Manual Sap2000

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Instituto Superior de Engenharia de Lisboa 
 
Departamento de Engenharia Civil 
 
 
 
 
 
 
MANUAL INICIAÇÃO SAP2000 
Análise do comportamento dinâmico de modelos estruturais 
 
 
 
 
 
 
 
Fernando Manuel Duarte Almeida 
 
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa SAP2000 
 
 
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No canto inferior direito escolhe-se a unidade de medida para o cálculo, este passo deverá ser 
feito antes de qualquer outro. 
 
 
 
Para podermos criar a nossa estrutura temos de criar um grid, ou seja, um quadriculado onde 
o espaçamento deste é o espaçamento das vigas/pilares que desejamos. 
File/New Model 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Podemos seleccionar elementos pré feitos mas dada a especificidade única de cada estrutura 
vamos escolher a criação de uma grelha. 
Seleccionar Grid Only 
 
 
Vamos criar uma estrutura a duas dimensões para o cálculo com um piso e duas consolas mais 
cobertura. 
 
 
Nº de Vigas + 1 
Como trabalhamos em 2D assume-se 1. 
Espaços Verticais onde se pode 
assumir os pilares. 
Valor para o comprimento das 
vigas,ou seja, referência para o 
espaçamento. 
Valor 1 pois estamos a trabalhar 
em 2D e não necessitamos de 
profundidade para a nossa 
estrutura. 
Nº de pisos + 1 
Definição da origem das nossas 
coordenadas. 
 
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Resulta na seguinte estrutura: 
 
 
Como nós não queremos as vigas todas iguais temos de clicar com o botão do lado direito do 
rato em cima da grelha e seleccionamos Edit Grid Data. 
 
 
 
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Aparece esta janela e clicamos em Modify/Show System 
 
 
 
Surge uma nova janela onde podemos personalizar a nossa grelha, ou seja, personalizar as 
distâncias sejam de pilares ou vigas. 
 
 
 
 
 
Vigas 
Pilares 
 
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Neste momento temos de definir os materiais das vigas e dos pilares (betão). 
 
Fazemos adicionar um novo material. Vamos criar o betão C20X25. 
 
 
 
 
 
 
 
Betão C20X25: 
- Peso de 25KN/m³ (2500Kg/m³) 
-Módulo de Elasticidade E=29GPa 
ou seja 29x10³ (C20/25) 
-Coeficiente de Poisson 0,2 em 
regime não fendilhado (Clausula 3.1.3 (4) 
do Eurocódigo 2) 
-Coeficiente de Dilatação Térmica α= 10X10^-6/°K (por grau Kelvin) 
 
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Podemos criar mais materiais como aço A400 ou A500 e até mesmo outro tipo de betão, 
vamos desenhar a nossa estrutura com o comando à esquerda Draw Frame/Cable Object. 
Temos de desenhar da esquerda para a direita e de baixo para cima, caso contrário a 
estrutura mais tarde dá erro nas deformadas e não as desenha. 
 
 
 
 
 
Ferramenta para desenhar barras 
 
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Depois de desenharmos a nossa estrutura vamos definir as secções dos pilares e das vigas. 
Define/Section Properties/Frame Sections 
 
 
 
 
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Depois seleccionamos o tipo de material, neste caso concrete/betão e escolhemos a secção 
rectangular. 
 
 
Vamos criar um pilar 30X40 e outro 50X40 de betão anteriormente criado C20X25. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mais tarde se não tivermos a certeza se as secções estão bem definidas nos seus eixos, 
voltamos a este campo e substituímos os valores de cima para baixo e o de baixo para cima. 
 
 
 
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Vamos criar agora as vigas 30X40 e 40X40 com betão C20X25. 
 
 
Os quatro elementos estruturais criados aparecem no seguinte quadro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Agora vamos atribuir à nossa estrutura os apoios, vamos seleccionar em primeiro lugar os 4 
locais onde se pretendem, recorrendo ao comando Select/Select/Pointer/Window. 
 
 
Seleccionamos os 4: 
 
 
 
Vamos atribuir os tipos de apoios em Assign/Joint/Restraints. 
 
 
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Aparece o seguinte quadro: 
 
 
 
Colocamos os vistos em todas as caixas para obtermos as rotações nos 3 eixos e seleccionamos 
o encastramento (símbolo da esquerda). 
Clicamos uma vez e depois em OK. Aparece a estrutura desta forma: 
 
 
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Agora vamos atribuir as barras verticais e horizontais o papel de vigas e pilares. Temos de 
clicar nas barras que pretendemos atribuir, vamos começar com os pilares, há que ter em 
conta a existência de dois tipos. 
 
Às barras interiores aplicamos pilares 
 
 
 
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Em mais pormenor observamos: 
 
 
 
Nesta altura já temos a nossa estrutura com apoios e secções definidas. 
NOTAR QUE NÃO SE DESENHOU A VIGA DE FUNDAÇÃO. 
Agora vamos verificar se as secções estão bem atribuídas. Seleccionar View/Set Display 
Options: 
 
 
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Aparece o seguinte quadro com as opções que podemos ver enquanto trabalhamos. 
 
 
 
Seleccionamos Extrude View e Sections. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Trocar as secções: 
 
 
Activa o modo de visualização em perspectiva. 
Personaliza a perspectiva 
movendo sem largar o botão 
esquerdo do rato. 
Secções desalinhadas, temos de 
voltar a trocar as secções (largura 
pelo comprimento). 
 
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Exemplo: 
 
 
 
Vista geral após revisão das secções com as vigas todas da mesma altura: 
 
 
Para colocarmos o fundo branco ir a View/Set Display Options/White Color Back Objects. 
Para voltar ao fundo preto é só seleccionar View/Set Display Options/Objects. 
Trocou-se 
Secções alinhadas 
 
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Para adicionar rótulas na estrutura. Seleccionamos o ponto onde a queremos com o comando 
Select/Select/Pointer/Window. 
Agora vamos definir o tipo de rótula Assign/Joint/Constraints. 
 
 
Fazemos adicionar nova rótula 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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O próximo passo é definir as cargas a atribuir. Seleccionar Define/Load Patterns. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criar as seguintes cargas: 
 
 
 
Criar as combinações de cargas afectadas do seu coeficiente de acréscimo/majoração. 
Permanentes X1,35 
Sobrecargas X1,50 
 
 
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Seleccionar Define/Load Combinations. Criar as 4 seguintes combinações para análise: 
 
 
 
Combinação 1 – Só Carga Permanente 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Combinação 2 – Só Sobrecarga 
 
 
 
Combinação 3 – Permanente + Sobrecarga 
 
 
 
 
 
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Combinação 4 – Sismo da direita + COMB2 
 
 
 
Atribuir as combinações/cargas às vigas. Seleccionar as vigas. 
 
 
 
 
 
 
 
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Aplicar como cargas distribuídas. 
 
 
Carga Permanente 25KN/m (peso próprio) 
Carga Variável ou Sobrecarga 21KN/m (Mobília, pessoas, veículos) 
 
 
 
Carga Uniforme de 21 KN 
 
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Resultado: 
 
 
Em pormenor: 
 
 
 
 
Valor da Sobrecarga 
 
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Em pormenor: 
 
 
 
Falta-nos atribuir somente a carga exercida pelo sismo. 
 
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Com a fórmula de F (força) na horizontal: F=8Xh com h sendo a altura do piso em metros e F 
em KN. 
Seleccionar o ponto onde vai ser aplicada a força horizontal exercida pelo sismo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Assume-se que por cada piso a força do sismo aumenta 8 vezes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Estrutura sujeita ao sismo: 
 
 
 
No primeiro piso a estrutura está sujeita a 24KN, ou seja, 8KN X 3m. 
No segundo piso a estrutura está sujeita a 48KN, ou seja, 8KN X 6m. 
 
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Vamos correr agora a análise à estrutura fazendo RUN. 
Selecciona-se as cargas sujeitas a análise, Sobrecarga, Carga Permanente e Sismo Esquerda. 
 
 
 
Deformação sujeita à COMB2: 
 
 
 
 
 
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Para vermos os diagramas seleccionar Display/Show Forces/Stresses/Frames/Cables 
 
 
 
Seleccionar o diagrama que queremos ver e para que carga. 
 
 
 
 
 
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Aspecto dos diagramas de momentos: 
 
 
 
Para uma melhor leitura barra a barra, basta clicar na barra com o botão direito do rato: