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Características y Funcionalidades

Interfaz de Usuario 

 

Una Ventana, Varias Vistas

SAP2000 ofrece una interfaz única para modelar, analizar, dimensionar y generar informes de cálculo. La interfaz de SAP2000 permite a los usuarios personalizar y definir los layouts de las ventanas y barras de herramientas.
 

 Nueva Interfaz

La customizable interfaz de SAP 2000 permite definir la presentación y disposición de las ventanas y barras de herramientas


Ventanas configurables

Las ventanas y vistas del modelo pueden ahora manipularse a través de las “dockable windows”, proporcionando a los usuarios una gran flexibilidad de ventanas


 

Modelado  


Plantillas

SAP2000 tiene una amplia selección de plantillas para iniciar rápidamente un nuevo modelo. SAP2000 incluye modelos paramétricos para los siguientes tipos de estructuras: vigas simples, celosías 2D y 3D, pórticos 2D y 3D, silos y embalses, escaleras, estructuras de presas y tubos.
 


Opciones de Visualización del Modelo (Model Views)

Facilidad en definir vistas personalizadas y alzados para visualizar y manipular los modelos analíticos y físicos.


Modelo Analítico (Analytical Model)

Visualización de los elementos finitos de la estructura y conectividad entre nudos, barras, shell y malla de elementos finitos

 

Modelo Físico (Physical Model)

Visualización del modelo a través de objetos, con indicación de los puntos de inserción, rotaciones de los ejes locales y geometría

 

Sistemas de Cuadrícula (Grid System)

Las cuadrículas pueden ser definidas a través de referencial cartesiano, cilíndrico o genérico. Es posible crear un número ilimitado de cuadrículas, las cuales pueden rodarse en cualquier dirección o colocarse en cualquier punto de origen en el modelo.
 

 

Plantas y Alzados (Plans and Elevations)

Las vistas de las plantas y alzados se generan automáticamente para cada cuadrícula, permitiendo la  navegación rápida por el modelo. Los usuarios pueden crear sus propias vistas y cortes a través de la opción "Developed Elevation".
 


Edición Interactiva de Datos (Interactive Database Editing)

Esta opción permite editar los datos del modelo a través de tablas de Microsoft Excel y Microsoft Access. Las tablas se exportan e importan fácilmente a SAP2000, simplificando bastante la implementación de alteraciones en el modelo. 
 

 

Herramientas de Edición de la Malla (Meshing Tools)

SAP2000 presenta varias opciones para generar mallas de cálculo automáticas. Basta con seleccionar un objeto y escoger el generador de malla pretendido.
 

Opciones de Mallado Automático

Los objetos de barra y de área pueden tener mallas más refinadas para análisis.
 

Edge Constraints

La opción “Automatic Edge Constraint” soluciona los problemas de mallas desencontradas. Por ejemplo, si los nudos de una rampa y de un muro no coinciden, SAP2000 establece internamente la conexión de estos puntos desencontrados, a través de un algoritmo de interpolación de los elementos.



 

Componentes Estructurales  

 

 Nudos (Joints

En la formación de la malla de cálculo, SAP2000 crea automáticamente nudos en las intersecciones entre objetos estructurales y  nudos interiores. Las coordenadas y otras informaciones se presentan en pantalla a través del “model window”, o en formato tabla.


Objetos de Barras (Frames) 

Los elementos de barra tienen incorporada una formulación que incluye los efectos de flexión desviada, torsión,  deformación axial y por esfuerzo transversal. SAP2000 contiene una amplia base de datos de secciones de hormigón armado, metálicas y mixtas de acuerdo con varias normativas internacionales.
 

Consideraciones generales

Siempre que se intersectan objetos se generan automáticamente nudos intermedios, para garantizar la conectividad de los elementos finitos.


Propiedades de las Secciones

Las secciones genéricas pueden también definirse a través del Section Designer.
 


Objetos de Cable (Cables)

Los objetos de cable generan elementos de comportamiento altamente no lineal utilizados para modelar el comportamiento de catenaria de cables esbeltos. Las no linealidades geométricas asociadas al efecto P-delta  y a los grandes desplazamientos están inherentemente incluidas en la formulación de estos elementos.


Objetos de Pretensado (Tendons)

Los objetos de pretensado un tipo especial de elemento que puede ser embebido en otros objetos (barras, áreas, sólidos) para modelar el efecto del pretensado. Puede definirse el trazado del cable a través del "editor del trazado", y concatenar diversos trozos rectos, circulares y parabólicos o editar tipos de trazado comunes obtenidos a partir de plantillas. Las acciones, incluyendo todo tipo de pérdidas, se definen fácilmente en SAP2000.


Objetos de Área (Shells)

Los objetos de área pueden definirse en el modelo con comportamiento de membrana, de placa y shell. A través de capas, se pueden definir shells que contienen diferentes materiales y, por consiguiente, un comportamiento mixto y no lineal.


Objetos Sólidos (Solids)

Los sólidos son elementos finitos de ocho nudos que se utilizan para modelar sólidos tridimensionales, basados en una formulación isoparamétrica. Son útiles para modelar objetos cuyas acciones, condiciones de frontera, propiedades de la sección y/o reacciones varían con el espesor.



Elementos de Conexión (Links) 

SAP2000 dispone de variados elementos de conexión para una representación más precisa del comportamiento de la estructura. Incluye elementos de conexión lineales, multilineales elásticos, multilineales plásticos, elementos de contacto (“Gaps” y “Hooks”), amortiguadores, elementos de fricción y aisladores de base (“Friction Isolators”, “Rubber Isolators”, “T/C Isolators”, y “Triple Pendulum Isolators”).


Rótulas Plásticas (Hinges)

Los usuarios tienen la posibilidad de crear y aplicar rótulas para realizar análisis "pushover" en SAP2000. El comportamiento no lineal de los materiales en los elementos de barra puede modelarse con "fiber hinges". Este abordaje consiste en la representación del material en la sección como puntos discretos, donde cada uno presenta la curva tensión-deformación del material. Es posible también representar materiales mixtos, como por ejemplo hormigón armado, pilares mixtos y otras secciones arbitrarias.

 

Muelles (Springs)

Los muelles son elementos de conexión usados para conectar estáticamente nudos de la estructura al suelo, pueden ser de naturaleza lineal o no lineal. Pueden modelarse condiciones de apoyo no lineal, como “gaps”, muelles multilineales o plásticos, amortiguadores viscosos, aisladores de base, entre otros.

 

 

Acciones  



Funciones de Espectro de Respuesta

Se puede definir automáticamente las funciones de espectro de respuesta en SAP2000 de acuerdo con varias normativas internacionales.
 

 

Normativas soportadas por SAP2000:

 AASHTO 2006, 2007, 2012

 Argentina INPRES-CIRSOC 103

 AS1170 2007

 BOCA 96

 Chile Norma NCh2369-2003

 Chile Norma NCh433+DS61

 Chinese 2010

 CJJ 166-2011

 Colombia NSR-10

 Costa Rica Seismic Code 2010

 Dominican Republic R-001

 SP 14.13330.2014

 

 Eurocode 8 -1994

 Eurocode 8 - 2004

 GB5011-2006

 Guatemala AGIES NSE 2-10

 IBC 2003, 2006, 2009, 2012

 IS 1893 2002

 Italian 3274

 Italian NTC 2008

 JTG/T B02-2013

 Korean KBC 2009

 Mexico CFE-2008

 TSC 2007

 

 Mexico CFE-93

 Mexico NTC-2004

 Ecuador NEC-11 Capitulo 2

 Ecuador Norma NEC-SE-DS2015

 NBCC 95, 2005, 2010, 2015

 NCHRP20-07

 NZS 4203

 NZS 1170 2004

 Peru Norma E.030

 Peru NTE E.030 2014

 SI 413

 UBC 94, 97

 Venezuela COVENIN 1756-2 2001

 

Cargas Automáticas

SAP2000 genera automáticamente y aplica acciones sísmicas y del viento con base en las normativas internacionales. 

 

 Sismo (Seismic)

 

Normativas soportadas por SAP2000:

 AS 1170-2007

 IBC 2003

 IBC 2006

 IBC 2009

 IBC 2012

 Eurocode 8-2004

 KBC 2009

 Chinese 2010

 

 IS 1893 2002

 Italian NTC 2008

 NBCC 2010

 NBCC 95

 NBCC 2005 

 NBCC 2015

 Turkish Seismic Code 2007
 

 NZS 1170 2004

 BOCA 96

 NEHRP 97

 UBC 94

 UBC 97

 UBC 97 Isolated

 Dominican Republic R-001
 

 

Viento (Wind)

 

Normativas soportadas por SAP2000:

 ASCE 7-88

 ASCE 7-95

 ASCE 7-02

 ASCE 7-05

 ASCE 7-10

 BS 6399-95

 Mexican

 

 AS/NZS 1170.2:2002

 AS/NZS 1170.2:2011

 Eurocode 1-2005

 Indian IS875:1987

 Italian NTC 2008

 API 4F 2008

 API 4F 2013

 Chinese 2012

 

 NBCC 95

 NBCC 2005

 NBCC 2010

 NBCC 2015

 Turkish TS 498-97

 BOCA 96

 UBC 94

 UBC 97

 


Cargas Móviles (Moving Loads) 

El generador de cargas móviles producirá el movimiento del vehículo de acuerdo con los "paths" definidos, para determinación de las envolventes máximas de esfuerzos.


Cargas de Olas (Wave Loads)

La funcionalidad “wave-loading” genera automáticamente en la estructura una carga resultante de olas, flujo de corriente, fluctuabilidad y viento. Para simular el efecto de los movimientos de las olas en la estructura, se puede  generar una carga estática lineal multifaseada. Adicionalmente se pueden generar cargas dinámicas (time-history) para considerar los efectos inerciales sobre la estructura.

 

Definición de Cargas Específicas (User Loads)

Definición de cargas específicas para modelar un amplio conjunto de condiciones de acciones.

 

Fuerza/Momento (Force/Moment)

La “Force load” se usa para representar cargas concentradas en los nudos. Los valores pueden especificarse en un sistema de coordenadas fijo o en un sistema de coordenadas nodal.


Desplazamiento (Displacement)

“Displacement loading” se trata de una imposición externa de desplazamiento en la estructura. Puede aplicarse en apoyos y en muelles de naturaleza lineal y no lineal


Temperatura (Temperature)

“Temperature load” crea una deformación térmica en el elemento de barra. Esta deformación depende del coeficiente de expansión térmica del material y de la variación de temperatura a que es sujeta el elemento. Las “temperature loads” pueden especificarse para representar variaciones de temperatura en los elementos estructurales para análisis lineales o no lineales.


Tensión (Strain)

Están disponibles seis tipos de “strain loads”, resultantes de las fuerzas internas y momentos flectores en elementos de barra, principalmente: esfuerzo axial, esfuerzo transversal según X e Y, torsión y flexión según X e Y.
 

Presión Intersticial (Pore Pressure)

Este tipo de carga se utiliza para modelar los efectos de arrastre y fluctuabilidad de un fluido en un suelo, como por ejemplo la presión en el agua de los vacíos de un suelo.

 

 

Análisis  

 

 Información General

Los solvers de CSI han sido utilizados y puestos a prueba por ingenieros a lo largo de más de 35 años. "SAPFire Analysis Engine" soporta diferentes solvers de 64 bits para un análisis optimizado y efectúa análisis Eigen y Ritz.

 

Análisis Estático (Statics)

SAP2000 realiza análisis lineales estáticos y análisis independientes para una secuencia de cargas (multi-step). Es posible tener diferentes casos de carga aplicados secuencialmente en una estructura, como por ejemplo, cargas móviles, acciones de la sobrecarga y olas.​
 

 

Análisis Dinámico (Dynamics) 

Los análisis dinámicos de SAP2000 incluyen el cálculo de modos de vibración a través del Ritz o Eigen vectors, análisis de espectros de respuesta y time-history, tanto para comportamiento lineal como no lineal.
 

Modal

El análisis modal por “eigen-vector” encuentra los modos de vibración natural de la estructura y puede utilizarse para una mejor percepción del comportamiento de la misma, y también para la superposición modal de los análisis de espectro de respuesta y "time-history modal". El análisis modal por “ritz-vectors” encuentra los mejores modos de vibración para captar el comportamiento estructural en los análisis de espectro de respuesta y "time-history modal”, siendo más eficiente que el análisis por “eigen-vector”.
 

Análisis por Espectro de Respuesta (Response Spectrum Analysis)

El análisis de espectro de respuesta determina la respuesta estadísticamente más probable de la estructura a un determinado sismo. Este tipo de análisis lineal utiliza los espectros de respuesta basados en los tipos de sismo y condiciones locales. Este método es extremadamente eficiente y considera el comportamiento dinámico de la estructura.

 

Análisis Temporal No Lineal (Time History Analysis)

El análisis "time-history" capta detalladamente la respuesta de la estructura a movimientos basales debidos al sismo y otros tipos de acciones como: explosiones, equipos mecánicos, viento, olas, etc. El análisis puede recurrir a una superposición modal o a métodos de integración directa, lineales y no lineales. El método modal no lineal, FNA ("Fast Nonlinear Analysis"), es extremadamente eficiente y preciso para varios tipos de problemas. El método de integración directa es aún más general y puede comprender grandes desplazamientos y otros tipos de comportamientos altamente no lineales. Los análisis "time-history" no lineales pueden ser encadenados a partir de otros tipos de casos no lineales (incluyendo secuencias  constructivas), abordando una amplia gama de aplicaciones prácticas.

 

P-Delta

El análisis P-Delta tiene en cuenta los efectos de los esfuerzos de compresión y tracción en la variación de rigidez transversal de los miembros de la estructura. La compresión reduce la rigidez lateral y la tracción la aumenta. Este análisis es particularmente útil para considerar el efecto de las cargas verticales en la rigidez lateral de las estructuras de edificios. Se puede utilizar un simple análisis P-delta para un caso de cargas gravitacionales para alterar la rigidez de casos de carga lineales, que podrán después ser  combinados linealmente. Alternativamente, cada combinación de cargas se puede analizar para efectos P-delta totales no lineales. La consideración de efectos P-delta es posible para todos los elementos y está también integrada en el análisis y dimensionamiento. 

 

Pandeo (Buckling) 

Los modos de pandeo lineal se pueden obtener para cualquier conjunto de acciones. Los modos de pandeo se pueden calcular a partir de la rigidez obtenida al final de análisis no lineales y secuencia constructiva. También es posible realizar análisis no lineales de pandeo considerando los efectos P-delta o grandes desplazamientos. El comportamiento de “snap-through” se puede obtener a través de un análisis estático con control de desplazamiento. Análisis dinámicos se pueden utilizar para modelar situaciones de pandeo más complejas, como por ejemplo análisis de pospandeo.
 

 

Análisis Estático No Lineal (Pushover)

Las características y funcionalidades de los análisis "pushover" en SAP2000 incluyen la implementación de la FEMA 356 y la de las rótulas plásticas clásicas o de fibras, basadas en las relaciones de tensión-extensión de los materiales constituyentes. Los elementos de área no lineales permiten al usuario considerar en el análisis "pushover" el comportamiento plástico de los muros resistentes, losas, chapas de acero y otros elementos finitos de área. Se pueden definir relaciones fuerza-deformación para rótulas de acero y de hormigón armado.
 

 

Efectos Diferidos en el Tiempo (Time Dependent)

Las secuencias de construcción incremental se pueden modelar en SAP2000. Efectos no lineales se pueden considerar, como grandes deformaciones, cedencia, ampliación y contacto en elementos con holguras. Los efectos de fluencia, retracción y alteración de rigidez, son también considerados.

 

Secuencia Constructiva (Construction Sequencing)

El usuario puede añadir secuencias de acciones arbitrarias en varios momentos de la secuencia constructiva, simulando las condiciones del proceso real.


Fluencia y Retracción (Creep and Shrinkage)

Deformaciones continuas debidas a la fluencia y a la retracción se pueden  calcular a lo largo de un análisis de secuencia constructiva. Los efectos diferidos de los materiales tienen como base la normativa CEB-FIP de 1990 y se utilizan en el cálculo de la extensión debida a la fluencia.
 

Densidad Espectral de Potencia (Power Spectral Density)

El análisis "Power-spectral-density" tiene como objetivo la determinación probabilística de la respuesta de una estructura debido a acciones cíclicas (armónicas y senoidales) para una determinada gama de frecuencias. Este análisis es útil para estudios de fatiga, respuestas aleatorias debido a sismos, entre otros. 

 

Solicitaciones Armónicas (Steady State)

El análisis "steady state" tiene como objetivo la determinación de la respuesta de la estructura debido a cargas cíclicas (armónica, senoidal) para una determinada gama de frecuencias. El análisis "steady state" puede además utilizarse para medir los efectos de varios equipamientos funcionando a diferentes frecuencias, considerando una combinación de resultados de varios análisis en el mismo modelo.

 

Fuerza Objetivo (Target Force)

Tipo especial de carga donde el usuario especifica el esfuerzo axial deseado y se aplica iterativamente una deformación axial hasta obtenerse el esfuerzo pretendido. Las cargas del tipo "Target-Force" únicamente se utilizan en análisis no lineales y de secuencia constructiva. 
 

Combinaciones y Casos de Análisis (Load Cases and Combinations) ​

SAP2000 permite un número ilimitado de combinaciones y casos de análisis. Los tipos de combinaciones de acciones incluyen suma algébrica, envolventes, suma de módulos, raíces cuadradas de las sumas de los cuadrados (SRSS) y sumas de respuestas con señales iguales (Range Add). Los componentes de las combinaciones pueden ser también combinaciones de acciones.


Modelo "Vivo" (Model Alive​)

Para estructuras de mediana y pequeña dimensión, el análisis puede efectuarse a medida que el modelo se construye y modifica. Para cada alteración que el usuario realice en la geometría, en las propiedades o en las acciones, la estructura responde automáticamente presentando una nueva forma deformada, diagramas de esfuerzos y otros resultados de análisis. Esta funcionalidad proporciona al usuario la noción de que está trabajando con un modelo “vivo”. Esta herramienta es bastante útil en un dimensionamiento conceptual y también para probar escenarios “¿y si?”.
 

 

 

Dimensionamiento  

 

Estructuras Metálicas (Steel Frame) 

El dimensionamiento de perfiles metálicos incluye la optimización de las dimensiones de los elementos y las normativas para comprobación y dimensionamiento. SAP2000 permite la visualización de los resultados en cualquier elemento de forma interactiva, siendo posible la actualización automática de los resultados después de la alteración de parámetros y/o propiedades de las secciones.
 


 

 

Estructuras de Hormigón (Concrete Frame) 

El dimensionamiento de estructuras de hormigón armado en SAP2000 incluye el cálculo de áreas de armadura necesarias, comprobación de armaduras definidas, selección automática para optimización de secciones, implementación de normativas y reglamentos, dimensionamiento y revisión interactiva y overwrites de customización. 
 


 

 

Estructuras de Aluminio (Aluminum Frame) 
 


 


Elementos Conformados en Frío (Cold Formed Frame)


 

Resultados  


Geometría Deformada (Deformed Geometry)

Es posible presentar la estructura deformada debido a cualquier combinación de acciones, como también obtener animaciones de los modos de vibración.


Diagramas de Esfuerzos (Force Diagrams)

Es posible visualizar los diagramas de momentos flectores, esfuerzo transversal, esfuerzo axial y desplazamientos, en cualquier punto de un objeto de barra y para cualquier caso de carga o combinación.

 

Análisis de los Desplazamientos (General Displacements)

Es posible definir "generalized displacements" para evaluar los desplazamientos de una estructura en varias situaciones, como por ejemplo en combinaciones lineales de traslaciones y rotaciones de los nudos, en el cálculo de medias de desplazamientos, en el análisis del desplazamiento relativo entre pisos, etc. Estos resultados pueden obtenerse para cualquier caso de análisis y combinaciones.


Section Cuts

El uso de “section cuts” permite la visualización transversal de fuerzas resultantes y momentos en cualquier punto de la estructura. Un “section cut” puede tener cualquier formato y puede utilizarse para calcular esfuerzos entre pisos, fuerzas resultantes, esfuerzos de dimensionamiento en muros resistentes, etc. Pueden también obtenerse para todo tipo de casos y combinaciones de acciones.


Diagramas de Trabajo Virtual (Virtual Work Diagrams)

Es posible obtener diagramas de trabajo virtual para determinar los elementos estructurales que deben reforzarse, con el objetivo de mejorar la respuesta de la estructura a desplazamientos laterales.


Líneas de Influencia (Influence Lines)

SAP2000 recurre a líneas de influencia para calcular la respuesta de la estructura a acciones móviles. Los valores máximos y mínimos de cada respuesta se calculan utilizando la línea de influencia correspondiente. Estas se pueden presentar en la interfaz del usuario para análisis de desplazamientos, fuerzas o tensiones en cualquier elemento de la estructura.


Tablas de Resultados (Tabular Output)

SAP 2000 tiene la capacidad de componer y presentar tablas con todos los parámetros de entrada, resultados de análisis y de dimensionamiento. El usuario puede organizar las tablas arrastrándolas hacia donde desee. Es posible hacer operaciones como: ordenar, cortar, copiar y pegar para otros programas, y también imprimir o guardar en formato Access, Excel, Word, HTML ou TXT.


Animaciones en Vídeo (Video Animations)

SAP2000 tiene la capacidad de generar ficheros de vídeo (.avi) para demostrar visualmente un conjunto de resultados de análisis que varían en un determinado periodo de tiempo, como los análisis time-history.
 

 

Reportes  

 

Generación de Reportes (Quick Report)

Es posible obtener informes preformateados que incluyen todos los datos del modelo, resultados de análisis y de dimensionamiento. Los datos se presentan en formato de tabla, gráficos y cuadros de contenidos. La portada del informe dispone de información del proyecto conjuntamente con el nombre y logotipo de la empresa.


Opciones Avanzadas (Advanced Report Writer)

Esta herramienta permite la creación de informes personalizados y sofisticados. Las empresas pueden definir plantillas complejas con el fin de customizar la generación de informes de cálculo en SAP2000.


 

Herramientas  

 

Optimizador Estructural (Load Optimizer)

Esta herramienta tiene como objetivo determinar la mejor acción para alcanzar la respuesta estructural deseada. Las acciones se pueden aplicar de forma lineal, no lineal o a través de secuencia constructiva. Los límites y objetivos pueden ser desplazamientos, fuerzas o momentos, entre otros.


Section Designer

El section designer es una herramienta incorporada en SAP2000. Permite a los usuarios la creación de secciones genéricas con cualquier geometría y material, incluyendo disposición de armaduras. Todas las propiedades de las secciones, diagramas de interacción biaxial y diagramas de momento-curvatura se calculan automáticamente.

 

 

 

Importación y Exportación  

 

Formatos Soportados

SAP2000 soporta interoperabilidad con varios programas: Autodesk Revit Structure, Tekla Structures, AutoCAD (DXF/DWG), CIS/2, IFC y SDNF. También es posible la exportación del modelo a una base de datos Microsoft Access. SAP2000 permite además la importación de fichero de FrameWorks Plus, STAAD y STRUDL, en caso de que el usuario esté utilizando otros programas de cálculo.