Facultad de Ingeniería Manual de Robot Structural Analysis Ejemplos de Modelación y Cálculo
Contenido Descripcion General del Programa ......................................................................................................................................... 4 Módulos de RSA ...................................................................................................................................................................... 4 Configuración Básica del Programa ........................................................................................................................................ 5 Preferencias ........................................................................................................................................................................ 5 Preferencias para el Proyecto (Job Preferences) ................................................................................................................ 6 Sistema de Layouts ................................................................................................................................................................. 6 Lista de Atajos ..................................................................................................................................................................... 7 Introducción de una estructura de Acero y Concreto Reforzado ........................................................................................... 8 Configuración del Programa ............................................................................................................................................... 8 Definición del Modelo ......................................................................................................................................................... 9 Definición de Ejes de referencia ..................................................................................................................................... 9 Definición de Secciones ................................................................................................................................................ 11 Definición de Barras ...................................................................................................................................................... 14 Definición de Soportes .................................................................................................................................................. 17 Definición de Casos de Carga ........................................................................................................................................ 18 Definición de cargas para los casos definidos ............................................................................................................... 19 Cambiando el Tipo de Estructura .................................................................................................................................. 25 Definición de Ejes Adicionales ...................................................................................................................................... 25 Copiando el Marco existente ........................................................................................................................................ 26 Definición de una Losa .................................................................................................................................................. 29 Definición de un Desfase............................................................................................................................................... 32 Definición de un Muro .................................................................................................................................................. 36 Definición de un suporte para muro ............................................................................................................................ 38 Definición de parámetros de Mallado .......................................................................................................................... 39 Definición de Cargas para la Losa ................................................................................................................................. 40 Análisis Estructural ............................................................................................................................................................ 42 Revisión de Resultados ..................................................................................................................................................... 45 Resultados en mapas para paneles ............................................................................................................................... 45 Deformaciones de la Estructura.................................................................................................................................... 46 Resultados para paneles en forma Tabular .................................................................................................................. 48
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Definición del Modelo ....................................................................................................................................................... 51 Definición del Contorno ................................................................................................................................................ 51 Propiedades del Armado............................................................................................................................................... 52 Definición del Panel ...................................................................................................................................................... 52 Definición del Mallado .................................................................................................................................................. 53 Definición de Soportes .................................................................................................................................................. 54 Definición de Casos de Carga ........................................................................................................................................ 55 Definición de Cargas para Casos Generados................................................................................................................. 55 Análisis Estructural / Resultados ....................................................................................................................................... 56
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Descripcion General del Programa Que es Autodesk Robot Structural Analysis? Robot Structural Analysis (RSA) es un programa que integra las funciones usadas en el modelado, análisis y diseño de varios tipos de estructuras. El programa permite al usuario crear estructuras, llevar a cabo análisis estructural, verificar los resultados obtenidos, realizar revisiones de cálculos de códigos de miembros estructurales y preparar la documentación para una estructura calculada y diseñada.
Módulos de RSA RSA es un producto único con muchas funciones y un entorno común para el usuario. Al iniciar, RSA presenta una ventana que permite abrir estructuras existentes o usar uno de los módulos de diseño. La ventana siguiente se muestra al seleccionar la opción More en la ventana de inicio. Esta ventana es usada para seleccionar el tipo de estructura que se va a analizar:
Nota: Cuando el cursor es posicionado sobre uno de los iconos, se muestra el nombre de la estructura. Nota: Si se desea modificar el tipo de estructura en la que se está trabajando, se puede hacer bajo el menú Geometría.
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Configuración Básica del Programa Las dos opciones que permiten al usuario definir los parámetros a utilizar son Preferences y Job Preferences, ambas se encuentran bajo el menú Tools o el botón Tools.
Preferencias El dialogo de Preferencias que se presenta es usada para definir los parámetros básicos del programa:
Figura 1 Ejemplo de Preferencias
Preferencias para el Proyecto (Job Preferences) El cuadro de diálogos Job Preferences a continuación, permite que se definan los parámetros generales que serán usados en un proyecto dado:
Los parámetros más importantes son:
Unidades y Formatos Materiales Catálogos (Selección de la base de datos apropiada para elementos estructurales) Mallado (parámetros para la generación de mallas de elementos finitos para placas y cascarones)
Sistema de Layouts RSA está equipado con un mecanismo de Layouts que simplifica el proceso de diseño. Los Layouts en RSA son arreglos de cuadros de diálogos, vistas y tablas que se usan para llevar a cabo operaciones específicas. Los Layouts disponibles en RSA se crearon para hacer que las operaciones consecutivas que llevan a la definición, calculo y diseño de una estructura sean más fluidas – los Layouts guían al usuario a través del proceso, desde el modelado hasta los resultados. Los Layouts están disponibles desde la lista de selección encontrada en la esquina superior izquierda de la pantalla.
Sin embargo no es necesario definir la estructura en el orden de acuerdo a los Layouts. Este proceso puede ser llevado a cabo en cualquier orden que el usuario desee. El sistema de Layouts sirve para hacer la definición de estructuras un proceso intuitivo y eficiente. Todas las operaciones en RSA pueden llevarse a cabo sin el uso de los Layouts, haciendo uso de los menús de programa o una combinación de ambos métodos.
Lista de Atajos Para Seleccionar Todo Copiar Abrir un nuevo Proyecto Abrir un Proyecto Existente Imprimir Guardar el Proyecto Cortar Repetir la última operación Pegar Deshacer la última operación Mostrar la proyección 3D de una estructura (3D XYZ) Proyección XZ Proyección YZ Proyección YZ Mostrar la vista inicial de la estructura Zoom en ventana Captura de Pantalla Ayuda de Robot Structural Analysis Reducir los Atributos de la Estructura Aumentar los Atributos de la En pantalla
Presionar Ctrl + A Ctrl + C Ctrl + N Ctrl + O Ctrl + P Ctrl + S Ctrl + X Ctrl + Y Ctrl + V Ctrl + Z Ctrl + Alt + 0 Ctrl + Alt + 1 Ctrl + Alt + 2 Ctrl + Alt + 3 Ctrl + Alt + D Ctrl + Alt + L Ctrl + Alt + Q F1 Av Pág Re Pág
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Introducción de una estructura de Acero y Concreto Reforzado Configuración del Programa Para configurar el programa con las preferencias a utilizar en el ejemplo hacer lo siguiente: 1. Inicia el programa Robot Structural Analysis. 2. En la pantalla de inicio, selecciona el icono
(Marco 2D).
3. Selecciona Tools > Preferences del menú textual o haz click en el botón y luego en el botón en la barra de herramientas para abrir el cuadro de dialogo Preferences. En este cuadro configuraremos las opciones de trabajo a usar en este ejemplo.
4. Selecciona la opción de Languages de la parte izquierda de la ventana y en Regional Settings elige United States. 5. Haz click en Accept para cerrar la ventana. 6. Selecciona Tools > Job Preferences o haz click en el botón y luego el botón para abrir el cuadro de diálogos Job Preferences. En este cuadro configuraremos las unidades a utilizar en el ejemplo.
7. Haz click en el botón Metric para cambiar las unidades a utilizar en el proyecto de unidades Imperiales a unidades Metricas. 8. Haz clic en OK.
Definición del Modelo Definición de Ejes de referencia
En este paso, definimos una rejilla rectangular en el sistema de coordenadas cartesiano. Estos ejes nos ayudan creando intersecciones entre los ejes que facilitan el trabajo al usuario al guiar los movimientos del cursor durante la definición grafica de la estructura.
1. Presiona el botón (en el lado derecho de la pantalla de RSA) o selecciona Geomtry > Axis Definition desde el menú textual para abrir el cuadro de diálogos Structural Axis. 2. En la pestaña X en campo Position teclea -1 y haz click en el botón Add, de la misma manera ingresa las coordenadas mostradas abajo (Definicion de ejes en X). 3. En el deplegable Numbering selecciona la opción A B C …
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4. En la pestaña Z en el campo de Position teclea 0 y haz click en el botón Add, de la misma manera ingresa las coordenadas mostradas abajo (Definicion de ejes en Z). 5. En el deplegable Numbering selecciona la opción 1 2 …
6. Haz click en Apply y Close para terminar la definición de Ejes. 7. Los ejes deben aparecer como a continuación:
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Definición de Secciones
En este paso, aprenderemos como añadir nuevas secciones a la lista de secciones disponibles. 1. Haz click en el botón (lado derecho de la pantalla) o selecciona Geometry > Properties > Sections del menú textual para abrir el cuadro de dialogo Sections. 2. Verifica la presencia de las siguientes secciones: CR30x30, BR30x60, W8x28, W10x45. 3. Si las secciones mencionadas no se encuentran presentes en la lista de secciones disponibles haz click en el botno ew section definition para abrir el cuadro de dialogo New Section. 4. En el desplegable Section type selecciona RC Column.
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5. Ingresa 30 en los campos b y h, automáticamente en el campo Label aparecerá el nombre: CR 30x30, haz click en Add. 6. En el desplegable Section type selecciona RC Beam. 7. Ingresa 30 en el campo b y 60 en el campo h, en el campo Label aparecerá el nombre: BR 30x60, haz click en Add.
8. En el desplegable Section type selecciona Steel. 9. Selecciona AISC 13th en el desplegable Database, W en el desplegable Family y W 8x28 en el desplegable Section.
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10. Haz click en Add para añadir la sección a la lista de secctiones activas. 11. Como antes, conlas mismas opciones seleccionadas en Database, Family, Selecciona W 10x45 en el desplegable Section. 12. Haz click en Add y cierra lo cuadros de dialogo New Selection y Sections.
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Definición de Barras
En este paso, definimos un marco 2D usando las secciones previamente definidas. 1. En el desplegable de selección de Layouts (parte superior derecha) cambia al Layout Bars:
2. En el cuadro de dialogo Bars, selecciona RC Column (en el campo Bar Type), CR 30x30 (campo Section) 3. Coloca el curso en el campo Node Corordinates > Beginnig, cambia al visor gráfico y selecciona el principio y fin de las coordenadas de las columnas mediante las intersecciones de los ejes definidos, B1-B2, C1-C2, D1-D2.
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4. Ingresa los siguientes parametros en el cuadro de dialogo Bars: RC Beam (Bar Type Field), BR 30x60 (Section field) 5. En el campo Node Coordinates > Beginning, como antes, indica el principio y fin de las vigas: A2-B2, B2-C2, C2D2, D2-E2:
6. Ingresa los siguientes parametros en el cuadro de dialogo Bars: Column (campo Bar Type), W8x28 (campo Section). 7. En el campo Node Coordinates > Beginning, como antes, indica el principio y fin de las columnas: A2-A3, C2-C5, E2-E3:
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8.
Ingresa los siguientes parametros en el cuadro de dialogo Bars: Beam (campo Bar Type), W10x45 (campo Section).
9. En el campo Node Coordinates > Beginning, como antes, indica el principio y fin de las columnas: A3-C5, E3-C4: 10. Haz click en los botones , y las formas de las secciones.
que están en la parte inferior de la pantalla para mostrar símbolos de soportes
11. Haz click en el icono , en la parte inferior de la pantalla para abrir el cuadro de dialogo Display. 12. Selecciona la opción Bars en el panel izquierdo y deselecciona Symbols en el panel derecho para dejar de mostrar los símbolos de secciones.
13. Haz click en Apply y en OK para cerrar el cuadro de dialogo. El marco 2D debe aparecer como a continuación:
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Definición de Soportes
En este paso, creamos soportes para el marco. 1. Ve al el panel de selección de Layouts y cambia al Layout Supports. 2. Ve al cuadro de dialogo Supports y selecciona Fixed en la lista de soportes. 3. Mueve el cursor al visor gráfico. Nota que un símbolo de soporte es mostrado y este ayudara al usuario a añadir soportes a nodos discretos. Para añadir todos los nodos, haz click derecho y haz click en Select y arrastra una ventana de izquierda a derecha sobre los nodos que tendrán soportes. 4. Haz click dentro del cuadro “current selection” y luego en Apply. Nota que los soportes agregados serán mostrados en pantalla. Otra manera de ingresar los nodos a los q se les va a aplicar soportes es ingresar 1 3 5 en el cuadro “current selection”.
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Definición de Casos de Carga En este paso, definiremos nombres y naturalezas para las cargas que actúan sobre la estructura. 1. En el panel de Layouts, cambia al layout Loads.
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2. En el cuadro de dialogo Load Types, haz click en New para definir unada nueva carga muerta (peso propio) con el nombre estándar DL1. El peso propio que genera la carga muerta DL1 se aplica automáticamente. 3. Haz click en New otra vez para definir otra carga muerta con el nombre estándar DL2. 4. Escoge en el desplegable Nature la opción live y luego haz click en New para definir una carga viva con el nombre estandar LL1. 5. Haz click en New nuevamente para definir una carga viva con el nombre estándar LL2. 6. Escoge en el desplegable Nature la opción wind, luego haz click en New para definir una carga de viento con el nombre estándar WIND1. 7. En el campo Nature cambia a la opción snow, luego haz click en New para definir una carga de nieve con el nombre estandar SN1.
Definición de cargas para los casos definidos
En este paso, definiremos los tipos y valores para los casos particulares de cargas. Cada caso de cargas puede tener varias cargas aplicadas dentro del concepto. 1. Para definir cargas para DL2, selecciona el segundo caso de cargas en la lista de casos definidos:
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2. Presiona el icono Definition.
que está en el lado derecho de la pantalla para abrir el cuadro de diálogos Load
3. Presiona la pestaña Bar y presiona el icono para abrir el cuadro Uniform Load, ingresa el valor de -10[kN/m] en el campo pZ, haz click en Add y cierra el cuadro.
4. Selecciona las vigas no 4 5 6 7 haciendo click en ellas o tecleando 4to7 en el campo Apply to y haz click en Apply . 5. Presiona el botón cargas.
colocado en la parte inferior de la pantalla para mostrar etiquetas de descripción para las
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6. Para definir cargas para LL1, selecciona el 3er caso en la desplegable de casos definidos. 7. En la pestaña Bar presiona el icono para abrir el cuadro Bar Force, telclea el valor -20 [kN] en el campo FZ. 8. En el campo Coordinate, deja el valor x=0.5 (mitad de la barra), haz click en Add y cierra el cuadro.
9. Selecciona la viga 5, seleccionándola o tecleando 5 en el campo Apply to y haz click en Apply.
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10. De la misma manera que se definio la carga para el caso 3 se define la carga del caso 4: LL2, una carga puntual sobre la barra 6 de -30[kN].
11. Para definir cargas para WIND1 selecciona el 5to caso en el desplegable de casos de carga definidos. 12. En la pestaña Bar presiona el icono para abrir el cuadro Uniform Load, y teclea el valor de -1.5[kN/m] en el campo pZ, selecciona la opción Local en Coord. System, haz click Add y cierra el cuadro.
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13. Selecciona la barra 1, o teclea 1 en el campo Apply to y haz click en Apply. 14. De la misma manera, agregamos cargas uniformemente distribuidas de -2.5 [kN/m] para la barra 8 y -3[kN/m] para la barra 11.
15. Para definir cargas para SN1, selecciona el 6to caso en el desplegable de casos definidos. 16. En la pestaña Bar presiona el icono para abrir el cuadro Uniform Load, y teclea el valor de -2.5[kN/m] en el campo pZ, y marca la opción Projected Load, haz click en Add y cierra el dialogo.
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17. Selecciona las vigas 11 y 12, o teclea 11 12 en el campo Apply to y haz click en Apply. 18. Cierra el cuadro Load Definition.
19. En el panel de selección de layouts, cambia al layout Start.
Ahora, usando el marco 2D existente, definiremos una estructura que incluye un marco 3D, una losa y un muro.
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Cambiando el Tipo de Estructura
Hasta el momento hemos trabajado en un marco 2D. En este paso, cambiaremos al modolo Shell Design para poder agregar una losa y un muro. 1. Selecciona Geometry > Structure Type del menú textual, que abrirá la ventana siguiente: 2. Selecciona el icono Shell Design (el tercero de la primera fila) para cambiar el tipo de estructura de Marco 2D a cascaron. El programa invita al usuario a guardar el trabajo que se ha hecho hasta el momento. Definición de Ejes Adicionales
En este paso, definiremos ejes estructurales adicionales en el tercer eje, en la dirección Y.
1. Haz click en el icono o selecciona Geometry > Axis Definition… de el menú textual para abrir el cuadro Structural Axis. 2. Cambia el desplegable Numbering a Define y en el campo junto a esta opción teclea L1. 3. En la pestaña Y en el campo Position teclea 0 y haz click en Add m de la misma manera, ingresa los ejes mostrados a continuación:
4. Haz click en Apply y cierra el cuadro Structural Axis.
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Copiando el Marco existente
En este paso, copiaremos el Marco 2D para generar una estructura 3D. Cuando copiemos este marco, todos los atributos anexos a este (cargas, secciones, soportes) también serán copiados.
1. Haz click en el icono para abrir la barra View, ahora haz click en menú textual para mostrar una vista isométrica de la estructura:
o ve a View > Work in 3D > 3D xyz del
2. Presiona Ctrl + A para seleccionar toda la estructura. 3. Haz click en el icono luego en o ve a Edit > Edit > Move/Copy en el menú textual para abrir el cuadro Translation. 4. En el campo Translation vector ingresa 0, 7, 0. El vector de translación se puede de igual forma ingresar haciendo click en el campo y luego indicando el inicio y final del vector. 5. Selecciona la opción Copy y en Number Repetition ingresa el valor 2:
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6. Los marcos copiados deben aparecer como a continuación:
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Definicion de Vigas Laterales
En este paso, definimos vigas que conectan los marcos existentes.
1. Cambia al layout Bars. 2. Haz click en los botones para dejar de mostrar los números de barras y nudos. 3. En el cuadro Bars, cambia la opción Bar type a Beam. 4. En Section elige: W8x15. Si la sección no está disponible agrégala a la lista de secciones disponibles de haciendo click en y buscando la sección de la misma manera que se agregaron las secciones anteriores. 5. Coloca el cursor en el campo Node Coordinates > Beginnig, y cambia al visor grafico y selecciona el principio y fin de las barras usando las intersecciones de los ejes definidos: (E,L1,3) and (E,L2,3) (E,L2,3) and (E,L3,3) (C,L1,5) and (C,L2,5) (C,L2,5) and (C,L3,5) (A,L1,3) and (A,L2,3) (A,L2,3) and (A,L3,3) 6. La estructura con las vigas laterales deben mostrarse como a continuacion.
7. Ve a el desplegable de layouts y cambia al layout Geomtry.
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Definición de una Losa
En este paso, aprenderemos como definir una losa, primero definiremos el contorno de la placa y luego asignaremos propiedades físicas a esta. Primero, necesitamos definir la elevación de la estructura en la que deseamos trabajar, para esto usamos un “plano de trabajo”.
1. Para posicionarnos en un nuevo plano de trabajo haz click en el icono que se encuentra en la esquina inferior izquierda de la pantalla, este icono representa el plano activo de trabajo – un cuadro de dialogo View se abrirá. 2. Haz click en 2D y luego en XY y seleccional “Structura axis 2” 4.00 (m) –como se muestra a continuación: Una vez ques se seleccionen estos parametros la estructura se coloca en una vista sobre el plano XY a la altura Z definida; solo los elementos estructurales que se encuentran en este plano se mostraran en pantalla.
3. Cierra el cuadro View. 4. Haz click en el icono (lado derecho de la pantalla) o ve a Geometry > Objects > Polyline-contour desde el menú textual para abrir el cuadro de dialogo Polyline-Contour. 5. Indica los puntos requeridos para definir el contorno en el visor gráfico de la siguiente manera: (A,L1); (E,L1); (E,L3); (A,L3); (A,L1) – note, que al seleccionar el último punto sobre el punto de inicio, el contorno se “cerrara” de manera automática. 6. Cierra el cuadro de Polyline-Contour, el contorno definido debe lucir como a continuación.
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7. Haz click sobre el icono (lado derecho de la pantalla) o ve a Geometry > Panels desde el menú textual para abrir el cuadro de dialogo Panel. 8. En el cuadro de dialogo Panel elige los siguientes parametros: Panel en el campo Contour type, Internal point en el campo Creation with, none en el campo Reinforcement, y Shell en el campo Model como a continuación:
9. Para poder definir el espesor TH30_CONCR en el campo Thickness, tendremos que definir las propiedades del espesor haciendo click en el botón en el campo Thickness o en el icono abrir el cuadro de dialogo New Thickness. 10. Ingresa los siguientes parametros:
y luego en el botón New para
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11. Para asignar el panel definido al contorno existente haz coloca el cursor dentro del campo Internalpoint y luego muévelo hacia el visor gráfico y haz click dentro del contorno. 12. Cierra el cuadro Panel.
13. Para colocarnos en una vista 3D de la estructura, haz click en el icono botón 3D.
y en el cuadro View haz click en el
14. Haz click en los botones para mostrar en pantalla soportes y formas de las secciones. 15. La estructura definida con la losa debe aparecer como a continuación
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Definición de un Desfase
En este paso definiremos un desfase para las vigas de concreto reforzado que colindan con la losa. 1. Haz click en el icono que se encuentra en la parte inferior de la pantalla para abrir el cuadro de dialogo Display. 2. Selecciona la opción Panels/FE (panel izquierdo) yactiva Panel thickness (panel derecho).
3. En el visor gráfico, podemos observar que el eje neutro de las vigas de concreto reforzado y la losa están el mismo nivel, sin excentricidad por defecto.
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4. Ve a Geometry > Additional Attributes > Offsets desde el menú textual y haz click en el icono para abrir el cuadro de dialogo New Offset. 5. En el cuadro New Offset coloca los siguientes parametros: Offset_1 en el campo Label, -42.24[cm] (la mitad de altura de la viga mas la mitad del espesor de la losa) en los campos en lo campos Beginning - UZ y End – UZ, y marca la opción Global en el campo Coordinate system):
6. Haz click en Add y luego cierra el cuadro de dialogo. 7. Haz click en el icono
parte superio derecha de la pantalla para abrir el cuadro de dialogo Selection.
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v 8. Indica Section el desplegable de la pestaña Attrib. y haz click en BR30x60 en la lista del panel derecho. 9. Haz click en el botón para ingresar la seleccion de vigas a editar, estas aparecerán resaltadas en el visor gráfico. Cierra el cuadro Selection.
10. En el cuadro Offsets coloca el cursor sobre el campo Current Selection – los números de las vigas seleccinadas aparecerán. 11. Haz click en Apply y cierra el cuadro Offset.
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12. Para mostrar en pantalla el desfase definido abre el cuadro de dialogo Display, ve a Favorites (panel izquierdo) y marca la opción Offsets (panel derecho) Haz click en Apply y luego en OK. Los resultados deben ser como a continuación.:
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Definición de un Muro
En este paso, aprenderemos a definir una parde, primero definiremos el contorno al que le asignaremos propiedades físicas: 1. Para posicionarnos en un nuevo plano de trabajo abre el cuadro de dialogo View. 2. Haz click en 2D y en YZ luego selecciona “Structure axis D” 14.00 (m).
3. Cierra el cuadro de dialgo View. 4. Haz click en los iconos para que se dejen de mostrar los soportes y formas de secciones. 5. Abre el cuadro de dialogo Polyline-Contour. 6. Indica los puntos requeridos en el visor grafico en el siguiente orden: -- (14; 0; 0) -- (14; 2; 0) -- (14; 2; 3) -- (14; 4; 3) -- (14; 4; 0) -- (14; 10; 0) -- (14; 10; 3) -- (14; 12; 3) -- (14; 12; 0) -- (14; 14; 0) -- (14; 14; 4) -- (14; 0; 4) 7. Haz click en Apply y cierra el cuadro Polyline-Countour. 8. El contorno definido debe lucir como a continuación:
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9. Haz click en el icono para abrir el cuadro de dialogo Panel. 10. Elige las siguientes opciones: Panel en el campo Contour type, Internal point en el campo Creation field, none en el campo Reinforcement y Shell en el campo Model. 11. En Thickness elige TH_30CONCR. 12. Para aplicar las propiedades definidas al contorno de la pared lleva el cursor al campo Interal Point y luego en el visor gráfico haz click en un punto interno del contorno. 13. Cierra el cuadro de dialogo. 14. La estructura en una vista 3D debe aparecer como a continuación
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Definición de un suporte para muro
En este paso, crearemos un soporte lineal para colocar debajo del muro. 1. 2. 3. 4.
Haz click en el icono para abrir el cuadro de diálogo Supports . Ve a la pestaña Linear y Selecciona Fixed para tipo de soporte. Cambia al visor grafico y selecciona los bordes inferiores del muro. Cierra el cuadro Supports.
5. Cambia a una vista 3D utilizando el menú View o el icono 6. La estructura con los soportes lineares debe lucir como a continuación:
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Definición de parámetros de Mallado
En este paso, aprenderemos como añadir mallas de elementos finitos para los paneles. RSA cuenta con algoritmos muy poderosos que son capaces de mallar virtualmente cualquier forma estructural o cumplir cualquier requerimiento de mallado. 1. Haz click en el icono luego en el icono o en menú textual Analysis > Meshing > Meshing Options para abrir el cuadro de dialogo Meshing Options. Como no se tendrán paneles seleccionados el programa hara la siguiente pregunta:
Haz click en Yes para seleccionar todos los paneles. 2. Selecciona Complex mesh generation (Delaunay) para escoger el método de mallado. 3. Elige laopcion Element size en el campo Mesh generation. 4. Teclea 0.5 [m] para definir el tamaño de los elementos finitos:
5. Haz click en OK para cerrar el cuadro.
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6. Para generar el mallado de los paneles: desde la barra Options of FE Mesh Generation o desde el menú textual Analysis > Generation of Computational Model. 7. La losa y el muro mallaods aparecerán como a continuación:
Definición de Cargas para la Losa
En este paso, definiremos cargas adicionales que serán aplicadas a la losa.
1. Haz click en el icono para abrir el cuadro Load Types. 2. Escoge en el campo Nature la opción live, y luego haz click en Add para agregar un nuevo caso de carga con el nombre estandar LL3. 3. Para definir cargas para LL3, selecciona este caso en la lista de casos definidos. 4. Cierra el cuadro Load Types. 5. Haz lick en el icono
para abrir el cuadro de dialogo Load Definition.
6. En la pestaña Surface haz click en el icono para abrir el cuadro Uniform Planar Load, teclea el valor de -10 2 [kN/m ] en el campo pZ, haz lick en Add y cierra el cuadro. 7. En el cuadro Load Definition coloca el cursor en el campo Apply to, luego seleccional el panel de la losa. 8. Haz click en Apply y cierra el cuadro Load definition.
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Análisis Estructural En este paso inciaremos el proceso de análisis estructural, pero antes, definiremos un caso de combinación de cargas. 1. Vea Loads > Manual Combinations desde el menú textual para abrir el cuadro Combinations Definition /Modification. Deja las opciones que aparecen por defecto.
2. Haz click en OK para abrir el cuadro Combinations.
3. En este caso de cargas, usaremos la definición de factores que trae por defecto el programa, haz click en para mover todas las casos de cargas definidos (panel izquierdo) a la lista de casos en la combinación (panel derecho).
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4. Haz click en Apply y cierra el cuadro. 5. El caso de cargas combinadas COMB1 se ha añadido a la lista de casos de cargas definidas.
6. Haz click en el botón o ve a Analysis > Calculations desde el menú textual para iniciar el proceso de calculo. 7. Cuando los cálculos hayan terminado, aparecerá el mensaje: Results (FEM): Available aparecerá en la barra de titulo.
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Revisión de Resultados Resultados en mapas para paneles
En este paso aprenderemos como mostrar resultados de cálculos para paneles como “mapas” para casos de carga seleccionados:
1. En la lista de casos de cargas definidos elige el caso para el cual se mostraran los resultados:
2. Ve a Results > Maps desde el menú textual para abrir el cuadro de diálogos Maps. 3. En la pestaña Detailed marca Displacements – u,w para la dirección z 4. Marca With FE mesh (parte inferior del cuadro de dialogo)
5. Haz click en Apply y cierra el cuadro Maps. 6. Los mapas de deflexiones sobre las placas deben mostrarse como a continuación:
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7. Para remover los mapas de deflexiones en placas, ve al cuadro de diálogos Maps… y desmarca la opción que marcaste anteriormente y haz click en Apply.
Deformaciones de la Estructura
En este paso, aprenderemos como mostrar deformaciones en la estructura. 1. Haz click en el icono para dejar de mostrar las formas de las secciones. 2. Ve a Results > Diagrams for Bars… desde el menú textual para abrir el cuadro de dialogo Diagrams. 3. En la pestaña Deformations y marca la opción Deformation, haz click en el botón Normalize (para escoger una escala de resultados apropiada).
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4. La deformación de la estructura debe aparecer como a continuación:
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5. De la misma manera, otros diagramas pueden mostrarse en las pestañas NTM, Stresses , Reactions y Reinforcement. 6. Desmarca la opción Deformation y haz click en Apply, cierra el cuadro Diagrams.
Resultados para paneles en forma Tabular
En este paso, aprenderemos como mostrar los resultados de los cálculos en tablas:
1. Ve a Results > Panel and Shell Results desde el menú textual para abrir el cuadrp FE Results, o haz click en el botón
Tables y marca la opción Results for Plates and Shells, haz click en OK para cerar el cuadro.
2.
Haz click con el botón derecho sobre la tabla y selecciona Table Columns de entre las opciones para abrir el cuadro Results for finite elements. 3. En la pestaña Detailed marca las siguientes opciones: a. Membrane Forces – N: en la dirección xx b. Shear Forces – Q: en la dirección xx
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c. Displacements – u,w: en la dirección z
4. Haz click en OK para cerrar el cuadro Results for finite elements y mostrar las nuevas columnas. 5. En la lista de casos de cargas definidos escoge el caso 8:COMB1 para que se muestren los resultados de calculo para este caso de cargas:
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Hay otras pestañas en la parte inferior de la ventana que muestran información adicional como Envolventes, Extremos Globales e información de los Paneles. 6. En la tabla haz click con el botón derecho y haz click en “convert to Excel” para importar los datos de la tabla a una hoja de calculo. 7. Cierra la tabla FE Results.
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Definiendo y Analizando un Armado de Concreto
Este ejemplo demostrara paso a paso como el usuario puede definir y analizar un armado simple con una abertura. Unidades: [m] y [kN]. Una losa armada con una abertura será generada y analizada. El armado consistirá de elementos de concreto. Todos los pasos requeridos serán presentados. Cuatro casos de cargas serán definidos (peso propio y tres casos de carga adicionales). Las siguientes reglas aplican durante la definición de la estructura:
Cualquier símbolo de un icono que aparezca significa que se hizo click el icono relevante. ( x ) significa la selección de la opción “x” en el cuadro de dialogo o ingresar el valor “x”. CI y CD – Abreviaciones para Click Izquierdo y Click Derecho. RSAP – Abreviación para Robot Structural Analysis Professional
Para empezar la definición de la estructura corre el programa RSAP. Selecciona el icono encuentra debajo de la opción More en la pantalla de inicio.
que se
Definición del Modelo Definición del Contorno
Operación Realizada View > Grid > Grid Step Definition Dx = 1.0 Dy = 1.0 Apply, Close
Selecciona el icono Objects de la barra Structure Model CI en Polyline – contour en Definition method Usando el mouse selecciona los siguientes puntos en el visor grafico:} (-7,-5) (-7, 5) (7, 5) (7, -5) (-7, -5) (-4, 2) (-4, 0) (-1, 0) (-1, 2)
Descripción Abrir el cuadro Grid Step Definition desde el menu textual. Define los espacios entre las marcas en pantalla. Acepta la definición de parametros y cierra el cuadro Grid Step Definition.
Utilizar una poli línea para definir el contorno del armado Define el contorno de un rectángulo
Define un rectángulo al definir sus cuatro vértices y un quinto para cerrar el contorno. Servira para modelar la abertura en el armado.
(-4, 2) Close
Cierra el cuadro Polyline – Contour
Propiedades del Armado Abre el cuadro donde definiremos el espesor del armado. Selecciona el icono Thickness de la barra Structure Model Selecciona el boton New Thickness del cuadro FE Thickness En la pestaña Homogenuous en el campo Th= teclea el valor (30) En el campo Material: selecciona (C25/30) Add, Close Close
Define un nuevo espesor. Al definir el espesor Th= 30, en el campo Label debe aparecer la etiqueta TH30 Selecciona el material C25/30 de la base de datos Añade el nuevo espesor definido TH30 y cierra el cuadro New Thickness Cierra el cuadro FE Thickness
Definición del Panel Abre el cuadro Panel para definir una placa Selecciona el icono Panels dela barra Structure Model CI Countour type: Panel CI Properties / Reinforcement: selecciona RC floor CI Properties / Thickness: selecciona TH30 CI Properties /Model : selecciona Shell CI en Creation with / Internal Point CI en (0,0) en el visor grafico Close
Define el Panel alrededor de la abertura Selecciona el espesor, tipo de refuerzo y modelo dela estructura Crea el panel, selecciona un punto dentro del panel pero fuera de la abertura. El panal se definirá. En el inspector de objetos aparecerá un Panel y un Opening. Cierra el cuadro Panel.
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Definición del Mallado Ve a Analysis > Meshing > Meshing Options En Available meshing methods: selecciona Comples mesh generation (Delaunay) En Mesh Generation elige Element Size: (0.5m) OK
Abre el cuadro Meshing Options Elige la opción Delaunay para el mallado Define el tamaño de los elementos en la malla Acepta los parámetros definidos
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Definición de Soportes Analysis > Generation of Computational Model
Genera una malla de elementos finitos de acuerdo a los parámetros adoptados. Abre el cuadro Supports para definir soportes para la losa
Selecciona el icono Supports Define un nuevo tipo de soporte Advanced en la pestaña Rigid
Column Rectangular b= 45, h = 45 OK En el campo Label teclea Column_45x45, marca todas las direcciones (UZ, RX, RY) como fixed Add y Close CI en Column_45x45 CI en Current Selección CI en los puntos (-6,0) y (4,2) manteniendo presinado la tecla CTRL oprimida Apply LMC en la pestaña Linear Seleccional el tipo Pinned y CI sobre los bordes superior e inferior de la losa (1_Edge(2),1_Edge(4)).
Abre el cuadro Support Definition – Advanced para definir un soporte en base de las dimensiones de las dimensiones de una columna. Selecciona el tipo de soporte de columna Define el tipo de columna rectangular y las dimensiones de la sección. Cierra el cuadro Support Definition – Advanced Especifica el nombre y rigidez del soporte Añade el nuevo tipo de soporte a la lista de soportes disponible y cierra el cuadro Support Definition Selecciona el tipo de soporte a agregar. Selecciona los puntos a los cuales los soportes se agregaran Define los soportes en la estructura Define soportes lineales en la estructura.
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Definición de Casos de Carga Selecciona el icono Load Types
CI en el desplegable Nature, selecciona la opción live CI en el botón New CI en el botón New CI en el botón New, Close
Abre el cuadro Load Types Después de haber generado la malla de elementos finitos el primer caso de cargas (DL1) se generó. Define el tipo de caso de carga como viva Define tres casos de carga con los nombres LL1, LL2 y LL3 y cierra el cuadro Load Types.
Definición de Cargas para Casos Generados
Define el caso al que se le agregaran cargas Elige el caso LL1 Selecciona el icono Load Definition Selecciona la pestaña Surface
Abre el cuadro Load Definition Selecciona la opción Unifrom planar load on contour
Parametros de carga: Z (-5kPa) CI en Countour definition Define el contorno utilizando los siguientes puntos (2, 2) (4, 2) (4, 1) (2, 1)
Define la intensidad de carga Define el rectángulo al cual se aplicara la carga
CI en Add
Añade la carga sobre el contorno definido Define el caso al que se le agregaran cargas
Elige el caso de cargas LL2 Selecciona la pestaña Surface
Valores: P1,P2 en Z (-10,-10) kPa Point Coordinates A: (1,-5) B: (1,5) CI Add Elige el caso de carga LL3 Selecciona la pestaña Surface
Selecciona la opción Linear Load 2p
Define la intensidad de la carga en los puntos P1 y P2 y los puntos iniciales y finales de la línea donde se aplica la carga.
Define el caso al que se le agregaran cargas Selecciona Uniform planar load
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Valores Z: (-3) kPa Add, Apply to: 1, Apply Close Menu Loads > Automatic Combinations Combinations according to code: EN 1990:2002 CI en Full automatic combinations Haz lick en el boton More> Asegurese de que las opciones ULs y SLS esten seleccionads. Desmarca ACC y FIRE. Generate
Define el valor de la carga a aplicar sobre el panel Añande la carga, y se aplica al panel 1, cierra el cuadro Load Definition Define combinaciones de casos de cargas Al seleccionar esta opción se generaran todas las combinaciones del código elegido. Se eligen las proposiciones que se van a usar para la generación de combinaciones. Las combinaciones serán Generadas después de los cálculos.
Análisis Estructural / Resultados Empieza el cálculo de la estructura definida Selecciona el icono Calculations Abre el layout Results – Maps En el desplegable de layouts ve a Results / Results – maps Tools > Job Preferences Units and Formats / Other Incrementa el numero de decimales para Displacement a 3 Elige el caso de carga LL3 Marca la opcion Displacements –u,w: z en el cuadro Maps Ve a la pestaña Parameters en el cuadro Maps y selecciona la opcion middle en el campo Layer for stresses Apply
Abre el cuadro Job Preferences Selecciona la opción que define el número de decimales para una cantidad. Incrementa el número de decimales a mostrar Define el caso para el cual se mostraran resultados Selecciona los desplazamientos a mostrarse
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Ve a la pestaña detailed del cuadro Maps y desmarca la opcion Displacements –u,w: z y haz click en Apply Cambia de layout al layout Geometry Results > Panel Cuts
CI en Displacements – u, w en la pestaña Detailed En la pestaña Definition de el cuadro Panel Cuts selecciona la opcion Parallel to axis – Y y ingresa las coordenadas 1,-5 Cambia a la pestaña Parameters y selecciona la opcion middle en Layer of stresses field En la pestaña Disagrams selecciona las opciones: labels en Diagram descriptions, fence en el campo Filling y normal en el campo Diagram position Apply
Abre el cuadro Panel cuts desde dl menú Results, que permite crear diagramas de fuerzas internas y desplazamientos sobre elementos finitos. Selecciona el diagrama de momentos Mxx para mostrar Selecciona el método por el cual se realizara el corte de panel Selecciona la capa para la cual se mostraran los diagramas en el corte Selecciona la manera en la cual se presentaran los diagramas Enciende la presentación de el corte sobre la estructura
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Ve a la pestaña Cuts y desmarca el diagrama definido Apply, Close
Apaga el diagrama que se muestra para el corte Apaga el diagrama y cierra el cuadro Panel Cuts
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