentro de una ejecución del análisis de STAAD-III, si la sección de desplazamientos es vista en la misma sesión. La base de datos concurrente de STAAD-III acumula los datos de desplazamiento de la última ejecución de análisis la cual es utilizada automáticamente por STAAD-POST. 2) Esta es una opción de post-análisis. Por lo que éste comando tendrá que utilizarse después de la especificación de análisis. Vea section 7.5 6.45.3 Diagrama de Fuerzas de Cortante y Momento Flexionante Objetivo Este comando genera un archivo que contiene los datos del momento flexionante y valores de fuerzas cortante. Dicho archivo deberá crearse con una ejecución de análisis y diseño de STAAD- III, tal que los momentos flexionantes y diagramas de fuerzas cortantes puedan ser vistos dentro del módulo STAAD-POST en una sesión posterior. Formato general: PLOT BENDING FILE Descripción Al usar este comando, el usuario puede crear los datos necesarios para mostrar los diagramas de momento y cortantes para ya sea uno o dos miembros o, para todos los miembros al mismo tiempo. Notas 1) No se necesita incluir este comando dentro de la ejecución de análisis de STAAD-III cuando los diagramas son presentados en pantalla dentro de la misma sesión. La base de datos concurrente activa de STAAD-III acumula los datos necesarios de la última ejecución de análisis la cual es automáticamente utilizada por STAAD-POST. 2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que éste comando tendrá que utilizarse después de la especificación de análisis. Vea sección 7.5 6.45.4 Modos de Vibración Objetivo Este comando genera un archivo que contiene los datos de los modos de vibración. Este archivo deberá de crearse en una ejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que los modos de vibración se pueden presentar en pantalla mediante el módulo de STAAD-POST, en un sesión posterior. Formato general: PLOT MODE FILE Descripción Al usar este comando el usuario puede crear los datos requeridos para mostrar los modos de vibración para cualquier número de modos con su correspondiente factor de escala. Notas 1) No se necesita incluir este comando dentro de la ejecución de análisis de STAAD-III cuando los modos de vibración son presentados en pantalla dentro de la misma sesión. La base de datos concurrente activa de STAAD-III acumula los datos de desplazamiento de la última ejecución de análisis la cual es automáticamente utilizada por STAAD-POST. 2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que este comando tendrá que utilizarse después de la especificación de análisis. Vea sección 7.5 6.44.5 Contornos de Esfuerzo Objetivo Este comando genera un archivo que contiene los datos de los valores de esfuerzos. Este archivo deberá de crearse en una ejecución de análisis y diseño de STAAD-III, tal que los contornos de esfuerzos se pueden presentar en pantalla mediante el módulo de STAAD-POST, en un sesión posterior. Formato general: PLOT STRESS FILE Descripción Usando este comando se puede presentar en pantalla los contornos de esfuerzos para cualquier caso de carga con su correspondiente factor de escala. Notas 1) No se necesita incluir este comando dentro de la ejecución de análisis de STAAD-III cuando los contornos de esfuerzos son presentados en pantalla dentro de la misma sesión. La base de datos concurrente activa de STAAD-III acumula los datos de los esfuerzos de la última ejecución de análisis que es automáticamente utilizada por STAAD-POST. 2) Esta es una opción de post - análisis. Por lo que este comando tendrá que utilizarse después de la especificación de análisis. Vea sección 7.5 6.45 Especificación de Tamaño Objetivo Este comando proporciona una estimación de las propiedades de las secciones requeridas para los miembros del marco, en base a ciertos resultados del análisis y los requerimientos que usted defina. Formato general *  WIDTH f 1    DEFLECTION f 2    MEMBER member-list   SIZE  LENGTH f 3        BSTRESS f 4     ALL     SSTRESS f 5   donde, f 1 = máximo ancho permisible f 2 = máxima razón permisible (longitud/máxima deflexión local) f 3 = longitud para calcular la razón anterior. La longitud real del miembro será tomada por omisión f 4 = máximo esfuerzo de flexión permisible f 5 = máximo esfuerzo de corte permisible Observe que los valores deben proporcionarse en el sistema de unidades que se esté utilizando. Descripción Este comando se utiliza para calcular las propiedades necesarias de una sección de un miembro, basado en los resultados del análisis y los criterios especificados por el usuario. Los criterios especificados por el usuario, podrán incluir, el ancho del miembro, razón permisible (longitud/máxima deflexión), máximo esfuerzo de flexión permisible y máximo esfuerzo de corte permisible. Cualquier cantidad de estos criterios podrán usarse simultáneamente. La salida incluye: el módulo de sección requerido (alrededor del eje mayor), el área de corte requerida (para corte paralelo al eje menor), capacidad de momento máximo (alrededor del eje mayor), capacidad de corte máximo (para corte paralelo al eje menor) y la razón máxima (longitud máxima local deflexión). Ejemplo SIZE WID 12 DEFL 300 LEN 240 BSTR 36 ALL SIZE DEFL 450 BSTR 42 MEMB 16 TO 25 Nota: Vale la pena notar, que el dimensionamiento estará basado únicamente, en los criterios especificados por el usuario en el comando SIZE. Por ejemplo, en el ejemplo anterior, el dimensionamiento estará basado en un miembro especificado por el usuario, con un ancho de 12, una razón de longitud/deflexión de 300 (donde la longitud = 240) y un máximo esfuerzo de flexión permisible de 36. En el segundo ejemplo, el dimensionamiento estará basado en una razón de longitud/flexión de 450 (donde la longitud es igual a la longitud real del miembro) y, un máximo esfuerzo de flexión permisible de 42. Nota Esta es una opción de post - análisis. Por lo que éste comando tendrá que utilizarse después de la especificación de análisis. 6.47 Especificaciones de Diseño En Acero En esta sección se describen todas las especificaciones necesarias para el diseño estructural de acero. La sección 6.47.1 discute todas las especificaciones que pueden ser empleadas para controlar el diseño. Las secciones 6.47.2 y 6.47.3 describen las opciones de CODE CHECKING y MEMBER SELECTION, respectivamente. La selección de miembros por optimización es discutida en la sección 6.47.4. STAAD-III también proporciona las opciones para el diseño de soldaduras las cuales son descritas en la sección 6.47.5. 6.47.1 Especificación de Parámetros Objetivo Este grupo de comandos se utiliza para definir los parámetros requeridos para el diseño de acero. Formato general: PARAMETER  AASHTO    AISC    AUSTRALIAN   BRITISH    CANADIAN   CODE  FRENCH    GERMAN    INDIA    JAPAN    LRFD     NORWAY    parameter-name f 1    MEMBER memb-list             PROFILE a 1 , (a 2 , a 3 )     ALL   Descripción parameter-name - se refiere al nombre del parámetro listado en la tabla de parámetros contenida en la sección de diseño en acero. Para diseño de esfuerzo permisible AISC, véase la tabla 3.1. Para una lista de parámetros de diseño para carga resistencia AISC LRFD, véase la tabla 3.2. Para diseño de acero según otros códigos, refiérase a las secciones pertinentes. f 1 = Valor del parámetro. El usuario podrá controlar el diseño a través de la especificación de los parámetros apropiados. El parámetro PROFILE está disponible para el código AISC ASD ( Diseño por esfuerzos permisibles ) solamente. El usuario puede especificar hasta tres perfiles (a 1 , a 2 y a 3 ). El perfil, como se describió en la Tabla 3.1, se compone de las primeras tres letras de un nombre del catálogo de acero AISC, por ejemplo, W8X, W12, C10, L20, etc.. El nombre del parámetro PROFILE se usa solamente para la selección de miembros con esos nombres de perfil. También la sección especificada bajo PROFILE tiene que ser la misma que la especificada inicialmente bajo MEMBER PROPERTIES. Observe que el comando PROFILE, únicamente se puede utilizar para el catálogo de acero americano. El parámetro CODE le permite elegir el tipo de código de acero que va ser verificado en el diseño. El valor por omisión para el código de acero, depende del país de distribución. Ejemplo PARAMETERS CODE AISC KY 1.5 MEMB 3 7 TO 11 NSF 0.75 ALL PROFILE W12 W14 MEMB 1 2 23 RATIO 0.9 ALL Notas 1) Todos los valores de las unidades deberán de estar en el sistema de unidades en uso. 2) Para conocer los valores por omisión de los parámetros, consulte la tabla de parámetros apropiada. 3) El comando PROFILE está disponible con el código americano AISC ASD solamente. No está disponible con los códigos LRFD o AASHTO. Véase sección 3.3 y Tabla 3.1 6.47.2 Especificación de Revisión conforme a Códigos Objetivo Este comando se emplea para ejecutar la operación de verificación conforme a códigos. Formato general:  MEMBER memb-list   CHECK CODE       ALL   Descripción Este comando revisa los miembros especificados en contra de las especificaciones del código deseado. Para información detallada, refiérase a la Sección 3 de este Manual. Notas La salida de este comando se puede controlar mediante el parámetro TRACK. Tres niveles de información se encuentran disponibles. Consulte la sección apropiada de diseño en acero para más información acerca del parámetro TRACK. Véase sección 3.5 6.47.3 Especificación de Selección de Miembros Objetivo Este comando se utiliza para ejecutar la operación de MEMBER SELECTION. Formato general:  MEMBER memb-list   SELECT       ALL   Descripción Mediante este comando, el programa selecciona miembros específicos, basado en las restricciones de los valores de los parámetros y del código específico. La selección es hecha usando los últimos resultados del análisis e iterando las secciones hasta que el tamaño de menos peso sea elegido. Consulte la Sección 3 de este Manual para detalles mayores. Notas 1) La salida de este comando puede ser controlada utilizando el parámetro TRACK. Tres niveles de detalle están disponibles. Consulte la sección apropiada de Diseño de Acero para mayor información en el parámetro TRACK. 2) La selección de miembros puede ser hecha después de que un análisis ha sido realizado. Consecuentemente, el comando para realizar el análisis tiene que ser especificado antes de que el comando SELECT MEMBER pueda ser especificado. 6.47.4 Selección de Miembros Por Optimización Objetivo Este comando ejecuta la selección de miembros utilizando una técnica optimizada en base a múltiples iteraciones de diseño y análisis. Formato general: SELECT OPTIMIZED Descripción Por medio de este comando, el programa selecciona todos los miembros basado en una técnica sofisticada de optimización. Este método requiere de múltiples análisis de la matriz de rigidez, así como también, la iteración de los tamaños hasta que el mínimo peso de toda la estructura sea obtenido. Este comando deberá de ser utilizado con precaución, ya que se requiere de un mayor tiempo de proceso para resolver una estructura. Notas 1) La salida de este comando se puede controlar mediante el parámetro TRACK. Tres niveles de información se encuentran disponibles. Consulte la sección de diseño en acero apropiada para más información acerca del parámetro TRACK. 2) Este comando podría involucrar múltiples ciclos de iteraciones de análisis y diseño por lo que podría convertirse en un proceso sumamente tardado. 6.47.5 Especificación de Selección de Soldadura Objetivo Este comando realiza la selección de tamaños de soldadura para miembros especificados. Formato general:  MEMBER memb-list   SELECT WELD (TRUSS)       ALL   Descripción A través de este comando, el programa selecciona los tamaños de soldadura al inicio y final de los miembros especificados. Las selecciones se tabulan con toda la información necesaria. Si se usa el comando TRUSS, el programa diseñará las soldaduras para miembros angulares o doble angulares unidos entre si, para reforzar las placas de empalme con la soldadura a lo largo de la longitud de los miembros. Notas El cálculo del tamaño de soldadura también podrá controlarse paramétricamente. Para más información en los parámetros disponibles, consulte la sección apropiada de Diseño en Acero. 6.48 Especificación de Grupo Objetivo Este comando se utiliza para la agrupación de miembros dentro del análisis y diseño en acero. Formato general: (FIXED GROUP) GROUP prop-spec MEMB memb-list (SAME AS i 1 )  AX   = Área de la Sección Transversal prop-spec =  SY   = Módulo de la Sección en eje local y   SZ   =Módulo de la Sección en eje local z Descripción Este comando hace posible que el programa agrupe miembros específicos para un análisis de acuerdo a sus propiedades más importantes. Si se proporciona el número de miembro i 1 en el comando SAME AS, el programa agrupará los miembros de acuerdo a las de i 1 . Este comando se usa por lo general después de la selección de miembros, y en donde los miembros se puedan agrupar para un proceso ulterior. Si se usa la opción FIXED GROUP, el grupo especificado será retenido en memoria por el programa y será usado en operaciones de selección de miembros subsecuentes y los resultados del agrupamiento no serán vistos a menos que una operación SELECT MEMBER es realizada. Ejemplo 1 GROUP SZ MEMB 1 3 7 TO 12 15 GROUP MEMB 17 TO 23 27 SAME AS 30 En este ejemplo, los miembros 1, 3, del 7 al 12 y 15 están asignados con las mismas propiedades de acuerdo a lo cual estos miembros tendrán el módulo de sección más grande. Los miembros del 17 al 23 y 27 están asignados con las mismas propiedades que el miembro 30, sin considerar si el miembro 30 tiene el área de sección más chica o más grande. AX es la propiedad por omisión sobre la cual está basada la agrupación. Ejemplo 2 FIXED GROUP GROUP MEMB 1 TO 5 SELECT OPTIMIZED En el ejemplo anterior, se ilustra la utilización del comando FIXED GROUP. El comando de SELECT OPTIMIZED involucra los tres procesos siguientes, 1) Selección de miembros 2) Agrupación de miembros (1 a 5) 3) Análisis hasta que después de varias iteraciones se obtenga una convergencia de las propiedades de los miembros en ciclos seguidos. El comando FIXED GROUP es necesario para la ejecución del paso número 2 dentro del ciclo. Notas Este comando se utiliza típicamente después de la selección de miembros para posterior análisis y diseño. Esta opción se puede utilizar efectivamente para desarrollar un diseño orientado, en donde varios de los miembros necesiten ser del mismo tamaño. 6.48 Especificación de Estimación de Acero Objetivo Este comando se emplea para obtener un sumario de todas las secciones de acero utilizadas junto con sus longitudes y sus pesos. Formato general: STEEL (MEMBER) TAKE ( OFF ) Descripción Este comando proporciona una lista completa de todas las diferentes secciones de las tablas de acero utilizadas en la estructura. La lista tabulada incluirá la longitud total de cada nombre de sección y su peso total. Esto puede ser útil en la estimación de cantidades de acero. La opción MEMBER lista la longitud y peso de cada miembro por número, el tipo de perfil, peso y longitud. Notas Esta opción se puede utilizar efectivamente para obtener una rápida estimación de los volúmenes de acero de la estructura. 6.50 Especificaciones de Diseño En Madera Esta Sección describe las especificaciones del diseño en madera. Una descripción detallada sobre el diseño en madera es presentada en la Sección 5. La sección 6.50.1 describe la especificación de los parámetros para diseño en madera. Las secciones 6.50.2 y 6.50.3 describen la verificación de códigos y selección de miembros, respectivamente. 6.50.1 Especificación de Parámetros Para el Diseño En Madera Objetivo Este grupo de comandos se utiliza en la definición de los parámetros para el diseño en madera. Formato general: PARAMETER CODE TIMBER  MEMBER member-list   parameter-name f 1       ALL   Descripción f 1 = valor del parámetro Note que, parameter name, se refiere a los parámetros descritos en la Sección 5. Notas 1) Todos los valores deberán proporcionarse de acuerdo al sistema de unidades en uso. 2) Para conocer los valores por omisión de los parámetros, refiérase a la sección 5. 6.50.2 Especificación de Revisión Conforme a Códigos Objetivo Este comando ejecuta la operación de verificación conforme a códigos sobre miembros específicos tomando como base los códigos del Instituto Americano de la Construcción en Madera (AITC). Formato general:  MEMBER member-list   CHECK CODE       ALL   Descripción Este comando compara los miembros en contra de los requerimientos de los códigos del Instituto Americano para la Construcción en Madera (American Institute of Timber Construction). Los resultados de la verificación conforme a códigos se resumen en un formato Tabular. Ejemplos y explicaciones detalladas de este formato son presentadas en la Sección 5. Notas La salida de este comando puede ser controlada mediante el comando TRACK. Se encuentran disponibles dos niveles de especificación. Refiérase a la sección 5 para un completa información acerca del parámetro TRACK. 6.50.3 Especificación de Selección de Miembros Objetivo Este comando realiza la operación de selección de miembros sobre miembros específicos, tomando como base el AITC. Formato general:  MEMBER member-list   SELECT       ALL   Descripción Este comando se podrá usar para ejecutar la selección de miembros de acuerdo a los códigos de AITC. La selección se basa en los resultados del último análisis, y las iteraciones serán ejecutadas hasta que se obtenga el miembro más ligero que cumpla con todos los requerimientos de código aplicables. Los parámetros se podrán utilizar para controlar el diseño y los resultados estarán disponibles en un formato tabular. Explicaciones detalladas del proceso de selección y de la salida se presentan en la Sección 5. Notas La salida de este comando puede ser controlada mediante el comando TRACK. Se encuentran disponibles dos niveles de especificación. Consulte la sección 5 para una información completa acerca del parámetro TRACK. 6.51 Especificación de Diseño En Concreto Este comando describe las especificaciones para el diseño en concreto. El procedimiento de diseño en concreto implementado en STAAD-III consiste de los pasos siguientes. 1) Inicio del diseño 2) Especificación de parámetros 3) Especificación de requerimientos de diseño 4) Requisición de estimación 5) Conclusión de diseño La sección de diseño 6.51.1 describe el comando de inicio del diseño. La sección 6.51.2 trata lo referente a la especificación de parámetros. Las especificaciones de requerimientos de diseño se describen en las secciones 6.51.3. El comando de estimación de concreto se indica en la sección 6.51.4 y finalmente, el comando de conclusión de diseño se describe en la sección 6.51.5. 6.51.1 Inicio del Diseño En Concreto Objetivo Este comando se utiliza para iniciar el diseño en concreto. Formato general: START CONCRETE DESIGN Descripción Este comando inicia las especificaciones del diseño en concreto. Con esto, los parámetros de diseño son automáticamente colocados en sus correspondientes valores por omisión (como se muestra en Tabla 4.1). Sin este comando, ninguno de los siguientes comandos de diseño en concreto serán reconocidos. Nota Este comando deberá incluirse antes de cualquier otro comando de diseño en concreto. 6.51.2 Parámetros de Diseño en Concreto Objetivo Este grupo de comandos se emplean para especificar los parámetros que controlan el diseño en concreto. Formato general:  ACI    BRITISH    CANADIAN   CODE  FRENCH    GERMAN    INDIA    JAPAN     NORWAY    MEMBER memb/elem list   parameter-name f 1       ( ALL )   Descripción Parameter-name se refiere a los parámetros de concreto descritos en la Tabla 4.1. f 1 es el valor del parámetro. Observe que este valor es siempre dado en las unidades en uso. El comando UNIT es aceptado además, durante cualquier fase del diseño en concreto Notas 1) Todos los valores deberán proporcionarse de acuerdo al sistema de unidades en uso. 2) Para conocer los valores por omisión de los parámetros, refiérase a la sección 4. 6.51.3 Comando de Diseño En Concreto Objetivo Este comando se utiliza para especificar el tipo de diseño requerido. Los miembros se podrán diseñar como vigas, columnas o elementos. Formato general:  BEAM   DESIGN  COLUMN   memb-list   ELEMENT   Descripción Los miembros que van a ser diseñados deben de ser especificados como BEAM, COLUMN o ELEMENT. Observe que los miembros, una vez que hayan sido diseñados como vigas, no pueden ser rediseñados como columnas nuevamente, o viceversa. Nota Únicamente las placas se podrán diseñar como elementos. 6.51.4 Estimación de Concreto Objetivo Este comando se utiliza para obtener una estimación del volumen total de concreto y varillas de refuerzo que serán utilizadas y sus respectivos pesos. Formato general: CONCRETE TAKE OFF Descripción Este comando se podrá emplear para imprimir el volumen total de concreto y el número de varillas y sus pesos respectivos para los miembros diseñados. Salida de ejemplo: ************** CONCRETE TAKE OFF ************** (FOR BEAMS AND COLUMNS DESIGNED ABOVE) TOTAL VOLUME OF CONCRETE = 87.50 CU.FT BAR SIZE WEIGHT NUMBER (in lbs) -------- -------- 4 805.03 6 91.60 8 1137.60 9 653.84 11 818.67 ------------ *** TOTAL = 3506.74 Notas Este comando se utiliza de manera efectiva para una rápida estimación de cantidades. 6.50.5 Finalizando el Diseño en Concreto Objetivo Este comando se deberá utilizar para concluir el diseño en concreto. Formato general: END CONCRETE DESIGN Descripción Este comando concluye el diseño en concreto después del cual los comandos normales de STAAD-III continúan. Ejemplo START CONCRETE DESIGN CODE ACI FYMAIN 40.0 ALL FC 3.0 ALL DESIGN BEAM 1 TO 4 7 DESIGN COLUMN 9 12 TO 16 DESIGN ELEMENT 20 TO 30 END Notas Sin éste comando , los comandos posteriores de STAAD III no serán reconocidos. 6.52 Especificación Para El Diseño de Cimentaciones Objetivo Este conjunto de comandos se utilizan para especificar los requerimientos del diseño de las cimentaciones. Las secciones 6.52.1 hasta la 6.52.4 describen el proceso de inicio de diseño, especificación de parámetros, comandos y conclusión del diseño. Descripción Esta opción se podrá utilizar para diseñar cimentaciones aisladas para las apoyos que el usuario especifique. Una vez que el apoyo sea especificado, el programa automáticamente identifica las reacciones de los apoyos asociadas con el nodo. Todos los casos de carga activa son verificados y el diseño es ejecutado para las reacciones de los apoyos que requieran el máximo tamaño de cimentación. Existen ciertos parámetros que ayudan a controlar el diseño. Los empalmes y la longitud de desarrollo también son calculadas e incluidas en la salida del diseño. Consideraciones De Diseño El diseño de cimentaciones aisladas de STAAD-III, está basado en las siguientes consideraciones. 1) El diseño de las reacciones de carga podrán incluir cargas concentradas y momentos biaxiales. 2) La reacción a la carga vertical es incrementada un 10% para considerar el peso propio de la cimentación. 3) El tamaño de la losa de cimentación es rectangular. La relación entre la longitud y el ancho de la losa se puede controlar por medio de un parámetro. 4) El diseño de la base de cimentación esta disponible y es opcional. 5) Las cimentaciones no se podrán diseñar en los apoyos donde las reacciones provoquen un levantamiento sobre estas. Procedimiento De Diseño La siguiente es la secuencia de diseño que se sigue: 1) El tamaño de cimentación es calculado en base a la carga obtenida directamente de los resultados del análisis (reacciones de los apoyos) y de la compresión del terreno permisible que usted haya especificado. Ningún factor es usado para las reacciones de los apoyos. 2) El tamaño de cimentación, obtenida del inciso uno, y el factor de carga son utilizados para calcular las reacciones del terreno. FACTOR DE CARGA = REACCION EFECTIVA X Parámetro FFAC Observe que el usuario podrá proporcionar el valor deseado para FFAC. 3) Los detalles del peralte y refuerzo de la cimentación, están basados en las reacciones del terreno calculados en el inciso 2. 4) Los empalmes y longitud de desarrollo son calculados y reportados en la salida. Los parámetros siguientes se encuentran disponibles para el diseño de cimentaciones. Parámetros de Diseño Nombre de Valor por Descripción Parámetro Omisión FY 60,000 psi Resistencia a la fluencia para acero de refuerzo. FC 3,000 psi Resistencia a la compresión del concreto. CLEAR 3.0 in. Recubrimientos para el refuerzo de la losa. REINF Varilla número 9 Tamaño de varilla del refuerzo principal para el diseño de la losa. FFAC 1.0 Factor de carga de diseño. BC 3000 psf Capacidad de carga del terreno. RATIO 1.0 Razón entre los lados de la losa. TRACK 1.0 1.0 - para salida numérica 2.0 - para salida numérica y diagrama DEPTH Calculado por el programa Profundidad mínima de la base de cimentación de la losa. El programa cambia este valor en caso de que el programa lo requiera. S1, S2 Calculado por el programa Tamaño de la base de la cimentación de la losa. S1 y S2 a los lados de las columnas YD y ZD, respectivamente. Se podrán especificar ya sea S1 o S2, o ambos. Cuando se provee uno, el otro es calculado en base a la razón (RATIO). Cuando se proveen ambos el valor de RATIO será ignorado. EMBEDMENT 0.0 Profundidad de la base de la cimentación a partir del punto de apoyo de la columna. Parámetros de Diseño Cont. Nombre de Valor por Descripción Parámetro Omisión PEDESTAL 0.0 0.0 = no se efectuará diseño de pedestal 1.0 = diseño de pedestal dejando al programa calcular las dimensiones de este. X1 X2 - diseño de pedestal utilizando las dimensiones que usted defina, donde X1 y X2 corresponden a los lados de la losa S1 y S2, respectivamente. 6.52.1 Inicio del Diseño Objetivo Este comando se debe utilizar para iniciar el diseño de cimentaciones. Formato general: START FOOTING DESIGN Descripción Este comando inicia el diseño de la cimentación. En caso de no especificarse, no será reconocido ningún comando que se relacione a este tipo de diseño. Notas Ninguna de las especificaciones de diseño para cimentaciones será procesada sin el uso de este comando. 6.52.2 Especificación de Parámetros Para El Diseño de Cimentaciones Objetivo Este comando se emplea para especificar los parámetros que se utilizan para controlar el diseño de cimentaciones. Formato general:  AMERICAN    BRITISH    CANADIAN   CODE  FRENCH    GERMAN    INDIA    JAPAN     NORWAY    JOINT joint-list   parameter-name f 1       ( ALL )   Descripción parameter-name Nombre de parámetro, se refiere a los parámetros descritos en la Sección 6.52. f 1 es el valor del parámetro. Note que este valor deberá definirse de acuerdo a las unidades en uso. Se puede cambiar el comando UNIT en cualquier fase del diseño de cimentaciones. Notas 1) Todos los valores de los parámetros deberán de proporcionar en el sistema de unidades en uso. 2) Refiérase a la tabla de parámetros de la sección 6.52, para ver los valores por omisión de los parámetros. 6.52.3 Comando Para El Diseño de Cimentaciones Objetivo Este comando se debe utilizar para ejecutar el diseño de cimentaciones. Formato general: DESIGN FOOTING joint-list Descripción Este comando se podrá utilizar para especificar los nodos para los cuales se desea ejecutar el diseño. Notas La salida de este comando se puede controlar mediante el parámetro TRACK (sección 6.52). Cuando el valor de TRACK es 1, únicamente se proporcionará la salida numérica. Si TRACK es 2, se proporcionará además, una salida gráfica. Ejemplo START FOOTING DESIGN CODE AMERICAN UNIT KIP INCH FY 45.0 JOINT 2 FY 60.0 JOINT 5 FC 3 ALL RATIO 0.8 ALL TRACK 2.0 ALL PEDESTAL 1.0 ALL UNIT KIP FEET CLEAR 0.25 BC 5.20 JOINT 2 BC 5.00 JOINT 5 DESIGN FOOTING 1 2 3 5 END FOOTING DESIGN 6.52.4 Conclusión Del Diseño de Cimentaciones Objetivo Este comando se debe utilizar para concluir el diseño de cimentaciones. Formato general: END FOOTING DESIGN Descripción Este comando concluye con el diseño de la cimentación. Notas En caso de que el diseño de cimentaciones no sea terminado, ningún comando de STAAD-III será reconocido. 6.53 Comandos Especiales Diversos Los siguientes son dos comandos especiales, que pueden ser utilizados para controlar las características de precisión de los elementos de la matriz de rigidez y los requerimientos de memoria para un problema en particular. 6.53.1 Comando de Precisión Objetivo Este comando se emplea para controlar las características de precisión en la verificación de la matriz de rigidez de la estructura. Descripción La matriz global de rigidez, de una estructura correctamente modelada, es siempre una matriz simétrica con elementos positivos sobre la diagonal principal. Elementos negativos o positivos pero muy pequeños son, por lo general, un resultado de un modelado incorrecto en una matriz de rigidez pésimamente condicionada. En STAAD-III, todos los coeficientes de rigidez numéricamente menores de 0.01 son identificados como posibles fuentes de inestabilidad y en tales casos mensajes de advertencia son mandados al usuario. En ciertas situaciones especiales, estos coeficientes de rigidez pueden representar números correctos. Así es que para eliminar el mensaje de error en estas circunstancias, utilice el comando PRECISION reespecificando el valor en contra del cual los coeficientes son verificados. Este comando deberá incluirse al inicio del archivo de entrada. Formato general: PRECISION f 1 donde, f 1 = número en contra del cual los coeficientes de rigidez serán verificados (el valor por omisión es de 0.01) Notas Este comando se deberá proporcionar antes de las especificaciones de JOINT COORDINATES. 6.52.2 Comando de Entrada de Memoria Objetivo Este comando se utiliza para controlar los requerimientos de memoria en el caso de que exista un problema de desbordamiento. Descripción Este comando se puede utilizar en una situación de sobreflujo, para disminuir la memoria demandada por el problema. Un valor por omisión de 16000 está preestablecido en el programa. Un número más bajo que éste puede disminuir los requerimientos de memoria. Los problemas que requieran más memoria, pueden ser solucionados usando este comando. El uso de este comando resultará en una ejecución más lenta. Así, que deberá de ser precavido con el uso de este comando. En caso de que se cuenten con los recursos, el incrementar el número resultará en una ejecución más rápida. Este comando deberá incluirse al principio del archivo de entrada. Formato general: INPUT MEMORY f 1 donde f 1 = la capacidad de memoria (el valor por omisión para la versión PC es de 16000) Notas 1) Este comando deberá de proporcionarse antes de la especificación de JOINT CCORDINATES. 2) El valor de f 1 puede ser especificado como cero, en cuyo caso, el comando INPUT MEMORY resultará en una demanda mínima de memoria central para el problema. Sin embargo, el usuario es advertido de su uso, ya que esto reducirá la rapidez de ejecución. Así, uno deberá de considerar la utilización de este comando únicamente cuando un mensaje de CORE OVERFLOW haya aparecido y todos los otros medios de reducir la demanda de la memoria central hayan sido exhaustivamente analizados. 6.53 Especificación de Guardado de Archivos Objetivo Este comando podrá ser utilizado para guardar los datos de una ejecución y los resultados analíticos para una ejecución posterior del programa. Formato general: SAVE (a 1 ,a 2 ) Descripción a 1 = nombre del archivo en el cual los resultados analíticos y los datos serán guardados. Cualquier nombre hasta de 12 caracteres, comenzando con caracteres alfabéticos, será aceptado. a 2 = nombre de un segundo archivo en el cual los datos de carga serán guardados. Cualquier nombre diferente del primero y hasta de 12 caracteres, comenzando con un caracter alfabético, será aceptado Notas Si no se proporcionan los nombres de los archivos, los datos serán salvados en los archivos denominados TEM1 y TEM2, respectivamente. 6.55 Especificación de Restauración de Archivos Objetivo Este comando se podrá utilizar para restaurar los datos de una ejecución guardados mediante el comando SAVE. Formato general: RESTORE (a 1 , a 2 ) Descripción a 1 y a 2 son los mismos nombres de archivos como se especificaron en el comando SAVE. Este comando se utiliza para restaurar una ejecución previa de STAAD-III que haya sido salvada con el comando SAVE. Si los nombres a 1 y a 2 son omitidos, el programa asumirá los nombres como TEM1 y TEM2, respectivamente. De esta manera, una ejecución actualizada, sin definir ningún nombre de archivo, podrá ser restaurada de la misma manera, esto es, no especificando los nombres de los archivos en el comando RESTORE. Ejemplo STAAD SPACE TITLE RESTORE FILE1 FILE2 Notas 1) Este comando también reconocerá los nombres de los archivos por omisión TEM1 y TEM2. 2) Las operaciones que involucran Elementos Finitos no pueden realizarse con el archivo restaurado. 6.56 Especificación de la Conclusión de la Ejecución Objetivo Este comando debe de utilizarse para concluir la ejecución de STAAD-III. Formato general: FINISH Descripción Este comando deberá de ser provisto como el último comando de entrada. Con lo que queda concluida una ejecución de STAAD-III. El Ambiente Gráfico Del Pre-proceso y Post-proceso 7.1 Introducción Esta sección describe las opciones gráficas con las que cuenta STAAD-III para Windows. Existen dos opciones principales que están disponibles. Éstas son STAAD-PRE : Generador Gráfico de Datos de Entrada STAAD-POST : Post Procesador Gráfico Estas facilidades se describen a continuación. STAAD-PRE La opción STAAD-PRE puede ser llamada del menú principal o desde el icono de STAAD-PRE de la ventana de aplicaciones REI. Al utilizar esta opción, el usuario puede generar el archivo de entrada de datos completo de STAAD-III gráficamente. El archivo de entrada contiene especificaciones de geometría, propiedades de la sección, constantes, apoyos, cargas, requerimientos de análisis/diseño, requerimientos de impresión/ploteo, etc. El proceso de la generación gráfica de datos de entrada es completamente guiada por medio de menús y es interactiva. Ayuda detallada en pantalla está disponible en todas las etapas del proceso. STAAD-PRE ofrece una gran capacidad de visualización extensiva y manipulación de imágenes. Esto permite la verificación concurrente de gráficas y la visualización durante el proceso de la Sección Sección 7 7 generación del modelo. STAAD-III cuenta con un ambiente gráfico amigable con el usuario con opciones de generación de miembros/elementos parecidas a programas CAD para facilitar el desarrollo rápido y exacto del modelo. Además de opciones para generación convencional de miembros/elementos, STAAD-PRE incluye una opción de Biblioteca. Esta opción incluye un número de componentes estructurales comunes que pueden ser modificados según la conveniencia del usuario, y utilizados como bloques para crear un modelo complejo. Como salida final, STAAD-PRE crea el archivo de datos de entrada. El editor de textos STAAD-Edit puede ser llamado desde la pantalla principal de STAAD-PRE. Esto permite la verificación concurrente y la edición de texto. Un usuario familiar con el lenguaje de comandos de STAAD-III, puede utilizar una combinación de las opciones de la generación concurrente de gráficos y la edición de texto, para desarrollar el modelo muy eficientemente. STAAD-POST STAAD-POST puede ser llamado del menú principal de STAAD- III. Las opciones disponibles incluyen la visualización de la geometría, verificación gráfica de resultados, generación de resultados, generación de reportes y opciones de búsqueda. Esta opción comparte la base de datos activa de ingeniería concurrente con el análisis y diseño de STAAD-III. Por esto, todos los datos requeridos para la visualización gráfica, verificación, generación de reportes y búsqueda están disponibles concurrentemente. En caso de ser necesario, STAAD-III puede ser llamado dentro de STAAD-POST para realizar el Análisis y Diseño y los resultados pueden ser vistos inmediatamente después de la ejecución. El post - proceso gráfico es completamente guiado por medio menús y es interactivo. Una Ayuda detallada en pantalla está disponible para todas las etapas del proceso. STAAD-POST ofrece capacidad de visualización extensiva y de manipulación de gráficas. El ambiente gráfico amigable con el usuario, cuenta con opciones de manipulación parecidas a las de programas CAD, facilita la verificación rápida y exacta y la visualización. 7.2 Organización de la Pantalla La organización de la pantalla para STAAD-PRE y STAAD-POST está ilustrada en las Figuras 7.1 y 7.2. Los elementos de menú están organizados en dos grupos funcionales. El menú superior contiene las funciones de STAAD-PRE y STAAD-POST, un editor y un manual de referencia en línea. Los elementos del menú tienen sub- menús y ventanas de dialogo para permitir una interfase mas intuitiva para el usuario, para los momentos en que realice tareas tales como la definición de la estructura de la geometría y la visualización de resultados. La caja de herramientas controla el ambiente de trabajo permitiendo diferentes vistas de la estructura. También provee opciones de iconos de activación y desactivación (etiquetas de datos estructurales, dimensiones, etc.) por lo tanto le permite al usuario tener control total del proceso de la creación de archivos y del post-proceso. El área de gráficas central es utilizada para mostrar el modelo. El sistema de unidades en uso se muestra en la esquina inferior derecha de la pantalla ( unidades de longitud y fuerza ). La línea de mensaje en el fondo de la pantalla muestra la ayuda en línea, los mensajes y la señal para entradas por medio del teclado. Fig 7.1 Fig 7.2 Los iconos de la caja de herramientas son descritos en la sección 7.3. Las opciones de STAAD-PRE y STAAD-POST son descritas en las secciones 7.4 y 7.5 respectivamente. Ejemplos del Tutorial para estas opciones están disponible en la sección 7.6 7.3 La Caja de Herramientas Los iconos de la caja de herramientas están en el lado izquierdo de la pantalla tal como se muestra en las figuras siguientes. Ellos controlan el ambiente de trabajo por medio de opciones tales como ventanas, vistas de cerca y lejos, opciones que se pueden activar o desactivar, etc. Tool Box 7.3.1 Unit Objetivo Esta opción cambia las unidades de longitud y fuerza utilizadas en los resultados mostrados. Descripción Las unidades pueden cambiar en cualquier momento. Las unidades en uso son mostradas siempre en la esquina inferior derecha de la pantalla de gráficas. 7.3.2 Draw Objetivo Está opción dibuja la estructura en la pantalla sin mostrar ningún resultado. En otras palabras, es un botón que hace posible borrar de la vista, cualquier grupo de resultados que están en pantalla, y dibujar solamente la estructura. Descripción La estructura será dibujada otra vez tal como se explicó anteriormente. Solo la parte de la estructura que está visible en la pantalla en el momento será dibujada. Los ángulos de rotación se mantienen sin cambio. 7.3.3 Clear Objetivo Esta opción quita temporalmente todos los objetos que están dibujados en el área de gráficas de la pantalla. Descripción Los elementos que estaban en la pantalla serán quitados y dará como resultado una área de gráficas negra y limpia. La opción Draw (7.3.2) retornara a la estructura a la vista. 7.3.4 Section Objetivo Esta opción muestra secciones especificas del modelo. Vistas secciónales paralelas a los planes globales XY, YZ y XZ pueden ser creadas. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Section se explican a continuación. A A La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama en uso o para todos los nueve panoramas. (7.3.17). B B Las opciones de planos XY, YZ o XZ definen cual plano global será utilizado por la vista section. La posición o espesor del plano seleccionado es especificado ya sea con la opción J oint o con la opción Minimum y Maximum. C C La opción J oint utiliza el número de nodo de un nodo que descansa en el plano global seleccionado en B. Escriba el número del nodo en la caja provista. Por ejemplo, si la sección será dibujada en el plano XY en Z=5, especifique un nodo con una coordenada Z de 5. D D Las opciones Minimum y Maximum usan dos valores a lo largo del eje perpendicular al plano global seleccionado en B - todo sobre y entre esos dos puntos de los ejes será mostrado. Por ejemplo, si la sección será dibujada en el plano XY en Z=5, especifique Minimum=4 y Maximum=6. E E La opción Window/Rubber Band muestra en pantalla una porción limitada de la estructura definiendo una ventana alrededor de ella con el mouse. Esta opción funciona como la opción Zoom In descrita en la sección 7.3.9. G G B B E E A A C C F F D D F F La opción View Highlight Only puede ser utilizada para ver solamente los miembros resaltados. Esto significa que solo esos miembros que han sido resaltados con el menú Highlight serán mostrados mientras que el resto de la estructura no será mostrada. G G La opción View All muestra el modelo entero. Esta opción es típicamente utilizada para restaurar los resultados de las opciones previas Section y List. La opción View All está también disponible como el último elemento en el menú de List.. 7.3.5 Data Objetivo Esta opción da al usuario una lista de archivos de datos de salida generados durante la ejecución del Análisis y Diseño de STAAD- III. Descripción Los archivos de datos de salida que han sido generados serán indicados con una X en la casilla de verificación correspondiente. Una casilla de verificación vacía indica que el archivo de datos no ha sido generado. 7.3.6 Plot Objetivo Esta opción crea electrónicamente la salida y la impresión de la imagen actual. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo de PLOT se explican a continuación. La imagen deseada debe estar en pantalla antes de que éstas opciones sean seleccionadas. A A La opción 2-D crea un archivo DXF de dos dimensiones. La siguiente ventana de dialogo aparece. Introduzca un nombre de archivo sin extensión. (La extensión “.DXF” no es requerida.) B B La opción 3-D crea un archivo DXF tridimensional. La ventana de dialogo mostrada en A aparece. Introduzca un nombre de archivo sin extensión. (La extensión “.DXF” no es requerida.) Nota: “*.DXF” se refiere a los archivos en el formato de intercambio de dibujos. Este formato puede ser leído en la mayoría de paquetes de software CAD y de procesadores de palabras y está escrito al estándar de AutoCAD r12. C C La opción Send to File manda la imagen actual a un archivo para ser procesada por STAAD-III. La ventana de dialogo que se muestra a continuación aparece. (Para realizar una impresión a disco que puede ser copiada a un disco flexible e impresa por una computadora diferente vea D.) Especifique un número de hoja y una descripción para el archivo PLOT de STAAD-III. Un archivo será creado con la extensión “*.Pxx” donde xx es el número de hoja. La siguiente ventana de dialogo aparecerá. D D La opción Send to Printer manda la imagen actual a su impresora o ploter. La ventana de dialogo Print aparece con la impresora predeterminada del sistema seleccionada. Vea sección 8 de este manual para más información en la impresión. (Para realizar una impresión a disco que puede ser copiada a un disco flexible, seleccione la opción Print to File en la esquina inferior izquierda) E E La opción Preview Plot Files le permite al usuario obtener una vista preliminar e imprimir archivos PLOT de STAAD III previamente creados. Vea C para información de la creación de archivos PLOT. Seleccione el archivo PLOT deseado de la siguiente ventana de dialogo. El archivo plot de STAAD-III es ahora mostrado tal como aparecería en papel y está otra vez listo para impresión. F F La opción Transfer to Clipboard copia la imagen actual al portapapeles de Windows para pegarla en otras aplicaciones de Windows. G G La opción Create Metafile crea un Metafile de Windows (nombre de archivo . wmf) desde la imagen actual para uso en otras aplicaciones de software. Estas otras aplicaciones deben tener la habilidad de importar archivos en el formato Metafile de Windows. 7.3.7 Icon Objetivo Esta opción dibuja iconos específicos en el modelo. Los iconos son símbolos gráficos que representan datos estructurales como posiciones de apoyos y nombres de propiedades de miembros. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Icon son explicados a continuación. A A La opción Modify View marca si las opciones son para el panorama en uso o para los nueve panoramas (7.3.17). B B Las opciones del Toggle Icon son definidas a continuación. Joint Number , Member Number Estas opciones muestran los números de nodos y miembros en la estructura. Los números de los miembros son mostrados más cerca del nodo inicial. Property Name Esta opción muestra la designación de la propiedad del miembro en el punto medio de cada miembro. B B A A Shape Esta opción muestra la forma de la sección transversal del miembro a lo largo del eje local Y. 3D Shape Una vista tridimensional de los miembros de toda la estructura puede ser dibujada con esta opción. Support Esta opción muestra los apoyos de la estructura. Release, Truss, Cable, Offset, Inactive Estas opciones muestran las siguientes especificaciones de la estructura: Member Release, Truss Member, Cable Member, Member Offset y Inactive Member. Shrink Esta opción contrae cada miembro y elemento mostrado. En vez de dibujar la longitud completa de los elementos o la longitud completa de los miembros, una dimensión reducida es dibujada. Fill Elements Esta opción dibuja la superficie total del elemento con un color diferente para distinguir elementos de miembros. Hide Esta opción cubre las líneas ocultas de la vista en estructuras tridimensionales. Grid Esta opción cambia la parrilla de apagada a encendida. Ver la sección 7.3.12 para más información en esta opción. Axis Esta opción muestra los ejes de coordenadas X, Y, y Z en el origen. Perspective Esta opción muestra el modelo en perspectiva. Dimension Esta opción activa o desactiva las dimensiones. Display Structure Outline Esta opción activa o desactiva el contorno de la estructura. Los Resultados como diagramas de deflexión permanecerán visibles. Property Name Support 7.3.8 Load Objetivo Esta opción muestra las cargas en el modelo. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Load se explican a continuación. A A La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama actual o para los nueve panoramas (7.3.17). B B La opción View Load Value muestra la magnitud de la carga en el sistema de unidades en uso. C C Las opciones Type o Click Load especifican el número de carga a mostrar. Nota: Seleccione el botón Cancel para eliminar cualquier carga mostrada en pantalla. B B C C A A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 SELFWEIGHT Y -1.4 LN= 1 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 Load Icon 7.3.9 Zoom In Objetivo Esta opción muestra la porción del modelo especificada con el mouse. Descripción Crea una ventana rectangular posicionando la flecha del ratón en la esquina superior izquierda del área a la cual se le desea realizar un acercamiento. Haga Click en el botón izquierdo del mouse una vez y mueva el ratón a través del área deseada. Usted verá una ventana rectangular siendo creada. Debe crear una ventana lo suficientemente grande para abarcar el área deseada y haga click en el botón izquierdo del mouse otra vez. La vista original será reemplazada por una vista magnificada del área seleccionada. Consulte la opción Distance (7.3.19) y la opción Zoom Out (7.3.10) para otras opciones relacionadas. -17.42 31.54 6.85 -17.42 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 105.18 92.53 -319.13 105.18 92.53 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 13.51 -19.57 9.9 9.9 -23.17 9.81 9.81 -23.27 1 2 3 5 7 8 9 10 11 15 -17.42 6.85 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 -180.09 -319.13 105.18 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 -19.57 9.9 -23.17 MOMENT MZ LN= 1 Maximum= 369.86 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 Antes de Zoom Después de Zoom 7.3.10 Zoom Out Objetivo Esta opción restaura a la vista toda la estructura. Descripción Si una porción particular de la estructura ha sido magnificada (ver sección 7.3.9), esta opción trae la estructura completa a vista. La estructura completa será dibujada dentro de los límites del área de gráficas. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7.3.11 Dimension Objetivo Esta opción puede ser utilizada para mostrar la longitud de un miembro o la distancia entre nodos. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Dimension son explicados a continuación. A A La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama actual o para los nueve panoramas (7.3.17). B B La opción Member muestra la longitud de los miembros en el sistema de unidades en uso, seleccionados con el mouse. Haga Click en el botón derecho del mouse para liberar al mouse del área de dibujo. C C La opción J oint to J oint muestra la distancia entre dos nodos seleccionados con el mouse. Haga Click en el botón derecho del mouse para liberar al mouse del área de dibujo. D D La opción Erase All Dimensions elimina de la pantalla todas las dimensiones. Nota: Usted puede apagar temporalmente a las dimensiones de la pantalla con la opción dimension de la ventana de dialogo de Icon (ver sección7.3.7). B B A A C C D D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12 12 18 20 7.3.12 Grid Objetivo Los parámetros para mostrar la parrilla tales como espacio, calibraciones, Plano de vista, etc. son especificados utilizando esta opción Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Grid se explican a continuación. A A La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama actual o para los nueve panoramas (7.3.17). B B La opción Numbering muestra números a lo largo del eje de coordenadas en una frecuencia especificada. Por ejemplo, una frecuencia de 2 mostrará números en cada dos líneas de la parrilla. C C La opción Range especifica el valor máximo y el mínimo de coordenadas en el plano donde la parrilla es mostrada. Por ejemplo, Valores Min y Max de 0 y 100 en el plano XY muestra la parrilla desde X=0 hasta X=100 y Y=0 hasta Y=100. D D La opción View especifica el plano en el cual la parrilla es dibujada. También especifica la posición del plano en el eje perpendicular. E E La opción Grid Increment especifica la distancia entre las líneas de la parrilla. Por ejemplo, un incremento de 3 muestra las líneas de la parrilla cada tres metros, pies, centímetros, etc. de acuerdo al sistema de unidades en uso. A A B B C C D D E E Note: Seleccione el botón Cancel o la opción Grid en la ventana de dialogo de Icon (7.3.7) para dejar de mostrar a la parrilla. 7.3.13 Setup Objetivo Esta opción marca los parámetros utilizados en el ambiente gráfico. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Grid se explican a continuación. A A La opción Modify View marca si las especificaciones son para el panorama actual solamente o para los nueve panoramas (7.3.17). B B La opción Icon Setup marca los iconos (7.3.7) que serán dibujados al comenzar. C C La opción Shrink Factor define que tan pequeña será la contracción. Este valor puede ser estar entre 0.1 y 1.0. Por ejemplo, un factor de 0.3 contraerá los miembros y elementos 30%. D D La opción Rotate define los ángulos en los cuales la estructura se dibuja al comenzar. E E La opción Text option define el tamaño de la fuente de los elementos de texto y debe estar entre 0.4 y 4.0. F F La opción Default option marca todos los valores de Setup a los valores por omisión originales del programa. A A B B C C D D E E F F 7.3.14 Manual Objetivo Esta opción abre el manual en línea para los comandos e instrucciones de entrada de STAAD-III. Este manual en línea cubre todos los temas descritos en las secciones 2 y 6 del manual de referencia de STAAD-III. Descripción La pantalla de apertura del manual en línea se muestra a continuación. Para ver cualquier elemento en detalle, mueva al mouse sobre ese elemento y haga click en el botón izquierdo del mouse. 7.3.15 Calculator Objetivo Esta opción abre la calculadora del ambiente Windows para que realice cálculos aritméticos. Descripción Usted puede utilizar el mouse o el teclado para operar la calculadora. 7.3.16 Information Objetivo Esta opción da alguna información básica sobre la estructura. Descripción La información se muestra en la ventana que se muestra a continuación. 7.3.17 Window Objetivo Esta opción genera vistas múltiples en la pantalla. Descripción Los cuatro botones que muestran los arreglos del panorama se explican a continuación. Cada uno de los nueve (9) panoramas puede ser temporalmente visto en toda la pantalla haciendo click con el botón izquierdo del ratón dentro del área de panorama o haciendo click en la caja en la esquina superior izquierda del panorama. Regrese a la vista original haciendo click en la caja otra vez. Viewport 1 (1 Full Screen) Viewports 2 & 3 (2 Vertical Screens) Viewports 4 & 5 (2 Horizontal Screens) Viewports 6, 7, 8 & 9 (4 Screens) A A Panorama 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 B B Panoramas 2 & 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 C C Panoramas 4& 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 D D Panoramas 6, 7, 8 y 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 A A B B C C D D 7.3.18 Shift Objetivo Esta opción cambia la vista de la estructura horizontalmente y verticalmente. Este tipo de opción es también referida como Pan o Translate por algunos paquetes CAD. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Shift son explicados a continuación. La ventana de dialogo siempre abrirá con valores de 0 – que significa un desplazamiento de 0% horizontalmente y 0% verticalmente (sin movimiento). Introduzca los factores (En forma decimal) para desplazar al modelo. Por ejemplo, un factor horizontal de 0.3 desplazará al modelo 30% del ancho del panorama a la derecha. Utilice números positivos para desplazar hacia arriba y a la derecha. Utilice números negativos para desplazar hacia abajo y a la izquierda. Haga Click en los botones de flecha para desplazar el modelo diez por ciento de la distancia del panorama en la dirección deseada cada vez. 7.3.19 Distance Objetivo Esta opción aumenta o disminuye la distancia de vista, magnifica y restaura el modelo. La distancia más grande pone a la estructura más lejos (y la hace más pequeña en la pantalla ). Descripción Los elementos de la ventana de dialogo de Distance se explican a continuación. La ventana de dialogo abrirá siempre con un factor de 100 – que significa 100% de la distancia actual (sin movimiento). Por ejemplo, un factor de 50 cambiará la distancia actual de vista a 50% de su distancia actual y el modelo estará la mitad de lejos, o dos veces más grande en la pantalla. Use factores menores que 100 para acercarse al modelo. Utilice factores más grandes que 100 para alejarse del modelo. Seleccione los botones + - para incrementar o disminuir la distancia de vista diez por ciento por cada click. - + 7.3.20 Rotation Objetivo Esta opción rota el modelo sobre los ejes globales. Todas las rotaciones están en grados. Los ángulos son con respecto al plano XY en vista total y el eje Z perpendicular a la pantalla. Descripción Los elementos de la ventana de dialogo Rotation se explican a continuación. La ventana de dialogo siempre abrirá con las rotaciones sobre cada eje actual. Introduzca las rotaciones deseadas en grados. Las opciones X-Y, Y-Z y X-Z mostrarán el plano correspondiente en la vista total en la pantalla. La opción ISOM (isométrica) muestra el modelo desde la vista del ojo de un pájaro (X=20, Y=30 & Z=10). Las tres filas de botones del fondo en la Caja de Herramientas rotan el modelo en incrementos de 10 grados y muestran los ángulos de rotación actuales. 7.4 Opciones de STAAD - PRE Esta sección describe las opciones de STAAD-PRE - Generador Gráfico de Datos de Entrada. El orden en el cual los menús se discuten sigue el orden en el cual aparecen en la pantalla de izquierda a derecha. 7.4.1 File Objetivo La opción File es utilizada para realizar operaciones como la especificación del nombre del archivo de datos de entrada, guardar la información periódicamente así como guardar y salir del ambiente de STAAD-PRE. Descripción Seleccione la opción New para especificar un nuevo nombre de archivo ( uno para el cual los datos de entrada todavía no existen). Seleccione la opción Open para especificar el nombre de un archivo que ya existe. Los nombre de los archivos deben ser especificados con la extensión .std. Seleccione la opción Save para guardar su trabajo de vez en vez. Si usted selecciona la opción Exit, se le pedirá que guarde la información antes de salir del programa. Se exhorta a los usuarios a consultar la documentación de Windows para más información en estas opciones. 7.4.2 Editor Objetivo Mientras el modelo está siendo gráficamente generado, un archivo de texto de datos de entrada que contiene la información en el lenguaje de comandos de STAAD-III es simultáneamente generado. El contenido de este archivo puede ser modificado al llamar al editor de STAAD. Los cambios hechos al archivo con el editor son automáticamente registrados en la presentación gráfica en STAAD- PRE. Descripción Seleccione la opción Editor desde el menú superior. La siguiente ventana de dialogo aparece. Seleccione las opciones necesarias y luego haga click sobre el botón Save. El editor STAAD aparece con el archivo de texto de datos de entrada actual. Por favor consulte la sección 8 de este manual para una descripción detallada acerca de las funciones del editor. La siguiente es una vista típica de la pantalla del editor. 7.4.3 Tools Estas opciones son discutidas en la sección 7.3 de este manual. 7.4.4 Geometry Objetivo La opción Geometry le permite al usuario crear la geometría de la estructura (definición de miembros y elementos) y modificarla. Descripción El menú Geometry se muestra a continuación. Los elementos en el menú geometry se describen a detalle en las páginas siguientes. Las opciones Draw Aid, Select, Undo y Tool son las opciones generales en el menú Geometry. Estas opciones son discutidas en esta sección. La opción Undo Si durante el proceso de adición de miembros, elementos, o al utilizar las opciones copy o mirror, usted se da cuenta que quiere descartar los elementos que creó, usted puede seleccionar la opción Undo del menú superior (contraria a la opción Accept que comunica al programa que usted está seleccionando estos elementos ). El miembro y elementos recién creados (dibujadas en púrpura ) serán descartados. Opción Select La ventana de dialogo Select aparece siempre que usted necesita seleccionar miembros/elementos para las opciones move, copy, mirror o erase geometry. Esta ventana de dialogo Select también aparece siempre que usted necesita asignar datos a los miembros y elementos. A A El botón All selecciona o elimina la selección de todos los miembros, elementos y nodos en el modelo. B B El botón object puede ser usado para seleccionar desde la pantalla apuntando el objeto (miembro, junta, etc.). Apunte el cursor al objeto y haga click con el botón izquierdo del mouse para seleccionar. Haga click con el botón derecho del mouse para retornar al menú. C C El botón Window puede ser utilizado para seleccionar objetos definiendo una ventana. D D El botón List solicita un número de lista de miembros / elementos. E E El botón Group puede ser utilizados para seleccionar un miembro/elemento del grupo ya creado. F F La opción Parallel to axis puede ser usada para seleccionar miembros que son paralelos a X, Y o Z. G G Los botones range X, Y y Z pueden ser utilizados para especificar el plano paralelo para el cual la selección se hará. Después de que el plano es seleccionado, se le solicitará el rango de la selección. El rango debe ser especificado en término de los valores de las coordenadas perpendiculares al plano. El miembro/elemento entre el rango especifico será seleccionado. La opción Draw Aid La opción Draw Aid abre la ventana de dialogo que se muestra a continuación. La opción Draw Aid puede ser llamada al presionar la barra espaciadora del teclado. C C D D A A B B G G E E F F In - Plane Mouse Movement : (Local - aplicable a la ventana actual ) Al utilizar la opción Draw Aid, usted puede marcar el plano de movimiento del mouse en nueve ventanas diferentes. Las opciones siguientes proporcionan facilidades para magnificar una sección de la estructura en un plano deseado. X - Y en Z , Y-Z en X , X-Z en Y - Al utilizar alguna de estas opciones, marca la opción para la ventana actual. Rotate in to Above Section - Cambia el panorama de la ventana actual al panorama especifico. View Above Section Only - Muestra la estructura presente en la above section especificada en la ventana actual. View Entire Structure - Muestra toda la estructura. Mouse Setup : (Global - aplicable a las nueve ventanas) Grid On - Este es un botón de estado. Si esta activado la parrilla será visible en el área de dibujo. Esto le permite posicionar fácilmente las líneas de referencia en las coordenadas que usted desee. Si está desactivada, no será visible. Joint Snap On - Si esto está activado, permite al nodo ser creado en un punto de la parrilla aún cuando las líneas de referencia pueden no estar en la coordenada exacta del punto de la parrilla. Grid Increment Mouse Selections Movement Plane Intersecting crossing lines - Imagine dos miembros cuyos extremos son A y B para el primer miembro y C y D para el segundo miembro (ver figura). Si esta opción está desactivada y entonces estos miembros son creados, un nodo no será creado en su punto de intersección, por lo tanto estos miembros resultan no estar conectados el uno al otro. Sin embargo si esta opción está activada, un nodo será creado resultando en que estos miembros se dividen en dos miembros cada uno. Así, tendremos cuatro miembros conectados por un nodo común. A D B C Grid increment - Esta opción es para permitirle al usuario modificar el espaciamiento de las líneas de la parrilla. El valor por omisión es de 2 unidades de longitud. Tool La opción tool permite la magnificación, cambiar la vista y mostrar los iconos. Seleccione la opción tool del menú superior geometry. La ventana de dialogo que se muestra a continuación aparece para llevar a cabo la opción. 7.4.4.1 Geometry - Group Objetivo La opción Geometry-Group proporciona opciones para la creación de un Group que se conforme de un grupo de miembros/ elementos. Cuando los miembros y elementos son clasificados bajo un nombre de grupo, pueden ser referenciados para utilizar los nombres de grupo en lugar de sus nombres individuales. Este nombre de grupo puede ser usado para seleccionar miembros/elementos para los propiedades, constantes, diseño y otras especificaciones. Usted puede también modificar y resaltar grupos existentes. Descripción Seleccione la opción Group desde el menú Geometry. Para crear un grupo nuevo, seleccione la opción Create desde el menú desplegable de Group. Seleccione el nombre de grupo en la siguiente ventana de dialogo. El nombre de grupo puede ser de máximo 8 caracteres. La siguiente ventana de dialogo aparece para la selección de miembros/elementos para el grupo especifico. Seleccione los miembros y elementos para el grupo y haga click en el botón Return. La opción Modify le permite al usuario sumar o restar miembros y elementos relacionados al grupo. Seleccione la opción Modify de la opción Geometry - Group. Especifique el nombre del grupo. La ventana de dialogo de Select aparece y le permite cambiar los objetos relacionados con el grupo. La opción Highlight hace posible distinguir miembros y elementos relacionados a un grupo de otros miembros o elementos en la estructura dibujándolos en un color diferente. 7.4.4.2 Geometry - Library Objetivo La opción library contiene una biblioteca incluida de modelos estándares sub - ensamblados desde los cuales la estructura final puede ser generada. También proporciona la facilidad para convertir un archivo DXF de un modelo estructural generado desde software CAD a un archivo de datos de entrada de STAAD-III. Descripción Para seleccionar un elemento de la biblioteca, 1) Seleccione la opción library del menú de Geometry. 2) Seleccione uno de los elementos de menú desplegable de library. 3) Proporcione los datos tales como número de claros, longitud de cada claro, etc. 4) Usted puede seleccionar ahora uno de los siguientes: a) Seleccione la opción Connect del menú para conectar esta estructura al resto de la estructura que usted haya definido con anterioridad. b) Seleccione la opción Replace si usted desea escoger esta estructura generada por biblioteca para ser su estructura final o reemplazar cualquier estructura previamente generada. c) Seleccione la opción Cancel si usted desea salir de library sin ninguna selección. 7.4.4.2.1 Geometry - Library - Member / Element Objetivo Esta opción es utilizada para generar la estructura ensamblando componentes seleccionados de library. Descripción Dentro de la opción Select Library - Member / Element del menú superior, seleccione la estructura de biblioteca adecuada del menú desplegable. La estructura de biblioteca seleccionada aparece en la pantalla con la configuración por omisión. El menú superior será reemplazado por las opciones del menú Library como se muestra a continuación. Para cambiar las dimensiones de la estructura de biblioteca: Seleccione la opción Create del menú Library. Seleccione la opción General Setup para introducir la longitud total de la estructura y el número de claros en las direcciones X, Y y Z. Los longitudes individuales de claros en las direcciones X y Y pueden ser modificadas mediante dos maneras diferentes. Seleccione Create del menú superior. Selecciones la opción Length Per Bay X / Y e introduzca la longitud del claro en la ventana de dialogo. o Usando el botón izquierdo del ratón, haga doble click en el miembro que descansa en el claro cuya longitud usted desea modificar. Proporcione la longitud del claro en la ventana de dialogo que aparece. Seleccione la opción Length Per Bay in Z del menú Create para copiar la estructura en la dirección Z. La siguiente ventana de dialogo aparece para entrada de las dimensiones en la dirección Z. Después de especificar la dimensión de la estructura de biblioteca, usted puede seleccionar ahora una de las siguientes opciones del menú Library. a) Seleccione la opción Connect para conectar esta estructura al resto de la estructura que usted pudo haber definido con anterioridad. b) Seleccione la opción Replace si usted quiere escoger esta estructura generada por la biblioteca para ser su estructura final o reemplazarla con cualquier estructura generada con anterioridad. c) Seleccione la opción Return si usted desea salir de library sin ninguna selección. Conectando Modelos Cuando las especificaciones para una sub-estructura seleccionadas desde la biblioteca son completadas, se puede reemplazar o conectar al modelo existente (el modelo activo, si existe alguno antes de entrar a la opción Library). Esta sección proporciona información en como realizar la conexión. La opción Connect divide la pantalla de gráficos verticalmente y muestra los dos modelos lado a lado. El menú superior es reemplazado por el menú que se muestra a continuación La conexión entre la estructura actual y la estructura de biblioteca puede realizarse mediante dos métodos diferentes. Utilizando el mouse, haga doble click en los nodos a ser conectados en la estructura actual y en la de biblioteca. El programa trae la ventana de dialogo mostrada a continuación con los nodos de conexión. o Seleccione la opción Type Connection del menú superior para especificar el número del nodo en cada modelo para la conexión. La siguiente ventana de dialogo aparece para introducir los números de los nodos para la conexión. Seleccione el botón Connect en la ventana de dialogo para realizar la operación. Notas: La numeración para nodos, miembros y elementos del modelo de la biblioteca empezará del primer número siguiendo el número mas alto del elemento correspondiente del modelo existente. La opción Return to Library le regresa al menú library con la estructura de biblioteca y proporciona las opciones para cambiar las dimensiones de la estructura de biblioteca. La opción Return lo regresa al menú de STAAD-PRE con la estructura actual. 7.4.4.2.2 Geometry - Library - Super Mesh Objetivo La opción Super Mesh facilita la creación de elementos de una malla de super-elemento de cuatro u ocho nodos. Descripción Seleccione la opción Library - Super Mesh del menú geometry. La siguiente ventana de dialogo aparece para la especificación de los límites de coordenadas X, Y y Z. Introduzca los límites X, Y y Z. Haga click en el botón Accept. El menú superior será reemplazado por las opciones Super mesh. Seleccione el tipo de elemento de la opción Super Mesh para especificar el tipo de super-elemento. La siguiente ventana de dialogo aparece. Seleccione elementos de 4 nodos u 8 nodos. Selecciones la opción Type de las opciones de Super Mesh e introduzca las coordenadas de nodos en la siguiente ventana de dialogo y haga click en el botón Accept. Usted puede especificar los nodos haciendo click con el mouse en la pantalla también. La ventana de dialogo Define Mesh aparece. Introduzca el número de filas y columnas en la ventana de dialogo. Haga click en el botón Accept. De manera similar se definen todos los demás elementos. Finalmente, seleccione la opción Select Mesh de la opción Super Mesh para generar la malla. La ventana de dialogo que se muestra a continuación aparece. Usted puede cambiar el número de filas y columnas para la malla. La malla será generada y la siguiente opción estará disponible. a) Connect - Para conectar el modelo a la estructura que fue generada con anterioridad a la activación de la opción Super Mesh. b) Replace - Para reemplazar cualquier estructura previamente generada con este modelo. c) Cancel - Para descartar el modelo. 7.4.4.2.3 Geometry - Library - User File Objetivo Esta opción le permite al usuario importar datos de la geometría de la estructura desde un archivo de datos de entrada existente de STAAD-III. Descripción 1) Desde el menú Geometry - Library, seleccione la opción User file. 2 Especifique el nombre del archivo de datos de entrada de STAAD-III incluyendo la extensión .std en la ventana de dialogo. 3) Desde el menú superior, seleccione (Consulte Sección 7.6.4.2.1 para mas detalle): a) Connect - Para conectar el modelo a la estructura que fue generada antes de activar la opción User file. b) Replace - Para reemplazar cualquier estructura previamente generada con este modelo. c) Cancel - Para descartar el modelo. 7.4.4.2.4 Geometry - Library - DXF IN Objetivo Esta opción le permite al usuario convertir la geometría de la estructura creada en la forma de un archivo DXF desde un software CAD a un archivo de datos de entrada STAAD-III. Descripción 1) Desde el menú Geometry - Library, seleccione la opción DXF IN. 2) Introduzca el nombre del archivo DXF con la extensión. DXF en la ventana de dialogo. 3) Desde el menú superior selecciones (Consulte sección 7.4.4.2.1 para más detalles): Connect - Para conectar el modelo a la estructura que fue generada antes de activar la opción DXFIN. o Replace - Para reemplazar cualquier estructura generada previamente con este modelo. o Cancel - Para descartar el modelo. 7.4.4.3 Geometry - Add Member / Element Objetivo La opción Add Member/Element es utilizada para crear nuevos miembros y/o elementos en el modelo. Descripción Miembros pueden ser adicionados adoptando uno de los siguientes métodos. Para adicionar un miembro escribiendo los valores de las coordenadas de sus nodos extremos. 1) Seleccione la opción Add del menú Geometry. 2) Seleccione la opción Member del menú Add. 3) Seleccione el botón Icon de la caja de herramientas y active las opciones de Número de Nodo y de miembro. ( ver sección 7.3.7 para mas información). 4) Seleccione la opción Type del menú superior. La ventana de dialogo que aparece se muestra mas adelante. 5) Si los números de los nodos en los extremos de los miembros ya se conocen, escriba el número en la caja Joint #. Si no es así proporcione las coordenadas X, Y y Z de los nodos de los extremos. 6) Seleccione el botón Accept. 7) El miembro será dibujado en la pantalla y la ventana de dialogo aparece de nuevo. Repita pasos 4 y 5 y adicione mas miembros. O seleccione cancel para salir de la ventana de dialogo. 8) Seleccione Accept del menú superior seguido de la opción Exit. Para adicionar un miembro especificando sus coordenadas con la ayuda de un ratón: 1) Desde el menú Geometry, seleccione la opción Add/Member. 2) Al mover el mouse, las coordenadas del punto representadas por las líneas de referencia son mostradas en la esquina inferior izquierda de la pantalla. Posicionelas en las coordenadas del nodo inicial y haga click con el botón izquierdo del mouse. Usted ha especificado el nodo inicial. 3) Al mover el mouse, una línea recta uniendo las líneas de referencia al nodo inicial es dibujada en la pantalla. Posicione las líneas de referencia en las coordenadas del nodo final del miembro y haga click con el botón izquierdo del mouse. 4) Por omisión, el segundo nodo recién creado es también el primer nodo del siguiente miembro que está por ser creado. Si usted acepta esta situación, repita el paso 3 para crear el segundo nodo del siguiente miembro. Si no es así, haga click con el botón derecho del mouse para liberar las líneas de referencia y repita los pasos 2 y 3 para crear el siguiente miembro. Para definir un elemento de 3 nodos ( triangular ) o de 4 nodos (rectangular ) escribiendo las coordenadas de sus nodos finales, 1) Seleccione la opción Add del menú Geometry. 2) Seleccione la opción 3 Noded Element o la opción 4 noded Element como lo requiera el caso. 3) Seleccione el botón Icon y active las opciones Joint Number y Member Number (ver Sección 7.7.7 para más información) 4) Seleccione la opción Type del menú superior. 5) Si los número de los nodos finales son conocidos, escriba el número en la caja de Joint #. Si no, proporcione las coordenadas X, Y y Z de los nodos finales. 6) Seleccione el botón Accept. 7) El elemento será dibujado en la pantalla y la ventana de dialogo aparece de nuevo. Repita pasos 4 y 5 para adicionar mas elementos. 8) Seleccione Accept del menú superior. Seleccione Exit del menú superior.. Para adicionar un elemento especificando sus coordenadas con la ayuda de un ratón. 1) Seleccione la opción Add del menú Geometry. 2) Seleccione la opción 3 Noded Element o 4 Noded Element tal como sea el caso. 3) Al mover el mouse, las coordenadas del punto representadas por las líneas de referencia son mostradas en la esquina inferior izquierda de la pantalla. Posicionelas en las coordenadas del nodo inicial y haga click en el botón izquierdo del mouse. Usted ha especificado el nodo inicial. 4) Al mover el mouse, una línea recta uniendo las líneas de referencia al nodo inicial es dibujado en la pantalla. Posicione las líneas de referencia a las coordenadas del segundo nodo y haga click con el botón izquierdo del ratón. 5) Repita paso 4 para crear el 3er nodo. En este punto, si este fuera un elemento de 3 nodos, el elemento sería dibujado. El 3er nodo sería por omisión el primer nodo del siguiente elemento de 3 nodos. Usted puede hacer click en el botón derecho del mouse para descartar esta opción por omisión. Si este fuera un elemento de 4 nodos, el 2º lado del elemento es dibujado. Las líneas de referencia serán conectadas por líneas al primer y 3er nodo. Posicione las líneas de referencia en las coordenadas del 4º nodo y haga click con el botón derecho del mouse. El elemento de 4 nodos será dibujado. El 4º nodo se convertirá por omisión el primer nodo del próximo elemento de 4 nodos. Usted puede hacer click con el botón derecho del mouse para descartar esta opción por omisión. 6) Si usted selecciona la opción por omisión ( ver paso 5 ), repita pasos 4 y 5 para crear elementos adicionales. Si usted descarto la opción por omisión, repita pasos 3, 4 y 5 para crear elementos adicionales. Después de que los miembros y/o elementos fueron creados, haga click con el botón derecho del mouse para liberar al mouse del área de gráficos. Entonces seleccione la opción Accept del menú superior seguida de la opción Exit para regresar al menú principal. 7.4.4.4 Geometry - Break All Objetivo Esta opción le permite al usuario dividir miembros que se intersectan. Si uno o mas miembros se intersectan, esta opción puede ser utilizada para dividir los miembros en las intersecciones. Nodos son creados en los puntos de intersección. Descripción Seleccione la opción Break All del menú superior de Geometry. La ventana de dialogo de selección aparece. Seleccione los miembros a dividir. Los miembros seleccionados son divididos y nuevos nodos son creados en los puntos de intersección. Nota: Los recién creados miembros no retienen las propiedades de sus miembros padres. 7.4.4.5 Geometry - Copy Objetivo Esta opción permite que una porción seleccionada del modelo sea copiada y colocada en una posición especifica. Descripción Seleccione la opción copy del menú de Geometry. Seleccione la opción Select del menú superior. La ventana de dialogo de selección aparece. Seleccione los miembros y elementos a ser copiados y seleccione el botón Return. Usted puede copiar la estructura utilizando dos métodos. En el primer método, ‘N’ copias de la selección actual serán hechas posicionandolas a incrementos de distancia de DX, DY y DZ apartadas de la posición de la selección actual. Los valores de N, DX, DY y DZ deben ser introducidos en la caja. En el segundo método, usted puede crear copias especificando puntos base de referencia o nodos. Seleccione la opción Point to Point del menú Type. La siguiente ventana de dialogo aparece. La opción From Point (la copia desde el punto o el punto base) es utilizado como el punto base para la porción de la estructura que ha sido seleccionada para copia. La opción To Point define la posición del punto de referencia para la nueva posición de la porción copiada de la estructura. El From point y el To point puede ser cualquier punto en el espacio. Por conveniencia, el usuario puede especificar nodos existentes como puntos de referencia. Introduzca el número de veces que la copia se tiene que realizar. Seleccione la opción Accept después de que los datos son dados. 7.4.4.6 Geometry - Mirror About Objetivo La opción Mirror crea nuevos miembros / elementos espejeando un grupo seleccionado de miembros / elementos sobre los planos globales XY, YZ o XZ. Usted puede colocar el plano de reflexión (o espejo ) en cualquier parte del espacio. Descripción Seleccione la opción Mirror About del menú Geometry. Seleccione el plano para espejear. Seleccione La opción Select del menú superior y seleccione los objetos a espejear. Seleccione la opción Type del menú superior. Se le solicita que indique un punto a través del cual el plano de reflexión pasa. Escriba el número de nodo que descansa en el plano de espejo o escriba en sus coordenadas X,Y y Z seguidas por el botón Accept. Selected Objects Reference Point Mirror in YZ Plane 7.4.4.7 Geometry - Move Move J oint Objetivo Esta opción permite que uno o mas nodos de la estructura sean movidos de su posición actual y sean colocados en una posición definida por el usuario. Los miembros que están conectados a los nodos que serán movidos serán alargados o acortados para acomodarse al nodo en su nueva posición. Descripción Seleccione la opción Move del menú Geometry. Seleccione la opción Joint. La ventana de dialogo de selección aparece. Seleccione los nodos que serán movidos y seleccione la opción RETURN de la ventana de dialogo. Usted puede mover la estructura seleccionada utilizando dos métodos: a) Especificando la distancia en las direcciones X, Y y Z en las cuales tienen que ser movidas. Seleccione la opción Type - Change in distance. La siguiente ventana de dialogo aparece. Introduzca la distancia en la ventana de dialogo. b) Especificando puntos o nodos base y de referencia. Seleccione la opción Point to Point del menú Type. La siguiente ventana de dialogo aparece. El From Point (el move from point o el base point) es utilizado como el punto base para la porción de la estructura que ha sido seleccionada para moverse. El To Point define la posición del punto de referencia para la nueva posición de la porción movida de la estructura. El From point y el To point puede ser cualquier punto en el espacio. Por conveniencia, el usuario puede especificar nodos existentes como los puntos de referencia. . Seleccione la opción Accept después de que los datos son proporcionados. Move Origin Objetivo La opción Move Origin mueve el origen del modelo a un punto especificado por el usuario. Descripción Seleccione la opción Move del menú Geometry. Seleccione la opción Origin. La ventana de dialogo Move Origin aparece. Usted tiene que definir la nueva posición del origen. Usted puede hacerlo escribiendo los números de los nodos de un nodo existente en cuyo caso las coordenadas de ese nodo serán seleccionadas como la posición del origen. O, usted puede directamente escribir las coordenadas de la nueva posición del origen en las cajas apropiadas. Después de que usted proporciono los datos, seleccione el botón Accept de la ventana de dialogo. El origen de las coordenadas será ahora dibujada en su nueva posición. Note que toda las coordenadas de toda la estructura serán ahora regeneradas basadas en la nueva posición del origen. 7.4.4.8 Geometry - Pivot Joint Objetivo La opción Pivot Joint es una característica que permite al usuario pivotear un grupo seleccionado de nodos sobre una línea paralela a alguno de los ejes globales (X, Y o Z) que pase a través de un punto especifico. Este punto es llamado el punto pivote. Este concepto puede ser explicado con la ayuda de un ejemplo simple. Imagine que los puntos seleccionados descansan en los rayos de una llanta de bicicleta. Considere al punto pivote como el centro de la llanta. El acto de pivotear es el mismo que rotar cada uno de estos rayos por un ángulo especifico alrededor de un eje global pasando a través del punto pivote. Esta opción puede ser utilizado para pivotear nudos con ángulos de rotación definidos con respecto a no mas de un eje global a la vez. Descripción Seleccione la opción Pivot Joint del menú Geometry. La ventana de dialogo de selección aparece. Selecciona los nodos que usted desea pivotear seguidos por la opción RETURN de la ventana de dialogo. Seleccione la opción Type del menú superior. La ventana de dialogo Pivot Joint aparece. Proporcione el número de nodo o las coordenadas del nodo pivote en la sección About Point de la ventana de dialogo. Seleccione un eje de rotación de la sección Fix along de la ventana de dialogo y especifique el ángulo de rotación para ese eje en particular en la sección Pivot Rotation de la ventana de dialogo. El ángulo de rotación para los otros dos ejes debe ser cero. La estructura será dibujada otra vez de acuerdo a la nueva especificación. Para realizar el pivoteo sobre más de un eje a la vez, seleccione la opción None en la ventana de dialogo y proporcione el ángulo de rotación para cada uno de los ejes relevantes. Defina el punto de pivote también. 7.4.4.9 Geometry - Split Member Objetivo La opción Split Member divide un miembro existente en un número de segmentos definido por el usuario. El número máximo de segmentos permitido es de 30. Nodos nuevos son presentados en los puntos intermedios donde ocurre la división. El miembro original es reemplazo por los segmentos de división. Descripción a) Seleccione la opción Split Member del menú Geometry y seleccione el miembro a ser dividido. O utilice el botón izquierdo del mouse para hacer click en el miembro. b) La ventana de dialogo mostrada a continuación aparece. Escriba el número de elemento del miembro que tiene que ser. Especifique el número de segmentos ( claros ) en los que el miembro tiene que ser dividido. Por omisión, el miembro será dividido en varios segmentos de igual longitud. c) Si usted desea especificar longitudes no iguales para cada uno de los segmentos intermedios, Seleccione la opción Split - User Defined Beams del menú superior. La ventana de dialogo que aparece es mostrada a continuación. La ventana de dialogo muestra la distancia de los nuevos nodos del origen del miembro padre. Cambie la información en la ventana de dialogo y seleccione el botón Accept en la ventana de dialogo. 7.4.4.10 Geometry - Connect Beam Objetivo La opción Connect Beam crea una viga continua en la dirección X o Z conectando una serie de nodos seleccionados. Los nodos seleccionados tienen todos las misma coordenada global Y. Descripción Seleccione la opción Connect Beam del menú Geometry. Seleccione la dirección de la viga (Opciones Along X Axis o Along Z Axis según sea el caso). La ventana de dialogo de selección aparece. Seleccione los nodos que no están conectados a una viga. Si usted está utilizando la opción Object, usted tiene que hacer primero click sobre los nodos relevantes con el botón izquierdo del mouse (entonces serán mostrados en púrpura), entonces haga click con el botón derecho del mouse para finalizar la selección y seleccione Return de la ventana de dialogo. En este punto, un miembro horizontal será dibujado ( en azul ) entre cada uno de los nodos seleccionados. Selecciones la opción Accept del menú superior seguido de la opción Exit. 7.4.4.11 Geometry - Connect Column Floor to Floor Objetivo Esta opción crea columnas que se conectan a nodos localizados en un piso a nodos localizados en otro piso. Para tener 2 nodos a conectar por medio de una columna utilizando esta opción, deben de tener las mismas coordenadas X y Z. Descripción Seleccione la opción Connect Column del menú Geometry. Seleccione la opción Floor to Floor. La ventana de diálogo de selección aparece. Seleccione los nodos relevantes. Una vez que el proceso de selección es finalizado, los nodos serán conectados por medio de columnas ( dibujadas en color azul ). Seleccione el botón Accept del menú superior para completar esta actividad seguida por la opción Exit. Position to Floor Objetivo Con esta opción, columnas pueden ser creadas desde cualquier nodo existente a puntos cuya elevación ( coordenada Y ) es especificada por el usuario. Una columna será creada para cada uno de los nodos seleccionados. Descripción Seleccione la opción Connect Column del menú Geometry. Seleccione la opción Position to Floor. La ventana de diálogo de selección aparece. Seleccione los nodos relevantes. Al final del proceso de selección, la ventana de diálogo mostrada a continuación aparece. Especifique la coordenada Y del nivel donde el nodo final de las columnas tiene que ser creado. Seleccione el botón Accept de la ventana de diálogo. Las columnas serán tentativamente dibujadas en color azul. Seleccione el botón Accept del menú superior para completar esta actividad seguida por la opción Exit. 7.4.4.12 Geometry - Renumber Objetivo La opción Renumber se utiliza para cambiar la numeración de nudos o de miembros y/o elementos en el archivo de datos de entrada de STAAD-III. Descripción Seleccione la opción Renumber del menú Geometry del menú principal. Seleccione la opción Joint, Member o Column tal como lo requiera el caso. Si la opción column es seleccionada, solo las columnas serán renumeradas. Los Miembros y elementos pueden ser renumerados utilizando la opción Member. La ventana de diálogo de selección aparece. Seleccione los elementos que serán renumerados seguidos de la opción RETURN de la ventana de diálogo de selección. En este punto, la ventana de diálogo de Renumber, como la que se muestra a continuación, aparece. Se le solicita a usted que proporcione el número inicial para la operación de renumeración. Los nuevos números que serán asignados empezarán desde este número. Seleccione el botón Accept desde la ventana de diálogo. Seleccione la opción Accept del menú superior seguida por la opción Exit. 7.4.4.13 Geometry - Erase Objetivo La opción Erase es utilizada para borrar miembros y elementos especificados por el usuario del modelo parcialmente creado. Los nodos que se quedan desconectados como un resultado de borrar miembros/elementos también serán borrados. Descripción Seleccione la opción Erase del menú Geometry. La ventana de diálogo de selección aparece. Seleccione los miembros y/o elementos que serán borrados y seleccione el botón Accept de la ventana de diálogo de selección. Los elementos seleccionados son dibujados en púrpura. Seleccione la opción Accept del menú superior seguida de la opción Exit. Nota: La numeración de nodos, miembros y elementos no cambiarán para los elementos que quedan. 7.4.5 Property Objetivo La opción Property permite la especificación de propiedades de la sección transversal de miembros y elementos. Ver la sección 6.20 de este manual para obtener más detalles. La ayuda extensiva en línea describe las opciones de sub-menús y ventanas de diálogo. Descripción Seleccione una opción del menú siguiente y más opciones estarán disponibles. Después de que las especificaciones están completas, la ventana de diálogo de selección para la selección de miembros / elementos aparece. Los Sub-menús y ventanas de diálogo para la especificación de propiedades se muestran es su orden de entrada en las siguientes páginas. Por favor note lo siguiente con respecto a las opciones: A A La opción Table permite la especificación de formas estándar de acero. B B La opción Prismatic especifica propiedades prismáticas secciónales. C C La opción Tapered especifica propiedades para secciones transversales biseladas. D D La opción User Defined Table permite la especificación de propiedades a través de una tabla proporcionada por el usuario. G G E E A A F F B B C C D D E E La opción Assign le permite al usuario designar propiedades para un miembro basado en un particular tipo de perfil (viga, columna, etc.). F F La opción Element especifica el espesor de elementos. G G La opción Clear All Properties restablece todas las especificaciones de propiedades. 7.4.5.1 Property - Steel Table Objetivo Esta opción permite especificar propiedades de la tabla de acero incluido. Ver sección 6.20.1 de este manual para más información. Descripción Seleccione Property - Steel Table - <Country Name> del menú superior (Paso 1). El menú superior será reemplazado por el menú Steel Shape. Seleccione el tipo de sección apropiada del menú Steel Shape (Paso 2). La lista de formas de secciones de acero se muestra a continuación. Seleccione la sección de acero de la ventana de diálogo y haga click en el botón Accept (Paso 3). La ventana de diálogo de especificaciones del tipo viga aparece. Seleccione las especificaciones para la viga y introduzca la información necesaria para esa especificación (Paso 4). Finalmente seleccione los miembros para las propiedades especificadas. Paso 1 Paso 1 Paso 2 Paso 2 Paso 3 Paso 3 Paso 4 Paso 4 7.4.5.2 Property - Prismatic Objetivo Este opción debe ser utilizada para especificar propiedades utilizando la especificación Prismatic. Ver sección 6.20.2 de este manual para más información.. Descripción Seleccione Property - Prismatic - <Shape> del menú superior (Paso 1). Dependiendo en el tipo de la forma seleccionada, una ventana de diálogo es mostrada. Introduzca los datos para la forma seleccionada en la ventana de diálogo. Paso 1 Paso 1 Paso 2 Paso 2 7.4.5.3 Property - Tapered Objetivo Esta opción es utilizada para especificar propiedades de miembros biselados. Ver Sección 6.20.3 para detalles. Descripción Seleccione la opción Property - Tapered del menú superior. La ventana de diálogo mostrada abajo aparece. Introduzca datos para la viga biselada en la ventana de diálogo. La tabla siguiente explica los parámetros utilizados en la ventana de diálogo. Parámetro Descripción DP1 Peralte de la sección en el nodo de inicio TW1 Espesor del alma DP2 Peralte de la sección en el nodo final. WTF Ancho de patín superior. THF Espesor de patín superior WBF Ancho de patín inferior TBF Espesor de patín inferior 7.4.5.4 Property - User Defined Table Objetivo Esta opción debe ser usada para asignar propiedades a un catalogo definido por el usuario. Ver sección 6.20.4 de este manual para detalles. Descripción Seleccione la opción User Define Table del menú property. Seleccione un tipo relevante de sección . Los datos requeridos para estos tipos de secciones es mostrada en ventanas de diálogo apropiadas. Especificar los valores y seleccione los miembros de la ventana de dialogo de selección. 7.4.5.5 Property - Assign Objetivo El comando ASSIGN puede ser utilizado para instruir al programa para asignar una sección de acero conveniente basada en las especificaciones de perfil tales como viga, columna, doble acanalada, etc. Ver sección 6.20.5 para detalles. Descripción Seleccione la opción Property-Assign del menú superior. Seleccione la forma de acero del menú Assign. Seleccione los miembros para la especificación ASSIGN. 7.4.5.6 Property - Element Objetivo Esta opción debe ser utilizada para asignar el espesor a elementos. Descripción Seleccione la opción Property - Element property del menú superior. Introduzca el espesor del elemento en la siguiente ventana de diálogo . Para una descripción de los parámetros F1, F2, F3 y F4, consulte la sección 6.21 de este manual. Asigne las propiedades a los elementos especificando la lista de elementos en la ventana de diálogo. 7.4.5.7 Property - Clear All Objetivo Esta opción borra todas las especificaciones de propiedades de miembros definidas anteriormente. Descripción Seleccione la opción Clear All option borrará todas las especificaciones de propiedades de los miembros. 7.4.6 Constant Objetivo La opción Constant permite la especificación de propiedades del material (o constantes del material) y ángulos beta a miembros y elementos en el modelo. Ver secciones 2.5.3, 2.12 y 6.26 para más información. Descripción Si la opción Elasticity, Density or Poisson Ratio es seleccionada, la siguiente ventana de diálogo aparece. Usted puede seleccionar uno de los materiales pre-definidos o escribir un valor en unidades en uso. La opción Combine Above permite la especificación de la densidad, elasticidad, y relación de Poisson basados en el tipo de material. La siguiente ventana de diálogo aparece donde una o más de estas constantes pueden ser asignadas al valor por omisión del material seleccionado. La tabla siguiente describe brevemente la opción other constants. A A La opción Alpha asigna coeficientes de expansión térmica. B B La opción Beta define la rotación de miembros. C C La opción Reference option define la orientación del miembro. D D La opción Clear Above Commands borra todas las especificaciones de constantes previamente definidas. Finalmente la ventana de diálogo de selección aparece para la selección de miembros/elementos para las constantes especificadas. A A B B C C D D 7.4.7 Support Objetivo La opción Support define apoyos en nodos específicos en el modelo. Vea secciones 2.13 y 6.27 para mas información. Descripción Seleccione la opción apropiada del menú que se muestra anteriormente. La opción Fixed But and Spring requerirá especificaciones adicionales (ver ejemplo siguiente). Finalmente, seleccione los nodos de apoyo utilizando la ventana de diálogo de selección. La opción Clear Above Commands restaura todas las especificaciones de apoyo previamente definidas. 7.4.8 Member Specification Objetivo La opción Member Specification permite la especificación de la condición estructural de miembros y elementos estructurales en la estructura. Información detallada en este tema está disponible en las secciones 6.22 a 6.25 de este manual. Descripción Seleccione el elemento del menú anterior y sub-menús relevantes y ventanas de diálogo aparecerán. Especifique los datos como sea necesario. Seleccione miembros / elementos utilizando la ventana de diálogo de selección. 7.4.9 Especificación Load Objetivo La opción Load es utilizada para especificar cargas en la estructura. Ayuda extensiva en línea describe las opciones de los sub-menús y ventanas de diálogo. Descripción Seleccione la opción del menú anterior y opciones relacionadas se harán disponibles. Después de que las especificaciones estén completas, la ventana de diálogo de selección aparecerá. Use esta ventana de diálogo para seleccionar miembros/elementos apropiados. Los sub-menús y ventanas de diálogo para cargas son mostradas en un formato desplegable y se explican en las páginas siguientes: A A La opción Define puede ser utilizada para proporcionar datos para casos de carga que involucran la generación de cargas. Ver sección 6.31 para mas información. B B La opción Primary option crea nuevos casos de carga o cambia existentes. C C La opción Combination aplica factores de carga a casos de carga primarios para el post-análisis de la combinación de resultados. D D La opción Load List selecciona cargas para las opciones de post-análisis. E E La opción Delete Load elimina cargas. A A B B C C D D E E 7.4.9.1 Ventanas de diálogo de Primary Load Peso Propio Nodo Miembro Elemento 7.4.9.1 Ventanas de diálogo de Primary Load (cont…) Piso Presfuerzo Temperatura Repetir Frec. Nat. 7.4.9.2 Ventanas de diálogo de Load Combination 7.4.9.3 Ventanas de Diálogo de Load List 7.4.9.4 Ventanas de Diálogo de Delete Load 7.4.10 Especificación Analysis Objetivo La opción Analysis especifica el tipo de análisis requerido. Ver opciones 2.18, 2.20 y 6.37 para mayor información. Descripción Seleccione la opción Analysis del menú superior y entonces seleccione el tipo de análisis apropiado del menú. La siguiente ventana de diálogo aparece para la especificación de la opción de impresión para el análisis. Seleccione la opción print y entonces haga click sobre el botón Accept. 7.4.11 Design Objetivo Esta opción puede ser utilizada para especificar las especificaciones relaciones con el diseño para acero, concreto, madera y para cimentaciones. Descripción Seleccione la opción apropiada para el menú de arriba. Sub-menús subsecuentes son explicados en las siguientes secciones. 7.4.11.1 Design - Concrete Objetivo La opción Concrete Design permite la especificación para el diseño de elementos y miembros. Ver sección 6.51 y sección 4 para más información. Descripción Seleccione la opción Concrete Design y el submenú Concrete Design Code aparece. Seleccione el código deseado de este menú. El menú Concrete Design aparece como se muestra a continuación. Seleccione la opción Parameter para especificar parámetros de diseño. Ver tabla 4.1 para más información en los parámetros de diseño de concreto. 7.4.11.2 Design - Footing Objetivo La opción Footing Design permite la especificación para diseño de cimentaciones. Ver sección 6.52 para mas información. Descripción El menú Footing Design aparece. Seleccione elementos apropiados de este menú. Los valores de los parámetros de diseño pueden cambiar de los valores por omisión como sea necesario. Ver la tabla en la sección 6.52 para obtener información adicional en los parámetros de diseño de cimentaciones. 7.4.11.3 Design - Steel Objetivo La opción Steel Design permite la especificación para diseño de miembros de acero. Ver secciones 3 y 6.46 a 6.49 para mayor información. Descripción Seleccione la opción Steel y el submenú Steel Design Code aparece. Seleccione el código deseado de este menú. El menú Steel Design aparece tal como se muestra a continuación. Seleccione la opción Parameter para especificar parámetros de diseño. Ver tabla 3.1 para información adicional en los parámetros de diseño de acero. 7.4.11.4 Design - Timber Objetivo La opción Timber Design permite las especificaciones para el diseño de miembros y elementos de madera. Ver sección 5 y sección 6.50 para más información. Descripción El menú Timber Design aparece. Seleccione los elementos apropiados para este menú. Los valores de los parámetros de diseño pueden ser cambiados de los de por omisión como sea necesario. Ver Tabla 5.1 para mas información en los parámetros de diseño de madera. 7.4.12 Print / Plot Objetivo Esta opción le permite la especificación de comandos para obtener información estructural, datos y resultados del análisis escritos al archivo de salida, así como para la creación de archivos de datos para el post-proceso. Descripción Seleccione la opción Print/Plot. Los menús y opciones que se hacen disponibles son descritos en las siguientes secciones. 7.4.12.1 Resultados Print /Plot - Analysis Objetivo La opción Print Analysis permite la especificación de comandos requeridos para la impresión de resultados de análisis para el archivo de salida. Descripción Seleccione los comandos print deseados del submenú. La opción Clear elimina todas las especificaciones de Print. 7.4.12.2 Print / Plot - Information Objetivo La opción Print Information puede ser utilizada para especificar comandos para obtener que se impriman datos del pre-análisis al archivo de salida. Descripción Seleccione los comandos print deseados del submenú. La opción Clear restaura todas las especificaciones de print. 7.4.12.3 Print / Plot - Plot File Objetivo La opción Plot File specification crea archivos de datos utilizados por STAAD-POST para mostrar resultados en pantalla. Descripción Seleccione los comandos deseados del submenú plot. Información adicional en estas opciones está disponible en la sección 6.44 de este manual. 7.4.13 Draw Specification Objetivo La opción Draw Specification especifica comando para la obtención de salida gráfica como parte del archivo de salida. Estas gráficas pueden ser vistas con la opción View Output de STAAD- III. Descripción El menú Draw Command aparece. De las especificaciones que desee de este menú. 7.4.14 Especificaciones Miscellaneous Objetivo La opción Miscellaneous permite la especificación de algunos comandos especiales. Ver secciones 6.4 a 6.8 y 6.53 a 6.55 para mayor información. Descripción Seleccione la opción deseada del menú. Verifique el texto en el archivo de datos de entrada para asegurarse que los comandos están en la secuencia deseada. -17.42 31.54 6.85 -17.42 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 105.18 92.53 -319.13 105.18 92.53 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 13.51 -19.57 9.9 9.9 -23.17 9.81 9.81 -23.27 MOMENT MZ LN= 1 Maximum= 369.86 DFDR LOAD= 1 Max Displ= 0.034 .000 .000 .000 .000 .000 .000 .008 .011 .009 .008 .011 .009 .034 .033 .034 .033 .015 .015 .005 .041 .005 .041 .008 .009 .008 .009 .041 .049 .041 .049 .111 .111 .016 .018 .014 .038 .037 SCDR LOAD= 1 -17.42 31.54 6.85 -17.42 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 105.18 92.53 -319.13 105.18 92.53 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 13.51 -19.57 9.9 9.9 -23.17 9.81 9.81 -23.27 MOMENT MZ LN= 1 Maximum= 369.86 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 Seleccione el icono Plot del Display Tool dialog e imprime los resultados gráficos (Las opciones de salida también están disponibles desde el menú Tools) Por favor consulte la sección 8 para una discusión detallada sobre las opciones de impresión y ploteo. Seleccione View Value para etiquetar cada nodo con su valor de desplazamiento. La siguiente ventana aparecerá. -17.42 31.54 6.85 -17.42 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 105.18 92.53 -319.13 105.18 92.53 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 13.51 -19.57 9.9 9.9 -23.17 9.81 9.81 -23.27 MOMENT MZ LN= 1 Maximum= 369.86 DFDR LOAD= 1 Max Displ= 0.034 .000 .000 .000 .000 .000 .000 .008 .011 .009 .008 .011 .009 .034 .033 .034 .033 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 Similarmente, construye el diagrama de resultado del desplazamiento de secciones en el panorama inferior izquierdo y el diagrama de la envolvente MZ en el panorama inferior derecho. Haga Click en el botón Accept de la ventana de diálogo previa y la siguiente pantalla aparece. -17.42 31.54 6.85 -17.42 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 105.18 92.53 -319.13 105.18 92.53 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 13.51 -19.57 9.9 9.9 -23.17 9.81 9.81 -23.27 Maximum= 369.86 MOMENT MZ LN= 1 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 -17.42 31.54 6.85 -17.42 31.54 6.85 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 -4.47 3.1 -1.62 -60.1 105.18 21.47 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 15.75 -37.42 -11.37 68.45 -92.53 -13.12 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 31.54 306.66 -169.44 369.86 105.87 -180.09 105.18 92.53 -319.13 105.18 92.53 -319.13 7.25 7.25 -25.83 12.77 12.77 -20.3 13.51 13.51 -19.57 9.9 9.9 -23.17 9.81 9.81 -23.27 MOMENT MZ LN= 1 Maximum= 369.86 UNIT FT KIP MN/ELEM J=16,M=21 Seleccione la ventana superior derecha haciendo click sobre ella con el mouse. Presente el diagrama de deflexión para el caso de carga 2 seleccionando Deflection de la opción Results del menú superior. Seleccione Caso de carga 2 de la ventana de diálogo load specification. Click here to display the current viewport in full graphics screen. Click here to get back to the four viewport screen. Edición, Visualización, Impresión, Ploteo y Manual Introducción Esta sección explica las opciones del editor de texto, la opción de visualización de datos de salida, las opciones de impresión y ploteo de gráficas y la opción de manual en línea proporcionadas por STAAD-III para Windows / Windows NT. El editor puede ser accesado haciendo doble click en el icono STAAD EDITOR en la ventana de grupo de aplicaciones REI. También puede ser accesado seleccionando la opción en el menú principal de STAAD-III. Puede ser utilizado para proporcionar los datos de entrada para archivos de entrada nuevos así como para editar archivos de datos de entrada existentes. La opción View Output proporciona un ambiente para la visualización de datos de salida ( tanto texto como gráficas ) creados con el módulo de análisis y diseño de STAAD-III. Puede ser accesado haciendo doble click sobre el icono de STAAD-VIEW del grupo de aplicaciones de REI. También puede ser accesado seleccionando la opción View Output del menú principal de STAAD-III. La opción Print Output option crea una interfase con el administrador de impresión de Windows para la impresión a una variedad de impresoras y ploters soportadas por Windows. Sección Sección 8 8 La opción Plot proporciona una opción para enviar archivos de información gráfica previamente creados en STAAD-POST a una impresora/ploter. El Manual que puede ser accesado desde la opción Help de la pantalla principal de STAAD-III es un manual de Referencia que contiene, en un formato electrónico, los comandos e instrucciones de entrada de STAAD-III explicados en el manual de referencia. 8.1 Edit Input Objetivo La opción Edit Input proporciona acceso a un editor de texto para la creación del archivo de datos de entrada de STAAD-III y para la edición de archivos de entrada existentes. Descripción Los Datos de Entrada para el análisis y diseño de STAAD-III consisten en un grupo de comandos en idioma inglés proporcionados a través de un archivo de datos de entrada. El archivo de entrada puede ser creado ya sea por medio de un editor de texto como el STAAD EDITOR (o cualquier otro editor de texto que prefiera el usuario) o utilizando el generador gráfico de datos STAAD-PRE. El STAAD EDITOR puede ser llamado desde: 1) El menú principal de STAAD-III haciendo click en el botón Edit Input, 2) STAAD-PRE como se explicó en la Sección 7, y 3) El icono STAAD EDITOR en la ventana de Aplicaciones REI. La figura anterior muestra la pantalla del editor en el modo de edición. El encabezado de la ventana contiene el nombre del archivo que está siendo editado. El menú superior contiene los menús estándar de Windows como los de File, Edit y Search. Una línea vertical dibujada a través de la ventana marca la posición del caracter de datos de texto número 72. El botón izquierdo del ratón puede ser utilizado ya sea para marcar o para seleccionar diferentes funciones del menú superior. Para marcar un bloque de texto del archivo, el usuario debe utilizar las técnicas estándar de click y arrastrar , comunes en el ambiente Windows, utilizando el botón izquierdo del mouse. Las funciones estándar del teclado también son provistas para usuarios que prefieran utilizar el teclado. Teclas de movimiento de cursor , teclas de avanzar y retroceder página, Suprimir, y todas las demás teclas también están siempre disponibles. Cada uno de los elementos del menú se describen a continuación. La opción File le permite al usuario especificar el nombre de archivos a editar. La opción Open debe ser seleccionada para especificar el nombre de un archivo de entrada de STAAD-III existente. La opción New debe ser utilizada para especificar el nombre de un archivo para el cual los datos están por crearse. Es una buena práctica el guardar periódicamente los datos de un archivo parcialmente terminado. La opción Save puede ser usada para hacer lo anterior. Los datos pueden ser guardados en un archivo diferente utilizando la opción Save As. La opción Exit debe ser utilizada para guardar el trabajo y salir del ambiente del editor. La opción Edit proporciona una interfase con el portapapeles de Windows. Los usuarios pueden utilizar esta opción para cortar y pegar texto dentro del mismo archivo de entrada o entre diferentes archivos. La opción delete puede ser usada para borrar información de texto no deseado. La opción Search le permite al usuario encontrar y remplazar cadenas de texto en el archivo de entrada. Operaciones repetitivas de búsqueda pueden ser realizadas utilizando la tecla de función F3. Las funciones Find y Replace están basadas en ventanas de diálogo. Los usuarios tienen que especificar la cadena de texto (y la cadena de texto que la remplazará tal como sea el caso) en la ventana de diálogo y hacer click en el botón apropiado para proceder con la búsqueda. Las ventanas de diálogo Find y Replace se muestran a continuación. 8.2 View Output Objetivo La opción View Output le permite ver al archivo de salida que contiene los resultados creados durante la ejecución del Análisis y Diseño de STAAD-III. Descripción Durante la ejecución del Análisis y Diseño, un archivo de salida es creado. Este archivo tiene una extensión .ANL. STAAD-VIEW es una opción para ver la salida. El archivo de salida puede ser también utilizado eficientemente para documentar varios resultados gráficamente utilizando los comandos DRAW de STAAD-III. Tanto el texto como las gráficas de salida pueden visualizarse a través de STAAD-VIEW. STAAD-VIEW puede ser llamado del icono STAAD-View en el grupo de aplicaciones REI o desde el menú principal STAAD-III haciendo click en la opción View Output. También Puede ser llamado también desde la opción Report de STAAD-POST. La figura anterior muestra una página de texto de salida mostrada por medio de la pantalla STAAD-VIEW. La siguiente figura muestra una página del archivo de salida que contiene salida gráfica. Las teclas de Retroceder y avanzar páginas, las teclas de flecha hacia arriba y hacia abajo y la barra de desplazamiento pueden ser utilizadas para moverse a través del archivo de salida. El menú superior contiene varias opciones para navegar a través del archivo. Los nombres de las opciones se explican por sí mismos. Por ejemplo, la opción Go to .. le permite al usuario “saltar” a una página específica. La opción Search puede ser utilizada para buscar cadenas de texto mientras que la opción Print puede ser utilizada para imprimir páginas específicas o el archivo entero utilizando el administrador de impresión de Windows. 8.3 Print Output / Plot Descripción El programa STAAD-III permite imprimir la salida en todas las impresoras soportadas por Windows. Impresión de un archivo de Salida La opción Print Output file del menú principal o la opción Report - Print Output de STAAD-POST le permitirán imprimir el archivo de salida. Las gráficas creadas en el archivo de salida también serán impresas. Impresión / Ploteo de Gráficas En adición al archivo de salida, el ploteo de pantallas de gráficas puede ser creado desde la opción STAAD-POST del menú principal de STAAD-III. El procedimiento para la impresión y el ploteo son descritos en las siguientes secciones. 8.3.1 Print Output Descripción Después de la ejecución de un diseño y análisis, es creado un archivo de salida ASCII que contiene información de salida del análisis y diseño. Este archivo tiene una extensión .ANL. La opción Print Output del menú principal de STAAD-III puede ser usada para imprimir archivos .ANL. La opción Report de STAAD-POST puede ser también usada para imprimir archivos de salida. La siguiente ventana de diálogo Print de Windows ilustra algunos de los parámetros que controlan la impresión del documento de salida. La opción Setup vista anteriormente le permite al usuario definir opciones como, tipo de impresora, orientación del papel, tamaño del papel, conexión a redes, etc. Una ventana de diálogo Print Setup de ejemplo se muestra a continuación. Se le recomienda a los usuarios consultar la documentación Windows para información detallada en estas opciones. 8.3.2 PLOT Descripción La opción PLOT del menú principal de STAAD-III proporciona una opción para la visualización como para la impresión de archivos de datos gráficos creados por medio de la opción STAAD- POST. Esta opción está también disponible desde STAAD-POST. Si la opción plot es seleccionada, la ventana de diálogo Select Plot File aparece con una lista de todos los archivos plot presentes en el directorio actual. Seleccione el archivo deseado de la ventana de diálogo. El botón Preview deberá ser utilizado para ver el archivo en pantalla. El botón PLOT debe ser utilizado para mandar al archivo a una impresora o ploter utilizando el administrador de impresión de Windows. Todos los archivos plot están marcados con números de página (01,02 etc.). Nota: STAAD-III para Windows / Windows NT soporta todas las impresoras que soportan Windows y Windows NT. 8.4 Manual Objetivo La opción Manual que puede ser accesada del elemento Help de la pantalla principal de STAAD-III ofrece acceso a un manual de referencia en línea que proporciona información de la escritura para los comandos de entrada de STAAD-III. Esta opción está también disponible como un icono separado bajo el grupo de aplicaciones REI. Es un formato electrónico de la información proporcionada en el manual de referencia STAAD-III. El siguiente es la pantalla de contenido (mostrando los encabezados de los temas) de la documentación en línea. Descripción detallada de cada tema puede ser accesada seleccionando el encabezado por medio del mouse. La siguiente es la distribución típica de la pantalla de un tema seleccionado del Índice mostrado antes. Esta pantalla en particular se obtiene seleccionando el tema Joint Load Specification del Índice mostrado antes. También es posible buscar temas usando la opción Search basándose en palabra claves. Diseño Interactivo STAAD-INTDES 9.0 Diseño Interactivo STAAD-INTDES El módulo STAAD-INTDES contiene opciones para llevar a cabo dentro de un ambiente interactivo el análisis y diseño, de Muros de Contención en Voladizo, Losas, Cimentaciones, con varias condiciones de apoyo en los extremos. Las pantallas de entrada están adecuadas para cada una de estas estructuras, con el objeto de minimizar la cantidad de datos de entrada a proporcionar. Los valores numéricos que requiera el programa podrán ser proporcionados directamente desde el teclado de su computadora. Están disponibles opciones como calculadora en línea y pantallas de ayuda en línea para simplificar el proceso de proporcionar los datos de entrada. Para empezar STAAD-INTDES, haga click con el botón izquierdo del mouse en esa opción del Menú Principal de STAAD-III. El menú superior de la opción STAAD-INTDES se muestra en la figura siguiente. Sección Sección 9 9 La figura siguiente muestra una pantalla típica de entrada de datos. Una figura representativa de la estructura junto a los parámetros de entrada son dibujados a lo largo de un costado de las datos requeridos. Los valores por omisión ya han sido definidos y deberán de ajustarse de acuerdo al modelo de su proyecto. El botón ACCEPT dará acceso a la siguiente pantalla. Un cursor vertical titilante le muestra su posición en la pantalla. Para mover el cursor a un valor de un parámetro de entrada específico, presione la tecla TAB o posicione la flecha del ratón y haga click en el botón izquierdo del ratón. Escriba el valor requerido. Repita este proceso ( no presione la tecla RETURN ) si hay mas valores que modificar. La opción de calculadora permite la entrada de valores desde una calculadora. El resultado de la Calculadora puede ser copiado al portapapeles utilizando la opción Edit de la Calculadora y pegado a la caja de edición requerida utilizando la combinación de teclas Mayúsculas + Insert. El botón Help puede ser utilizado para obtener información acerca del ambiente. Los botones Previous y Next permiten el movimiento hacia atrás y hacia adelante a las diferentes pantallas de entrada. En lo que resta de esta sección se describirán cada uno de los componentes de diseño. Una breve discusión del diseño es seguida de un ejemplo utilizando STAAD-INTDES. 9.1 Diseño de Muros de Contención Bases Teóricas En esta sección se presentan las bases teóricas de análisis y diseño para muros de contención. La descripción inicia con una discusión sobre las diversas clases de estructuras de contención. Posteriormente, las fuerzas que actúan típicamente sobre muros de contención serán discutidas seguidas de una breve explicación de las teorías de empuje lateral del terreno. Puesto que los requerimientos de estabilidad constituyen los criterios más importantes para el diseño de muros de contención, estos serán discutidos en detalle. Por último, se muestra un procedimiento paso a paso para el proceso de diseño. Tipos de estructuras de Contención Las estructuras de contención retienen materiales consolidados y no consolidados que modifican el ángulo natural de reposo en lugares donde ocurre un cambio abrupto en la elevación del terreno. El material de retención ejerce un empuje sobre la estructura de tal manera que tiende a un deslizamiento o volcamiento, o ambos. Existen varios tipos de estructuras de retención: (Ver Figura 9.1). 1. Muro de Gravedad - Un muro de gravedad está constituido por lo general de concreto simple o mampostería y depende completamente de su peso para la estabilidad. Normalmente se utiliza para muros de hasta una altura de 10 pies. 2. Muro de Contención en Voladizo - Constituye el tipo más común de estructuras de retención y se utiliza para muros en un rango de alturas de 10 a 25 pies. La pantalla, el talón y la puntera actúan cada uno como una viga en voladizo. 3. Muro de Contrafuerte - En el muro de contrafuerte la pantalla y la zapata están unidas mediante contrafuertes, los cuales son muros transversales separados a distancias determinadas y actúan como amarres de tensión para soportar el muro de la pantalla. Los muros de contrafuerte son a menudo económicos para alturas arriba de 25 pies. 4. Dique de Machones - La cortina de machones es similar al muro de contrafuerte, excepto que los muros de apoyo transversal están localizados en el lado opuesto del material de relleno del dique y actúan como puntales de compresión. Los machones como elementos de compresión, son más eficientes que los contrafuertes de tensión y más económicos para el mismo rango de alturas. 5. Diversos tipos de muros de contención - Además de los tipos anteriores, existen otros muros de contención que se utilizan para propósitos especiales. Las clases más comunes incluyen estribos para puentes y los cajones. (a) Muro de Gravedad Material Retenido Puntera Talón Pantalla Material Retenido (b) Muro de Contención en Voladizo Pantalla Contrafuerte Material Retenido Zapata (d) Muro de Contrafuertes Machón Pantalla Material Retenido Zapata (d) Dique de Machones Material Retenido Pantalla Talón (e) Estribo para Puente Pavimento de aproche Calzada del puente (f) Cajón Parte Superior Muro Piso Fi g. 9. 1 Di versas estructuras de contenci ón Fuerzas sobre los Muros de Contención La fuerza principal que requiere soportar un muro de contención es la presión del terreno. La magnitud y dirección de la presión del terreno que hace que un muro de retención tienda al deslizamiento y volcamiento podrá ser determinada aplicando los principios de mecánica de suelos. Información detallada sobre como determinar la presión del suelo para situaciones de diseño particulares, se podrá encontrar en diversos textos. En esta sección, únicamente se proporciona un breve resumen de los principios más importantes. La presión ejercida por el material retenido es proporcional a la distancia bajo la superficie del terreno y su peso unitario. Análogamente a la acción del fluido, la presión unitaria p a una distancia H debajo de la superficie del terreno se puede expresar como: p = Cwh ......................Ec. 9.1 donde w es el peso unitario del terreno y C es un coeficiente que depende de las propiedades físicas del terreno. Es el factor C el que causa dificultades a los diseñadores debido a que puede variar desde valores de 0.3, para materiales granulares dispersos, hasta un valor de 1.0 para arcilla húmeda. Los factores que afectan a la presión sobre muros son: 1. Tipo de material de relleno utilizado. 2. La condición de temporal del material de relleno. 3. Drenaje del material de relleno. 4. Posibilidad de sobrecarga del material de relleno, tales como vehículos pesados y equipo cerca del muro. 5. Control de calidad del relleno. 6. Grados de restricción rotacional entre los diversos componentes de la estructura de contención. 7. Posibilidad de vibración en las vecindades del muro. 8. Tipo de material por debajo de la cimentación de la estructura de contención. 9. Nivel freático. Posiblemente el factor más importante es la prevención de acumulación de agua sobre el material de relleno. Los muros raramente están diseñados para retener materiales saturados, lo cual implica que se deberá disponer de un drenaje apropiado. Cuando el tránsito de vehículos esté cerca y ejerza sus cargas sobre el camino, o cuando existan edificaciones alrededor, la presión lateral en contra del muro se incrementa. En el caso de una carga estática fija, tal como un edificio, el peso del edificio se puede transformar a una altura adicional del material de relleno. El efecto de que una autopista o carretera cruce cerca del muro causará una reacción dinámica que no podrá ser convertida con precisión a un efecto estático. Sin embargo, la especificación de puentes carreteros AASHTO y la especificación de muros de contención de ferrocarriles AREA prescribe una sobrecarga estática equivalente correspondiente a un aumento en la altura del material de relleno. Teorías de Presión del Terreno Debido a que el mejor material de relleno utilizado sobre una estructura de contención está bien drenado, un material sin cohesión (grava y arena) cumple con las especificaciones usuales de diseño. Aunque es cierto que la arcilla (material cohesivo) ejercerá frecuentemente menos presión en contra del muro que la grava y arena bajo condiciones de humedad ordinarias, bajo condiciones saturadas se convierte en un material blando que se comporta más como un fluido. Materiales de drenaje granular ofrecen la solución más confiable. Existen dos teorías muy conocidas para los cálculos de presión activa y pasiva del terreno; la teoría de Coulomb y la teoría de Rankine. Aquí se utiliza la teoría de Rankine. Teoría de Rankine La teoría de Rankine, considera que el terreno se encuentra en estado de equilibrio plástico, hace las suposiciones de que el terreno es homogéneo, isotrópico y que posee fricción interna. La presión ejercida por el terreno en contra del muro es atribuida a la presión activa. La resistencia ofrecida por el terreno a un objeto con un empuje en contra, es atribuida a la presión pasiva. La teoría de Rankine es aplicable a terrenos incompresibles. La ecuación para la presión activa del terreno sin cohesión se expresa como P a = k a wh donde a K = − − + − cos cos cos cos cos cos β β φ β β φ 2 2 2 2 donde k a = Coeficiente de presión activa w = peso específico del terreno h = profundidad de la sección (bajo el terreno) donde la presión está siendo evaluada. β = ángulo que la superficie superior del terreno forma con la horizontal. φ = ángulo de fricción interna del terreno. La expresión para la presión pasiva es P p = k p wh donde k p = 1/k a Podrá observarse que la fuerza horizontal debido a la presión activa es 1 2 2 k wh a cos β y el valor correspondiente a la presión pasiva del terreno es 1 2 2 k wh p cos β Evaluación de Presiones en Suelos Saturados de Agua En el evento de una saturación, la cual podrá ser causada por una elevación del nivel freático, la presión activa ejercida por el suelo puede incrementarse notoriamente mientras que la resistencia pasiva podrá reducirse substancialmente. La fuerza horizontal debida a la presión activa se expresa entonces como; ( ) P k w c h ch a a = − + 1 2 1 2 2 2 cos donde c = es el peso específico del agua, todos los otros parámetros son como se explicó con anterioridad. Similarmente, la fuerza horizontal debido a la resistencia pasiva se escribe como ( ) P k w c h ch p p = − + 1 2 1 2 2 2 cos β Presión debida a Sobrecarga La sobrecarga debida al peso de edificaciones u otras cargas fijas localizadas por encima de la superficie del suelo retenido se representan con una altura de suelo equivalente. La fuerza horizontal, a una profundidad h debajo de la superficie del suelo, debida a una sobrecarga se representa, k a qhcosβ donde q = wh r donde h r = altura del suelo equivalente a la sobrecarga. éste valor h r es definido por el usuario como un elemento de entrada. Requerimientos de Estabilidad La parte más importante en el diseño de muros de contención es el de establecer las proporciones que aseguren la estabilidad de la estructura bajo la acción de las fuerzas del terreno. Tres requerimientos deberán ser satisfechos: 1) Momento de Volteo: El momento de volteo debe estar más que balanceado para el momento de estabilidad, de tal manera que se proporcione un factor de seguridad adecuado en contra del volteo, generalmente de 2.0. El factor de seguridad en contra del volteo se define como: Momento de Estabilidad FS (Volteo) = _____________________ Momento de Volteo 2) Deslizamiento: Una resistencia a la fricción adecuada, en combinación con una resistencia pasiva confiable, proveen un factor de seguridad apropiado, usualmente el valor es de 1.5. 3) Hundimiento o Rotación de Base: El ancho de la base deberá ser adecuada para distribuir la carga a la cimentación sin causar un Hundimiento excesivo o rotación. En la práctica común, se requiere que la fuerza resultante vertical del material inferior, se encuentre dentro de la tercera parte del cimiento para sub-bases de grava y arena y, a la mitad para sub-bases de roca. 9.1.1 Algoritmo de Diseño En base a los datos de entrada proporcionados por el usuario, el muro será dimensionado asegurándose de que los factores de seguridad requeridos sea satisfecho. El programa itera las dimensiones del talón hasta alcanzar el tamaño más eficiente. Usted proporcionará una dimensión mínima del talón y una dimensión fija de la puntera. Todos los cálculos relacionados a la estabilidad y presiones del terreno están basados en una carga sin factorizar, mientras que el diseño de concreto está basado en un factor de carga de diseño. Después de que los cálculos de estabilidad y presión del terreno sean realizados, se efectúa el diseño en concreto. El usuario podrá indicar un factor de carga equivalente por la cual todas las cargas estarán multiplicadas hasta alcanzar los valores de los refuerzos. 9.1.2 Parámetros de Entrada Factor de Presión Lateral Coeficiente de presión activa del terreno (k a ). La componente de estabilización vertical de la presión activa del terreno podrá ser ignorada conservadoramente. Elevación del Terreno sobre la corona del muro El programa puede determinar las presiones del terreno para cualquier altura del terreno, debajo o por arriba de la superficie del muro de contención. El terreno sobre el paramento exterior del muro se utiliza para calcular la resistencia a la presión pasiva. La elevación es medida arriba de la parte inferior de la zapata. Profundidad de Sobrecarga La sobrecarga es considerada como una carga de intensidad uniforme para la longitud completa de la pared. Espesor del muro o pantalla (Superior e Inferior) Espesor de la zapata Dimensión de la puntera Los valores de las variables anteriores se consideran como fijos. Durante el proceso de diseño, el programa verifica la suficiencia de estos espesores. En caso de que alguno de ellos sea menor que lo requerido, el programa lo mostrará en los resultados de salida. Si los espesores son adecuados, el refuerzo es calculado. Dimensionamiento Mínimo del talón El programa requiere de que se indique únicamente una dimensión tentativa para el talón de la zapata. Cuando se especifican longitudes que sean inadecuadas para las consideraciones de estabilidad y/o presiones del terreno, el programa propondrá una dimensión conveniente, mediante la repetición de valores con incrementos de 1/4 de pie. Presión Permisible del Terreno La dimensión del talón es calculada de tal manera que se asegura que la presión máxima en la base del terreno no exceda el valor de presión máxima permisible. La base total de la zapata se considera está en contacto con el terreno.(Ninguna parte de la cimentación se eleva). Coeficiente de Fricción del Terreno El parámetro anterior se utiliza para determinar el factor de seguridad en contra del deslizamiento. Las cargas verticales son multiplicadas por el coeficiente de fricción para obtener la resistencia al deslizamiento. Factor de Seguridad en contra del Volcamiento y Deslizamiento Estos valores de entrada se utilizan como una base para el cálculo de las dimensiones del HEEL en la verificación de estabilidad. Cargas debido a Viento: 1/3 parte de la presión del suelo aumenta en viento (Y=1,N=0) Este valor se define como una presión que actúa sobre el lado de retención del muro y contribuye a los momentos de volteo. Se proporciona un valor de 0.0 para el caso de que no exista fuerza de viento actuando de manera negativa. El usuario puede también especificar si la presión admisible del terreno puede ser incrementada un 33% para el caso que involucre presión por viento en adición a las cargas por gravedad y presión del terreno... La fuerza de viento sobre la pared se calcula como una presión multiplicada por el área de la pared entre la parte superior del terreno del lado de retención y la parte superior de la pared. Factor de Carga para Diseño en Concreto Los cálculos para estabilidad y presión del terreno están basados en cargas no factorizadas mientras que el diseño en concreto está basado en un factor de carga de diseño. Usted podrá proporcionar un factor de carga equivalente por el cual todas las cargas son multiplicadas hasta alcanzar los valores de refuerzo de concreto. 9.1.3 Ejemplo y Verificación de Resultados Problema: Calcule las presiones base y los factores de seguridad para el muro de contención en voladizo. Peso Específico del Terreno = 120pcf Peso Especifico del Concreto = 150pcf k a = 0.3 Coeficiente de Fricción del Terreno = 0.4 Sobrecarga = 6ft de Terreno Angulo que forma el material de relleno con la horizontal = 0 o Presión Admisible del Suelo = 5200 kips/sq.ft. Surcharge =6 ft of earth Soil on exposed side WT 2ft 7ft 3ft 2ft 18ft 1ft 4ft 9ft Solución por STAAD-INTDES Cálculo a Mano H1 H2 H3 H4 H5 H1 y H2 Son la presión activa debido a la porción de relleno arriba del nivel freático. H3 Presión activa debido a material de relleno + agua bajo el nivel freático. H4 Presión activa debido a sobrecarga. H5 Presión pasiva debido al terreno sobre el lado expuesto. Fuerzas Horizontales Debidas a la Presión Activa H1 = .3(120)9(9/2) = 1.46 kip H2 = .3(120)9(9+2) = 3.56 kip H3 = .3(120-62.43)11(11/2) + (62.43)11(11/2) = 4.82 kip H4 = .3(120)6(20) = 4.32 kip Total = 14.16 kip Fuerza Horizontal debida a la Presión Pasiva H5 = (-1)(1/.3)120(4)(4/2) = -3.20 kip Momentos Horizontales respecto a la base de la zapata debidos a la presión activa H1(11+9/3) + H2(11/2) + H3(11/3) + H4(20/2) = 100.9 K-FT Momentos Horizontales respecto a la base de la Zapata respecto a la Presión Pasiva H5(4/3) = 4.267 K-FT Cargas Verticales W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 = (17FT)(6FT)(1FT)(120PCF) = 12.24 KIP W2 = (16FT)(18FT)(1FT)(120PCF) = 34.56 KIP W3 = (.5)(18)(1)(1)(120) = 1.08 KIP W4 = (.5)(18)(1)(1)(150) = 1.35 KIP W5 = (18)(1)(1)(150) = 2.70 KIP W6 = (21)(2)(1)(120) = 6.30 KIP W7 = (3)(2)(1)(120) = 0.72 KIP Total = 58.95 KIP Momentos Verticales alrededor de la Línea Central de la Base de la Zapata. W1(2) + W2(2.5) - W3(5.833) - W4(6.167) - W5(7) + W6(0) - W7(9) = 38.88 K-FT Presiones en la Base xbar = M/P = (100.9-4.267-70.87)/58.95 = 0.437 Límites de Excentricidad = 21/6 = 3.5 xbar < Límite (La totalidad de la Base en Contacto con el suelo) pmax = 58.95/21 + 25.763/(1/6*21*21) = 2.807 + 0.351 = 3.158 kip/sq ft pmin = 2.807 - 0.351 = 2.456 kip/sq ft (La totalidad de la Base en Contacto con el suelo) Factores de Seguridad Momento de cargas verticales respecto a la puntera = 70.87 + 58.95*21/2 = 689.845 ( Restaurando) F.S. Volteo (689.845+4.267)/100.9 = 6.879 > 2.00 F.S. Deslizamiento (58.95*0.4+3.20)/14.16 = 1.891 < 2.00 F.S. Deslizamiento es menor que el permisible. Debido a que aumenta el tamaño del talón de la zapata. 9.2 Diseño de Cimentaciones Aisladas La opción Diseño de Cimiento realiza al diseño de cimentaciones aisladas sujetas a cargas verticales, cargas horizontales y momentos biaxiales. 9.2.1 Parámetros de Carga Los valores de las combinaciones de carga (DL+LL+WL etc.) para los cuales se desea efectuar el diseño, deberán ser proporcionadas. Hx y Hz son las fuerzas horizontales en la parte superior del nivel del terreno. La carga vertical es incrementada por un 10% para considerar el peso propio de la cimentación. Los momentos sobre la base de la cimentación son calculados como (Mx + Hz *D) y (Mz+ Hx *D) donde D representa la profundidad de la cimentación por debajo del nivel del terreno. Estas cargas no factorizadas, junto con las dimensiones de la base de cimentación que el usuario proporcionó al programa son utilizadas para calcular las presiones reales del terreno. En caso de que las presiones del terreno excedan las presiones permisibles, un nuevo grupo de valores para las dimensiones será calculado hasta que se satisfagan los requerimientos de presión permisible. Cuando no se han definido las dimensiones de la base, un grupo conveniente de valores será calculado a partir de las cargas y presiones permisibles especificadas. No se calculan los factores de seguridad en contra del volcamiento y deslizamiento. Un valor de fuerza o momento negativo indica que tiene un sentido opuesto al que se indica en la figura. 9.2.2 Parámetros de Dimensiones Usted deberá proporcionar los tamaños de las columnas (Cx y Cz) en caso de que se requiera un pedestal para la cimentación, se deberá de proveer ya sea algunos tamaños, es decir, algunos valores de Px, Py y Pz que permitan al programa su verificación o, dar el valor -1 o cualquier otro número negativo para cada uno de los valores Px, Py y Pz, con el objeto de que el programa se encargue de la selección de las dimensiones del pedestal. Cuando no se requiera de un pedestal los valores Px, Py y Pz deberán de ser especificados como 0. Las dimensiones de la zapata son calculadas por el programa cuando los valores para Sx, Sy y Sz se definen como números negativos o 0. El usuario podrá proporcionar valores para Sx y/o Sz para ser usados en el diseño, además del valor para Sy (peralte mínimo de la zapata). El programa conserva los valores dados, calcula los valores que no se hayan proporcionado y diseña la cimentación. D es la profundidad de la cimentación debajo del nivel del suelo. Momentos adicionales podrían surgir en la cimentación en caso de que el usuario proporcione las fuerzas horizontales y un valor de D. Cuando no se definen los valores para Sx y Sz, usted cuenta con la alternativa de proporcionar la tasa de estos valores. (No se necesita especificar la tasa Sx Sz, cuando alguno de éstos valores se haya indicado). La tasa 1.0 es el valor por omisión para una cimentación cuadrada. Las dimensiones son definidas como valores decimales en pies o pulgadas. En la salida el programa mostrará lo valores en pies y fracciones de pulgada (2'8-1/4"). Los valores de entrada deben ser dados en el formato decimal (es decir, 32.25 pulgadas ó 2.6875ft.). 9.2.3 Parámetros de Diseño Para el diseño en concreto se puede definir un factor de carga. El diseño en concreto se efectúa utilizando cargas factorizadas las cuales se obtienen como el producto de las cargas provistas inicialmente y el factor de carga. Para calcular los momentos de flexión y fuerza de corte para el diseño en concreto, la presión del suelo son reevaluadas a partir de las cargas factorizadas y las dimensiones de la base obtenidas previamente. El diseño para las fuerzas cortantes horizontales (Hx y Hz) sobre la parte superior de la cimentación no es ejecutada. 9.2.4 Ejemplo y Verificación de Resultados REFERENCIA: Problema ejemplo de la sección 20.10 del libro Diseño de Concreto Reforzado de C.K. Wang y C.G. Salmon. 5ta, edición. Problema: Diseñar un cimiento rectangular que soporte una carga muerta de 235 kips y una carga viva de 115 kips de una columna zunchada cuadrada de 18 pulgadas que contiene varillas #7. Una de las dimensiones de la cimentación está restringida a un valor máximo de 7ft.. La presión del terreno permisible es de 5500 psf. Desprecie el efecto sobrecarga. Utilice fc'=3000 psi, fy=40,000 psi. Use un factor de sobrecarga de 1.4 para la carga muerta y de 1.7 para la carga viva. Solución de STAAD-INTDES El peso propio de la cimentación y la sobrecarga en el libro de ejemplo del libro es aproximadamente 18.5 kips. Debido a eso, el total de carga no factorizada es = 235+115+18.5 = 368.5 kips. Durante los cálculos para la determinación de la presión en la base el programa agrega un valor de 10% al valor de P para considerar el peso muerto de la cimentación. Por eso, debemos especificar P como 368.5/1.1 = 335 kips. Similarmente, nuestro factor de carga puede ser calculado como 1.63. Se considera un tamaño de cimentación semejante al del libro. Solución propuesta por el libro: La tabla inferior muestra una comparación de la solución del libro y la de STAAD-INTDES. STAAD-INTDES STAAD-INTDES Libro Libro Profundidad 27” 22” Zapata 120”x84” 116”x84” Area de Acero 7.88 in 2 8.5 in 2 9.3 Diseño de Losas La opción de diseño de losas, genera un archivo de salida que contiene los momentos del diseño y detalles de los refuerzos con las condiciones de apoyo en las fronteras definidas por el usuario. El cálculo de los refuerzos está basado en los requerimientos del código ACI 318-89. El programa proporciona diseños para losas que trabajan en una dirección y en dos direcciones utilizando coeficientes de momentos. 9.3.1 Parámetros de Diseño Se puede definir dos tipos diferentes de condiciones de frontera; continuas y simplemente apoyadas (discontinuas). La Carga Viva tiene que ser provista como una presión de carga uniformemente distribuida. La Carga Muerta es calculada automáticamente por el programa a partir del espesor de la losa. Se utiliza un factor de 1.4 para la carga muerta y de 1.7 para la carga viva. El programa no ejecuta reducción de carga viva (como dice el código UBC). Los cálculos de refuerzos toman en consideración la momento flexionantes, fuerzas cortantes y momentos de torsión. Cuando se proporciona un peralte, el programa compara el valor del peralte que el usuario haya definido, con el valor del peralte mínimo requerido, que se obtiene de las consideraciones de flexión y deflexión. El valor más grande es utilizado en el diseño final. 9.3.2 Problema de Ejemplo y Verificación Problema: Diseñar una losa de una sola dirección de 13 pies para soportar una carga viva de 100 psf. Las dos fronteras opuestas son continuas, las otras dos no son apoyadas. Compare los resultados con aquellos obtenidos de un Análisis y Diseño de STAAD-III de un modelo de elemento finito de la losa. Solución STAAD-INTDES Solución Comparación con la Solución de STAAD-III para una Placa La losa es modelada en STAAD-III utilizando varios elementos de placa planos de un pie cuadrado. La forma deformada y las condiciones en las fronteras se puede observar en la siguiente figura. 11 DFDR LOAD= 3 STRUCTURE DATA: TYPE = SPACE NJ = 378 NM = 0 NE = 338 NS = 54 NL = 3 XMAX= 13.0 YMAX= 0.0 ZMAX= 26.0 FEET POUN FEET POUN S T A A D P D - P L O T (REV: 18.0 ) COMPANY: rei TITLE: TY DATE: X Y Z Fi gure 9. 3. 1: Def l exi ón de una l osa armada en una di recci ón. ************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * ************************************************** 1. STAAD SPACE FINITE ELEMENT SLAB DESIGN 2. INPUT WIDTH 79 3. UNIT FEET KIP 4. JOINT COORDINATES 5. 1 0.000 0.000 0.000 6. 2 1.000 0.000 0.000 7. 3 2.000 0.000 0.000 ... ... ... ... ... 380. 376 11.000 0.000 26.000 381. 377 12.000 0.000 26.000 382. 378 13.000 0.000 26.000 383. ELEMENT INCIDENCES 384. 1 1 2 16 15 385. 2 2 3 17 16 386. 3 3 4 18 17 ... ... ... ... ... ... 719. 336 361 362 376 375 720. 337 362 363 377 376 721. 338 363 364 378 377 722. UNIT INCHES KIP 723. ELEMENT PROPERTY 724. 1 TO 338 TH 4.5 725. CONSTANTS 726. E CONCRETE ALL 727. POISSON CONCRETE ALL 728. DENSITY CONCRETE ALL 729. SUPPORTS 730. 1 14 15 28 29 42 43 56 57 70 71 84 85 98 99 112 113 126 127 140 141 154 155 - 731. 168 169 182 183 196 197 29 211 224 225 238 239 252 253 266 267 280 281 294 - 732. 295 308 309 322 323 336 337 350 351 364 365 378 FIXED 733. UNIT FEET POUND 734. LOAD 1 LIVE 735. ELEMENT LOAD 736. 1 TO 338 PR GY -90. 737. LOAD 2 DEAD 738. SELFWEIGHT Y -1. 739. LOAD COMB 3 740. 1 1.7 2 1.4 741. PERFORM ANALYSIS P R O B L E M S T A T I S T I C S ----------------------------------- NUMBER OF JOINTS/MEMBER+ELEMENTS/SUPPORTS = 378/ 338/ 54 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 15/ 15 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 2268 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 217728 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 17.84 MEGA-BYTES ++ PROCESSING ELEMENT STIFFNESS MATRIX. 11:28:13 ++ PROCESSING GLOBAL STIFFNESS MATRIX. 11:28:14 ++ PROCESSING TRIANGULAR FACTORIZATION. 11:28:26 ++ CALCULATING JOINT DISPLACEMENTS. 11:28:52 ++ CALCULATING MEMBER FORCES. 11:29: 5 742. START CONCRETE DESIGN 743. CODE ACI 744. DESIGN ELEMENT 1 TO 13 ELEMENT DESIGN SUMMARY ---------------------- ELEMENT LONG. REINF MOM-X /LOAD TRANS. REINF MOM-Y /LOAD (SQ.IN/FT) (K-FT/FT) (SQ.IN/FT) (K-FT/FT) 1 TOP : 0.186 2.81 / 3 0.097 0.34 / 3 BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0 2 TOP : 0.097 1.43 / 3 0.097 0.07 / 3 BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0 3 TOP : 0.097 0.28 / 3 0.097 0.04 / 3 BOTT: 0.000 0.00 / 0 0.000 0.00 / 0 4 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.097 0.01 / 3 BOTT: 0.097 0.62 / 3 0.000 0.00 / 0 5 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 BOTT: 0.097 1.27 / 3 0.097 0.01 / 3 6 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 BOTT: 0.98 1.66 / 3 0.097 0.02 / 3 7 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 BOTT: 0.116 1.78 / 3 0.097 0.02 / 3 8 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 BOTT: 0.98 1.66 / 3 0.097 0.02 / 3 9 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 BOTT: 0.097 1.27 / 3 0.097 0.01 / 3 9 TOP : 0.000 0.00 / 3 0.097 0.01 / 3 BOTT: 0.097 0.62 / 3 0.000 0.00 / 3 11 TOP : 0.097 0.28 / 3 0.097 0.04 / 3 BOTT: 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 12 TOP : 0.097 1.43 / 3 0.097 0.07 / 3 BOTT: 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 13 TOP : 0.186 2.81 / 3 0.097 0.34 / 3 BOTT: 0.000 0.00 / 3 0.000 0.00 / 3 ***************************END OF ELEMENT DESIGN*************************** 745. END CONCRETE DESIGN 748. FINISH *************** END OF STAAD-III *************** STAPLE - STAAD-III Ambiente del Lenguaje de Aplicación de Programación Esta sección está diseñada para proporcionar una visión general de la funcionalidad de STAPLE. Éste consta de un grupo de comandos basados en el lenguaje inglés que pueden ser usados para crear un archivo script. El archivo script es un archivo de texto que puede ser creado utilizando cualquier editor de texto. El ambiente STAAD-III proporciona un poderoso editor de texto que puede ser usado para crear y editar archivos script. El archivo script puede ser entonces ejecutado desde el ambiente STAAD-III para accesar y extraer información necesaria de la base de datos de la ejecución después de que un análisis es realizado. La información extraída puede ser posteriormente procesada por el archivo script para: • Ejecutar el programa del usuario. • Realizar operaciones de ordenar/buscar • Crear una salida de acuerdo a sus necesidades utilizando formatos del usuario • Crear interfases hacia otro software. • Realizar cualquier otra operación de post-proceso. Ejecución de archivos script Los archivos script pueden ser ejecutados dentro del ambiente STAAD-III como sigue. • Como un archivo independiente. • Como parte de un archivo de entrada de STAAD-III. • Como parte del archivo de entrada STAAD-III utilizando el enunciado CALL para llamar un archivo externo script. Sección Sección 10 10 Todas las salidas del archivo script pueden ser visualizadas, mostradas en pantalla, ploteadas e impresas utilizando las opciones del ambiente STAAD-III. Si el archivo script es parte de un archivo de entrada, entonces la salida es integrada con la salida de STAAD-III. Para ejecutar un archivo script desde una versión STAAD-III (DOS), utilice el botón SCRIPT de la pantalla principal. Consulte las figuras siguientes para mayores detalles. Press This Button to invoke script Para ejecutar un archivo script desde STAAD-III para Windows, utilice la función apropiada del menú FILE. Consulte las siguientes figuras por detalles. Script file commands Ejemplo de salida de archivo script. Esta sección de la documentación describe en detalle los comandos e instrucciones de STAPLE. El usuario utiliza un formato de lenguaje de comandos para comunicar comandos al programa. Estos comandos son utilizados para: • Iniciar y terminar un segmento de comandos de STAPLE para crear el archivo script. • Abrir un archivo externo especificado por el usuario. • Accesar información relevante estructural guardada dentro del archivo de base de datos(archivo .DBS) de STAAD-III • Escribir datos relevantes en un formato requerido al archivo externo. • Ejecutar programas externos. • Crear salidas gráficas. El formato de lenguaje de comandos y las convenciones son descritas en la sección 3.1. Esto es seguido en la sección 3.2, con descripciones detalladas de los comandos disponibles. Note que los archivos script pueden ser llamados desde el ambiente STAAD-III. La salida generada puede ser visualizada, ploteada o impresa utilizando las opciones del ambiente de STAAD-III. 10.1 Convenciones del Lenguaje de Comandos STAPLE Esta sección describe los elementos y convenciones del lenguaje de comandos STAPLE. Primero se discuten los elementos del lenguaje y después se describe en detalle el formato del lenguaje de comandos. 10.1.1 Elementos de los Comandos a) Números Enteros: Números enteros son números escritos sin punto decimal. Estos números son designados como i 1 , i 2 , etc., y no deben contener punto decimal. Los Signos (+ o -) son permitidos al frente de estos números. Si el signo es omitido, se asume que es positivo (+). b) Números de Punto Flotante: Estos son números reales que pueden contener una porción decimal. Estos números son designados como f 1 , f 2 , etc. Los Valores pueden tener un punto decimal y/o un exponente. Ejemplo 5055.32 0.73 -8.9 732 5E3 -3.4E-6 Cuando el signo es omitido, se asume que es positivo (+). También note que el punto decimal puede ser omitido, si la porción decimal del número es cero. c) Alfanuméricos: Estos son caracteres que son usados para construir los nombres de los datos, títulos o comandos. No se necesitan comillas para encerrarlos a menos que se especifique lo contrario. d) Datos Repetitivos: Datos numéricos repetitivos pueden ser proporcionados utilizando el siguiente formato: n * f donde n = número de veces que los datos tienen que ser repetidos f = datos numéricos, ya sea enteros o de punto flotante 10.1.2 Formatos de los Comandos a) Entrada de formato libre: Todos los comandos de STAPLE están en un estilo de formato libre. Los elementos de datos de entrada deben estar separados por espacios o por comas de los otros elementos de entrada. Nunca se necesitan comillas para separar ninguna palabra alfabética como datos, comandos o títulos. b) Comentarios de Entrada: Para documentar un archivo script de STAPLE, la opción para hacer comentarios está disponible. Los comentarios pueden ser incluidos al dar un asterisco (*) como el primer caracter no vacío de cualquier línea. La línea con el comando es mandada al archivo de salida pero no es procesada por el programa. Ejemplo FOR LOAD 1 3 * FOLLOWING CALCULATIONS FOR LOAD 1 AND 3 WRITE REACT FY MZ c) El Significado del Subrayado en el Manual: Los Formatos exactos de los comandos se describen en las siguientes secciones. Muchas palabras en los comandos y en los datos pueden ser abreviadas. La palabra completa se da en la descripción del comandos, con la parte realmente requerida (la abreviación) subrayada. Por ejemplo, si la palabra MEMBER es usada en un comando, solamente la porción MEMB necesita ser especificada. Es claro para otros que lean la salida si toda la palabra es utilizada, pero un usuario experimentado puede desear utilizar las abreviaturas. d) El significado de Corchetes y Paréntesis: En algunos formatos de comandos hay corchetes que encierran un número de alternativas, que son distribuidas verticalmente. Una y solo una de estas alternativas puede ser seleccionada. Sin embargo, varias de las alternativas listadas pueden ser seleccionadas si un asterisco (*) es localizado fuera de los corchetes. Ejemplo  XY    YZ     XZ   En ejemplo anterior, el usuario debe hacer una decisión entre XY o YZ o XZ. Ejemplo *  FX    FY     FZ   Aquí el usuario puede escoger uno, dos o todos los de la lista (FX, FY y FZ) en cualquier orden. Los Paréntesis ( ), que encierran una porción de un comando indican que la parte encerrada es opcional. La presencia o ausencia de esta parte afecta el significado del comando, tal como es explicado en la descripción del comando en particular. Ejemplo WRITE FORCE (MEMBER) type - list En la línea anterior, la palabra MEMBER es opcional. Ningún número de miembro será escrito si esta palabra no es usada. e) Separador de Datos Múltiples: Datos múltiples pueden ser proporcionados en una sola línea si están separados por un punto y coma (;). Una restricción estriba en que comandos consecutivos no pueden ser separados por un punto y coma. Deben aparecer en líneas separadas. f) Lista de Datos: En algunas descripciones de comandos STAPLE, la palabra "list" es utilizada para identificar una lista de nodos, miembros/elementos o casos de carga. El formato de una lista puede ser definida como sigue: *  i 1 , i 2 , i 3 .......   list =  i 1 TO i 2 (BY i 3 )     X or Y or Z   La palabra TO significa todos los enteros desde el primero (i 1 ) hasta e inclusive el segundo (i 2 ). La expresión BY y el número que le sigue (i 3 ) significa que los números de miembros tienen que ser generados desde i 1 hasta i 2 en incrementos de i 3 i.e., i 1 , i 1 +i 3 , i 1 +2*i 3 , i 1 +3*i 3 , etc. hasta pero sin exceder i 2 . Si BY i 3 se omite, el incremento será definido como uno. En algunas ocasiones la lista puede ser muy larga para caber en una línea, en cuyo caso la lista puede ser continuada en la siguiente línea escribiendo un guión precedido por un espacio en blanco. También note que una lista puede solamente ser continuada y no cualquier otro tipo de datos. Ejemplo FOR MEMB 10 17 23 - 25 TO 28 es lo mismo que: FOR MEMB 10 17 23 25 TO 28 Error Posible: FOR MEMB - 10 17 23 25 TO 28 En el ejemplo anterior, la marca de continuación para elementos de listas es utilizado cuando los elementos de la lista no continuarán. La marca de continuación es colocada en una posición incorrecta. Debe ser colocada después del número 10. El ejemplo siguiente muestra otro error posible . El guión debe aparecer antes del número 25. Error Posible: Ejemplo FOR MEMB 10 17 23 25 TO - 28 10.2 Comandos STAPLE 10.2.1 Inicio de STAPLE Objetivo Este comando se usa para iniciar un grupo de comandos de STAPLE. Todos los archivos script de STAPLE deben empezar con este comando. Formato General: START SCRIPT LANGUAGE Descripción Los comandos STAPLE son llamados utilizando el comando START SCRIPT. Este comando es típicamente seguido por otros comandos STAPLE. Finalmente, el script STAPLE se termina con el comando END SCRIPT. Los archivos script de STAPLE pueden ser independientes o parte de un archivo de entrada de STAAD-III. Note que el archivo script de STAPLE puede ser colocado en cualquier parte del archivo de entrada de STAAD-III. Sin embargo, si el archivo script es colocado antes del comando PERFORM ANALYSIS, entonces los resultados del análisis puede no estar disponibles para un proceso posterior. Similarmente, si el archivo script de STAPLE está siendo utilizado independientemente, el análisis de STAAD-III debe ser realizado antes de utilizar el archivo script para post-proceso. 10.2.2 Especificación UNIT Objetivo Este comando permite al usuario especificar o cambiar las unidades de longitud o fuerza para la salida o entrada. Formato General: *  length-unit   UNIT       force-unit    INCHES    FEET or FT    CM   length-unit =  METER    MMS    DME     KM    KIP    POUND    KG   force-unit =  MTON    NEWTON    KNS    MNS     DNS   Note: DME denota Decametros. MNS denota mega Newtons y DNS denota decaNewtons. Las unidades restantes se explican por sí mismas. Descripción El comando UNIT puede ser especificado cualquier número de veces en el archivo script. Se asume que todos los datos están conforme a la ultima especificación de unidades anterior a ellos. También note que la unidad de entrada para ángulos es siempre grados. Sin embargo, la unidad de salida para rotación de nodos (en desplazamiento de nodos ) es radianes. Para toda salida, las unidades son claramente especificadas por el programa. Ejemplo UNIT KIP FT FOR MEMB 1 TO 3 . . Ejemplo UNIT CM KN FOR JOINT 10 15 WRITE COORD JOINT . . Ejemplo UNIT CM KIP FOR MEMB 15 25 . . Notas Note que se permite mezclar y comparar entre sistemas de unidades diferentes (Imperial, Métrico, SI etc.). 10.2.3 El comando OPEN Objetivo Este comando es utilizado para crear un archivo externo a través del lenguaje script STAPLE. El archivo externo creado puede • contener datos estructurales relevantes en un formato definido por el usuario. • servir como un archivo de entrada para un programa externo. Formato General OPEN FILE file-name donde, file-name = nombre del archivo que necesita ser creado especificado por el usuario. Descripción Este comando necesita ser usado cada vez que un archivo externo es creado usando el lenguaje script STAPLE. Típicamente, este comando es seguido por los comandos FOR, WRITE, FORMAT y SORT que son utilizados para escribir los datos relevantes al archivo en un formato requerido. 10.2.4 El Comando FOR Objetivo El comando FOR es utilizado para especificar elementos (nodos, miembros, apoyos, cargas) para los que los datos estructurales son requeridos. Este comando trabaja en conjunto con el comando CLOSE para crear un ciclo. Formato General  JOINT   FOR  MEMBER   item-list  SUPPORT     LOAD   ……………. …………….. CLOSE donde, item-list = lista de los elementos relevantes para los cuales información es requerida. Descripción Con el comando FOR, el usuario puede especificar un elemento en particular (nodo, miembro, apoyo, carga) para el cual la información es requerida. La item-list asociada le permite al usuario especificar una lista numérica para el elemento en particular. Note que comandos FOR sucesivos pueden ser usados para especificar más de un elemento. Por ejemplo, si se requieren desplazamiento de nodos para un cierto número de casos de carga, dos comandos FOR sucesivos, uno para nodos y el otro para cargas pueden ser usados. El ciclo FOR-CLOSE contiene típicamente comandos SORT y/o WRITE para accesar y escribir datos al archivo externo. Las descripciones para estos comandos están disponibles en las secciones siguientes. Cada ciclo FOR-CLOSE debe ser cerrado por un comando CLOSE. Note que un comando CLOSE puede ser usado para cerrar comandos FOR múltiples. Ejemplo FOR SUPPORT 1 2 FOR LOAD 1 3 WRITE REACT FX FY MZ FORMAT = ‘ REACTION’, 3F10.2 CLOSE El ejemplo anterior ilustra el uso del ciclo FOR-CLOSE. El segmento script sencillo esta diseñado para extraer reacciones de apoyos FX, FY y MZ en apoyos 1 y 2 para casos de carga 1 y 3. FX, FY y MZ denotan las fuerzas de reacción en las direcciones globales X y Y y el momento de reacción respecto al eje global Z, respectivamente. Para detalles en el uso de las especificaciones WRITE y FORMAT, consulte las últimas secciones de esta documentación. Note que el ciclo FOR-CLOSE es cerrado por medio de un comando CLOSE. 10.2.5 Los Comandos WRITE y FORMAT Objetivo Estos comandos son utilizados para escribir datos estructurales especificados por el usuario(desplazamientos, fuerzas, propiedades, reacciones, etc.,) para elementos especificados (nodos, miembros, cargas, apoyos) en un archivo externo que es abierto (ver detalles del comando OPEN en la sección 3.2.3) para ese objetivo. El comando WRITE es inmediatamente seguido por un comando FORMAT que especifica el formato de la escritura de datos. Estos comandos son explicados en las siguientes sub-secciones. 10.2.5.1 Comandos WRITE Escritura de Encabezados WRITE HEADER FORMAT=’<header>’ donde <header> = texto que aparecerá como encabezado Descripción Un encabezado es un título que permite la identificación de datos que será guardado en el archivo de datos para ese objetivo. Por ejemplo, digamos que deseamos escribir las reacciones en apoyos debidas al caso de carga asociado con la carga debida a viento. Ejemplo WRITE HEADER FORMAT=’Support Reactions due to Wind Loading’ Escritura de Coordenadas de Nodos WRITE COORD (JOINT ) FORMAT=<list>* En la sintaxis anterior, la palabra COORD significa coordenadas de nodos. Si la palabra JOINT, es proporcionada (es opcional), instruirá a STAAD-III a escribir el número de nodos para los cuales los valores están siendo escritos. Todas las tres coordenadas (X, Y, y Z) serán escritas. * Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información acerca de la especificación list del comando FORMAT. Ejemplo WRITE COORD JOINT FORMAT=I4, 3F10.2 Escritura de Incidencias de Miembros WRITE MINC (MEMB ) FORMAT=<list>* En la sintaxis anterior, la palabra MINC significa incidencias de miembros. La palabra MEMB, si es dada (es opcional), instruirá a STAAD-III a escribir el número de miembro para el los valores están siendo escritos. * Ver la sección section 3.2.5.2 para obtener información en la especificación FORMAT. Ejemplo WRITE MINC MEMB FORMAT=I4, 2X, I5, 2X, I5 Escritura de Propiedades de Miembros WRITE PROP (MEMB) (NAME) type-list FORMAT=<list>* *  AX    AY    AZ    IX    IY   type-list =  IZ    SZ    SY    B    D    TF    TW   En la sintaxis anterior, la palabra PROP significa propiedades de miembros. La palabra MEMB, si es proporcionada (es opcional), instruirá a STAAD-III a escribir el número de miembro para el cual los valores están siendo escritos. La palabra NAME significa la designación de la propiedad de ese miembro. (W12X26, L20204 son ejemplos de names.) Los elementos en la type-list son: AX = Área de la sección transversal AY = Área Cortante en el eje local Y AZ = Área Cortante en el eje local Z IX = Constante Torsional IY = Momento de Inercia con respecto al eje local Y IZ = Momento de Inercia con respecto al eje local Z SZ = Módulo de la Sección con respecto al eje Z SY = Módulo de la Sección con respecto al eje local Y B = Ancho del patín, o ancho de la sección transversal rectangular (Dimensión paralela al eje local Z) D = Peralte de la sección transversal, o peralte de la sección transversal rectangular (Dimensión paralela al eje local Y) TF = Espesor del Patín TW = Espesor del Alma * Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información acerca de la especificación FORMAT. Ejemplo WRITE MEMB NAME FORMAT=I5, 2X, A16 WRITE PROP AX IZ FORMAT=2F10.2 Escritura de Relajamientos de Miembros WRITE RELE (MEMB) FORMAT=<list>* En la sintaxis anterior, la palabra RELE significa relajamiento de miembros. Si la palabra MEMB, es proporcionada (es opcional), instruirá a STAAD-III para que escriba los números de miembros para los cuales los valores están siendo escritos. La condición de relajamiento de miembros es representada en la forma de los símbolos 0 o 1 en la salida. 0 indica un relajamiento mientras 1 indica la posición fija de un grado de libertad. Las condiciones de relajamiento son representadas por 6 símbolos para el inicio del miembro y 6 para el final del miembro. * Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información sobre la especificación FORMAT. Ejemplo WRITE RELEASE MEMB FORMAT=I5, 2X, 12I1 Escritura de Reacciones en Apoyos y Desplazamientos de Nodos  REACT   WRITE     (JOINT) (LOAD) type-list  DISPL   FORMAT=<list>* *  FX    FY   type-list =  FZ    MX   MY   MZ   Descripción En la sintaxis anterior, la palabra REACT significa reacciones de apoyos y DISPL significa desplazamientos de Nodos. La palabra JOINT, si es proporcionada (es opcional), instruirá al programa para que escriba el número de nodo para el cual las reacciones o los desplazamientos de los nodos están siendo escritos. Similarmente, la palabra LOAD, si es proporcionada (es opcional), instruirá al programa STAAD-III para que escriba el número de caso de carga para el cual las reacciones o los valores de desplazamientos están siendo escritos. En la type-list mostrada anteriormente, FX = X-translación para DISPL, Fuerza en la dirección X para REACT FY = Y-translación para DISPL, Fuerza en la dirección Y para REACT FZ = Z-translación para DISPL, Fuerza en la dirección Z para REACT MX = Rotación sobre el eje X para DISPL, Momento sobre eje X para REACT MY = Rotación sobre el eje Y para DISPL, Momento sobre el eje Y para REACT MZ = Rotación sobre el eje Z para DISPL, Momento sobre eje Z para REACT * Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información en la especificación FORMAT. Ejemplo WRITE REACT JOINT LOAD FY MZ FORMAT=2I5, 2F10.2 Escritura de Fuerzas en los Extremos de Miembros WRITE FORCE (MEMB) (LOAD) type-list FORMAT=<list>* *  FX1    FY1    FZ1    MX1    MY1   type-list =  MZ1    FX2    FY2    FZ2    MX2    MY2    MZ2   Descripción En la sintaxis anterior, la palabra FORCE significa fuerzas en extremos de miembros. La palabra MEMB, si es dada, (es opcional) instruirá a STAAD-III para que escriba el número de miembro para el cual los valores están siendo escritos. Similarmente, la palabra LOAD, si es dada (es opcional), instruirá a STAAD-III para que escriba el número de caso de carga para el cual los valores están siendo escritos. En la type-list anterior, todas las variables que terminan en “1” representan valores de las fuerzas en los extremos de los miembros en el primer nodo( nodo inicial) del miembro. Por ejemplo, FX1 significa la fuerza axial en el nodo inicial, MY1 significa el momento flexionante sobre el eje Y en el punto inicial. Todas las variables que terminan con “2” representan valores de las fuerzas en los extremos de los miembros en el segundo nodo (nodo final) del miembro. Por ejemplo, FY2 significa la fuerza cortante a lo largo del eje local Y en el nodo final, MZ2 significa el momento flexionante con respecto al eje Y en el nodo final * Ver la sección 3.2.5.2 para obtener información en la especificación FORMAT. Ejemplo WRITE FORCE MEMB LOAD FZ1 MX2 FORMAT=2I5, 2F10.2 Escritura de Fuerzas en Secciones de Miembros y Desplazamientos de Miembros  BMO  WRITE     (MEMB) (LOAD) type-list  SDI   FORMAT=<list>* *  FX    FY   type-list =  FZ    MX    MY    MZ   En la sintaxis anterior, la palabra BMO significa fuerzas en secciones de miembros. La palabra SDI significa desplazamientos de secciones de miembros. Los valores son obtenidos para los dos extremos mas once secciones intermedias. La palabra MEMB, si es dada (es opcional), instruirá a STAAD-III para que escriba el número del elemento para el cual los valores están siendo escritos. Similarmente, la palabra LOAD, si es dada (es opcional), instruirá a STAAD-III para que escriba el número de caso de carga para el cual los valores están siendo escritos. En la type-list anterior, FX, FY y FZ se refieren a la fuerza axial, cortante en Y, y cortante en Z si el elemento que está siendo escrito BMO. Si el elemento siendo escrito es SDI, entonces FX, FY y FZ se refiere a la translación X, translación Y y translación Z respectivamente de la sección especifica. Similarmente, MX, MY y MZ se refieren al momento torsional, momento con respecto el eje local Y, y momento con respecto el eje local Z si el elemento que está siendo escrito es BMO. Si el elemento siendo escrito es SDI, entonces MX, MY y MZ se refieren a la rotación con respecto el eje local X, rotación con respecto el eje local Y, y rotación con respecto al eje local Z respectivamente de la sección especifica. Ejemplo WRITE BMO MEMB LOAD FY MZ FORMAT=2I5, 2F9.2 * See the section 3.2.5.2 for information on the FORMAT specification. 10.2.5.2 Especificación FORMAT Objetivo Define el formato en el cual los datos son escritos al archivo. Sintaxis FORMAT=list donde list es la lista de Descriptores de Edición. Los siguientes descriptores de edición son válidos: 1) Descriptor de Edición para enteros Para la escritura de variables enteras, use la letra I seguida de un número que describe el número de dígitos aplicable para el valor de esa variable. Por ejemplo, para escribir el nodo número 10781 (que es un entero de cinco dígitos), use la especificación FORMAT. Ejemplo FORMAT=I5 Si el descriptor de edición del número entero es más grande que el número de dígitos en ese número, el número será impreso alineado a la derecha (espacios vacíos serán colocados a la izquierda del número). De manera similar, si el descriptor de edición es más pequeño que el número de dígitos en ese número, asteriscos serán impresos en vez del número. 2) Descriptor de Edición para espacios vacíos Para la escritura de espacios vacíos, especifique el valor de n seguidos por la letra X. Por ejemplo, para escribir 2 espacios vacíos, Ejemplo FORMAT=2X Si usted desea imprimir más de un entero separado por espacios vacíos utilizando un solo comando format, separe los descriptores con comas. Por ejemplo, un entero de 3 dígitos seguido de 2 espacios vacíos seguidos de 7 dígitos enteros son escritos utilizando la especificación FORMAT. Ejemplo FORMAT=I3,2X,I7 3) Descriptor de Edición para Números Decimales Para la escritura de números decimales, la letra F es usada seguida de un número ‘a’ seguida por un punto decimal seguido por un número ‘b’. El número ‘a’ es igual al número de dígitos antes del decimal más el número de dígitos antes del decimal mas uno. El número ‘b’ es igual al número de dígitos después del decimal. Si el número es uno negativo, asegúrese que ‘a’ es lo suficientemente grande para contar con el signo menos también. Por ejemplo, para escribir el número 327.86, escribimos, Ejemplo FORMAT=F6.2 Para escribir el número -45376.483, escribimos, Ejemplo FORMAT=F10.3 Si el descriptor de Edición del número decimal es más grande que el número de dígitos en ese número, el número será impreso alineado a la derecha (espacios vacíos serán colocados a la izquierda del número). De manera similar, si el descriptor de Edición es más pequeño que el número de dígitos en ese número, asteriscos serán impresos en vez del número. Si usted desea imprimir más de un número decimal separado por espacios vacíos utilizando un solo comando format, separe los descriptores con comas. Por ejemplo, los números 273.654 y - 980.1 separados por 2 espacios vacíos son escritos utilizando la especificación FORMAT. Ejemplo FORMAT=F7.3,2X,F6.1 Si usted desea imprimir números decimal y enteros y espacios vacíos utilizando un solo comando format, separe los descriptores con comas. Por ejemplo, los números 273.654, 400, -980.1 y 15 separados por 2 espacios vacíos entre cada número son escritos usando la especificación FORMAT. Ejemplo FORMAT=F7.3,2X,I3,2X,F6.1,2X,I2 Si usted desea imprimir más de un número decimal y/o más de un entero utilizando un solo comando format, use el número apropiado (que representa cuanto de esos valores están presentes) antes de la especificación F o I. Por ejemplo, los números 100, 120, 135, 621.4, 786.3, 809.5 pueden ser escritos usando el siguiente formato. Ejemplo FORMAT=3I5,3F7.1 Note que al usar I5, estamos utilizando la habilidad del programa para asignar 2 espacios vacíos antes de tres dígitos enteros para nuestra ventaja debido a que ahora no tenemos que preocuparnos por especificar los espacios vacíos. Similarmente, seleccionando un formato F7.1 cuando el total de dígitos incluyendo el punto decimal es solo 5, estamos en posibilidades de obtener 2 espacios en blanco entre los números decimales también. 4) Descriptor de Edición de Caracteres Para la escritura de caracteres o cadenas de caracteres, utilice la letra A seguida de un número de caracteres en la cadena. El número de caracteres en la cadena es igual al número de letras más el número de espacios vacíos. Por ejemplo, la palabra SUPPORT contiene 7 caracteres. La expresión “MAT FOUNDATION” contiene 14 caracteres. Ejemplo FORMAT=A27 10.2.6 El Comando SORT Objetivo El comando SORT debe ser proporcionado antes del comando WRITE para especificar los parámetros de acuerdo a cual de los valores deseados de salida debe ser ordenado. El comando SORT es seguido inmediatamente por un comando WRITE que especifica los nombres de los valores que formarán parte de la salida. Formato General  REACTION   SORT  DISPLACEMENT   BY (ABS) (-)type-list   FORCE   Descripción A continuación están las explicaciones para cada especificación anterior y la type-list asociada con ellos. a) BY : Las opciones REACT, DISPL o FORCE siempre tienen que ser seguidas por esta palabra b) ABS : Esta opción deberá ser usada si la ordenación se hará de acuerdo a valores absolutos. Por favor vea los ejemplos siguientes que muestran el uso de esta opción. c) - : Esta opción que es un signo menos, si es colocada inmediatamente antes del nombre de la variable (vea la type- list siguiente para la lista de nombres de variables) significa que la ordenación se hará basada en el orden descendente de valores implicando que el valor más grande (Valor absoluto más grande si la opción ABS es especificada; valor algebraico más grande si la opción ABS no es especificada) vendrá primero y el valor más pequeño vendrá al final. Si el signo menos no es especificado, la ordenación se hará basándose en el orden ascendente de valores. d) REACTION  FX    FY   type-list =  FZ    MX   MY     MZ   Ejemplo SORT REACT BY ABS FY El comando anterior significa que los valores de la reacción de apoyo FY deben ser ordenados basándose en el orden ascendente de sus valores absolutos. El grupo de datos para la ordenación consiste de los valores de la reacción de apoyos FY de todos los nodos de soporte especificados en la lista FOR más reciente y los casos de carga especificados en la lista FOR más reciente. Ejemplo SORT REACT BY -MX El comando anterior significa que los valores de reacciones en apoyos MX deben ser ordenados basándose en el orden descendente de sus valores algebraicos. El conjunto de datos consiste en los valores de las reaccione en apoyos MX de todos los nodos de apoyo especificados en la lista For más reciente y los casos de carga especificados en la lista FOR más reciente. Ejemplo SORT REACT BY ABS -FX El comando anterior significa que los valores de reacción en apoyos FX deberán ser ordenados en base al orden descendente de sus valores absolutos. El conjunto de datos para la ordenación consta de los valores de reacción en apoyos FX de todos los nodos de apoyo especificados en la lista FOR más reciente y los casos de carga especificados en la lista FOR más reciente. e) DISPLACEMENTS (DESPLAZAMIENTOS)  FX    FY   type-list =  FZ    MX   MY     MZ   Ejemplo SORT DISPL BY ABS -FY El comando anterior significa que los valores de la translación Y deben ser ordenados en base al orden descendente de sus valores absolutos. El conjunto de datos para la ordenación consta de valores de la traslación Y de todos los nodos especificados en la lista FOR más reciente y los casos de carga especificados en la lista FOR más reciente. Ejemplo SORT DISPL BY MX El comando anterior significa que los valores de rotación X rotation deben ser ordenados en base al orden ascendente de sus valores algebraicos. El conjunto de datos para la ordenación consta de los valores de rotación X de todos los nodos especificados en la lista FOR más reciente y los casos de carga especificados en la lista FOR más reciente. Ejemplo SORT DISPL BY -FZ El comando anterior significa que los valores de rotación Z deben ser ordenados en base al orden descendente de sus valores algebraicos. El conjunto de datos para la ordenación consiste de los valores translación Z de todos los nodos especificados en la lista FOR más reciente y los casos de carga especificados en la lista FOR más reciente. f) MEMBER END FORCES  FX1    FY1    FZ1    MX1    MY1   type-list =  MZ1    FX2    FY2    FZ2    MX2    MY2    MZ2   En la anterior type-list, todas las variables que terminan en “1” representan los valores de las fuerzas en extremos en el primer nodo (nodo inicial) del miembro. Por ejemplo, FX1 significa la fuerza axial en el nodo inicial, MY1 significa el momento flexionante con respecto al eje local Y en el nodo inicial. Todas las variables que terminan en “2” representan valores en los extremos de miembros en el segundo nodo (nodo final) del miembro. Por ejemplo, FY2 significa la fuerza cortante a lo largo del eje local Y en el nodo final, MZ2 representa el momento flexionante sobre el ele local Z en el nodo final. Ejemplo SORT FORCE BY ABS -FZ1 El comando anterior significa que la fuerza cortante a lo largo del eje local Z en el nodo inicial debe ser ordenado en base al orden descendente de sus valores absolutos. El conjunto de datos consiste en la fuerza cortante a lo largo del eje local Z en el nodo inicial de todos los miembros especificados en la más reciente lista FOR list y los casos de carga especificados en la más reciente lista FOR. Ejemplo SORT DISPL BY MX2 El comando anterior significa que el momento torsional (momento con respecto al eje local X) en el nodo final de los miembros deben de ser ordenados en base al orden ascendente de sus valores algebraicos. El conjunto de datos para la ordenación consiste en el momento torsional en el nodo final de todos los miembros especificados en la más reciente lista FOR list y los casos de carga especificados en la más reciente lista FOR. 10.2.7 El Comando EXECUTE Objetivo El comando EXECUTE proporciona medios, por medio de los cuales el usuario puede ejecutar un programa que él ha creado específicamente para sus necesidades. Formato General EXECUTE program-name Ejemplo Asumamos que deseamos crear un archivo llamado REACTION.DAT utilizando STAPLE, el cual contendrá las reacciones en los apoyos del análisis de un archivo de entrada STAAD-III. También asumamos que el usuario ha creado su propio programa llamado TRAPFOOT.EXE el cual puede diseñar una cimentación de forma trapezoidal utilizando los datos contenidos en el archivo REACTION.DAT. El siguiente ejemplo ilustra la secuencia de comandos requerida para realizar la tarea explicada. PERFORM ANALYSIS PRINT JOINT DISPLACEMENTS SECTION 0.35 0.55 0.83 ALL PRINT SECTION DISPLACEMENTS START SCRIPT LANGUAGE UNIT FEET KIP OPEN FILE REACTION.DAT FOR SUPPORT 10 FOR LOAD 6 7 8 WRITE REACTION JOINT FY MX MZ FORMAT=I5,3F8.2 CLOSE EXECUTE TRAPFOOT.EXE END SCRIPT LANGUAGE FINISH Veamos a continuación los comandos en el ejemplo anterior: PERFORM ANALYSIS PRINT JOINT DISPLACEMENTS SECTION 0.35 0.55 0.83 ALL PRINT SECTION DISPLACEMENTS Estos son comandos normales de STAAD-III de los cuales usted está familiarizado con los que aparecen en los archivos de entrada de STAAD-III. Los comandos anteriores tienen la intención de realizar el análisis, impresión de los desplazamientos de los nodos, e impresión de los desplazamientos de secciones en las posiciones 0.35L, 0.55L y 0.83L de cada miembro donde L significa la longitud del miembro. START SCRIPT LANGUAGE Esto inicia el segmento de entrada asociado con los comandos para el proceso del archivo script desde el interior del archivo de entrada de STAAD-III. UNIT FEET KIP Las unidades para la lectura/escritura de datos están definidas en pies y Kips. OPEN FILE REACTION.DAT El comando anterior es una instrucción para que STAAD-III abra un archivo llamado REACTION.DAT. Las reacciones en los apoyos serán guardadas en este archivo. Este será un archivo ASCII. FOR SUPPORT 101 FOR LOAD 6 7 8 WRITE REACTION JOINT FY MX MZ FORMAT=I5,F8.2,2F9.2 Los comandos anteriores ordenan a STAAD-III que escriba los valores del nombre de nodo ( 101), los valores de las reacciones FY, MX y MZ al archivo REACTION.DAT. Estos datos será escrita para los casos de carga 6, 7 y 8. Los datos serán escritos utilizando la siguiente especificación format: JOINT (I5) : Un entero de 5 dígitos (Debido a que el número de nodo es 101, un formato de cinco dígitos significará dos espacios vacíos seguidos por los dígitos 1, 0 y 1) FY (F8.2) : Un número real con dos dígitos después del punto decimal y 5 dígitos antes del punto decimal. MX (F9.2) : Un número real con dos dígitos después del punto decimal y seis dígitos antes del punto decimal. MZ (F9.2) : Un número real con dos dígitos antes del punto decimal y seis dígitos antes del punto decimal. CLOSE El comando CLOSE termina el ciclo FOR-CLOSE. EXECUTE TRAPFOOT.EXE El comando para ejecutar el programa TRAPFOOT.EXE es especificado en la línea anterior. END SCRIPT LANGUAGE El comando significa el fin del proceso del archivo script. FINISH La ejecución STAAD3 es terminada con la ayuda del comando anterior. 10.2 8 El Comando CALL Objetivo Asumamos que hay ciertos comandos script estándar que el usuario desea especificar en cada ejecución del archivo de entrada en STAAD-III. Por ejemplo, el usuario puede desear utilizar la opción STAPLE para imprimir los valores de las reacciones de los apoyos a un archivo estándar llamado REACTION.DAT para cada estructura analizada a través de STAAD-III. Esto requerirá que el usuario escriba estos comandos (el comando START SCRIPT LANGUAGE, el comando FOR SUPPORT, el comando FOR LOAD, el comando WRITE, el comando FORMAT, el comando CLOSE, etc.) en cada archivo de entrada de STAAD-III del cual los resultados del análisis son deseados. En vez de eso, el usuario puede crear un archivo de texto (para beneficio de nuestro ejemplo llamémoslo REACTION.SPL donde SPL es la abreviación de script language file, archivo de lenguaje script) que contenga solamente los comandos script, y use el comando CALL para informar a STAAD que los comandos script que el usuario desea especificar están el en archivo REACTION.SPL. En otras palabras, el comando CALL proporciona medios por los cuales el usuario puede especificar los comandos script por medio de un archivo externo en vez de por medio del archivo de entrada de STAAD-III. Las ventajas principales de esto son: 1) El usuario puede tener un conjunto estándar de comandos script en solo un archivo y debido a eso evitar la escritura de ellos una y otra vez para todos los archivos de entrada STAAD-III. En cualquier proyecto, el tiempo y esfuerzo que será invertido en asegurarse que toda la información relevante del análisis es recuperada. Es más fácil manejar un solo archivo, propiamente construido, un archivo script bien pensado que perder el tiempo escribiendo los comandos script en cada archivo de STAAD-III que usted analice. Esto puede significar menos frustración y considerables ahorros de tiempo y dinero a largo plazo. Permite la modificación y la estandarización de comandos script de acuerdo a las necesidades especificas del usuario. Formato General CALL script-file-name Ejemplo Asumamos que un archivo script estándar llamado REACTION.SPL contiene los siguientes comandos script. START SCRIPT LANGUAGE UNIT FEET KIP OPEN FILE REACTION.DAT FOR SUPPORT ALL FOR LOAD ALL WRITE REACTION JOINT FY MX MZ FORMAT=I5,3F8.2 CLOSE END SCRIPT LANGUAGE Los datos contenidos en el archivo de entrada STAAD-III será como sigue: PERFORM ANALYSIS PRINT JOINT DISPLACEMENTS PRINT MEMBER FORCES SECTION 0.2 0.45 0.73 MEMB 8 19 PRINT SECTION FORCES LIST 8 19 START SCRIPT LANGUAGE CALL REACTION.SPL END SCRIPT PLOT STRESS FILE PLOT MODE FILE FINISH Note que el archivo REACTION.SPL debe estar en el mismo directorio que el archivo de entrada de STAAD-III. 10.2.9 El Comando END SCRIPT LANGUAGE Objetivo Este comando es requerido para transmitir a STAAD-III que el proceso del archivo script debe ser terminado y que otros comandos de STAAD-III seguirán.. Formato General END SCRIPT LANGUAGE Ejemplo CHECK CODE ALL START SCRIPT LANGUAGE . . . . FOR LOAD 6 7 8 WRITE REACTION JOINT FY MX MZ FORMAT=I5,3F8.2 CLOSE END SCRIPT LANGUAGE 10.3 Comandos Gráficos en STAPLE Objetivo STAPLE proporciona un poderoso conjunto de comandos gráficos que permiten al usuario generar gráficas profesionales de salida por medio de sus programas. Los comandos gráficos pueden ser utilizados como: • parte de programas del usuario que son llamados utilizando un archivo script. • parte de un archivo script. Los comandos gráficos STAPLE son similares en naturaleza a los lenguajes gráficos estándar en la industria como el HPGL. Estos poderosos comandos permiten al usuario generar gráficas de calidad como parte de la salida sin tener la necesidad de aprender programación complicada de gráficos. Note que los comandos STAPLE pueden ser usados como parte de los programas del usuario. Cuando se estén ejecutando utilizando un archivo script basado en STAPLE, estos archivos generan salida que puede ser visualizada, ploteada, impresa utilizando las opciones del ambiente STAAD-III. La siguiente sección explica los comandos gráficos o de dibujo soportados por STAPLE. DEFINE Objetivo Este comando establece límites de dibujo definidas por el usuario en las direcciones X y Y. Sintaxis DEFINE X min X max Y min Y max X min : Límite mínimo X especificado como número real X max : Límite máximo X especificado como número re al Y min : Límite mínimo Y especificado como número real Y min : Límite máximo Y especificado como número real Los valores especificados para estas variables serán usados como la base para el área de dibujo. El programa traducirá automáticamente estos números para que se acomoden dentro del ancho de 1024X768 de la resolución de la pantalla o un tamaño de papel 8.5in X 11in.. Origen de coordenadas se asume que es la esquina inferior izquierda de la pantalla.. El eje X va de izquierda a derecha de la pantalla. El eje Y va desde el fondo hasta la parte superior de la pantalla. Ejemplo DEFINE 0 6500 0 4000 COLOR Objetivo Este comando define el color del marcador. Sintaxis COLOR <color> <color> : Cadena de texto que define color. Colores Válidos: NEGRO(BLACK),AZUL( BLUE), VERDE(GREEN), CYAN, ROJO(RED), MAGENTA, CAFÉ(BROWN), BLANCO(WHITE), GRIS(GRAY), LBLUE, LGREEN, LCYAN, LRED, LMAGENTA, AMARILLO(YELLOW) y LWHITE Ejemplo COLOR LMAGENTA MOVE Objetivo Este comando mueve el marcador a un posición especificada por el usuario. Sintaxis MOVE X Y X: X posición especificada como un número real ( X min ≤ X ≤ X max ) Y: Y posición especificada como un número real (Y min ≤ Y ≤ Y max ) Es extremadamente importante notar que (X min ≤ X ≤ X max ) (Y min ≤ Y ≤ Y max ) Ejemplo MOVE 500 2500 LINE Objetivo Este comando dibuja una línea con el color del marcador actual entre puntos especificados por el usuario Sintaxis LINE X 1 Y 1 X 2 Y 2 donde, (X 1 ,Y 1 ) es el punto inicial de la línea (X 2 ,Y 2 ) es el punto final del la línea Es extremadamente importante notar que (X min ≤ X 1 ≤ X max ) (X min ≤ X 2 ≤ X max ) (Y min ≤ Y 1 ≤ Y max ) (Y min ≤ Y 2 ≤ Y max ) Ejemplo LINE 500 750 1000 3500 RECTANGLE Objetivo Este comando dibuja un rectángulo en el color actual del marcador. Sintaxis RECTANGLE X 1 Y 1 X 2 Y 2 donde, (X 1 ,Y 1 ) es un punto esquina del rectángulo (X 2 ,Y 2 ) es la esquina contraria del rectángulo Es extremadamente importante notar que: (X min ≤ X 1 ≤ X max ) (X min ≤ X 2 ≤ X max ) (Y min ≤ Y 1 ≤ Y max ) (Y min ≤ Y 2 ≤ Y max ) Ejemplo RECT 500 400 1000 2500 RFILL Objetivo Este comando dibuja un rectángulo y lo llena con el color actual del marcador Sintaxis RFILL X 1 Y 1 X 2 Y 2 donde, (X 1 ,Y 1 ) es un punto esquina del rectángulo (X 2 ,Y 2 ) es la esquina contraria del rectángulo Es extremadamente importante notar que (X min ≤ X 1 ≤ X max ) (X min ≤ X 2 ≤ X max ) (Y min ≤ Y 1 ≤ Y max ) (Y min ≤ Y 2 ≤ Y max ) Ejemplo RFILL 500 400 1000 2500 POLYGON Objetivo Este comando dibuja un polígono generalizado en el color actual del marcador Sintaxis POLYGON N X 1 Y 1 X 2 Y 2 …….. X i ,Y i …….. X n Y n N: No. de vértices del polígono (Un número entero) (X i ,Y i ): Coordenadas del i esimo vértice del polígono Es extremadamente importante notar que (X min ≤ X i ≤ X max ) (Y min ≤ Y i ≤ Y max ) Ejemplo POLYG 8 100 0 200 0 300 100 300 200 200 300 100 300 0 200 0 100 FILL Objetivo Este comando dibuja un polígono generalizado y lo llena con el color actual del marcador. Sintaxis FILL N X 1 Y 1 X 2 Y 2 …….. X i ,Y i …….. X n ,Y n N: No. de vértices del polígono (Un número entero) (X i ,Y i ): Coordenadas del i esimo vértice del polígono Ejemplo FILL 8 100 0 200 0 300 100 300 200 200 300 100 300 0 200 0 100 SIZE Objetivo Este comando define el tamaño actual del texto. Sintaxis SIZE <value> <value>: Valor real especificado por el usuario que representa el tamaño del texto. El tamaño es medido en el sistema de coordenadas especificado por el usuario. El valor definido para el tamaño (SIZE) del texto debe estar acorde con los límites del área de dibujo definido en el comando DEFINE descrito anteriormente. El valor por omisión de SIZE es 80. Esto puede ser interpretado como que 80 caracteres entrarán en la pantalla lo cual está conforme a las pantallas normales de texto. Por lo tanto, un valor menor de 80 (como 20) significa que el tamaño de texto será mayor (debido a que solo 20 caracteres entrarán en la pantalla). De esta manera, un valor mayor que 80 significa que el tamaño del texto será más pequeño que el correspondiente a tamaño 80. Ejemplo SIZE 70 ANGLE Objetivo Este comando define la orientación del texto con respecto al eje local X. Sintaxis ANGLE <value> <value>: La orientación de Texto en grados con respecto al eje X El ángulo es medido de acuerdo a la regla de la mano derecha, que significa que un ángulo positivo es medido en el mismo sentido que un arco que viaja del eje X al eje Y a lo largo del primer cuadrante. Ejemplo ANGLE 45 TEXT Objetivo Para escribir una cadena de texto empezando en la posición actual del marcador en el tamaño actual del texto y color de marcador. Sintaxis TEXT=<user specified string> Ejemplo TEXT=Foundation for Turbo Generator CIRCLE Objetivo Este comando dibuja un círculo con el color actual del marcador Sintaxis CIRCLE X Y R donde, (X,Y): Posición del centro del circulo R: Radio del circulo Es extremadamente importante notar que (X min ≤ X ≤ X max ) (Y min ≤ Y ≤ Y max ) Ejemplo CIRCLE 2500 3500 1800 Sumario de Comandos STAAD-III Todos los comandos de STAAD-III son listados en la siguiente sección. Las descripciones completas de estos comandos son proporcionadas en la sección 6 del manual de Referencia bajo el número de sección apropiado. Apéndice A 6.2 Inicio del Problema y Título Formato General: ¹PLANE ¹ ¹SPACE ¹ STAAD 'TRUSS ; (cualquier título a 1 ) ¹FLOOR ¹ ¹DATA ¹ 6.3 Especificación de Unidades Formato General: * ¹unidad de longitud ¹ UNIT ' ; ¹unidad de fuerza ¹ ¹INCHES ¹ ¹FEET o FT ¹ ¹CM ¹ unidad de long. = 'METER ; ¹MMS ¹ ¹DME ¹ ¹KM ¹ ¹KIP ¹ ¹POUND ¹ ¹KG ¹ Unidad de fza = 'MTON ; ¹NEWTON ¹ ¹KNS ¹ ¹MNS ¹ ¹DNS ¹ 6.4 Especificación del Ancho de la Entrada / Salida Formato General: ¹INPUT ¹ ' ; WIDTH i 1 ¹OUTPUT ¹ 6.5 Comando SET Formato General: ¹NL i 1 ¹ ¹CONNECTIVITY i 2 ¹ ¹DATA CHECK ¹ ¹RUN ¹ SET ' ¹ON ¹ ; ¹ECHO ' ; ¹ ¹ ¹OFF ¹ ¹ ¹Z UP ¹ 6.6 Comando de Separación de Líneas Formato General: SEPARATOR a 1 6.7 Comando de Salto de Hoja Formato General: PAGE NEW 6.8 Comando de Expulsión de Hoja Formato General: ¹LENGTH i ¹ PAGE ' ; ¹EJECT a 1 ¹ 6.9 Especificaciones Ignorar Formato General: IGNORE LIST IGNORE STIFFNESS MEMBER memb-list 6.10 Especificación de no Diseño Formato General: INPUT NODESIGN 6.11 Coordenadas de Los Nodos Formato General: JOINT COORDINATES (CYLINDRICAL (REVERSE)) band-spec i 1 , x 1 , y 1 , z 1 , ( i 2 , x 2 , y 2 , z 2 , i 3 ) REPEAT n, xi 1 , yi 1 , zi 1 , (xi 2 , yi 2 , zi 2 ,..., xi n , yi n , zi n ) REPEAT ALL n, xi 1 , yi 1 , zi 1 , (xi 2 , yi 2 , zi 2 ,..., xi n , yi n , zi n ) band-spec = (NOREDUCE BAND) 6.12 Especificación de Incidencia de Miembros Formato General: MEMBER INCIDENCE i 1 , i 2 , i 3 , ( i 4 , i 5 , i 6 ) REPEAT n, m i , j i REPEAT ALL n, m i , j i 6.13 Especificación de la Incidencia de Elementos Formato General para elemento placa/cascarón: ELEMENT INCIDENCES (SHELL) i 1 , i 2 , i 3 , i 4 , (i 5 ), ( TO i 6 , i 7 , i 8 ) REPEAT n, e i , j i REPEAT ALL n, e i , j i Formato General para elemento sólido: ELEMENT INCIDENCES SOLID i 1 , i 2 , i 3 , i 4 , i 5 , i 6 , i 7 , i 8 , i 9 , (TO i 10 , i 11 , I 12 ) REPEAT n, e i , j i REPEAT ALL n, e i , j i 6.14 Generación de Mallas Formato General: DEFINE MESH ¹CYL ¹ A i x i y i z i ( ' ; (x o ,y o ,z o )) . . . ¹RCYL ¹ A j x j y j z j ¹(QUADRILATERAL) ¹ GENERATE ELEMENT ' ; ¹TRIANGULAR ¹ MESH A i A j ..... n 1 (n 2 ) MESH A m A n ..... n 3 (n 4 ) ..... ..... 6.15 Redefinición de Números de Nodos y Miembros Formato General: ¹ ¹JOINT ¹ ¹ ¹XRANGE ¹ ¹ ¹MEMBER ¹ ¹ 'YRANGE ; f 1 , f 2 SUBST ' ; ¹ZRANGE ¹ START i ¹ COLUMN ¹ 6.16 Rotación de La Geometría de la Estructura Formato General: * ¹X d 1 ¹ PERFORM ROTATION 'Y d 2 ; ¹Z d 3 ¹ 6.17 Especificaciones de Borrar E Inactivo Formato General: INACTIVE MEMBERS lista de miembros ¹MEMBERS lista de miembros ¹ DELETE ' ; ¹JOINTS lista de nodos ¹ 6.18 Especificación del Tabla de Acero del Usuario Formato General: START USER TABLE TABLE i 1 (f n ) section-type section-name property-spec END 6.19 Especificación de Propiedades de Los Miembros Formato General: ¹AUSTRALIAN ¹ ¹CANADIAN ¹ ¹EUROPEAN ¹ ¹FRENCH ¹ MEMBER PROPERTIES 'INDIAN ; ¹AMERICAN ¹ ¹BRITISH ¹ ¹GERMAN ¹ ¹JAPANESE ¹ ¹TABLE type-spec table-name ¹ ¹ (additional-spec) ¹ member-list 'PRISMATIC property-spec ; ¹TAPERED argument-list ¹ ¹UPTABLE i 1 section-name ¹ ¹ASSIGN profile-spec ¹ 6.19.1 Especificación de propiedades de la Tablas de Acero ¹ST ¹ ¹RA ¹ ¹D ¹ ¹LD ¹ ¹SD ¹ type-spec = 'T ; ¹CM¹ ¹TC ¹ ¹BC ¹ ¹TB ¹ * ¹SP f 1 ¹ ¹WP f 2 ¹ ¹TH f 3 ¹ ¹WT f 4 ¹ additional-spec = 'DT f 5 ; ¹OD f 6 ¹ ¹ID f 7 ¹ ¹CT f 8 ¹ ¹FC f 9 ¹ 6.19.2 Especificación de Propiedades Prismáticas * ¹AX f 1 ¹ ¹IX f 2 ¹ ¹IY f 3 ¹ ¹IZ f 4 ¹ property-spec = 'AY f 5 ; ¹AZ f 6 ¹ ¹YD f 7 ¹ ¹ZD f 8 ¹ ¹YB f 9 ¹ ¹ZB f 10 ¹ 6.19.3 Especificación de Miembros Biselados argument-list = f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 (f 6 f 7 ) donde, f 1 = Peralte de la sección en el nodo inicial . f 2 = Espesor del alma de la viga f 3 = Peralte de sección en el nodo final f 4 = Ancho del patín superior f 5 = Espesor del patín superior f 6 = Ancho del patín inferior. El valor por omisión es f4 f 7 = Espesor del patín inferior. El valor por omisión es f5 6.19.4 Especificación de Propiedades de una Tabla Dada por el Usuario Formato General: member-list UPTABLE I 1 section-name 6.19.5 Especificación de Asignación de Perfiles member-list ASSIGN profile-spec ¹BEAM ¹ ¹COLUMN ¹ profile-spec = ' ; ¹CHANNEL ¹ ¹ANGLE (DOUBLE) ¹ 6.20 Especificación de Propiedades de Los Elementos Formato General para elemento placa / Cascarón: ELEMENT PROPERTY element-list THICKNESS f 1 (f 2 , f 3 , f 4 ) 6.21.1 Especificación de Grados de Libertad de Miembros Formato General: MEMBER RELEASES * ¹FX ¹ ¹START ¹ ¹FY ¹ member-list ' ; 'FZ ; ¹END ¹ ¹MX¹ ¹MY¹ ¹MZ ¹ PARTIAL MOMENT RELEASE Formato General: MEMBER RELEASE ¹START ¹ member-list ' ; MP f 1 ¹END ¹ 6.21.2 Especificación de Grados de Libertad de Elementos Formato General para elemento Placa /Cascarón: ELEMENT RELEASE ¹ ¹ * ¹FX ¹ ¹J1 ¹ ¹FY ¹ element-list 'J2 ; 'FZ ; ¹J3 ¹ ¹MX ¹ ¹J4 ¹ ¹MY ¹ ¹ ¹ ¹MZ ¹ 6.22.1 Especificación de Miembros Armadura Formato General: MEMBER TRUSS member - list 6.22.2 Especificación de Miembros Tipo Cable Formato General: MEMBER CABLE member-list TENSION f 1 6.22.3 Especificación de Miembros en Tensión/Compresión Formato General: MEMBER TENSION member-list MEMBER COMPRESSION member-list 6.23 Elemento de Esfuerzos Planos y Especificación del Ignorar Rotación Dentro del Plano Formato General: ¹PLANE STRESS ¹ ELEMENT ' ; ¹ IGNORE INPLANE ROTATION ¹ element-list 6.24 Especificación de no Concurrencia de Miembros Formato General: MEMBER OFFSETS ¹START ¹ member list ' ; f 1 , f 2 , f 3 ¹END ¹ 6.25 Especificación de Constantes Formato General: CONSTANTS ¹E ¹ ¹POISSON ¹ ¹MEMBER memb/elem-list ¹ 'DENSITY; f 1 ' ; ¹BETA ¹ ¹(ALL) ¹ ¹ALPHA ¹ REF f 2 , f 3 , f 4 MEMBER memb/elem-list 6.26.1 Especificación de Apoyo Global Formato General: SUPPORTS ¹PINNED ¹ joint-list ' ; ¹FIXED (BUT release-spec[spring-spec.]) ¹ * ¹FX ¹ ¹FY ¹ ¹FZ ¹ release-spec = 'MX; ¹MY¹ ¹MZ ¹ * ¹KFX f 1 ¹ ¹KFY f 2 ¹ ¹KFZ f 3 ¹ spring-spec = 'KMX f 4 ; ¹KMY f 5 ¹ ¹KMZ f 6 ¹ 6.26.2 Especificación de Apoyo Inclinado Formato General: SUPPORT ¹PINNED ¹ joint-list INCLINED f 1 f 2 f 3 ' ; ¹FIXED (BUT release-spec[spring-spec.]) ¹ donde release-spec y spring-spec son idénticos a como se explica en la sección 6.26.1 6.26.3 Generador Automático de Apoyos Elásticos para Cimentaciones Formato General: SUPPORT ¹FOOTING f1 (f2) ¹ ¹X ¹ joint-list ' ; DIRECTION 'Y ; SUBGRADE f3 ¹(ELASTIC) MAT ¹ ¹Z ¹ 6.27 Especificación Amo/Esclavo Formato General: * ¹RIGID ¹ ¹FX ¹ ¹FY ¹ SLAVE 'FZ ; MASTER j JOINT joint-spec ¹MX ¹ ¹MY ¹ ¹MZ ¹ ¹joint-list ¹ ¹ ¹ joint-spec = '¸XRANGE _ ; ¹YRANGE f 1 , f 2 ¹ ¹¸ZRANGE , ¹ 6.28 Especificaciones de Dibujo Formato General: * ¹ISOMETRIC ¹ ¹ROTATE rotate-spec ¹ ¹SECTION section-spec ¹ ¹ZOOM f 1 ¹ ¹SHIFT x y ¹ ¹JOINT ¹ ¹MEMBER ¹ ¹SUPPORT ¹ ¹PROPERTY ¹ ¹SHAPE ¹ DRAW 'HIDDEN-LINE-REMOVED ; (LIST list-spec) ¹SHRINK f 2 ¹ ¹LOAD ln ¹ ¹DFDRAW ln ¹ ¹MODRAW sn ¹ ¹SCDRAW ln ¹ ¹MSDRAW ln force-spec ¹ ¹BMDRAW ln force-spec ¹ ¹ENVELOP force-spec ¹ ¹SCALE f 3 ¹ ¹VALUE ¹ ¹STRESS CONTOUR ln ¹ * ¹X xa ¹ ¹XY ¹ rotate-spec = 'Y ya ; section-spec = 'YZ ; r 1 r 2 ¹Z za ¹ ¹XZ ¹ ¹FX ¹ ¹FY ¹ force-spec = 'MZ ; ¹FZ ¹ ¹MY ¹ 6.29 Frecuencia de Corte o Modos de Vibración Formato General: ¹FREQUENCY f 1 ¹ CUT (OFF) ' ; ¹MODE SHAPE i 1 ¹ 6.30.1 Definición del Sistema de Cargas en Movimiento Formato General: DEFINE MOVING LOAD (FILE file-name) ¹LOAD f 1 ,f 2 ,..f n DISTANCE d 1 ,d 2 ,..d n-1 (WIDTH w) ¹ TYPE j ' ; ¹load-name (f) ¹ Especificando cargas estándar AASHTO Formato General: ¹HS20 ¹ TYPE i 'HS15 ; ( f ) ( vs ) ¹H20 ¹ ¹H15 ¹ 6.30.2 Definición de Cargas UBC Formato General: DEFINE UBC (ACCIDENTAL) LOAD ZONE f 1 UBC-spec SELFWEIGHT JOINT WEIGHT joint-list WEIGHT w MEMBER WEIGHT ¹UNI v 1 v 2 v 3 ¹ mem-list ' ; ¹CON v 4 v 5 ¹ * ¹I f 2 ¹ * ¹K f 6 ¹ UBC-spec = 'RWX f 3 ; UBC-spec = 'I f 7 ; para UBC 1991 ¹RWZ f 4 ¹ para UBC 1985 ¹TS f 8 ¹ ¹ S f 5 ¹ ¹ (CT f 9 ) ¹ ¹ (CT f 9 ) ¹ 6.30.3 Definición de Cargas Por Viento Formato General: DEFINE WIND LOAD TYPE j INTENSITY p 1 p 2 p 3 ... p n HEIGHT h 1 h 2 h 3 ... h n ¹e 1 JOINT joint-list ¹ EXPOSURE ' ; ¹YRANGE o ZRANGE f 1 f 2 ¹ 6.30.4 Definición de análisis Paso a Paso Formato General: DEFINE TIME HISTORY (DT x) ¹ACCELERATION ¹ TYPE i ' ; ¹ FORCE ¹ ¹READ f n ¹ ' ; ¹ t 1 p 1 t 2 p 2 .... t n p n ¹ ¹function-spec ¹ ARRIVAL TIME a 1 a 2 a 3 ....... a n (DAMPING d) donde ¹SINE ¹ FUNCTION ' ; ¹COSINE ¹ function-spec = ¹FREQUENCY ¹ AMPLITUDE f 1 ' ; f 2 (PHASE f 3 ) CYCLES f 4 (STEP f 5 ) ¹RPM ¹ 6.31 Especificación de Cargas Formato General: LOADING i 1 (cualquier título de carga) 6.31.1 Especificación de Carga Nodal Formato General: JOINT LOAD * ¹FX f 1 ¹ ¹FY f 2 ¹ joint-list 'FZ f 3 ; ¹MX f 4 ¹ ¹MY f 5 ¹ ¹MZ f 6 ¹ 6.31.2 Especificación de Carga Sobre Un Miembro Formato General: MEMBER LOAD ¹UNI o UMOM direction-spec f 1 , f 2 , f 3 , f 4 ¹ member-list 'CON o CMOM direction-spec f 5 , f 6 , f 4 ; ¹LIN local-spec f 7 , f 8 , f 9 ¹ ¹TRAP direction-spec f 10 , f 11 , f 12 , f 13 ¹ ¹X ¹ ¹Y ¹ ¹Z ¹ ¹GX ¹ ¹X ¹ direction-spec = 'GY ; local-spec = 'Y ; ¹GZ ¹ ¹Z ¹ ¹PX ¹ ¹PY ¹ ¹PZ ¹ 6.31.3 Especificación de Carga Sobre Un Elemento Formato General para especificación de carga en elemento Placa/Cascarón: ELEMENT LOAD ¹ ¹GX¹ ¹ ¹PRESSURE 'GY; f 1 (x 1 y 1 x 2 y 2 ) ¹ ¹ ¹GZ ¹ ¹ ¹ ¹ element-list ' ; ¹ ¹X ¹ ¹ ¹TRAP ' ; f 2 f 3 ¹ ¹ ¹Y ¹ ¹ 6.31.4 Especificación de Carga de Piso y de Carga de Superficie Formato General para carga de superficie: AREA LOAD member-list ALOAD f 1 Formato General para carga de piso: FLOOR LOAD YRANGE f 1 f 2 FLOAD f 3 (XRANGE f 4 f 5 ZRANGE f 6 f 7 ) 6.31.5 Especificación de Carga de Pre - Esfuerzo Formato General: ¹PRESTRESS ¹ MEMBER ' ; (LOAD) ¹POSTSTRESS ¹ * ¹ES f 2 ¹ member-list FORCE f 1 'EM f 3 ; ¹EE f 4 ¹ 6.31.6 Especificación de Carga Debida a Temperatura Para Miembros y Elementos Formato General: TEMPERATURE LOAD ¹TEMP f 1 f 2 ¹ member-list ' ; /element-list ¹STRAIN f 3 ¹ 6.31.7 Especificación de Carga Sobre Un Extremo Empotrado Formato General: FIXED ( END ) LOAD member-no. f 1 , f 2 , ..... f 12 6.31.8 Especificación de Carga por Desplazamiento de Apoyos Formato General: SUPPORT DISPLACEMENT ( LOAD ) ¹FX ¹ ¹FY ¹ support joint-list 'FZ ; f 1 ¹MX¹ ¹MY¹ ¹MZ ¹ 6.31.9 Especificación de Carga Debida Al Peso Propio Formato General: ¹X ¹ SELFWEIGHT 'Y ; f 1 ¹Z ¹ 6.31.10.1 Especificación del Espectro de Respuesta Formato General: * ¹SRSS ¹ ¹X f 1 ¹ ¹ACC ¹ SPECTRUM ' ; 'Y f 2 ; ' ; (SCALE f 4 ) (DAMP f 5 ) ¹CQC ¹ ¹Z f 3 ¹ ¹DIS ¹ P 1 , V 1 ; P 2 , V 2 ; P 3 , V 3 ; P 4 , V 4 ..... P n , V n 6.31.10.2 Aplicación de Cargas de Tiempo Variable para Análisis Paso a Paso Formato General: TIME LOAD ¹FX ¹ ¹FY ¹ joint list 'FZ ; I t I a ¹MX ¹ ¹MY ¹ ¹ MZ ¹ ¹X ¹ GROUND MOTION 'Y ; I t I a ¹ Z ¹ 6.31.11 Especificación de cargas Repetitivas Formato General: REPEAT LOAD i 1 , f 1 , i 2 , f 2 ... i n , f n 6.31.12 Generación de Cargas GENERATION OF MOVING LOADS Formato General: LOAD GENERATION n (ADD LOAD i) * ¹XINC f 1 ¹ ¹YRANGE ¹ TYPE j x 1 y 1 z 1 'YINC f 2 ; ( ' ; r) ¹ ZINC f 3 ¹ ¹ ZRANGE ¹ GENERATION OF UBC SEISMIC LOAD Formato General: LOAD i ¹X ¹ UBC LOAD 'Y ; (f) ¹Z ¹ GENERATION OF WIND LOAD Formato General: LOAD i ¹X ¹ WIND LOAD 'Y ; (f) TYPE j ¹Z ¹ 6.32 Especificación de Frecuencia Natural Formato General: CALCULATE NATURAL (FREQUENCY) 6.33 Comando de Cálculo Modal Formato General: MODAL (CALCULATION REQUESTED) 6.34 Especificación de Cargas Combinadas Formato General: LOAD COMBINATION (SRSS) i a 1 i 1 , f 1 , i 2 , f 2 ... f SRSS 6.35 Cálculo de Estadísticas del Problema Formato General: PRINT PROBLEM STATISTICS 6.36 Especificación de Análisis Formato General: ¹LOAD DATA ¹ ¹PERFORM ¹ ¹STATICS CHECK ¹ 'NONLINEAR (n) ; ANALYSIS (PRINT 'STATICS LOAD ) ; ¹PDELTA (n) ¹ ¹MODE SHAPES ¹ ¹BOTH ¹ ¹ALL ¹ 6.37 Especificación de Cambio Formato General: CHANGE 6.38 Especificación de Lista de Cargas Formato General: ¹load-list ¹ LOAD LIST ' ; ¹ALL ¹ 6.39 Especificación de Secciones Formato General: ¹MEMBER memb-list ¹ SECTION f 1 , f 2 ... f 5 ' ; ¹( ALL ) ¹ 6.40 Especificaciones Para La Impresión Formato General para la información relacionada con comandos print: ¹JOINT COORDINATES ¹ ¹MEMBER INFORMATION ¹ ¹ELEMENT INFORMATION (SOLID) ¹ ¹(ALL) ¹ ¹MEMBER PROPERTIES ¹ ¹ ¹ PRINT 'MATERIAL PROPERTIES ; 'LIST lista de ele. ; ¹SUPPORT INFORMATION ¹ ¹ nodos, ¹ ¹o ¹ ¹ miembros ¹ ¹ALL ¹ Formato General para imprimir la posición del cg: PRINT CG Formato General para la impresión del resultado del análisis: ¹(JOINT) DISPLACEMENTS ¹ ¹(MEMBER) FORCES ¹ PRINT 'ANALYSIS RESULTS ; List - ¹(MEMBER) SECTION FORCES ¹ spec ¹(MEMBER) STRESSES ¹ ¹ELEMENT (JOINT) STRESSES (AT f 1 f 2 ) ¹ ¹ELEMENT (JOINT) STRESSES SOLID ¹ ¹ MODE SHAPES ¹ ¹(ALL) , ¹ List-spec = 'LIST lista de elem.-nodos, ; ¹ miembros o elementos ¹ Formato General para imprimir reacciones de apoyos: PRINT SUPPORT REACTIONS Formato General para imprimir la tabla de acero completa: PRINT ENTIRE (TABLE) 6.41 Impresión de Desplazamientos de Secciones Formato General: ¹NOPRINT ¹ PRINT SECTION (MAX) DISPL (NSECT i) (SAVE a) 'ALL ; ¹LIST ¹ ¹ memb-list ¹ 6.42 Especificación de la Impresión del Envolvente de Fuerzas Formato General: ¹FORCE ¹ PRINT ' ; ENVELOPE (NSECTION i) list-sp. ¹MAXFORCE ¹ ¹LIST ¹ list-spec = ' ; ¹(ALL) ¹ 6.43 Especificaciones de Impresión Para El Post - Análisis Las gráficas para impresión de los resultados del análisis pueden ser generados después de que el mismo ha sido realizado. Consulte la sección 6.29 para todos los comandos pueden ser proporcionados en el archivo de entrada después del comando PERFORM ANALYSIS. 6.44.1 Formas Deflectadas Formato General: PLOT DISPLACEMENT FILE 6.44.2 Desplazamientos de Sección Formato General: PLOT SECTION FILE 6.44.3 Diagrama de Fuerzas de Cortante y Momento Flexionante Formato General: PLOT BENDING FILE 6.44.4 Modos de Vibración Formato General: PLOT MODE FILE 6.44.5 Contornos de Esfuerzo Formato General: PLOT STRESS FILE 6.45 Especificación de Tamaño Formato General: * ¹WIDTH f 1 ¹ ¹DEFLECTION f 2 ¹ ¹MEMBER member-list ¹ SIZE 'LENGTH f 3 ; ' ; ¹BSTRESS f 4 ¹ ¹ALL ¹ ¹SSTRESS f 5 ¹ 6.46 Especificaciones de Diseño En Acero Esta sección de la entrada se conforma de las especificaciones relacionadas con el diseño. 6.46.1 Especificación de Parámetros Formato General: PARAMETER ¹AASHTO ¹ ¹AISC ¹ ¹AUSTRALIAN ¹ ¹BRITISH ¹ ¹CANADIAN ¹ CODE 'FRENCH ; ¹GERMAN ¹ ¹INDIA ¹ ¹JAPAN ¹ ¹LRFD ¹ ¹NORWAY ¹ ¹parameter-name f 1 ¹ ¹MEMBER memb-list ¹ ' ; ' ; ¹PROFILE a 1 , (a 2 , a 3 ) ¹ ¹ALL ¹ 6.46.2 Especificación de Revisión conforme a Códigos Formato General: ¹MEMBER memb-list ¹ CHECK CODE ' ; ¹ALL ¹ 6.46.3 Especificación de Selección de Miembros Formato General: ¹MEMBER memb-list ¹ SELECT ' ; ¹ALL ¹ 6.46.4 Selección de Miembros Por Optimización Formato General: SELECT OPTIMIZED 6.46.5 Especificación de Selección de Soldadura Formato General: ¹MEMBER memb-list ¹ SELECT WELD (TRUSS) ' ; ¹ALL ¹ 6.47 Especificación de Grupo Formato General: (FIXED GROUP) GROUP prop-spec MEMB memb-list (SAME AS i 1 ) ¹AX ¹ = Área de la sección transversal prop-spec = 'SY ; = Módulo de Sección en eje local y ¹SZ ¹ = Módulo de Sección en eje local z 6.48 Especificación de Estimación de Acero Formato General: STEEL TAKE ( OFF ) 6.49 Especificaciones de Diseño En Madera Esta sección describe las especificaciones de diseño de madera. 6.49.1 Especificación de Parámetros Para el Diseño En Madera Formato General: PARAMETER CODE TIMBER ¹MEMBER member-list ¹ parameter-name f 1 ' ; ¹ALL ¹ 6.49.2 Especificación de Revisión Conforme a Códigos Formato General: ¹MEMBER member-list ¹ CHECK CODE ' ; ¹ALL ¹ 6.49.3 Especificación de Selección de Miembros Formato General: ¹MEMBER member-list ¹ SELECT ' ; ¹ALL ¹ 6.50 Especificación de Diseño En Concreto 6.50.1 Inicio del Diseño En Concreto Formato General: START CONCRETE DESIGN 6.50.2 Parámetros de Diseño en Concreto Formato General: ¹ACI ¹ ¹BRITISH ¹ ¹CANADIAN ¹ CODE 'FRENCH ; ¹GERMAN ¹ ¹INDIA ¹ ¹JAPAN ¹ ¹NORWAY ¹ ¹MEMBER memb/elem list ¹ parameter-name f 1 ' ; ¹( ALL ) ¹ 6.50.3 Comando de Diseño En Concreto Formato General: ¹BEAM ¹ DESIGN 'COLUMN ; memb-list ¹ELEMENT ¹ 6.50.4 Estimación de Concreto Formato General: CONCRETE TAKE OFF 6.50.5 Finalizando el Diseño en Concreto Formato General: END CONCRETE DESIGN 6.51 Especificación Para El Diseño de Cimentaciones Esta sección describe la entrada para el diseño de cimentaciones. 6.51.1 Inicio del Diseño Formato General: START FOOTING DESIGN 6.51.2 Especificación de Parámetros Para El Diseño de Cimentaciones Formato General: ¹AMERICAN ¹ ¹BRITISH ¹ ¹CANADIAN ¹ CODE 'FRENCH ; ¹GERMAN ¹ ¹INDIA ¹ ¹JAPAN ¹ ¹NORWAY ¹ ¹JOINT joint-list ¹ parameter-name f 1 ' ; ¹( ALL ) ¹ 6.51.3 Comando Para El Diseño de Cimentaciones Formato General: DESIGN FOOTING joint-list 6.51.4 Conclusión Del Diseño de Cimentaciones Formato General: END FOOTING DESIGN 6.52 Comandos Especiales Diversos 6.52.1 Comando de Precisión Formato General: PRECISION f 1 6.52.2 Comando de Entrada de Memoria Formato General: INPUT MEMORY f 1 6.53 Especificación de Guardado de Archivos Formato General: SAVE (a 1 ,a 2 ) 6.54 Especificación de Restauración de Archivos Formato General: RESTORE (a 1 , a 2 ) 6.55 Especificación de la Conclusión de la Ejecución Formato General: FINISH