Ménsulas cortas y conexiones articuladas excéntricas

SAP2000 y ETABS ofrecen al usuario varias soluciones de modelado que acrecientan valor al modelo tornándolo más cercano a las estructuras reales.

En este ejemplo vamos a presentar dos herramientas que permiten modelar situaciones de apoyo especiales, como apoyos de vigas en ménsulas cortas.

Una de las principales preocupaciones en el modelado de este tipo de interacción es garantir que la viga apoya en la ménsula transmitiendo apenas las cargas verticales. Será también importante indicar en el modelo la posición o distancia al eje del pilar donde se realiza la transmisión de cargas para que el efecto de esta excentricidad se traduzca en los esfuerzos.

Aplicable a los programas:

• SAP2000
• ETABS

Funcionalidades:

• Output Station
• Frame End Length Offsets
• Frame Releases and Partial Fixity

Definición de un pórtico de hormigón con pilares 50x50 (cm) y vigas 50x75 (cm). Por defecto, el programa introduce los elementos al eje, resultando en la superposición de los mismos, sin embargo, este efecto no es relevante para el modelado en la mayoría de las situaciones.

En este caso, como queremos modelar un apoyo de una viga en una ménsula corta, tenemos que definir la excentricidad relativamente al eje del pilar. La opción User Defined Length Offset at End-I y End-J se refiere, respectivamente, al nudo inicial (nudo I) y final (nudo J) de la viga. El Rigid Zone Factor sirve para indicar el porcentaje de la longitud, anteriormente definida, con comportamiento infinitamente rígido a la flexión y al cortante. En este caso, como vamos a conjugar End Length Offsets con Frame Releases, este factor pierde su función, porque la longitud será infinitamente rígida cualquier que sea el valor introducido.

En esta fase vamos a introducir las liberaciones de momentos en las extremidades de la viga a través de la opción Assign Frame Releases.

Este es el resultado de la aplicación del peso propio de la estructura. Los resultados son los esperados, es decir, viga simplemente apoyada con momentos en el punto medio del tramo y momentos en los pilares debido a la excentricidad.

A continuación se presentan los valores del equilibrio en el nudo para este tipo de situación.