Descripción de Los Problemas Ejemplos 1) Problema Ejemplo No. 1 - Marco Plano con diseño de acero. Después de un análisis, la selección de miembros es solicitada. Debido a que los tamaños de los miembros cambian durante la selección de éstos, se realiza otro análisis seguido por una verificación conforme a código final para verificar que los tamaños finales cumplen con los requerimientos del código basándose en los resultados del análisis más reciente. 2) Problema Ejemplo No. 2 - Una estructura de piso (contenida en los ejes globales X-Z) hecha de vigas de acero sujeta a carga de superficie ( por ejemplo carga/área del piso). Fuerzas en puntos de secciones intermedias (por ejemplo fuerzas/momentos en puntos entre los puntos incidentes) son obtenidas y utilizadas en el diseño de acero. 3) Problema ejemplo No. 3 - Un estructura formada por un marco de acero está apoyada en una cimentación de concreto. El suelo es considerado como una cimentación elástica. 4) Problema ejemplo No. 4 - Este ejemplo es un caso típico de una estructura dependiente de la carga donde las condiciones estructurales cambian para diferentes casos de carga. En este ejemplo, diferentes miembros de contraventeo son convertidos inactivos para diferentes casos de carga. Esto es hecho para prevenir que esos miembros soporten fuerzas de compresión. 5) Problema ejemplo No. 5 - Este ejemplo demuestra la aplicación de la carga por desplazamiento de nodo (comúnmente conocido como apoyo ahogado) en una estructura de marco espacial. 6) Problema ejemplo No. 6 - Un ejemplo de carga de presfuerzo en una estructura de marco en un plano. El ejemplo también cubre el efecto de la carga de presfuerzo durante la aplicación de la carga (conocida en el programa como carga PRESTRESS) y el efecto después de que la carga es aplicada (conocido en el programa como carga POSTSTRESS). 7) Problema Ejemplo No. 7 - Este ejemplo ilustra el modelaje de estructuras con condiciones OFFSET. Las conexiones no concurrentes surgen cuando las líneas centrales de los miembros conectados no se intersectan en el punto de conexión. La excentricidad de la conexión es modelada a través de la especificación MEMBER OFFSETS.
8) Problema ejemplo No. 8 - Se realiza diseño de concreto en algunos miembros de una estructura de marco espacial. El diseño incluye el cálculo del refuerzo para vigas y columnas. Momentos Secundarios de las columnas se obtienen a través de un análisis P-Delta. 9) Problema ejemplo No. 9 - Una estructura de marco espacial consiste en este ejemplo de miembros de marco y elementos finitos. La parte de elemento finito es usada para modelar placas planas de piso y un muro de cortante. El diseño de un elemento se lleva a cabo. 10) Problema ejemplo No. 10 - Una estructura de un tanque es modelada con elementos de placa de cuatro nodos. La presión del agua es utilizada como carga para el tanque. Los cálculos del refuerzo han sido hechos para algunos elementos. 11) Problema ejemplo No. 11 - Análisis Dinámico (Espectro de Respuesta) es realizado para una estructura de acero. Los resultados de un análisis estático y uno dinámico son combinados. Los resultados combinados son entonces utilizados para el diseño de acero. 12) Problema ejemplo No. 12 - Una carga en movimiento es aplicada en una calzada de un puente. Este tipo de carga crea un gran número de casos de carga que resulta en una gran cantidad de datos de salida que deben ser ordenados. Para evitar tener que manejar una gran cantidad de datos de salida, se solicita la envolvente de la fuerza máxima para algunos miembros específicos. 13) Problema ejemplo No. 13 - El cálculo de desplazamientos de miembros en puntos intermedios de miembros de un marco plano es demostrado en este ejemplo. 14) Problema ejemplo No. 14 - Un marco espacial es analizado según el código UBC actual. La combinación de casos de carga es utilizada para combinar los efectos laterales y verticales. 15) Problema ejemplo No. 15 - Un marco espacial es analizado para cargas generadas utilizando las opciones de generación de cargas por viento y de piso. 16) Problema ejemplo No. 16 - Un análisis Dinámico (Paso a Paso) es realizado para una viga con tres claros con masa concentrada y distribuida. La estructura está sujeta a carga de función de fuerza y de movimiento del suelo. Se determinan los valores máximos del desplazamiento de nodos, fuerzas en los extremos de los miembros y reacciones en apoyos. 17) Problema ejemplo No. 17 - El uso de Catálogos de Acero Proporcionados por el usuario es ilustrado en este ejemplo para el análisis y diseño de un marco plano.
18) Problema ejemplo No. 18 - Este es un ejemplo que demuestra el cálculo de los esfuerzos principales en un elemento finito. 19) Problema ejemplo No. 19 - La opción generación de mallas MESH GENERATION es utilizada en este ejemplo para modelar un marco espacial que consiste de una losa soportada por cuatro columnas. 20) Problema ejemplo No. 20 - Este ejemplo genera la geometría de un tanque cilíndrico utilizando el sistema de coordenadas cilíndrico. 21) Problema ejemplo No. 21 - Este ejemplo ilustra el modelado de miembros a solo tensión utilizando el comando MEMBER TENSION. 22) Problema ejemplo No. 22 - Una estructura de marco espacial está sujeta a una carga senoidal. Los comandos necesarios para describir la función seno son demostrados en este ejemplo. El Análisis Paso a Paso es realizado en este modelo. 23) Problema ejemplo No. 23 - Este ejemplo ilustra el uso de los comandos necesarios para generar automáticamente apoyos elásticos para un losa en grado. La losa esta sujeta a carga de presión. El análisis de la estructura es realizado. 24) Problema ejemplo No. 24 - La estructura en este ejemplo consta de elementos sólidos finitos. Este archivo de entrada contiene comandos para la especificación de Elementos Sólidos. El análisis se lleva a cabo en esta estructura. 25) Problema ejemplo No. 25 - Este ejemplo demuestra el uso de miembros sometidos solamente a compresión. Debido a que la condición estructural es dependiente de la carga, el comando PERFORM ANALYSIS es especificado dos veces, una para cada caso de carga primaria. 26) Problema ejemplo No. 26 - Este comando ilustra el uso de STAPLE. STAPLE nos permite extraer información sobre nuestra estructura de la base de datos de STAAD-III y escribir en archivos. El ejemplo también ilustra el método por medio del cual los usuarios pueden ejecutar programas realizados por ellos mismos que ocupen los datos extraídos utilizando STAPLE. 27) Problema ejemplo No. 27 - Este es otro ejemplo que ilustra el uso de STAPLE. Los comandos son especificados para extraer datos del archivo de la base de datos de STAAD-III. Las opciones gráficas disponibles a través de STAPLE también son demostradas.
Problema Ejemplo No. 1 Marco plano con diseño de acero. Después de un análisis, la selección de miembros es requerida. Debido a que los tamaños de miembros cambian durante la selección de miembros, otro análisis es hecho el cual es seguido por la verificación final conforme a código para verificar que los tamaños finales están acorde a los requerimientos del código basados en los últimos resultados del análisis.
Y 15'
15'
k/ft
1.0 (WL) 0.9 (LL)
16 14
10
9
12
14
8 20
W18 x 35
7
16 15
9 21 11
15
15 k
9'
13 12 18 19 17 13 22 23 10
35 k (LL)
W10 x 49 2
0.9 k/ft (LL) 11
8
4
15'
15k
1.2 k/ft (LL) W21 x 50
Pinned
3
0.6 k/ft (WL)
5
4
6
5
1
7
6
W14 x 90
3 20'
W14 x 90 1
X
2
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD PLANE PROBLEMA EJEMPLO NO. 1 Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y que la geometría está definida a través de los ejes X y Y. UNIT FT KIP Especifica la unidad que se usará. JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 30 0 ; 3 0 20 0 6 30 20 0 7 0 35 ; 8 30 35 ; 9 7.5 35 ; 10 22.5 35. 11 15 35 ; 12 5. 38. ; 13 25 38 14 10 41 ; 15 20 41 ; 16 15 44 Número de nodos seguido de las coordenadas X, Y y Z son proporcionadas arriba. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z no necesitan ser especificadas. Puntos y Comas (;) son utilizadas como separadoras de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser introducidas en una sola línea. Note que los nodos entre 3 y 6 (es decir 4, 5) son generados en la primer línea de la entrada ( Vea el manual de Referencia Para la descripción de la Entrada). MEMBER INCIDENCE 1 1 3;2 3 7;3 2 6;4 6 8;5 3 4 6 4 5 ; 7 5 6 ; 8 7 12 ; 9 12 14 10 14 16 ; 11 15 16 ; 12 13 15 ; 13 8 13 14 9 12 ; 15 9 14 ; 16 11 14 ; 17 11 15 18 10 15 ; 19 10 13 ; 20 7 9 21 9 11 ; 22 10 11 ; 23 8 10 Define los miembros por medio de los nodos a los cuales están conectados.
MEMBER PROPERTY 1 3 4 TABLE ST W14X90 ; 2 TA ST W10X49 5 6 7 TA ST W21X50 ; 8 TO 13 TA ST W18X35 14 TO 23 TA ST L40404 Todas las propiedades de los miembros son tomadas del manual AISC. La palabra ST significa sección estándar. MEMB TRUSS 14 TO 23 El comando anterior define que los miembros 14 hasta el 23 son de tipo armadura. Esto significa que esos miembros pueden soportar tensión/compresión solamente y no momentos. MEMB RELEASE 5 START MZ El miembro 5 tiene momento-z local (MZ) liberado en el nodo inicial. Esto significa que el miembro no puede soportar ningún momento-z (es decir, momento del eje fuerte). UNIT INCH CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.000283 ALL BETA 90.0 MEMB 3 4 UNIT FT El comando CONSTANT inicia la entrada para constantes de los materiales como E (módulo de Elasticidad) etc. La unidad de longitud es modificada de FT a INCH para facilitar la entrada para E etc. Los miembros 3 y 4 son rotados 90 grados alrededor de su propio eje. Vea la sección 2 del manual de Referencia para información sobre la definición del ángulo BETA. SUPPORT 1 FIXED ; 2 PINNED
El nodo 1 es un apoyo empotrado mientras que el nodo 2 es un apoyo articulado lo que significa que ningún momento será soportado por el nodo soportado 2. DRAW JOINT MEMBER SUPPORT El comando anterior generará un dibujo de la estructura como parte de la salida. Los número de Nodos/Elementos y apoyos serán mostrados. PRINT MEMBER INFORMATION LIST 1 5 14 PRINT MEMBER PROPERTY LIST 1 2 5 8 14 Los comandos PRINT anteriores se explican por si solos. La opción LIST restringe la impresión de la salida a los miembros listados. LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD El caso de Carga 1 es inicializado seguido por un título. SELFWEIGHT Y -1.0 El comando anterior aplicará el peso propio de la estructura en la dirección global Y con un factor de -1.0. Debido a que la dirección global Y está en la dirección hacia arriba, esta carga actuará hacia abajo. JOINT LOAD 4 5 FY -15. ; 11 FY -35. La carga 1 contiene cargas en nodos. FY indica que la carga es una fuerza en la dirección global Y. MEMB LOAD 8 TO 13 UNI Y -0.9 ; 6 UNI GY -1.2 La carga 1 contiene cargas en miembros también. GY indica que la carga está en la dirección global Y mientras Y indica dirección local Y. La palabra UNI significa carga uniformemente distribuida.
CALCULATE NATURAL FREQUENCY El comando anterior al final del caso de carga 1, obtendrá el valor de la frecuencia natural para el caso de carga anterior. LOADING 2 WIND FROM LEFT MEMBER LOAD 1 2 UNI GX 0.6 ; 8 TO 10 UNI Y -1. El caso de Carga 2 es inicializado y contiene solamente varias cargas en miembros. * 1/3 RD INCREASE IS ACCOMPLISHED BY 75% LOAD LOAD COMB 3 75 PERCENT DL LL WL 1 0.75 2 0.75 El comando anterior identifica una carga combinada (caso no. 3) con un título. La segunda línea proporciona los casos de carga y los respectivos factores utilizadas para la carga combinada. Cualquier línea que comience con un asterisco * es tratada como una línea de comentarios. PERFORM ANALYSIS Este comando provoca que el programa proceda con el análisis. LOAD LIST 1 3 El comando anterior activa los casos de carga 1 y 3 solo por los comandos siguientes. Esto también significa que el caso de carga 2 será hecho inactivo. PRINT MEMBER FORCES PRINT SUPPORT REACTION Los comandos PRINT anteriores se explican por si solos. También note que todas las fuerzas y reacciones serán impresas para los casos de carga 1 y 3 solamente.
PARAMETER NSF 0.85 ALL KY 1.2 MEMB 3 4 RATIO 0.9 ALL PROFILE W14 MEMB 1 3 4 El comando PARAMETER es utilizado para especificar parámetros de diseño NSF y KY (Tabla 3.1 del manual del Usuario). El parámetro RATIO especifica que la tasa del esfuerzo actual sobre el permisible no debe exceder 0.9. Los miembros 1, 3, y 4 serán seleccionados del perfil W14 solamente. SELECT ALL Ahora todos los miembros serán seleccionados con el criterio del más económico. GROUP MEMB GROUP MEMB GROUP MEMB GROUP MEMB
1 3 4 5 6 7 8 TO 13 14 TO 23
A pesar de que el programa selecciona la sección más económica para todos los miembros, no es siempre práctico usar diferentes tamaños en una estructura. El comando anterior GROUP agrupa los miembros según su listado de entrada. Esto significa que los miembros 1, 3 y 4 tendrán un tamaño (es decir, el más grande de los tres). Lo mismo es válido para los otros grupos también. PERFORM ANALYSIS Debido a que los tamaños de los miembros son ahora todos diferentes, es necesario reanalizar la estructura para obtener nuevos valores de fuerzas en los miembros. PARAMETER RATIO 1.0 ALL TRACK 1.0 ALL Un nuevo grupo de valores de parámetros son ahora especificados. La tasa RATIO de esfuerzo actual a esfuerzo permisible ha sido
redefinido como 1.0. El parámetro TRACK le dicta al programa para que imprima los valores de esfuerzo permisible también. Note que los valores faltantes de parámetros proporcionados con anterioridad se mantienen sin cambio. CHECK CODE ALL Con el comando anterior, los tamaños de los miembros más recientes junto con los análisis más recientes son verificados para asegurarse que cumplen con las especificaciones del código. STEEL TAKE OFF El comando anterior le ordena al programa listar la longitud y peso de todos los tamaños de miembros diferentes. Esto es muy útil para propósitos de estimación. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III/ISDS.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.
STAAD PLANE PROBLEMA EJEMPLO NO. 1 UNIT FT KIP JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 30 0 ; 3 0 20 0 6 30 20 0 7 0 35 ; 8 30 35 ; 9 7.5 35 ; 10 22.5 35. 11 15 35 ; 12 5. 38. ; 13 25 38 14 10 41 ; 15 20 41 ; 16 15 44 MEMBER INCIDENCE 1 1 3 ; 2 3 7 ; 3 2 6 ; 4 6 8 ; 5 3 4 6 4 5 ; 7 5 6 ; 8 7 12 ; 9 12 14 10 14 16 ; 11 15 16 ; 12 13 15 ; 13 8 13 14 9 12 ; 15 9 14 ; 16 11 14 ; 17 11 15 18 10 15 ; 19 10 13 ; 20 7 9 21 9 11 ; 22 10 11 ; 23 8 10 MEMBER PROPERTY 1 3 4 TA ST W14X90 ; 2 TA ST W10X49 5 6 7 TA ST W21X50 ; 8 TO 13 TA ST W18X35 14 TO 23 TA ST L40404 MEMB TRUSS 14 TO 23 MEMB RELEASE 5 START MZ UNIT INCH CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.000283 ALL BETA 90.0 MEMB 3 4 UNIT FT SUPPORT 1 FIXED ; 2 PINNED DRAW JOINT MEMBER SUPPORT
S T A A D -III REV: 22.0W
TYPE = PLANE
STRUCTURE DATA:
0
23
2
16
NE =
0
NJ =
NS =
NM =
NL =
YMAX=
XMAX=
.0
44.0
30.0
UNIT FEET KIP
ZMAX=
DATE:OCT 25,1996 TIME: 17: 6:58
7
2
8 20
12
9
14
15 9
21
14
4
10
6
16
16
11
17
11
22
15
5
18
12
19 10
7
13
13 23
8
4
6
3
5
1
2
3
1
DRAW JOINT MEMBER SUPPORT
32. PRINT MEMBER INFORMATION LIST 1 5 14 MEMBER INFORMATION -----------------MEMBER
1 5 14
START JOINT
END JOINT
LENGTH (FEET)
BETA (DEG)
1 3 9
3 4 12
20.000 10.000 3.905
.00 .00
RELEASES
000001000000 TRUSS
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************ 33. PRINT MEMBER PROPERTY LIST 1 2 5 8 14
MEMBER PROPERTIES. UNIT - INCH ----------------MEMB
PROFILE
1 ST W14 X90 2 ST W10 X49 5 ST W21 X50 8 ST W18 X35 14 ST L40 404
AX/ AY
IZ/ AZ
IY/ SZ
IX/ SY
26.50 6.17 14.40 3.39 14.70 7.92 10.30 5.31 1.94 .67
999.00 13.75 272.00 7.47 984.00 4.66 510.00 3.40 1.22 .67
362.00 142.51 93.40 54.51 24.90 94.48 15.30 57.63 4.85 .79
4.06 49.86 1.39 18.68 1.14 7.63 .51 5.10 .04 1.72
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47.
LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD SELFWEIGHT Y -1.0 JOINT LOAD 4 5 FY -15. ; 11 FY -35. MEMB LOAD 8 TO 13 UNI Y -0.9 ; 6 UNI GY -1.2 CALCULATE NATURAL FREQUENCY LOADING 2 WIND FROM LEFT MEMBER LOAD 1 2 UNI GX 0.6 ; 8 TO 10 UNI Y -1. * 1/3 RD INCREASE IS ACCOMPLISHED BY 75% LOAD LOAD COMB 3 75 PERCENT DL LL WL 1 0.75 2 0.75 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 = 16/ 23/ 2 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 5/ 4 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 43 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 645 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.04/ 507.9 MB, EXMEM = 1986.8 MB
********************************************************* * * * NATURAL FREQUENCY FOR LOADING 1 = 3.81968 CPS * * MAX DEFLECTION = 1.21499 INCH GLO X, AT JOINT 7 * * * *********************************************************
48. LOAD LIST 1 3 49. PRINT MEMBER FORCES
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMBER LOAD JT
1
1 3
2
1 3
3
1 3
4
1 3
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 3 1 3
54.05 -52.25 40.71 -39.36
-2.00 2.00 19.01 -10.01
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-61.88 21.88 247.88 42.32
3 7 3 7
33.81 -33.08 28.90 -28.35
-5.50 5.50 -.20 6.95
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-21.88 -60.67 -42.32 -11.36
2 6 2 6
58.79 -56.99 55.17 -53.82
.00 .00 .00 .00
-2.00 2.00 -3.49 3.49
.00 .00 .00 .00
.00 40.00 .00 69.79
.00 .00 .00 .00
6 8 6 8
31.93 -30.58 31.66 -30.65
.00 .00 .00 .00
-5.50 5.50 -13.70 13.70
.00 .00 .00 .00
59.27 23.27 105.62 99.94
.00 .00 .00 .00
5
1 3
6
1 3
7
1 3
8
1 3
9
1 3
3 4 3 4
-3.50 3.50 -10.21 10.21
18.44 -17.94 10.46 -10.09
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 181.90 .00 102.77
4 5 4 5
-3.50 3.50 -10.21 10.21
2.94 9.56 -1.16 10.53
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-181.90 148.81 -102.77 44.30
5 6 5 6
-3.50 3.50 -10.21 10.21
-24.56 25.06 -21.78 22.16
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-148.81 -99.27 -44.30 -175.41
7 12 7 12
36.40 -36.30 37.53 -37.45
16.70 -11.28 10.52 -2.08
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
60.67 20.93 11.36 25.35
12 14 12 14
36.67 -36.56 36.60 -36.52
8.86 -3.44 7.53 .91
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-20.93 56.77 -25.35 44.63
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMBER LOAD JT 10
1 3
11
1 3
12
1 3
13
1 3
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
14 16 14 16
41.86 -41.75 34.32 -34.24
-19.61 25.04 -13.84 22.28
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-56.77 -73.40 -44.63 -60.68
15 16 15 16
41.84 -41.74 35.85 -35.77
-19.64 25.06 -15.66 19.73
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-56.90 -73.40 -42.50 -60.68
13 15 13 15
40.04 -39.93 27.54 -27.46
7.80 -2.38 8.69 -4.62
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
-27.24 56.90 -3.70 42.50
8 13 8 13
40.44 -40.34 26.53 -26.45
11.37 -5.95 19.81 -15.74
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
23.27 27.24 99.94 3.70
14
1 3
15
1 3
16
1 3
17
1 3
18
1 3
19
1
9 12 9 12
-2.43 2.45 5.53 -5.52
.01 .01 .01 .01
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
9 14 9 14
1.96 -1.92 -4.65 4.68
.01 .01 .01 .01
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
11 14 11 14
-24.43 24.47 -10.23 10.26
.02 .02 .01 .01
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
11 15 11 15
-21.22 21.26 -24.00 24.03
.02 .02 .01 .01
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
10 15 10 15
-1.64 1.68 5.88 -5.85
.01 .01 .01 .01
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
10 13
1.89 -1.87
.01 .01
.00 .00
.00 .00
.00 .00
.00 .00
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMBER LOAD JT
20
10 13
-7.12 7.14
.01 .01
.00 .00
.00 .00
.00 .00
.00 .00
1
7 9 7 9
-17.12 17.12 -19.82 19.82
.02 .02 .02 .02
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
9 11 9 11
-19.43 19.43 -14.49 14.49
.02 .02 .02 .02
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
10 11 10 11
-21.48 21.48 -5.67 5.67
.02 .02 .02 .02
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
1 3
22
SHEAR-Y SHEAR-Z
3
3
21
AXIAL
1 3
23
1 3
8 10 8 10
-23.32 23.32 1.15 -1.15
.02 .02 .02 .02
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 50. PRINT SUPPORT REACTION
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP FEET ----------------JOINT LOAD 1 2
1 3 1 3
FORCE-X
FORCE-Y
2.00 -19.01 -2.00 -3.49
54.05 40.71 58.79 55.17
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z .00 .00 .00 .00
MOM-X
MOM-Y
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
MOM Z -61.88 247.88 .00 .00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
51. 52. 53. 54. 55. 56.
PARAMETER NSF 0.85 ALL KY 1.2 MEMB 3 4 RATIO 0.9 ALL PROFILE W14 MEMB 1 3 4 SELECT ALL
STAAD-III MEMBER SELECTION - (AISC) **************************
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 1 ST W14 X109
PASS 40.71 C 2 ST W16 X40 PASS 33.08 C 3 ST W14 X90 PASS 53.82 C 4 ST W14 X109 PASS 31.66 C
AISC- H1-3 .00 AISC- H1-1 .00 AISC- H1-3 -69.79 AISC- H1-3 105.62
.870 247.88 .868 60.67 .752 .00 .823 .00
3 .00 1 15.00 3 20.00 3 .00
.00 .00 .00 .00
5 ST W24 X62 6 ST W24 X62 7 ST W24 X62 8 ST W16 X31 9 ST W14 X30 10 ST W18 X35 11 ST W18 X35 12 ST W14 X30 13 ST W18 X40 14 ST L20 203 15 ST L20 203 16 ST L25 206 17 ST L25 255 18 ST L30 253 19 ST L20 202 20 ST L25 205 21 ST L25 254
PASS 3.50 T PASS 3.50 T PASS 10.21 T PASS 36.40 C PASS 36.56 C PASS 41.75 C PASS 41.74 C PASS 39.93 C PASS 26.53 C PASS 5.53 C PASS 1.96 C PASS 24.43 T PASS 24.00 T PASS 5.88 C PASS 7.12 T PASS 19.82 T PASS 19.43 T
AISC- H2-1 .00 AISC- H2-1 .00 AISC- H2-1 .00 AISC- H1-2 .00 AISC- H1-2 .00 AISC- H1-2 .00 AISC- H1-2 .00 AISC- H1-2 .00 AISC- H1-3 .00 COMPRESSION .00 COMPRESSION .00 TENSION .00 TENSION .00 COMPRESSION .00 TENSION .00 TENSION .00 TENSION .00
.840 -181.90 .840 -181.90 .810 175.41 .834 60.67 .873 -56.77 .831 73.40 .831 73.40 .892 -56.90 .864 99.94 .740 .00 .718 .00 .860 .00 .891 .00 .854 .00 .802 .00 .823 .00 .891 .00
1 10.00 1 .00 3 10.00 1 .00 1 5.83 1 5.83 1 5.83 1 5.83 3 .00 3 .00 1 .00 1 .00 3 .00 3 .00 3 .00 3 .00 1 .00
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 22 ST L25 205 23 57. 58. 59. 60. 61.
PASS 21.48 T ST L30 304 PASS 23.32 T GROUP MEMB 1 3 4 GROUP MEMB 5 6 7 GROUP MEMB 8 TO 13 GROUP MEMB 14 TO 23 PERFORM ANALYSIS
TENSION .00 TENSION .00
.892 .00 .883 .00
1 .00 1 .00
********************************************************* * * * NATURAL FREQUENCY FOR LOADING 1 = 4.68143 CPS * * MAX DEFLECTION = .84726 INCH GLO X, AT JOINT 7 * * * ********************************************************* 62. 63. 64. 65.
PARAMETER RATIO 1.0 ALL TRACK 1.0 ALL CHECK CODE ALL
STAAD-III CODE CHECKING - (AISC) ***********************
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 1 ST W14 X109
PASS AISC- H1-3 .850 3 40.84 C .00 241.49 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 1, UNIT KIP-INCH, L= 240.0 AX= 32.00 SZ= 173.2 SY= 61.2 | | KL/R-Y= 64.2 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 21.60 | | FTZ= 21.60 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.01 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| * 2 ST W16 X40 FAIL AISC- H1-1 1.001 1 33.18 C .00 73.78 15.00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 2, UNIT KIP-INCH, L= 180.0 AX= 11.80 SZ= 64.7 SY= 8.3 | | KL/R-Y= 115.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 15.83 | | FTZ= 21.60 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 10.98 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 3 ST W14 X109 PASS AISC- H1-3 .588 3 54.41 C -66.08 .00 20.00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 3, UNIT KIP-INCH, L= 240.0 AX= 32.00 SZ= 173.2 SY= 61.2 | | KL/R-Y= 77.1 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 21.60 | | FTZ= 21.60 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 15.68 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 4 ST W14 X109 PASS AISC- H1-3 .866 3 32.05 C 111.44 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 4, UNIT KIP-INCH, L= 180.0 AX= 32.00 SZ= 173.2 SY= 61.2 | | KL/R-Y= 57.8 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.64 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------|
5 ST W24 X62
PASS AISC- H2-1 .855 1 4.76 T .00 -185.22 10.00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 5, UNIT KIP-INCH, L= 120.0 AX= 18.20 SZ= 130.6 SY= 9.8 | | KL/R-Y= 87.2 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 19.91 | | FTZ= 21.60 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 14.54 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 6 ST W24 X62 PASS AISC- H2-1 .855 1 4.76 T .00 -185.22 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 6, UNIT KIP-INCH, L= 120.0 AX= 18.20 SZ= 130.6 SY= 9.8 | | KL/R-Y= 87.2 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 19.91 | | FTZ= 21.60 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 14.54 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 7 ST W24 X62 PASS AISC- H2-1 .819 3 11.02 T .00 177.52 10.00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 7, UNIT KIP-INCH, L= 120.0 AX= 18.20 SZ= 130.6 SY= 9.8 | | KL/R-Y= 87.2 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 19.91 | | FTZ= 21.60 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 14.54 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 8 ST W18 X40 PASS AISC- H1-2 .675 1 33.26 C .00 73.78 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 8, UNIT KIP-INCH, L= 70.0 AX= 11.80 SZ= 68.4 SY= 6.4 | | KL/R-Y= 55.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.90 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 9 ST W18 X40 PASS AISC- H1-2 .548 1 33.67 C .00 -56.34 5.83 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 9, UNIT KIP-INCH, L= 70.0 AX= 11.80 SZ= 68.4 SY= 6.4 | | KL/R-Y= 55.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.90 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 10 ST W18 X40 PASS AISC- H1-2 .655 1 40.08 C .00 67.43 5.83 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 10, UNIT KIP-INCH, L= 70.0 AX= 11.80 SZ= 68.4 SY= 6.4 | | KL/R-Y= 55.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.90 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 11 ST W18 X40 PASS AISC- H1-2 .655 1 39.99 C .00 67.43 5.83 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 11, UNIT KIP-INCH, L= 70.0 AX= 11.80 SZ= 68.4 SY= 6.4 | | KL/R-Y= 55.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.90 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 12 ST W18 X40 PASS AISC- H1-2 .565 1 36.50 C .00 -57.15 5.83
|-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 12, UNIT KIP-INCH, L= 70.0 AX= 11.80 SZ= 68.4 SY= 6.4 | | KL/R-Y= 55.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.90 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 13 ST W18 X40 PASS AISC- H1-3 .891 3 26.93 C .00 103.42 .00
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 13, UNIT KIP-INCH, L= 70.0 AX= 11.80 SZ= 68.4 SY= 6.4 | | KL/R-Y= 55.0 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= 23.76 | | FTZ= 23.76 FCY= 27.00 FTY= 27.00 FA= 17.90 FT= 21.60 FV= 14.40 | |-----------------------------------------------------------------------| 14 ST L25 206 PASS COMPRESSION .226 3 3.99 C .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 14, UNIT KIP-INCH, L= 46.9 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 111.8 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 11.43 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| 15 ST L25 206 PASS COMPRESSION .521 1 3.49 C .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 15, UNIT KIP-INCH, L= 78.0 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 185.8 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 4.32 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| 16 ST L25 206 PASS TENSION .859 1 24.41 T .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 16, UNIT KIP-INCH, L= 93.7 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 223.3 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 3.00 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| 17 ST L25 206 PASS TENSION .835 3 23.71 T .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 17, UNIT KIP-INCH, L= 93.7 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 223.3 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 3.00 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------|
18 ST L25 206
PASS COMPRESSION .816 3 5.46 C .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 18, UNIT KIP-INCH, L= 78.0 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 185.8 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 4.32 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| |-----------------------------------------------------------------------| 19 ST L25 206 PASS TENSION .232 3 6.60 T .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 19, UNIT KIP-INCH, L= 46.9 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 111.8 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 11.43 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------|
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 20 ST L25 206
PASS TENSION .606 3 17.21 T .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 20, UNIT KIP-INCH,----------------| 21 ST L25 206 PASS TENSION .584 1 16.59 T .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 21, UNIT KIP-INCH, L= 90.0 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 214.4 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 3.25 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| 22 ST L25 206 PASS TENSION .656 1 18.62 T .00 .00 .00 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 22, UNIT KIP-INCH, L= 90.0 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 214.4 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 3.25 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| * 23 ST L25 206 FAIL L/R-EXCEEDS 1.072 |-----------------------------------------------------------------------| | MEM= 23, UNIT KIP-INCH, L= 90.0 AX= 1.55 SZ= .3 SY= .7 | | KL/R-Z= 214.4 CB= 1.00 YLD= 36.00 ALLOWABLE STRESSES: FCZ= .00 | | FTZ= .00 FCY= .00 FTY= .00 FA= 3.25 FT= 21.60 FV= .00 | |-----------------------------------------------------------------------| 66. STEEL TAKE OFF
STEEL TAKE-OFF -------------PROFILE ST ST ST ST ST
W14 W16 W24 W18 L25
LENGTH(FEET) X109 X40 X62 X40 206
WEIGHT(KIP )
55.00 15.00 30.00 34.99 66.43
5.977 .601 1.854 1.402 .349 ---------------TOTAL = 10.18
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
FINISH
Problema Ejemplo No. 2 Una estructura de piso (limitada por los ejes globales X-Z) hecha de vigas de acero está sujeta a cargas de superficie (es decir carga/área del piso) es aplicada en la estructura. Fuerzas en puntos de secciones intermedias (es decir, fuerzas/momentos en puntos entre nodos incidentes) son obtenidas y utilizadas en el diseño de acero.
4 x 5' = 20' 2
1
3
2
4
3
4
5
1
20
22
5
7
24
6
7
8
9
28
8
10'
9
10 11 3.5' 15'
19
21
10
13 17
18
11
23
12
14
15 14
5.5'
27
13 3.5'
17 26
19
7'
25
16 15
20
21
Las entrada se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD FLOOR A FLOOR FRAME DESIGN WITH AREA LOAD Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra FLOOR significa que la estructura es una de piso y que la geometría está definida a través de los ejes X y Z. UNIT FT KIP Define las Unidades JOINT COORDINATES 1 0. 0. 0. 5 20. 0. 0. ; 7 5. 0. 10. 8 10. 0. 10. ; 9 13. 0. 10. ; 10 15. 0. 10. ; 11 16.5 0. 10. 12 20. 0. 10. ; 13 0. 0. 25. ; 14 5. 0. 25. ; 15 11. 0. 25. 16 16.5 0. 25 ; 17 20. 0. 25. 18 0. 0. 28. 19 20. 0. 28. ; 20 0. 0. 35. ; 21 20. 0. 35. El número de nodos seguidos por las coordenadas X, Y y Z son proporcionadas. Note que, debido a que ésta es una estructura de piso, las coordenadas Y son dadas todas como ceros. Puntos y Comas (;) son utilizadas como separadores de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser introducidos en una sola línea. Note que los nodos entre el 1 y el 5 (es decir 2, 3, 4) son generados en la primer línea de entrada (vea Manual de referencia para descripción de la entrada). MEMBER INCIDENCES 1 1 2 4 ; 5 7 8 9 ; 10 13 14 13 ; 14 18 19 15 20 21 ; 16 18 20 ; 17 13 18 ; 18 1 13 19 7 14 ; 20 2 7 ; 21 9 15 22 3 8 ; 23 11 16 ; 24 4 10 ; 25 19 21 26 17 19 ; 27 12 17 ; 28 5 12 Define los miembros por medio de los nodos a los cuales están conectados.
MEMB PROP 1 TO 28 TABLE ST W12X26 Todas las propiedades de los miembros son de W12X26 del manual AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. * MEMBERS WITH PINNED ENDS ARE RELEASED FOR MZ MEMB RELEASE 1 5 10 14 15 18 17 28 26 20 TO 24 START MZ 4 9 13 14 15 18 16 27 25 19 21 TO 24 END MZ El primer grupo de miembros (1 5 10 etc.) tiene momentos locales z (MZ) relajados en el nodo inicial. Esto significa que estos miembros no pueden soportar ningún momento z (es decir, momento del eje fuerte) en el nodo inicial. El segundo grupo de miembros tienen MZ relajado en los nodos finales. Cualquier línea que comience con un asterisco * es considerada como una línea de comentario. CONSTANT E 4176E3 ALL El comando CONSTANT inicia la entrada para constantes de materiales como E (módulo de Elasticidad) etc. Un valor de 4176E3 es igual a 4176000.0. Debido a que las unidades en este punto son KIP y FEET, este valor es igual a 29000 KSI. SUPPORT 1 5 13 17 20 21 FIXED Los nodos anteriores son definidos como apoyos empotrados LOADING 1 300 POUNDS PER SFT DL+LL El caso de Carga 1 es inicializado seguido por un título. AREA LOAD 1 TO 28 ALOAD -0.30
Todos los miembros son declarados para soportar una carga superficial de 0.3 Kip/Sq.ft. Este valor es dado en el eje local y. PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA Este comando hace que el programa proceda con el análisis. El comando PRINT LOAD DATA imprimirá la información de carga de los miembros. Deseamos ver como se distribuye entre los miembros la carga superficial. SECTION 0.5 MEMB 15 21 TO 24 Un análisis resulta en los cálculos de fuerzas solamente en los nodos de los extremos de los miembros. Sin embargo, puede ser necesario determinar los valores de las fuerzas en los puntos intermedios también. Con el comando SECTION anterior, las fuerzas en la sección 0.5 (es decir, en el punto medio) de la miembros listados es calculada. Estos valores serán entonces usados para el diseño subsecuente. PARAMETERS DMAX 2.0 ALL DMIN 1.0 ALL UNL 1.0 ALL El comando PARAMETER es utilizado para especificar parámetros de diseño de acero (Tabla 3.1 del manual de Referencia). DMAX y DMIN especifican los peraltes máximos y mínimos deseados para todos los miembros. UNL significa la longitud no soportada para ser utilizada en el cálculo del esfuerzo permisible de flexión. SELECT MEMB 2 6 11 14 15 16 18 19 21 23 24 27 El comando anterior le indique al programa que seleccione la sección más económica para los miembros listados. FINISH El comando FINISH termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * ************************************************** 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
STAAD FLOOR A FLOOR FRAME DESIGN WITH AREA LOAD UNIT FT KIP JOINT COORDINATES 1 0. 0. 0. 5 20. 0. 0. ; 7 5. 0. 10. 8 10. 0. 10. ; 9 13. 0. 10. ; 10 15. 0. 10. ; 11 16.5 0. 10. 12 20. 0. 10. ; 13 0. 0. 25. ; 14 5. 0. 25. ; 15 11. 0. 25. 16 16.5 0. 25 ; 17 20. 0. 25. 18 0. 0. 28. 19 20. 0. 28. ; 20 0. 0. 35. ; 21 20. 0. 35. MEMBER INCIDENCES 1 1 2 4 ; 5 7 8 9 ; 10 13 14 13 ; 14 18 19 15 20 21 ; 16 18 20 ; 17 13 18 ; 18 1 13 19 7 14 ; 20 2 7 ; 21 9 15 22 3 8 ; 23 11 16 ; 24 4 10 ; 25 19 21 26 17 19 ; 27 12 17 ; 28 5 12 MEMB PROP 1 TO 28 TABLE ST W12X26 * MEMBERS WITH PINNED ENDS ARE RELEASED FOR MZ MEMB RELEASE 1 5 10 14 15 18 17 28 26 20 TO 24 START MZ 4 9 13 14 15 18 16 27 25 19 21 TO 24 END MZ CONSTANT E 4176E3 ALL SUPPORT 1 5 13 17 20 21 FIXED LOADING 1 300 POUNDS PER SFT DL+LL AREA LOAD 1 TO 28 ALOAD -0.30 PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA P R O B L E M S T A T I S T I C S -----------------------------------
NUMBER OF JOINTS/MEMBER+ELEMENTS/SUPPORTS = 20/ 28/ 6 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 11/ 5 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 630 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.05 MEGA-BYTES
42
LOADING 1 -----------
300 POUNDS PER SFT DL+LL
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 10 11 12 13 14 15 18 19 20 21 22 23 24 27 28
UDL -0.450 -0.450 -0.450 -0.450 -1.500 -1.050 -0.750
L1
L2
GY GY GY GY GY GY GY
0.00 5.00 0.00 6.00 0.00 5.50 0.00 3.50 0.00 20.00 0.00 20.00 0.00 25.00
-1.500 GY -1.725 GY -1.500 GY
0.00 10.00 0.00 15.13 0.00 10.00
-1.500 GY -0.525 GY -0.750 GY
0.00 10.00 0.00 15.00 0.00 10.00
CON
L
LIN1
-1.950
-1.650 Y
-1.050
-1.350 Y
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
29. 30. 31. 32. 33. 34.
SECTION 0.5 MEMB 15 21 TO 24 PARAMETERS DMAX 2.0 ALL DMIN 1.0 ALL UNL 1.0 ALL SELECT MEMB 2 6 11 14 15 16 18 19 21 23 24 27
LIN2
STAAD-III MEMBER SELECTION - (AISC) **************************
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 2 ST W21 X44 6 ST W18 X35 11 ST W21 X50 14 ST W12 X19 15 ST W14 X22 16 ST W12 X19 18 ST W12 X19 19 ST W24 X55 21 ST W12 X22 23 ST W12 X19 24 ST W12 X19 27 ST W21 X50
PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00 PASS 0.00
AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 SHEAR -Y 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 SHEAR -Y 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00
0.863 -139.46 0.897 102.32 0.897 167.74 0.365 0.00 0.915 -52.50 0.744 -31.50 0.228 0.00 0.978 -221.85 0.984 -49.38 0.797 -33.75 0.443 -18.75 0.923 -172.59
1 0.00 1 3.00 1 6.00 1 0.00 1 10.00 1 0.00 1 0.00 1 0.00 1 7.57 1 7.50 1 5.00 1 0.00
************** END OF TABULATED RESULT OF DESIGN **************
35. FINISH
Problema Ejemplo No. 3 Una estructura de marco de acero se encuentra sobre una cimentación de acero. El suelo será considerado como una cimentación elástica. El valor de la reacción de subgrado del suelo es conocida, por medio de la cual las constantes elásticas son calculadas, simplemente multiplicando la reacción de subgrado por el área tributaria de cada resorte modelado. 3
K/FT
5K
10 3
K/FT
5K
10 Typ. Width : 8 ft.
4 8 20 7
7
8
10
6
8
6
9
5
1 2 1
10
3 4 2
3
5 4
10 11
1213 14
11 12 13
14
NOTAS: 1) Todas las dimensiones están en pies. 2) Reacción de Subgrado del Suelo - 250 Kips/cft Cálculo de constante elásticas: Resorte de nodos 1, 5, 10 & 14 = 8 x 1 x 250 = 2000 Kips/ft Resorte de nodos 2, 3, 4, 11, 12 & 13 = 8 x 2 x 250 = 4000 Kips/ft
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas por una explicación. STAAD PLANE PORTAL ON FOOTING FOUNDATION Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y la geometría está definida a través de los ejes X y Y . UNIT FT KIPS Especifica los unidades que serán usadas. JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 5 8.0 0.0 0.0 6 4.0 10.0 0.0 ; 7 4.0 20.0 0.0 8 24.0 20.0 0.0 ; 9 24.0 10.0 0.0 10 20.0 0.0 0.0 14 28.0 0.0 0.0 El número de nodo seguido de sus coordenadas X, Y y Z se proporcionan. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z son dadas como ceros. Puntos y comas (;) son usadas como separadores de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser dados en una sola línea. MEMBER INCIDENCES 1 1 2 4 5 3 6 ; 6 6 7 7 7 8 ; 8 6 9 9 8 9 ;10 9 12 11 10 11 14 Define los miembros por medio de los nodos a los que están conectados. MEMBER PROPERTIES 1 4 11 14 PRIS YD 1.0 ZD 8.0 2 3 12 13 PRIS YD 2.0 ZD 8.0 5 6 9 10 TABLE ST W10X33 7 8 TA ST W12X26
Las dos primeras líneas definen las propiedades de los miembros como PRIS (prismáticas) seguidas por los valores YD (peralte) y ZD (ancho). El programa calculará automáticamente las propiedades necesarias para realizar el análisis. Las propiedades de los miembros para los que faltan son seleccionadas de la tabla de acero del AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. * E FOR STEEL IS 29,000 AND FOR CONCRETE 3000 UNIT INCHES CONSTANTS E 29000. MEMB 5 TO 10 E 3000. MEMB 1 TO 4 11 TO 14 DEN 0.283E-3 MEMB 5 TO 10 DEN 8.68E-5 MEMB 1 TO 4 11 TO 14 El comando CONSTANTS inicia la entrada para constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. La unidad de longitud es cambiada de pies a pulgadas para facilitar la entrada de E etc. Cualquier línea que comience con un asterisco * es tratada como una línea de comentario. UNIT FT SUPPORTS 2 TO 4 11 TO 13 FIXED BUT MZ KFY 4000. 1 5 10 14 FIXED BUT MZ KFY 2000. El primer grupo de nodos son apoyos empotrados en todas las direcciones excepto MZ (que es el momento global en z). También, un resorte que tiene una constante elástica de 4000 Kip/ft es proporcionado en la dirección global Y. El segundo grupo es similar al anterior excepto por un valor diferente de la constante elástica. LOADING 1 DEAD AND WIND LOAD COMBINED El caso de carga 1 es inicializado seguido por un título. SELF Y -1.0
El comando anterior se aplicará al peso propio de la estructura en la dirección global Y con un factor de -1.0. Debido a que la Y global es la dirección hacia arriba, esta carga actuará hacia abajo. JOINT LOAD 6 7 FX 5.0 La carga 1 contiene cargas en los nodos también. FX indica que la carga es una fuerza en la dirección global X. MEMBER LOAD 7 8 UNI GY -3.0 La carga 1 contiene cargas en miembros también. GY indica que la carga actúa en la dirección global Y. La palabra UNI significa una carga uniformemente distribuida. PERFORM ANALYSIS Este comando hace que el programa proceda con el análisis. PRINT ANALYSIS RESULTS El comando PRINT anterior instruye al programa para que imprima todos los resultados del análisis que incluyen desplazamientos de nodos, fuerzas en miembros y reacciones en los apoyos. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III / ISDS .
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36.
STAAD PLANE PORTAL ON FOOTING FOUNDATION UNIT FT KIPS JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 5 8.0 0.0 0.0 6 4.0 10.0 0.0 ; 7 4.0 20.0 0.0 8 24.0 20.0 0.0 ; 9 24.0 10.0 0.0 10 20.0 0.0 0.0 14 28.0 0.0 0.0 MEMBER INCIDENCES 1 1 2 4 5 3 6 ; 6 6 7 7 7 8 ; 8 6 9 9 8 9 ;10 9 12 11 10 11 14 MEMBER PROPERTIES 1 4 11 14 PRIS YD 1.0 ZD 8.0 2 3 12 13 PRIS YD 2.0 ZD 8.0 5 6 9 10 TA ST W10X33 7 8 TA ST W12X26 * E FOR STEEL IS 29,000 AND FOR CONCRETE 3000 UNIT INCHES CONSTANTS E 29000. MEMB 5 TO 10 E 3000. MEMB 1 TO 4 11 TO 14 DEN 0.283E-3 MEMB 5 TO 10 DEN 8.68E-5 MEMB 1 TO 4 11 TO 14 UNIT FT SUPPORTS 2 TO 4 11 TO 13 FIXED BUT MZ KFY 4000. 1 5 10 14 FIXED BUT MZ KFY 2000. LOADING 1 DEAD AND WIND LOAD COMBINED SELF Y -1.0 JOINT LOAD 6 7 FX 5.0 MEMBER LOAD 7 8 UNI GY -3.0 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 = 14/ 14/ 10 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 3/ 3 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 384 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.03 MEGA-BYTES
32
37. PRINT ANALYSIS RESULTS
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
X-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.31747 0.63262 0.61484 0.32509 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Y-TRANS -0.04273 -0.04899 -0.05434 -0.05846 -0.06123 -0.07850 -0.09080 -0.10243 -0.08879 -0.03595 -0.04882 -0.06095 -0.07167 -0.08056
Z-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIPS FEET ----------------JOINT LOAD 2 3 4 11 12 13 1 5 10 14
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
FORCE-X 0.00 -0.60 0.00 0.00 -9.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
FORCE-Y 16.33 18.11 19.49 16.27 20.32 23.89 7.12 10.20 5.99 13.43
STRUCTURE TYPE = PLANE
X-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Y-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Z-ROTAN -0.00027 -0.00023 -0.00020 -0.00016 -0.00010 -0.00477 -0.00661 0.00388 0.00010 -0.00055 -0.00051 -0.00049 -0.00044 -0.00035
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-X 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM Z 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIPS FEET MEMB LOAD JT
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1
1
1 2
0.00 0.00
7.12 -4.72
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 11.84
2
1
2 3
0.00 0.00
21.05 -16.25
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-11.84 49.15
3
1
3 4
0.00 0.00
-22.49 27.29
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-67.80 18.01
4
1
4 5
0.00 0.00
-7.80 10.20
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-18.01 0.00
5
1
3 6
56.86 -56.53
0.60 -0.60
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
18.65 -12.61
6
1
6 7
29.01 -28.68
-11.44 11.44
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-50.87 -63.52
7
1
7 8
16.44 -16.44
28.68 31.84
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
63.52 -95.12
8
1
6 9
-7.04 7.04
27.52 33.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
63.48 -118.26
9
1
8 9
31.84 -32.17
16.44 -16.44
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
95.12 69.27
10
1
9 12
65.17 -65.50
9.40 -9.40
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
48.99 44.97
11
1
10 11
0.00 0.00
5.99 -3.59
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 9.58
12
1
11 12
0.00 0.00
19.87 -15.07
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-9.58 44.51
13
1
12 13
0.00 0.00
-30.12 34.92
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-89.49 24.45
14
1
13 14
0.00 0.00
-11.03 13.43
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-24.45 0.00
Problema Ejemplo No. 4 Este ejemplo es un típico caso de una estructura que depende de la carga donde la condición estructural cambia para diferentes casos de carga. En este ejemplo, Diferentes miembros de contraventeo son convertidos en inactivos para diferentes casos de carga. Esto es hecho para prevenir que esos miembros soporten cargas de compresión.
Y 8
8
7
k
15
13 14 5
3
5
6
4
6
7
11 12 2
1
4
1
X
2 240"
k
30
9
10
180"
240"
3
180"
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD PLANE * A PLANE FRAME STRUCTURE WITH TENSION BRACING Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y la geometría es definida a través de los ejes X y Y. UNIT INCH KIP Especifica la unidad a ser usada. SET NL 3 El comando anterior define el número máximo de casos de carga primaria a 3. Este comando es necesario solo cuando el usuario proporcionará mas casos de carga después de que un análisis es hecho. En este ejemplo, analizaremos la estructura varias veces, cada vez cambiando la estructura y definiendo un caso de carga asociado. JOINT COORDINATES 1 0 0 0 3 480. 0 0 4 0 180. 0 6 480. 180. 0 7 240. 360. 0 ; 8 480. 360. 0 El número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se especifican. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z se dan todas como ceros. Puntos y comas (;) son utilizadas como separadoras de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser especificados en una sola línea. MEMBER INCIDENCE 1 1 4 2 ; 3 5 7 ; 4 3 6 ; 5 6 8 ; 6 4 5 7 8 7 8 ; 9 1 5 ; 10 2 4 ; 11 3 5 ; 12 2 6 13 6 7 ;14 5 8 Define los miembros por los nodos a los que están conectados.
MEMBER TRUSS 9 TO 14 El comando anterior define que los miembros 9 hasta el 14 son de tipo armadura. Esto significa que estos miembros pueden soportar solamente cargas axiales de tensión/compresión y no momentos. MEMBER PROP 1 TO 5 TABLE ST W12X26 6 7 8 TA ST W18X35 9 TO 14 TA LD L50505 Todos las propiedades de los miembros son de la tabla de acero del AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. La palabra LD significa doble ángulo de pata larga espalda con espalda. CONSTANTS E 29000. ALL El comando CONSTANT inicializa la entrada de las constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. SUPPORT 1 2 3 PINNED Los nodos 1, 2 y 3 son apoyos. La palabra PINNED significa que estos soportes no pueden soportar momentos. INACTIVE MEMBERS 9 TO 14 El comando anterior hace que los miembros listados se hagan inactivos, esto es, estos miembros no serán usados en el análisis hasta que ellos sean hechos activos otra vez. UNIT FT LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD El caso de carga 1 es inicializado seguido por un título. Note que la unidad UNIT es modificada de pulgadas INCH a pies FT.
MEMBER LOAD 6 8 UNI GY -1.0 7 UNI GY -1.5 La carga 1 contiene cargas en los miembros también. GY indica que la carga actúa en la dirección global Y. La palabra UNI significa carga uniformemente distribuida. PERFORM ANALYSIS Este comando hace que el programa proceda con el análisis. Note que los miembros 9 a 14 no serán usadas en este análisis desde que ellos fueron declarados inactivos antes. En otras palabras, para la carga viva y muerta, los contravientos no son utilizados para ninguna carga. CHANGES El comando CHANGE anterior hará todos los miembros inactivos otra vez y le informa al programa que espere más cambios. INACTIVE MEMBERS 10 11 13 El comando anterior convierte a los miembros listados en inactivos, es decir, estos miembros nos serán utilizados en el análisis hasta que ellos son hechos activos otra vez. La razón para seleccionar estos miembros es para evitar fuerzas de compresión en estos miembros en el siguiente caso de carga. LOADING 2 WIND FROM LEFT El caso de carga 2 es inicializado seguido por un título. JOINT LOAD 4 FX 30 ; 7 FX 15 La carga 2 contiene cargas en los nodos también. FX indica que la carga es una fuerza en la dirección global X. PERFORM ANALYSIS
Este comando hace que el programa proceda con el análisis. Note que solamente la carga 2 será utilizada para este análisis. CHANGE El comando CHANGE anterior hará a todos los miembros inactivos en activos otra vez y le informa al programa que espere algunos cambios. INACTIVE MEMBERS 9 12 14 El comando anterior hace que los miembros listados inactivos, esto es, estos miembros no serán usados en el análisis hasta que ellos son hechos activos otra vez. La razón para seleccionar estos miembros es para evitar fuerzas en compresión en sus miembros en el siguiente caso de carga. LOADING 3 WIND FROM RIGHT El caso de carga 3 es inicializado seguido por un título. JOINT LOAD 6 FX -30 ; 8 FX -15 La carga 3 contiene cargas en los nodos también. FX indica que la carga es una fuerza en la dirección global X. LOAD COMBINATION 4 1 0.75 2 0.75 LOAD COMBINATION 5 1 0.75 3 0.75 El comando anterior identifica una carga combinada (caso no. 4 y 5) con título. Note que para el análisis de una estructura dependiente de la carga, las combinaciones de carga deben ser especificadas inmediatamente después de que el último caso de carga primaria ha sido proporcionado. PERFORM ANALYSIS
El comando anterior hace que el programa proceda con el análisis. Note que solo las cargas 3, 4 y 5 serán consideradas para este análisis. CHANGE El comando CHANGE anterior hará a todos los miembros inactivos otra vez. LOAD LIST ALL El comando anterior hará a todos los casos de carga activos, debido a que para cada análisis, solamente los casos de carga correspondiente fueron activos. PRINT MEMBER FORCES El comando anterior se explica por si solo. LOAD LIST 1 4 5 El comando anterior hará los casos de carga 1, 4 y 5 activos. En el diseño subsecuente, queremos que solo las fuerzas de estos casos de carga sean usadas. PARAMETER UNL 6.0 ALL KY 0.5 ALL El comando PARAMETER es utilizado para especificar los parámetros de diseño de acero (Tabla 3.1 del manual de Referencia). UNL significa la longitud no soportada que será utilizada en el cálculo del esfuerzo permisible de flexión. Más adelante, KY 0.5 ALL define el factor de longitud efectiva para la flexión con respecto al eje Y. CHECK CODE ALL El comando anterior no será verificado para ver como los últimos tamaños con los últimos resultados están conforme a los requerimientos de código.
FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * ************************************************** 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
STAAD PLANE A PLANE FRAME STRUCTURE WITH TENSION BRACING UNIT INCH KIP SET NL 3 JOINT COORDINATES 1 0 0 0 3 480. 0 0 4 0 180. 0 6 480. 180. 0 7 240. 360. 0 ; 8 480. 360. 0 MEMBER INCIDENCE 1 1 4 2 ; 3 5 7 ; 4 3 6 ; 5 6 8 ; 6 4 5 7 8 7 8 ; 9 1 5 ; 10 2 4 ; 11 3 5 ; 12 2 6 13 6 7 ;14 5 8 MEMBER TRUSS 9 TO 14 MEMBER PROP 1 TO 5 TABLE ST W12X26 6 7 8 TA ST W18X35 9 TO 14 TA LD L50505 CONSTANTS E 29000. ALL SUPPORT 1 2 3 PINNED INACTIVE MEMBERS 9 TO 14 UNIT FT LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD MEMBER LOAD 6 8 UNI GY -1.0 7 UNI GY -1.5 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 = 8/ 14/ 3 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 4/ 4 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 216 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.02 MEGA-BYTES
18
29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47.
CHANGES INACTIVE MEMBERS 10 11 13 LOADING 2 WIND FROM LEFT JOINT LOAD 4 FX 30 ; 7 FX 15 PERFORM ANALYSIS CHANGE INACTIVE MEMBERS 9 12 14 LOADING 3 WIND FROM RIGHT JOINT LOAD 6 FX -30 ; 8 FX -15 LOAD COMBINATION 4 1 0.75 2 0.75 LOAD COMBINATION 5 1 0.75 3 0.75 PERFORM ANALYSIS CHANGE LOAD LIST ALL PRINT MEMBER FORCES
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB LOAD JT
1
1 2 3 4 5
2
1 2 3 4 5
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 4 1 4 1 4 1 4 1 4
8.26 -8.26 -0.31 0.31 15.83 -15.83 5.96 -5.96 18.07 -18.07
-0.67 0.67 0.22 -0.22 -0.20 0.20 -0.34 0.34 -0.65 0.65
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 -10.04 0.00 3.29 0.00 -2.93 0.00 -5.06 0.00 -9.73
2 5 2 5 2 5 2 5 2 5
38.48 -38.48 9.06 -9.06 28.79 -28.79 35.65 -35.65 50.45 -50.45
-0.05 0.05 0.16 -0.16 -0.15 0.15 0.09 -0.09 -0.15 0.15
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 -0.74 0.00 2.47 0.00 -2.25 0.00 1.30 0.00 -2.24
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB LOAD JT
3
1 2 3 4 5
4
1 2 3 4 5
5
1 2 3 4 5
6
1 2 3 4 5
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
5 7 5 7 5 7 5 7 5 7
10.14 -10.14 -0.29 0.29 10.88 -10.88 7.38 -7.38 15.76 -15.76
-2.21 2.21 0.43 -0.43 -0.64 0.64 -1.34 1.34 -2.14 2.14
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-13.23 -19.93 3.42 3.01 -5.32 -4.28 -7.36 -12.69 -13.91 -18.16
3 6 3 6 3 6 3 6 3 6
23.26 -23.26 24.66 -24.66 -11.25 11.25 35.94 -35.94 9.01 -9.01
0.72 -0.72 0.07 -0.07 -0.16 0.16 0.59 -0.59 0.42 -0.42
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 10.77 0.00 1.10 0.00 -2.44 0.00 8.91 0.00 6.25
6 8 6 8 6 8 6 8 6 8
9.86 -9.86 10.94 -10.94 -0.36 0.36 15.61 -15.61 7.13 -7.13
2.21 -2.21 0.37 -0.37 -0.33 0.33 1.94 -1.94 1.41 -1.41
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15.94 17.23 2.74 2.89 -2.16 -2.84 14.00 15.08 10.33 10.79
4 5 4 5 4 5 4 5 4 5
0.67 -0.67 29.78 -29.78 20.79 -20.79 22.84 -22.84 16.09 -16.09
8.26 11.74 -0.31 0.31 0.38 -0.38 5.96 9.04 6.48 8.52
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10.04 -44.81 -3.29 -2.97 2.93 4.75 5.06 -35.84 9.73 -30.05
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB LOAD JT 7
1 2 3 4 5
8
1 2 3 4 5
9
1 2 3 4 5
10
1 2 3 4 5
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
5 6 5 6 5 6 5 6 5 6
-1.49 1.49 17.54 -17.54 44.20 -44.20 12.04 -12.04 32.03 -32.03
16.60 13.40 -0.34 0.34 0.37 -0.37 12.20 10.30 12.73 9.77
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
58.78 -26.71 -2.91 -3.84 2.82 4.60 41.90 -22.91 46.20 -16.58
7 8 7 8 7 8 7 8 7 8
2.21 -2.21 14.57 -14.57 14.67 -14.67 12.59 -12.59 12.66 -12.66
10.14 9.86 -0.29 0.29 0.36 -0.36 7.38 7.62 7.87 7.13
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
19.93 -17.23 -3.01 -2.89 4.28 2.84 12.69 -15.08 18.16 -10.79
1 5 1 5 1 5 1 5 1 5
0.00 0.00 -33.37 33.37 0.00 0.00 -25.03 25.03 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 4 2 4 2 4 2 4 2 4
0.00 0.00 0.00 0.00 -25.74 25.74 0.00 0.00 -19.31 19.31
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB LOAD JT
11
1 2 3 4 5
12
1 2 3 4 5
13
1 2 3 4 5
14
1 2 3 4 5
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
3 5 3 5 3 5 3 5 3 5
0.00 0.00 0.00 0.00 -29.87 29.87 0.00 0.00 -22.41 22.41
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 6 2 6 2 6 2 6 2 6
0.00 0.00 -22.31 22.31 0.00 0.00 -16.73 16.73 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6 7 6 7 6 7 6 7 6 7
0.00 0.00 0.00 0.00 -17.53 17.53 0.00 0.00 -13.15 13.15
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 8 5 8 5 8 5 8 5 8
0.00 0.00 -17.75 17.75 0.00 0.00 -13.31 13.31 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
48. 49. 50. 51. 52.
LOAD LIST 1 4 5 PARAMETER UNL 6.0 ALL KY 0.5 ALL CHECK CODE ALL STAAD-III CODE CHECKING - (AISC) ***********************
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 1 ST W12 X26 2 ST W12 X26 3 ST W12 X26 4 ST W12 X26 5 ST W12 X26 6 ST W18 X35 7 ST W18 X35 8 ST W18 X35 9 LD L50 505 10 LD L50 505 11 LD L50 505 12 LD L50 505 13 LD L50 505 14 LD L50 505
PASS 18.07 C PASS 50.45 C PASS 15.76 C PASS 35.94 C PASS 15.61 C PASS 22.84 C PASS 32.03 C PASS 12.66 C PASS 25.03 T PASS 19.31 T PASS 22.41 T PASS 16.73 T PASS 13.15 T PASS 13.31 T
AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-1 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-1 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-1 0.00 AISC- H1-1 0.00 AISC- H1-3 0.00 TENSION 0.00 TENSION 0.00 TENSION 0.00 TENSION 0.00 TENSION 0.00 TENSION 0.00
0.283 -9.73 0.412 -2.24 0.393 -18.16 0.388 8.91 0.345 15.08 0.440 -35.84 0.589 46.20 0.253 18.16 0.191 0.00 0.147 0.00 0.171 0.00 0.128 0.00 0.100 0.00 0.102 0.00
5 15.00 5 15.00 5 15.00 4 15.00 4 15.00 4 20.00 5 0.00 5 0.00 4 0.00 5 0.00 5 0.00 4 0.00 5 0.00 4 0.00
************** END OF TABULATED RESULT OF DESIGN ************** 53. FINISH
Problema Ejemplo No. 5 Este ejemplo demuestra la aplicación de la carga de desplazamiento de apoyo (comúnmente conocido como apoyo ahogado) en una estructura de marco espacial.
Y
20' 2
2
10'
3
3
1 4
4
X Z
5
20'
5
6
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas por una explicación. STAAD SPACE TEST FOR SUPPORT DISPLACEMENT Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial (3-D) y que la geometría está definido a través de las coordenadas X, Y y Z. UNITS KIP FEET Especifica la unidad que deba usarse. JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 ; 2 0.0 10.0 0.0 3 20.0 10.0 0.0 ; 4 20.0 0.0 0.0 5 20. 10. 20. ; 6 20. 0. 20. El número del nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se proporcionan arriba. Puntos y comas (;) son usados como separadores de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser dados en una línea. MEMBER INCIDENCE 1 1 2 3 4 3 5 ; 5 5 6 Define los miembros por medio de los nodos que los conectan. UNIT INCH MEMB PROP 1 TO 5 PRIS AX 10. IZ 300. IY 300. IX 10. Todas la propiedades de los miembros son prismáticas y los valores de AX (área), IZ (momento de inercia en el eje mayor), IY (momento de inercia en el eje menor) y IX (constante torsional) son dadas en las pulgadas. CONSTANT E 29000. ALL
El comando CONSTANT inicia la entrada para constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. SUPPORT 1 4 6 FIXED Los nodos 1, 4 y 6 son apoyos empotrados. LOADING 1 SINKING SUPPORT El caso de carga 1 es inicializado seguido por un título. SUPPORT DISPLACEMENT LOAD 4 FY -0.50 La carga 1 es una carga de desplazamiento de apoyo que es comúnmente conocida como apoyo ahogado. FY significa que el hundimiento en el apoyo es en la dirección global Y y el valor de este hundimiento es de 0.5 pulgadas hacia abajo. PERFORM ANALYSIS Este comando hace que el programa proceda con el análisis. PRINT ANALYSIS RESULTS El comando PRINT anterior imprimirá desplazamientos, reacciones y fuerzas en los miembros. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
STAAD SPACE TEST FOR SUPPORT DISPLACEMENT UNITS KIP FEET JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 ; 2 0.0 10.0 0.0 3 20.0 10.0 0.0 ; 4 20.0 0.0 0.0 5 20. 10. 20. ; 6 20. 0. 20. MEMBER INCIDENCE 1 1 2 3 4 3 5 ; 5 5 6 UNIT INCH MEMB PROP 1 TO 5 PRIS AX 10. IZ 300. IY 300. IX 10. CONSTANT E 29000. ALL SUPPORT 1 4 6 FIXED LOADING 1 SINKING SUPPORT SUPPORT DISPLACEMENT LOAD 4 FY -0.50 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 = 6/ 5/ 3 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 2/ 2 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 216 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.01 MEGA-BYTES 21. PRINT ANALYSIS RESULTS
18
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 1 2 3 4 5 6
X-TRANS
1 1 1 1 1 1
0.00000 0.09122 0.09116 0.00000 0.01097 0.00000
Y-TRANS
Z-TRANS
1 4 6
FORCE-X
1 1 1
X-ROTAN
Y-ROTAN
Z-ROTAN
0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 -0.00040 -0.01097 -0.00014 0.00050 -0.00154 -0.49919 -0.09116 -0.00154 0.00000 -0.00154 -0.50000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 -0.00040 -0.09122 -0.00154 -0.00050 -0.00014 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP INCH ----------------JOINT LOAD
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Y
0.08 0.07 -0.16
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z
0.97 -1.95 0.97
0.16 -0.07 -0.08
MOM-X 19.46 107.18 106.99
MOM-Y -0.60 0.00 0.60
MOM Z 106.99 107.18 19.46
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = SPACE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP INCH MEMB LOAD JT
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1
1
1 2
0.97 -0.97
-0.08 0.08
0.16 -0.16
-0.60 0.60
-19.46 0.85
106.99 -116.71
2
1
2 3
0.08 -0.08
0.97 -0.97
0.16 -0.16
0.85 -0.85
-0.60 -36.63
116.71 116.92
3
1
3 4
-1.95 1.95
-0.07 0.07
0.07 -0.07
0.00 0.00
-116.08 107.18
-116.08 107.18
4
1
3 5
0.08 -0.08
-0.97 0.97
-0.16 0.16
-0.85 0.85
36.63 0.60
-116.92 -116.71
5
1
5 6
0.97 -0.97
0.16 -0.16
0.08 -0.08
0.60 -0.60
-116.71 106.99
-0.85 19.46
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 22. FINISH
Problema Ejemplo No. 6 Un ejemplo de carga por presfuerzo en una estructura de un marco plano. El ejemplo también cubre el efecto de la carga de presfuerzo durante la aplicación de la carga (conocida en el programa como carga PRESTRESS) y el efecto del presfuerzo después de que la carga es aplicada (conocida en el programa como carga POSTSTRESS).
Y 9
8
7
15'
3
6
8
5
5
5
2
15'
7
3
4
1
4
20'
1
X 40'
2
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD PLANE FRAME WITH PRESTRESSING LOAD Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y que la geometría está definida a través de los ejes X y Y. UNIT KIP FT Especifica las unidades que se utilizarán. JOINT COORD 1 0. 0. ; 2 40. 0. ; 3 0. 20. ; 4 40. 20. 5 0. 35. ; 6 40. 35. ; 7 0. 50. ; 8 40. 50. El número de nodo seguido por las coordenadas X y Y se proporcionan. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z no necesitan ser proporcionadas. Puntos y comas (;) son usadas como separadores de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser dados en una sola línea. MEMBER INCIDENCE 1 1 3 ; 2 3 5 ; 3 5 7 ; 4 2 4 ; 5 4 6 6 6 8 ; 7 3 4 ; 8 5 6 ; 9 7 8 Define los miembros por medio de los nodos a los que están conectados. SUPPORT 1 2 FIXED El nodo 1 es un apoyo empotrado mientras que el nodo 2 es un apoyo articulado que significa que este soporte no soportará momentos. MEMB PROP 1 TO 9 PRI AX 2.2 IZ 1.0
Todas las propiedades de los miembros son especificadas como PRI (prismáticas). Valores de área (AX) y momento de inercia con respecto al eje mayor (IZ) son proporcionados UNIT INCH CONSTANT E 3000. ALL El comando CONSTANT inicia la entrada para constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. La unidad de longitud es cambiada de pies a pulgadas para facilitar la entrada de E etc. LOADING 1 PRESTRESSING LOAD MEMBER PRESTRESS 7 8 FORCE 300. ES 3. EM -12. EE 3. El caso de carga 1 es iniciado seguido por un título. Carga 1 contiene carga por presfuerzo. Los miembros 7 y 8 tiene una carga de presfuerzo de 300 Kips por medio de un cable. La posición del cable al principio (ES) y al final (EE) es de 3 pulgadas arriba del CG mientras que en el punto medio (EM) es de 12 pulgadas abajo del CG. Una carga de presfuerzo en el programa significa el efecto de la fuerza de presfuerzo durante su aplicación y causará reacción en los apoyos. LOADING 2 POSTSTRESSING LOAD El caso de carga 2 es iniciado seguido por un título. MEMBER POSTSTRESS 7 8 FORCE 300. ES 3. EM -12. EE 3. La carga 2 es una carga de presfuerzo. Los miembros 7 y 8 tienen presfuerzo por cable de 300 Kips. La posición del cable al principio (ES) y al final (EE) es de 3 pulgadas arriba del CG mientras que en la mitad (EM) es de 12 pulgadas abajo del CG. Una carga de presfuerzo en el programa significa el efecto del la carga de presfuerzo existente después de que la operación de presfuerzo es completada y no causará reacciones en los apoyos. PERFORM ANALYSIS
Este comando hace que el programa proceda con el análisis. UNIT FT PRINT ANALYSIS RESULT Los comandos PRINT imprimirán desplazamientos, reacciones y fuerzas en los miembros. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
STAAD PLANE FRAME WITH PRESTRESSING LOAD UNIT KIP FT JOINT COORD 1 0. 0. ; 2 40. 0. ; 3 0. 20. ; 4 40. 20. 5 0. 35. ; 6 40. 35. ; 7 0. 50. ; 8 40. 50. MEMBER INCIDENCE 1 1 3 ; 2 3 5 ; 3 5 7 ; 4 2 4 ; 5 4 6 6 6 8 ; 7 3 4 ; 8 5 6 ; 9 7 8 SUPPORT 1 2 FIXED MEMB PROP 1 TO 9 PRI AX 2.2 IZ 1.0 UNIT INCH CONSTANT E 3000. ALL LOADING 1 PRESTRESSING LOAD MEMBER PRESTRESS 7 8 FORCE 300. ES 3. EM -12. EE 3. LOADING 2 POSTSTRESSING LOAD MEMBER POSTSTRESS 7 8 FORCE 300. ES 3. EM -12. EE 3. 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 = 8/ 9/ 2 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 2/ 2 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 162 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.02/ 86.3 MB, EXMEM = 13.05 MB
18
23. UNIT FT 24. PRINT ANALYSIS RESULT JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT
LOAD
1
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
2 3 4 5 6 7 8
X-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.07698 0.00000 -0.07698 0.00000 0.07224 0.00000 -0.07224 0.00000 -0.00059 0.00000 0.00059 0.00000
Y-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP ----------------JOINT
LOAD
1
1 2 1 2
2
FORCE-X -6.71 0.00 6.71 0.00
Z-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
FEET
FORCE-Y 0.00 0.00 0.00 0.00
STRUCTURE TYPE = PLANE
X-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Y-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Z-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00039 0.00000 -0.00039 0.00000 0.00087 0.00000 -0.00087 0.00000 0.00015 0.00000 -0.00015 0.00000
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-X 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-Y 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM Z 58.62 0.00 -58.62 0.00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB
1
LOAD
JT
AXIAL
SHEAR-Y
SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1
1 3 1 3
0.00 0.00 0.00 0.00
6.71 -6.71 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
58.62 75.67 0.00 0.00
3 5 3 5
0.00 0.00 0.00 0.00
13.92 -13.92 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
90.81 117.98 0.00 0.00
5 7 5 7
0.00 0.00 0.00 0.00
2.34 -2.34 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
38.31 -3.16 0.00 0.00
2 4 2 4
0.00 0.00 0.00 0.00
-6.71 6.71 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-58.62 -75.67 0.00 0.00
4 6 4 6
0.00 0.00 0.00 0.00
-13.92 13.92 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-90.81 -117.98 0.00 0.00
6 8 6 8
0.00 0.00 0.00 0.00
-2.34 2.34 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-38.31 3.16 0.00 0.00
3 4 3 4
304.85 -304.85 297.65 -297.65
-37.50 -37.50 -37.50 -37.50
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-241.48 241.48 -75.00 75.00
5 6 5 6
286.07 -286.07 297.65 -297.65
-37.50 -37.50 -37.50 -37.50
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-231.29 231.29 -75.00 75.00
7 8 7 8
-2.34 2.34 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
3.16 -3.16 0.00 0.00
2
2
1 2
3
1 2
4
1 2
5
1 2
6
1 2
7
1 2
8
1 2
9
1 2
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 25. FINISH
Problema Ejemplo No. 7 Este ejemplo ilustra el modelaje de estructura con conexiones no concurrentes OFFSET. Las conexiones OFFSET surgen cuando las líneas centrales de los miembros conectados no se intersectan en el punto de conexión. La excentricidad de la conexión es modelada a través de la especificación MEMBER OFFSETS.
20' 5
6
6
3
4
7"
15'
7"
5
4 6"
3
15'
1
7 2
1
2
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD PLANE TEST FOR MEMBER OFFSETS Cada entrada tiene que comenzar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y que la geometría esta definida por los ejes X y Y. UNIT FT KIP Especifica las unidades a ser usadas. JOINT COORD 1 0. 0. ; 2 20. 0. ; 3 0. 15. 4 20. 15. ; 5 0. 30. ; 6 20. 30. El número de nodos seguidos por las coordenadas de X y Y se proporcionan. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z no necesitan ser proporcionadas. Puntos y Comas (;) son usadas como separadores de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser dados en una sola línea. SUPPORT 1 2 PINNED Los apoyos 1 y 2 son apoyos articulados. La palabra PINNED significa que estos apoyos no soportarán momentos. MEMB INCI 1 1 3 2 ; 3 3 5 4 5 3 4 ; 6 5 6 ; 7 1 4 Define los miembros por medio de los nodos a los que están conectados. MEMB PROP 1 TO 4 TABLE ST W14X90 5 6 TA ST W12X26 7 TA LD L90408
Todas las propiedades de los miembros son de la tabla de acero del AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. LD significa doble ángulo de pata larga espalda con espalda. UNIT INCH MEMB OFFSET 5 6 START 7.0 0.0 0.0 5 6 END -7.0 0.0 0.0 7 END -7.0 -6.0 0.0 La especificación member offset anterior proporciona la posición no concurrente de los nodos iniciales o finales de los miembros seguidos por las coordenadas globales X, Y y Z del nodo incidente correspondiente. CONSTANT E 29000. ALL El comando CONSTANT inicia la entrada de constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. LOADING 1 WIND LOAD El caso de carga 1 es iniciado seguida por un título. JOINT LOAD 3 FX 50. ; 5 FX 25.0 La carga 1 contiene cargas en los nodos. FX indica que la carga es una fuerza en la dirección global X. PERFORM ANALYSIS Este comando hace que el programa proceda con el análisis. UNIT FT PRINT FORCES PRINT REACTIONS Los comandos PRINT se explican por si solos.
FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
STAAD PLANE TEST FOR MEMBER OFFSETS UNIT FT KIP JOINT COORD 1 0. 0. ; 2 20. 0. ; 3 0. 15. 4 20. 15. ; 5 0. 30. ; 6 20. 30. SUPPORT 1 2 PINNED MEMB INCI 1 1 3 2; 3 3 5 4 5 3 4 ; 6 5 6 ; 7 1 4 MEMB PROP 1 TO 4 TABLE ST W14X90 5 6 TA ST W12X26 7 TA LD L90408 UNIT INCH MEMB OFFSET 5 6 START 7.0 0.0 0.0 5 6 END -7.0 0.0 0.0 7 END -7.0 -6.0 0.0 CONSTANT E 29000. ALL LOADING 1 WIND LOAD JOINT LOAD 3 FX 50. ; 5 FX 25.0 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 = 6/ 7/ 2 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 3/ 3 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 126 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.01 MEGA-BYTES
26. UNIT FT 27. PRINT FORCES
14
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB
LOAD
JT
AXIAL
SHEAR-Y
SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1
1
1 3
-10.76 10.76
-4.48 4.48
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
4.26 -71.48
2
1
2 4
75.00 -75.00
-5.62 5.62
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 -84.33
3
1
3 5
-6.76 6.76
11.89 -11.89
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
111.68 66.64
4
1
4 6
6.76 -6.76
13.11 -13.11
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
128.10 68.58
5
1
3 4
66.37 -66.37
-4.00 4.00
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-37.86 -37.44
6
1
5 6
13.11 -13.11
-6.76 6.76
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-62.70 -64.64
7
1
1 4
-106.63 106.63
-0.55 0.55
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
-4.26 -9.08
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
28. PRINT REACTIONS
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP ----------------JOINT
LOAD
1 2
1 1
FORCE-X -80.62 5.62
FEET
FORCE-Y -75.00 75.00
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z 0.00 0.00
MOM-X 0.00 0.00
MOM-Y 0.00 0.00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 29. FINISH
MOM Z 0.00 0.00
Problema Ejemplo No. 8 El diseño de Concreto es realizado en algunos miembros de una estructura de marco espacial. El diseño incluye el cálculo del refuerzo para vigas y columnas. Momentos Secundarios en las columnas es obtenido a través de un análisis P-Delta.
Y 13
20
7
21
4
11
14
15
8
12
9
3 1 17
15
18
6
13
10
7
16 16
1 11
8
19
2
10
3
X
12 5
14
9
2
4
5
6
X
El ejemplo anterior representa un marco espacial, y los miembros están hechos de concreto. La entrada en la siguiente página mostrará las dimensiones de los miembros. Dos casos de carga, uno para carga viva y muerta y otro con carga muerta, viva y por viento son considerados en el diseño.
La entrada se muestra en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD SPACE FRAME WITH CONCRETE DESIGN Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial (3-D) y la geometría está definida a través de las coordenadas X, Y y Z. UNIT KIP FT Especifica la unidad a utilizarse. JOINT COORDINATE 1 0 0 0 ; 2 18 0 0 ; 3 38 0. 0 4 0 0 24 ; 5 18 0 24 ; 6 38 0 24 7 0 12 0 ; 8 18. 12 0 ; 9 38 12 0 10 0 12 24 ; 11 18 12 24 ; 12 38 12 24 13 18 24 0 ; 14 38 24 0 ; 15 18 24 24 16 38 24 24 El número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se proporcionan. Puntos y comas (;) son utilizados como separadores de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser dadas en una sola línea. MEMBER INCIDENCE 1 1 7 ; 2 4 10 ; 3 2 8 5 5 11 ; 6 11 15 ; 7 3 9 6 12 ; 10 12 16 ; 11 13 10 11 14 ; 15 13 14 17 7 10 ; 18 8 11 ; 19 20 13 15 ; 21 14 16
; 9 7 ; 9
4 8 13 ; 8 9 14 8 12 16 15 16 12
Define los miembros por medio de los nodos a los que están conectados.
UNIT INCH MEMB PROP 1 2 PRISMATIC YD 12.0 IZ 509. IY 509. IX 1018. 3 TO 10 PR YD 12.0 ZD 12.0 IZ 864. IY 864. IX 1279. 11 TO 21 PR YD 21.0 ZD 16.0 IZ 5788. IY 2953. IX 6497. Todas las propiedades de los miembros son dadas como prismáticas. YD y ZD significan peralte y ancho. Si ZD no es dado, una forma circular es asumida. Todas las propiedades son calculadas automáticamente de estas dimensiones a menos que un diferente grupo de valores de las propiedades es definido. Para este ejemplo en particular, el momento de inercia (IZ, IY y IX) son proporcionados pero solo la mitad del valor real es utilizado en el análisis. Esto se debe a que el momento completo de inercia no será efectivo debido al agrietamiento del concreto. CONSTANT E 3150.0 ALL UNIT FT CONSTANT DEN .15 ALL El comando CONSTANT inicia la entrada de constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. La unidad de longitud es cambiada de pulgadas a pies para facilitar la entrada de la densidad. SUPPORT 1 TO 6 FIXED Los nodos 1 al 6 son apoyos empotradas. LOAD 1 (1.4DL + 1.7LL) El caso de carga 1 es iniciada seguida de un título. SELF Y -1.4 El comando anterior aplicará el peso propio de la estructura en la dirección global Y con un factor de -1.4. Debido a que la dirección
global Y es en la dirección hacia arriba, esta carga actuará hacia abajo. MEMB LOAD 11 TO 16 UNI Y -2.8 11 TO 16 UNI Y -5.1 La carga 1 contiene cargas en los miembros también. Y indica que la carga está en la dirección local Y. La palabra UNI significa carga uniformemente distribuida. LOAD 2 .75 (1.4DL + 1.7LL + 1.7WL) El caso de carga 2 es iniciado seguido por un título. REPEAT LOAD 1 0.75 El comando anterior repetirá la carga 1 con un factor de 0.75 y la repetirá en la carga 2. JOINT LOAD 15 16 FZ 8.5 11 FZ 20.0 12 FZ 16.0 10 FZ 8.5 La carga 2 contiene cargas en los nodos también. FZ indica que la carga es una fuerza que está en la dirección global Z. PDELTA ANALYSIS Este comando provoca que el programa proceda con el análisis considerando a P-DELTA (análisis de segundo orden). PRINT FORCES LIST 2 5 9 14 16 Los comandos PRINT se explican por si solos. La opción LIST restringe la salida impresa a los miembros listados. START CONCRETE DESIGN
El comando anterior inicia un diseño de concreto. TRACK 1.0 MEMB 14 TRACK 2.0 MEMB 16 MAXMAIN 11 ALL Los valores para los parámetros de diseño de concreto son definidos en los tres comandos anteriores. El valor de TRACK de 1.0 imprimirá los máximos momentos los cuales gobiernan el diseño, mientras un valor de 2.0 imprimirá los momentos máximos a cada décimo punto a lo largo con el refuerzo requerido. MAXMAIN indica que el tamaño máximo del refuerzo máximo es el número de varilla 11. Estos parámetros son descritos en la Tabla 4.1 del manual de Referencia. DESIGN BEAM 14 16 El comando anterior diseñará vigas 14 y 16 produciendo salida del patrón de las varillas de refuerzo así como su longitud. DESIGN COLUMN 2 5 El comando anterior diseñará columnas 2 y 5 produciendo salida de patrones de las varillas de refuerzo. END CONCRETE DESIGN Esto terminará el diseño de concreto. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.
STAAD SPACE FRAME WITH CONCRETE DESIGN UNIT KIP FT JOINT COORDINATE 1 0 0 0 ; 2 18 0 0 ; 3 38 0. 0 4 0 0 24 ; 5 18 0 24 ; 6 38 0 24 7 0 12 0 ; 8 18 12 0 ; 9 38 12 0 10 0 12 24 ; 11 18 12 24 ; 12 38 12 24 13 18 24 0 ; 14 38 24 0 ; 15 18 24 24 16 38 24 24 MEMBER INCIDENCE 1 1 7 ; 2 4 10 ; 3 2 8 ; 4 8 13 5 5 11 ; 6 11 15 ; 7 3 9 ; 8 9 14 9 6 12 ; 10 12 16 ; 11 7 8 12 13 10 11 14 ; 15 13 14 ; 16 15 16 17 7 10 ; 18 8 11 ; 19 9 12 20 13 15 ; 21 14 16 UNIT INCH MEMB PROP 1 2 PRISMATIC YD 12.0 IZ 509. IY 509. IX 1018. 3 TO 10 PR YD 12.0 ZD 12.0 IZ 864. IY 864. IX 1279. 11 TO 21 PR YD 21.0 ZD 16.0 IZ 5788. IY 2953. IX 6497. CONSTANT E 3150. ALL UNIT FT CONSTANT DEN .15 ALL SUPPORT 1 TO 6 FIXED LOAD 1 (1.4DL + 1.7LL) SELF Y -1.4 MEMB LOAD 11 TO 16 UNI Y -2.8 11 TO 16 UNI Y -5.1 LOAD 2 .75(1.4DL + 1.7LL + 1.7WL) REPEAT LOAD 1 0.75 JOINT LOAD 15 16 FZ 8.5 11 FZ 20.0 12 FZ 16.0
41. 10 FZ 8.5 42. PDELTA ANALYSIS
P R O B L E M S T A T I S T I C S ----------------------------------NUMBER OF JOINTS/MEMBER+ELEMENTS/SUPPORTS = 16/ 21/ 6 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 6/ 5 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 60 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 1800 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.04/ 543.2 MB, EXMEM = 2.0 MB
43. PRINT FORCES LIST 2 5 9 14 16
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = SPACE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMBER LOAD JT
2
1 2
5
1 2
9
1 2
14
1 2
16
1 2
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
4 10 4 10
68.03 -66.05 54.84 -53.36
-4.06 4.06 -3.37 3.37
-0.69 0.69 -6.54 6.54
0.00 0.00 1.16 -1.16
2.75 5.53 41.74 41.22
-17.48 -31.65 -15.19 -25.74
5 11 5 11
289.34 -286.82 227.49 -225.60
-0.48 0.48 -0.89 0.89
-0.73 0.73 -12.26 12.26
0.00 0.00 1.02 -1.02
2.93 5.89 89.85 82.40
-4.49 -3.11 -6.93 -5.83
6 12 6 12
170.71 -168.19 139.09 -137.20
4.53 -4.53 2.89 -2.89
-0.68 0.68 -13.34 13.34
0.00 0.00 0.19 -0.19
2.70 5.42 92.20 83.84
15.80 37.54 8.45 24.97
11 12 11 12
-9.11 9.11 -7.72 7.72
97.15 70.65 73.04 52.81
0.00 0.00 0.60 -0.60
-0.26 0.26 -1.02 1.02
-0.01 0.00 -8.34 -3.76
371.26 -106.23 279.91 -77.60
15 16 15 16
13.65 -13.65 10.23 -10.23
84.54 83.26 63.37 62.48
0.00 0.00 0.07 -0.07
0.03 -0.03 -0.09 0.09
0.00 0.00 -0.74 -0.52
105.58 -92.87 78.92 -69.99
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
44. 45. 46. 47. 48.
START CONCRETE TRACK 1.0 MEMB TRACK 2.0 MEMB MAXMAIN 11 ALL DESIGN BEAM 14
DESIGN 14 16 16
==================================================================== 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 - 16.00 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 1 + 3-3/4 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL POS MOMENT= 206.73 KIP-FT AT 11.40 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 2.71 IN2, ROW=0.0092, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 10.87/ 2.26/ 5.44 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 37.95/ 34.30 INCH | |----------------------------------------------------------------| 2 1 + 6-1/8 4-NUM.11 0 + 0-0/0 16 + 2-0/0 YES NO |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 371.26 KIP-FT AT 0.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 5.38 IN2, ROW=0.0184, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 10.59/ 2.82/ 3.53 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 59.20/153.91 INCH | |----------------------------------------------------------------| 3 1 + 6-3/8 3-NUM.6 15 + 2-1/4 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 106.23 KIP-FT AT 20.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 1.31 IN2, ROW=0.0044, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 11.25/ 1.75/ 5.63 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= 84.22 KIP PROVIDE NUM. 4 AT END SUPPORT - Vu= 57.72 KIP PROVIDE NUM. 4
Vc= 37.44 BARS AT 7.2 Vc= 37.44 BARS AT 9.3
KIP IN. KIP IN.
Vs= 61.64 KIP C/C FOR 110. IN. Vs= 30.46 KIP C/C FOR 70. IN.
==================================================================== B E A M N O. 16 D E S I G N R E S U L T S - FLEXURE LEN - 20.00FT. FY - 60000. FC - 4000. SIZE - 16.00 X 21.00 INCHES LEVEL
HEIGHT BAR INFO FROM TO ANCHOR FT. IN. FT. IN. FT. IN. STA END --------------------------------------------------------------------1 0 + 2-3/4 3-NUM.11 0 + 0-0/0 20 + 0-0/0 YES YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL POS MOMENT= 320.29 KIP-FT AT 10.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 4.50 IN2, ROW=0.0154, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 10.59/ 2.82/ 5.30 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 59.20/ 79.71 INCH | |----------------------------------------------------------------| 2 1 + 6-3/8 3-NUM.6 0 + 0-0/0 2 + 3-3/4 YES NO |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 105.58 KIP-FT AT 0.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 1.30 IN2, ROW=0.0043, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 11.25/ 1.75/ 5.63 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 16.70/ 27.75 INCH | |----------------------------------------------------------------| 3 1 + 6-3/8 2-NUM.7 16 + 5-5/8 20 + 0-0/0 NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 92.87 KIP-FT AT 20.00 FT, LOAD 1 | | REQD STEEL= 1.15 IN2, ROW=0.0039, ROWMX=0.0214 ROWMN=0.0033 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 11.13/ 1.88/11.13 INCH | | BASIC/REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 22.77/ 32.37 INCH | |----------------------------------------------------------------| REQUIRED REINF. STEEL SUMMARY : ------------------------------SECTION REINF STEEL(+VE/-VE) (FEET) (SQ. INCH)
MOMENTS(+VE/-VE) (KIP-FEET)
LOAD(+VE/-VE)
0.00 1.67 3.33 5.00 6.67 8.33 10.00 11.67 13.33 15.00 16.67 18.33 20.00
0.000/ 0.288/ 1.643/ 2.791/ 3.678/ 4.247/ 4.454/ 4.281/ 3.743/ 2.884/ 1.757/ 0.419/ 0.000/
1.325 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.160
0.00/ 23.66/ 129.60/ 212.23/ 271.56/ 307.58/ 320.29/ 309.70/ 275.81/ 218.61/ 138.10/ 34.29/ 0.00/
105.58 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 92.87
0/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 0/
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
B E A M N O. 16 D E S I G N R E S U L T S - SHEAR AT START SUPPORT - Vu= 71.60 KIP PROVIDE NUM. 4 AT END SUPPORT - Vu= 70.33 KIP PROVIDE NUM. 4
Vc= 37.44 BARS AT 9.3 Vc= 37.44 BARS AT 9.3
KIP IN. KIP IN.
Vs= 46.80 KIP C/C FOR 90. IN. Vs= 45.30 KIP C/C FOR 90. IN.
********************END OF BEAM DESIGN**************************
49. DESIGN COLUMN 2 5 ==================================================================== C O L U M N
N O.
2
D E S I G N
R E S U L T S
FY - 60000 FC - 4000 PSI, CIRC SIZE 12.00 INCHES DIAMETER TIED AREA OF STEEL REQUIRED =
3.189 SQ. IN.
BAR CONFIGURATION REINF PCT. LOAD LOCATION PHI ----------------------------------------------------------
11 - NUMBER 5 (EQUALLY SPACED)
3.015
2
END
0.700
==================================================================== 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 =
6.581 SQ. IN.
BAR CONFIGURATION REINF PCT. LOAD LOCATION PHI ---------------------------------------------------------12 - NUMBER 7 5.000 2 (PROVIDE EQUAL NUMBER OF BARS ON EACH FACE)
STA
0.700
********************END OF COLUMN DESIGN RESULTS********************
50. END CONCRETE DESIGN 51. FINISH
Problema Ejemplo No. 9 Una estructura de marco espacial en este ejemplo consiste de miembros de marcos y elementos finitos. La parte del elemento finito es utilizado para modelar placas planas de piso y un muro de cortante. El diseño de un elemento es llevado a cabo.
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD SPACE * PROBLEMA EJEMPLO WITH FRAME MEMBERS AND *FINITE ELEMENTS Cada archivo de entrada de STAAD-III tiene que iniciar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial y que la geometría es definida a través de los ejes X, Y y Z. La segunda línea forma el título para identificar este proyecto. UNIT FEET KIP Las unidades para los datos que siguen son especificado con el comando anterior. JOINT COORD 1 0 0 0 ; 2 0 0 20 REP ALL 2 20 0 0 7 0 15 0 11 0 15 20 12 5 15 0 14 15 15 0 15 5 15 20 17 15 15 20 18 20 15 0 22 20 15 20 23 25 15 0 25 35 15 0 26 25 15 20 28 35 15 20 29 40 15 0 33 40 15 20 34 20 3.75 0 36 20 11.25 0 37 20 3.75 20 39 20 11.25 20 Los números de nodos y sus coordenadas son definidas a través del grupo anterior de comandos. La opción de generación automática ha sido utilizada varias veces en las líneas anteriores. Se le recomienda a los usuarios leer la sección 6 del manual de Referencia donde las opciones de generación de coordenadas de los nodos son descritas. MEMBER INCI *COLUMNS
1 1 7 ; 2 2 11 3 3 34 ; 4 34 35 ; 5 35 36 ; 6 36 18 7 4 37 ; 8 37 38 ; 9 38 39 ; 10 39 22 11 5 29 ; 12 6 33 *BEAMS IN Z DIRECTION AT X=0 13 7 8 16 *BEAMS IN Z DIRECTION AT X=20 17 18 19 20 *BEAMS IN Z DIRECTION AT X=40 21 29 30 24 *BEAMS IN X DIRECTION AT Z = 0 25 7 12 ; 26 12 13 ; 27 13 14 ; 28 14 18 29 18 23 ; 30 23 24 ; 31 24 25 ; 32 25 29 *BEAMS IN X DIRECTION AT Z = 20 33 11 15 ; 34 15 16 ; 35 16 17 ; 36 17 22 37 22 26 ; 38 26 27 ; 39 27 28 ; 40 28 33 Las incidencias de miembros son definidas a través del grupo anterior de comandos. Para algunos miembros, el número de miembro seguido por los número de los nodos inicial y final es definido. En otros casos, las opciones de generación automática de STAAD-III son ocupadas. La sección 6 del manual de Referencia describe estas opciones a detalle. DEFINE MESH A JOINT 7 B JOINT 11 C JOINT 22 D JOINT 18 E JOINT 33 F JOINT 29 G JOINT 3 H JOINT 4 Las líneas anteriores definen los nodos de los super-elementos, Super-elementos son superficies placa/cascarones desde las cuales un número de elementos placa/cascarón pueden ser generadas. En este caso, los puntos describen las fronteras externas de una losa y
lo mismo de un muro de cortante. Nuestra meta es definir la losa y el muro como varios elementos de placa/cascarones. GENERATE ELEMENT MESH ABCD 4 4 MESH DCEF 4 4 MESH DCHG 4 4 Las líneas anteriores forman las instrucciones para generar elementos de los perfiles de los superelementos. Por ejemplo, el comando MESH ABCD 4 4 significa que STAAD-III tiene que generar 16 elementos de la superficie formada por los puntos A, B, C y D con 4 elementos a lo largo del lado AB y CD y cuatro elementos a lo largo de los límites BC y DA. MEMB PROP 1 TO 40 PRIS YD 1 ZD 1 Los miembros del 1 al 40 son definidos como una sección rectangular prismática con 1 pie de peralte y 1 pie de ancho. ELEM PROP 41 TO 88 TH 0.5 Los elementos 41 al 88 son definidos para ser 0.5 de espesor. UNIT INCH CONSTANT E 3000 ALL Los módulos de elasticidad para todos los miembros y elementos es definido antes después del comando CONSTANT. Las unidades de longitud son cambiados a pulgadas para facilitar la anterior entrada. SUPPORT 1 TO 6 FIXED Los nodos del 1 al 6 son definidos como apoyos empotrados.
UNIT FEET LOAD 1 DEAD LOAD FROM FLOOR ELEMENT LOAD 41 TO 72 PRESSURE -1.0 La carga 1 consta de una carga de presión de 1 kip/sq.ft. de intensidad en elementos 41 a 72. LOAD 2 WIND LOAD JOINT LOAD 11 33 FZ -20. 22 FZ -100. La carga 2 consta de cargas en nodos en la dirección Z en los nodos 11, 22 y 33. LOAD COMB 3 1 0.9 2 1.3 La carga 3 es una combinación de 0.9 veces el caso de carga 1 y 1.3 veces el caso de carga 2. PERFORM ANALYSIS El comando anterior provoca la realización de un análisis elástico. LOAD LIST 1 3 PRINT SUPP REAC PRINT MEMBER FORCES LIST 27 PRINT ELEMENT FORCES LIST 47 Las reacciones en los apoyos, fuerzas en miembros y fuerzas en elementos son impresas para los casos de carga 1 y 3. START CONCRETE DESIGN DESIGN ELEMENT 47 END CONCRETE DESIGN El conjunto anterior de comandos forman las instrucciones de STAAD-III para realizar un diseño de concreto del elemento 47.
El diseño es hecho de acuerdo al código ACI. Note que el diseño consistirá solamente del cálculo del refuerzo por flexión en las direcciones transversal y longitudinal de los elementos para los momentos MX y MY. FINI Se finaliza la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41.
STAAD SPACE * PROBLEMA EJEMPLO WITH FRAME MEMBERS AND * FINITE ELEMENTS UNIT FEET KIP JOINT COORD 1 0 0 0 ; 2 0 0 20 REP ALL 2 20 0 0 7 0 15 0 11 0 15 20 12 5 15 0 14 15 15 0 15 5 15 20 17 15 15 20 18 20 15 0 22 20 15 20 23 25 15 0 25 35 15 0 26 25 15 20 28 35 15 20 29 40 15 0 33 40 15 20 34 20 3.75 0 36 20 11.25 0 37 20 3.75 20 39 20 11.25 20 MEMBER INCI *COLUMNS 1 1 7 ; 2 2 11 3 3 34 ; 4 34 35 ; 5 35 36 ; 6 36 18 7 4 37 ; 8 37 38 ; 9 38 39 ; 10 39 22 11 5 29 ; 12 6 33 *BEAMS IN Z DIRECTION AT X=0 13 7 8 16 *BEAMS IN Z DIRECTION AT X=20 17 18 19 20 *BEAMS IN Z DIRECTION AT X=40 21 29 30 24 *BEAMS IN X DIRECTION AT Z = 0 25 7 12 ; 26 12 13 ; 27 13 14 ; 28 14 18 29 18 23 ; 30 23 24 ; 31 24 25 ; 32 25 29 *BEAMS IN X DIRECTION AT Z = 20 33 11 15 ; 34 15 16 ; 35 16 17 ; 36 17 22 37 22 26 ; 38 26 27 ; 39 27 28 ; 40 28 33 DEFINE MESH A JOINT 7 B JOINT 11 C JOINT 22 D JOINT 18 E JOINT 33 F JOINT 29
42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67.
G JOINT 3 H JOINT 4 GENERATE ELEMENT MESH ABCD 4 4 MESH DCEF 4 4 MESH DCHG 4 4 MEMB PROP 1 TO 40 PRIS YD 1 ZD 1 ELEM PROP 41 TO 88 TH 0.5 UNIT INCH CONSTANT E 3000 ALL SUPPORT 1 TO 6 FIXED UNIT FEET LOAD 1 DEAD LOAD FROM FLOOR ELEMENT LOAD 41 TO 72 PRESSURE -1.0 LOAD 2 WIND LOAD JOINT LOAD 11 33 FZ -20. 22 FZ -100. LOAD COMB 3 1 0.9 2 1.3 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 = 69/ 88/ 6 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 65/ 12 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 390 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 30420 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.47/ 560.7 MB, EXMEM = 2.0 MB
68. LOAD LIST 1 3 69. PRINT SUPP REAC
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP FEET ----------------JOINT LOAD 1 2 3
1 3 1 3 1 3
FORCE-X 8.91 8.05 8.91 8.00 0.00 0.00
FORCE-Y 82.54 74.62 82.54 73.97 234.91 344.96
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z 11.36 10.57 -11.36 -9.86 77.98 162.44
MOM-X 56.50 53.79 -56.50 -47.77 -36.31 -15.43
MOM-Y -0.01 0.03 0.01 0.18 0.00 0.00
MOM Z -44.35 -39.97 -44.35 -39.93 0.00 0.00
4
1 3 1 3 1 3
5 6
0.00 0.00 -8.91 -8.05 -8.91 -8.00
234.91 77.87 82.54 74.62 82.54 73.97
-77.98 18.12 11.36 10.57 -11.36 -9.86
36.31 49.48 56.50 53.79 -56.50 -47.77
0.00 0.00 0.01 -0.03 -0.01 -0.18
0.00 0.00 44.35 39.97 44.35 39.93
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
70. PRINT MEMBER FORCES LIST 27
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = SPACE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMBER LOAD JT
27
1
13 14 13 14
3
AXIAL
0.76 -0.76 5.40 -5.40
SHEAR-Y SHEAR-Z
-13.51 13.51 -12.13 12.13
-0.06 0.06 -0.22 0.22
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
23.36 -23.36 21.18 -21.18
0.15 0.16 0.53 0.56
-80.12 12.55 -72.15 11.52
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
71. PRINT ELEMENT FORCES LIST 47
ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= KIP FEET -------------FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH ELEMENT LOAD
47
1
TOP : SMAX= BOTT: SMAX= 3 TOP : SMAX= BOTT: SMAX=
QX VONT
1.74 347.52 -290.87 381.02 1.55 314.60 -261.25 339.33
QY VONB
MX FX
0.42 -12.58 344.39 -1.14 SMIN= -384.84 TMAX= SMIN= 289.12 TMAX= 0.38 -11.36 308.32 -1.71 SMIN= -349.22 TMAX= SMIN= 262.94 TMAX=
MY FY
-15.46 -1.64 46.98 45.95 -13.91 -2.40 43.98 38.19
MXY FXY
ANGLE= ANGLE=
ANGLE= ANGLE=
********************END OF ELEMENT FORCES********************
1.30 0.49 21.2 20.9 1.14 3.97 22.6 18.8
72. START CONCRETE DESIGN 73. DESIGN ELEMENT 47
ELEMENT DESIGN SUMMARY ---------------------ELEMENT
47 TOP : BOTT:
LONG. REINF (SQ.IN/FT) 0.000 0.615
MOM-X /LOAD (K-FT/FT)
TRANS. REINF (SQ.IN/FT)
MOM-Y /LOAD (K-FT/FT)
0.00 / 12.58 /
0.000 0.894
0.00 / 15.46 /
0 1
0 1
***************************END OF ELEMENT DESIGN*************************** 74. END CONCRETE DESIGN 75. FINI
Problema Ejemplo No. 10 Una estructura de tanque modelada con elementos de placa de cuatro nodos. La presión del agua del interior es utilizada como carga para el tanque. El cálculo del refuerzo ha sido hecho para algunos elementos.
Modelo del Tanque
Forma Deflectada
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD SPACE FINITE ELEMENT MODEL OF TANK Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial (3-D). UNITS FEET KIPS Especifica las unidades que se usarán. JOINT COORDINATES 1 0. 0. 0. 5 0. 20. 0. REPEAT 4 5. 0. 0. REPEAT 4 0. 0. 5. REPEAT 4 -5. 0. 0. REPEAT 3 0. 0. -5. 81 5. 0. 5. 83 5. 0. 15. REPEAT 2 5. 0. 0. El número del nodo seguido de las coordenadas X, Y y Z se especifica. El comando REPEAT genera coordenadas de los nodos por medio de la repetición del patrón de la línea anterior de coordenadas de nodos. El número seguido por el comando REPEAT es el número de repeticiones que se llevarán a cabo. Esto es seguido por los incrementos de las coordenadas X, Y y Z. ELEMENT INCIDENCES 1 1 2 7 6 TO 4 1 1 REPEAT 14 4 5 61 76 77 2 1 TO 64 1 1 65 1 6 81 76 66 76 81 82 71 67 71 82 83 66 68 66 83 56 61 69 6 11 84 81 70 81 84 85 82 71 82 85 86 83 72 83 86 51 56 73 11 16 87 84 74 84 87 88 85
75 76 77 78 79 80
85 86 16 87 88 89
88 89 21 26 31 36
89 46 26 31 36 41
86 51 87 88 89 46
Se especifican las conectividades de los elementos en las líneas anteriores proporcionando el número del elemento seguido de los números de nodos que definen el elemento. El comando REPEAT genera incidencias de elementos por medio de la repetición del patrón de la línea previa de nodos de los elementos. El número que sigue del comando REPEAT es el número de repeticiones que se llevarán a cabo; seguidos por los incrementos de número de elemento y nodo. UNIT INCHES ELEMENT PROPERTIES 1 TO 80 TH 8.0 Las propiedades de los elementos son proporcionadas por medio de la especificación del espesor THickness de 8.0 pulgadas. CONSTANTS E 3000. ALL El comando CONSTANT inicia la entrada para constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. SUPPORT 1 TO 76 BY 5 81 TO 89 PINNED Los nodos listados anteriormente son apoyos articulados. Estos apoyos no soportarán ningún momento. Note que 1 TO 76 BY 5 significa 1 6 11 etc. hasta 76. UNIT FT LOAD 1 El caso de carga 1 es iniciado seguido de un título.
ELEMENT LOAD 4 TO 64 BY 4 PR 1. 3 TO 63 BY 4 PR 2. 2 TO 62 BY 4 PR 3. 1 TO 61 BY 4 PR 4. La carga 1 consta de carga en el elemento en la forma de presión uniforme. PERFORM ANALYSIS Este comando hace que el programa proceda con el análisis. UNIT INCHES PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 5 25 45 65 PRINT ELEM FORCE LIST 9 TO 16 Los comandos anteriores PRINT se explican por si solos. La opción LIST restringe la salida impresa para aquellos nodos/elementos listados. START CONCRETE DESIGN El comando anterior inicia el diseño de concreto. DESIGN SLAB 9 12 Las losas (es decir, elementos) 9 y 12 serán diseñados y se obtendrán los requerimientos de refuerzo. END CONCRETE DESIGN Finaliza el diseño de concreto. DRAW STRESS 1 ROTATE X -20 Y 30 Z 20 El comando anterior crea una gráfica del contorno de esfuerzos para una configuración rotada de la estructura. El contorno de esfuerzos será generado para el caso de carga 1 y serán parte de la salida de la ejecución. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * ************************************************** 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
STAAD SPACE FINITE ELEMENT MODEL OF TANK STRUCTURE UNITS FEET KIPS JOINT COORDINATES 1 0. 0. 0. 5 0. 20. 0. REPEAT 4 5. 0. 0. REPEAT 4 0. 0. 5. REPEAT 4 -5. 0. 0. REPEAT 3 0. 0. -5. 81 5. 0. 5. 83 5. 0. 15. REPEAT 2 5. 0. 0. ELEMENT INCIDENCES 1 1 2 7 6 TO 4 1 1 REPEAT 14 4 5 61 76 77 2 1 TO 64 1 1 65 1 6 81 76 66 76 81 82 71 67 71 82 83 66 68 66 83 56 61 69 6 11 84 81 70 81 84 85 82 71 82 85 86 83 72 83 86 51 56 73 11 16 87 84 74 84 87 88 85 75 85 88 89 86 76 86 89 46 51 77 16 21 26 87 78 87 26 31 88 79 88 31 36 89 80 89 36 41 46 UNIT INCHES ELEMENT PROPERTIES 1 TO 80 TH 8.0 CONSTANTS E 3000. ALL SUPPORT 1 TO 76 BY 5 81 TO 89 PINNED UNIT FT LOAD 1 ELEMENT LOAD 4 TO 64 BY 4 PR 1. 3 TO 63 BY 4 PR 2. 2 TO 62 BY 4 PR 3. 1 TO 61 BY 4 PR 4. PERFORM ANALYSIS
46. UNIT INCHES 47. PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 5 25 45 65 JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 5 25 45 65
1 1 1 1
STRUCTURE TYPE = SPACE
X-TRANS
Y-TRANS
Z-TRANS
X-ROTAN
-0.00357 0.00357 0.00357 -0.00357
-0.00035 -0.00357 0.00027 -0.00035 -0.00357 0.00027 -0.00035 0.00357 -0.00027 -0.00035 0.00357 -0.00027
Y-ROTAN
Z-ROTAN
0.00000 -0.00027 0.00000 0.00027 0.00000 0.00027 0.00000 -0.00027
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 48. PRINT ELEM FORCE LIST 9 TO 16 ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= KIPS INCH -------------FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH
ELEMENT LOAD
9
1
QX
QY
MX
MY
MXY
VONT
VONB
FX
FY
FXY
0.15
0.01
-4.83
5.10
4.85
1.20
1.06
0.02
0.08
0.03
TOP : SMAX=
0.76 SMIN=
-0.63 TMAX=
0.69 ANGLE= -22.0
BOTT: SMAX=
0.65 SMIN=
-0.57 TMAX=
0.61 ANGLE= -22.3
10
1
0.01
-0.05
16.70
20.65
3.75
2.00
1.78
-0.02
0.18
0.01
TOP : SMAX=
2.29 SMIN=
1.36 TMAX=
0.46 ANGLE= -25.9
BOTT: SMAX=
-1.32 SMIN=
-2.02 TMAX=
0.35 ANGLE= -38.1
11
1
-0.03
-0.05
9.81
22.77
-0.04
2.05
1.67
-0.02
0.21
-0.01
TOP : SMAX=
2.34 SMIN=
0.90 TMAX=
BOTT: SMAX=
-0.94 SMIN=
-1.93 TMAX=
12
1
0.72 ANGLE=
0.5
0.49 ANGLE= -0.4
-0.02
-0.04
0.77
19.79
0.21
1.98
1.66
0.00
0.16
-0.01
TOP : SMAX=
2.02 SMIN=
0.07 TMAX=
0.97 ANGLE= -0.4
BOTT: SMAX=
-0.07 SMIN=
-1.69 TMAX=
0.81 ANGLE= -0.9
ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= KIPS INCH FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH
ELEMENT LOAD
13
1
QX
QY
MX
MY
MXY
VONT
VONB
FX
FY
FXY
0.00
-0.04
-3.82
-7.26
5.33
1.12
0.99
-0.02
0.07
0.07
TOP : SMAX=
0.08 SMIN=
-1.07 TMAX=
0.58 ANGLE= 39.1
BOTT: SMAX=
1.02 SMIN=
0.07 TMAX=
0.48 ANGLE= 32.4
14
1
-0.04
-0.17
1.46
1.87
0.17
-16.43
3.76
0.24
0.01
0.02
TOP : SMAX=
0.13 SMIN=
-1.39 TMAX=
0.76 ANGLE= 14.3
BOTT: SMAX=
1.84 SMIN=
-0.05 TMAX=
0.95 ANGLE= 10.5
-0.01 -0.15 -4.10 1.65 2.03 0.02 TOP : SMAX= -0.36 SMIN= -1.80 TMAX= BOTT: SMAX= 2.20 SMIN= 0.41 TMAX=
-21.34 -0.17 0.20 -0.02 0.72 ANGLE= -1.3 0.90 ANGLE= 0.0
15
1
16
1
TOP : SMAX= BOTT: SMAX=
0.00 -0.12 -6.03 1.62 1.92 0.00 -0.56 SMIN= -1.82 TMAX= 2.14 SMIN= 0.56 TMAX=
-21.11 -0.19 0.16 -0.01 0.63 ANGLE= -1.2 0.79 ANGLE= -0.3
********************END OF ELEMENT FORCES******************** 49. START CONCRETE DESIGN 50. DESIGN SLAB 9 12 ELEMENT DESIGN SUMMARY ---------------------ELEMENT
LONG. REINF (SQ.IN/FT)
MOM-X /LOAD (K-FT/FT)
TRANS. REINF (SQ.IN/FT)
MOM-Y /LOAD (K-FT/FT)
9 TOP : BOTT:
0.000 0.173
0.00 / 4.83 /
0 1
0.178 0.000
5.10 / 0.00 /
1 0
12 TOP : BOTT:
0.173 0.000
0.77 / 0.00 /
1 1
0.738 0.000
19.79 / 0.00 /
1 0
***************************END OF ELEMENT DESIGN*************************** 51. END CONCRETE DESIGN 52. DRAW STRESS 1 ROTATE X -20 Y 30 Z 20
53. FINISH
Problema Ejemplo No. 11 Una análisis dinámico (Espectro de Respuesta) es realizado para una estructura de acero. Los resultados de los análisis estático y dinámico se combinan. Los resultados combinados son entonces utilizados para el diseño de acero.
5
6 6
3
4
10' 5.0 1.5
k
7.5
k
5.0
k
k/ft
3
4 5
1
10'
2
1
2 20'
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas por una explicación. STAAD PLANE RESPONSE SPECTRUM ANALYSIS Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y la geometría está definida a través de los ejes X y Y. UNIT FEET KIPS Especifica la unidad a ser usada. JOINT COORDINATES 1 0 0 0 ; 2 20 0 0 3 0 10 0 ; 4 20 10 0 5 0 20 0 ; 6 20 20 0 Los números de nodos seguidos por las coordenadas X, Y y Z son proporcionadas. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z son dadas como ceros. Puntos y comas (;) son usadas como separadoras de líneas, esto es, datos múltiples pueden ser dados en una línea. MEMBER INCIDENCES 1 1 3 ; 2 2 4 ; 3 3 5 ; 4 4 6 5 3 4 ; 6 5 6 Define los miembros por medio de los nodos a los cuales están conectados. MEMBER PROPERTIES 1 TO 4 TA ST W10X33 5 TA ST W12X40 6 TA ST W8X40 Todas las propiedades de los miembros son de la tabla de acero de AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. SUPPORTS 1 2 FIXED
Los nodos 1 y 2 son apoyos empotrados. UNIT INCH CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.000283 ALL El comando CONSTANT inicia la entrada para las constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) DEN (densidad) etc. La unidad de longitud es modificada de pies FT a pulgadas INCH para facilitar la entrada de E etc. CUT OFF MODE SHAPE 2 Número de modos de vibración a ser considerados en el análisis dinámico es marcado como 2. Sin el comando anterior esto será marcado como 3. * LOAD 1 WILL BE STATIC LOAD UNIT FEET LOAD 1 DEAD AND LIVE LOADS El caso de carga 1 es inicializado seguido por un título. Note que la línea inicial con un asterisco * indica una línea de comentario. SELFWEIGHT Y -1.0 El comando anterior aplicará el peso propio de la estructura en la dirección global Y con un factor de -1.0. Debido a que la dirección global Y es en la dirección hacia arriba, esta carga actuará hacia abajo. MEMBER LOADS 5 CON GY -5.0 6.0 5 CON GY -7.5 10.0 5 CON GY -5.0 14.0 5 6 UNI Y -1.5 La carga 1 contiene cargas en los miembros también. GY indica que la carga está en la dirección global Y mientras Y indica la dirección local Y. La palabra UNI significa carga uniformemente
distribuida mientras CON significa carga concentrada. GY es seguida por el valor de la carga y la distancia a la cual se aplica. * NEXT LOAD WILL BE RESPONSE SPECTRUM LOAD * WITH MASSES PROVIDED IN TERMS OF LOAD. LOAD 2 SEISMIC LOADING El caso de carga 2 es iniciado seguida por un título. Este será un caso dinámico de carga. Masas permanentes serán proporcionadas en la forma de masas. Estas masas ( en términos de cargas) será considerada para la solución Eigen. Debido a que esas cargas son convertidas en masas, los signos son inmateriales. También, la dirección (X, Y, Z etc.) de las cargas corresponderá a los grados de libertad dinámicos. En un marco PLANE, solamente las direcciones X y Y necesitan ser consideradas. En un marco SPACE, las masas (cargas) pueden ser proporcionadas en las tres direcciones (X, Y y Z). El usuario tiene la libertad de restringir una o más direcciones. SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 El comando anterior aplicará el peso proprio de la estructura en las direcciones globales X y Y con un factor de 1.0 MEMBER LOADS 5 CON GX 5.0 6.0 5 CON GY 5.0 6.0 5 CON GX 7.5 10.0 5 CON GY 7.5 10.0 5 CON GX 5.0 14.0 5 CON GY 5.0 14.0 Las masas son proporcionadas como cargas de miembros. GX indica que la carga está en la dirección global X. La palabra CON significa carga concentrada. SPECTRUM CQC X 1.0 ACC DAMP 0.05 SCALE 32.2 0.03 1.00 ; 0.05 1.35 0.1 1.95 ; 0.2 2.80 0.5 2.80 ; 1.0 1.60
El comando anterior SPECTRUM especifica que las respuestas modales sean combinadas utilizando el método CQC en vez del método SRSS. El efecto del espectro está en la dirección global X con un factor de 1.0. Los datos del espectro será dado como aceleración contra tiempo. La tasa de amortiguamiento de 0.05 (5%) y un factor de escala de 32.2 es usada. Los valores de las aceleraciones y sus tiempos correspondientes son dados en las últimas tres líneas. LOAD COMBINATION 3 1 0.75 2 0.75 El comando anterior identifica una carga combinada ( caso no. 3) con un título. La segunda línea proporciona los casos de carga y sus factores respectivos utilizados para la carga combinada. Note que la carga estática (1) está combinada con carga dinámica (2) para forma la carga combinada 3. LOAD COMBINATION 4 1 0.75 2 -0.75 El comando anterior es similar a aquel definido antes excepto que los valores de carga dinámica son sumados con un efecto negativo. Note que las fuerzas producidas por el análisis dinámico está en números absolutas. Por eso, para propósitos de diseño, es necesario hacer una combinación de carga para un efecto negativo. PERFORM ANALYSIS PRINT MODE SHAPES Este comando hace que el programa proceda con el análisis. El comando PRINT causará que el programa imprimirá modos de vibración. PRINT ANALYSIS RESULTS El comando anterior PRINT imprimirá los desplazamientos, reacciones y fuerzas en los miembros. LOAD LIST 1 3 4 SELECT ALL
Todos los miembros serán seleccionados de las tablas de acero. Solamente los casos de carga 1, 3 y 4 serán consideradas. FINISH Este comando termina la ejecución STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
STAAD PLANE RESPONSE SPECTRUM ANALYSIS UNIT FEET KIPS JOINT COORDINATES 1 0 0 0 ; 2 20 0 0 3 0 10 0 ; 4 20 10 0 5 0 20 0 ; 6 20 20 0 MEMBER INCIDENCES 1 1 3 ; 2 2 4 ; 3 3 5 ; 4 4 6 5 3 4 ; 6 5 6 MEMBER PROPERTIES 1 TO 4 TA ST W10X33 5 TA ST W12X40 6 TA ST W8X40 SUPPORTS 1 2 FIXED UNIT INCH CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.000283 ALL CUT OFF MODE SHAPE 2 *LOAD 1 WILL BE STATIC LOAD UNIT FEET LOAD 1 DEAD AND LIVE LOADS SELFWEIGHT Y -1.0 MEMBER LOADS 5 CON GY -5.0 6.0 5 CON GY -7.5 10.0 5 CON GY -5.0 14.0 5 6 UNI Y -1.5 * NEXT LOAD WILL BE RESPONSE SPECTRUM LOAD * WITH MASSES PROVIDED IN TERMS OF LOAD. LOAD 2 SEISMIC LOADING SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 MEMBER LOADS 5 CON GX 5.0 6.0 5 CON GY 5.0 6.0 5 CON GX 7.5 10.0 5 CON GY 7.5 10.0 5 CON GX 5.0 14.0 5 CON GY 5.0 14.0 SPECTRUM CQC X 1.0 ACC DAMP 0.05 SCALE 32.2 0.03 1.00 ; 0.05 1.35 0.1 1.95 ; 0.2 2.80 0.5 2.80 ; 1.0 1.60
46. LOAD COMBINATION 3 47. 1 0.75 2 0.75 48. LOAD COMBINATION 4 49. 1 0.75 2 -0.75 50. PERFORM ANALYSIS PRINT MODE SHAPES CALCULATED FREQUENCIES FOR LOAD CASE MODE
2
FREQUENCY(CYCLES/SEC)
PERIOD(SEC)
1
4.535
0.22052
2
16.382
0.06104
MODE SHAPES ----------JOINT MODE
X-TRANS
Y-TRANS
Z-TRANS
X-ROTAN
Y-ROTAN
Z-ROTAN
1
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
2
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
2
1
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
3
1
-0.13410 -0.00063
0.00000
0.00000
0.00000
0.00068
4
1
5
1
6
2
1
2 2 2
MODE
X
0.04893 -0.00291 -0.13410
0.00063
0.04892
0.00000
0.00000
0.00000
0.00147
0.00000
0.00000
0.00000
0.00068
0.00291
0.00000
0.00000
0.00000
0.00147
-0.20002 -0.00074
0.00000
0.00000
0.00000
0.00029
2
-0.54844 -0.00438
0.00000
0.00000
0.00000
0.00396
1
-0.20002
0.00074
0.00000
0.00000
0.00000
0.00029
-0.54843
0.00438
0.00000
0.00000
0.00000
0.00396
MASS PARTICIPATION FACTORS IN PERCENT
BASE SHEAR IN KIPS
--------------------------------------
------------------
Y
Z
SUMM-X
SUMM-Y
SUMM-Z
X
Y
Z
1
98.74 0.00 0.00
98.744
0.000
0.000
55.57
0.00
0.00
2
1.25 0.00 0.00
99.998
0.000
0.000
0.37
0.00
0.00
--------------------------TOTAL SHEAR
55.57
0.00
0.00
51. PRINT ANALYSIS RESULTS JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
X-TRANS
Y-TRANS
0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 -0.00150 1.27997 0.95885 -0.96110 0.00150 1.27997 0.96110 -0.95885 0.00314 1.90920 1.43425 -1.42954 -0.00314 1.90920 1.42954 -1.43425
0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 -0.01706 0.00601 -0.00829 -0.01731 -0.01706 0.00601 -0.00829 -0.01731 -0.02370 0.00703 -0.01250 -0.02304 -0.02370 0.00703 -0.01250 -0.02304
Z-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIPS FEET ----------------JOINT LOAD 1
2
1 2 3 4 1 2 3 4
FORCE-X 4.60 27.75 24.26 -17.37 -4.60 27.75 17.37 -24.26
FORCE-Y 40.21 14.10 40.73 19.58 40.21 14.10 40.73 19.58
STRUCTURE TYPE = PLANE
X-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Y-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Z-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 -0.00244 0.00647 0.00302 -0.00668 0.00244 0.00647 0.00668 -0.00302 -0.00240 0.00282 0.00031 -0.00391 0.00240 0.00282 0.00391 -0.00031
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-X 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM Z -14.64 160.90 109.69 -131.65 14.64 160.90 131.65 -109.69
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIPS FEET MEMB LOAD JT
1
1 2 3 4
2
1 2 3 4
3
1 2 3 4
4
1 2 3 4
5
1 2 3 4
6
1
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 3 1 3 1 3 1 3
40.21 -39.88 14.10 14.10 40.73 -19.33 19.58 -40.49
-4.60 4.60 27.75 27.75 17.37 24.26 -24.26 -17.37
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-14.64 -31.33 160.90 116.62 109.69 63.97 -131.65 -110.96
2 4 2 4 2 4 2 4
40.21 -39.88 14.10 14.10 40.73 -19.33 19.58 -40.49
4.60 -4.60 27.75 27.75 24.26 17.37 -17.37 -24.26
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
14.64 31.33 160.90 116.62 131.65 110.96 -109.69 -63.97
3 5 3 5 3 5 3 5
15.73 -15.40 2.39 2.39 13.59 -9.75 10.00 -13.34
-8.88 8.88 2.28 2.28 -4.95 8.37 -8.37 4.95
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-44.54 -44.27 2.54 23.83 -31.50 -15.33 -35.31 -51.08
4 6 4 6 4 6 4 6
15.73 -15.40 2.39 2.39 13.59 -9.75 10.00 -13.34
8.88 -8.88 2.28 2.28 8.37 -4.95 4.95 -8.37
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
44.54 44.27 2.54 23.83 35.31 51.08 31.50 15.33
3 4 3 4 3 4 3 4
-4.29 4.29 0.00 0.00 -3.21 3.21 -3.21 3.21
24.15 24.15 11.59 11.59 26.81 26.81 9.42 9.42
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
75.87 -75.87 115.93 115.93 143.85 30.05 -30.05 -143.85
5 6
8.88 -8.88
15.40 15.40
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
44.27 -44.27
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIPS FEET MEMB LOAD JT 2 3 4
5 6 5 6 5 6
AXIAL 0.00 0.00 6.66 -6.66 6.66 -6.66
SHEAR-Y SHEAR-Z 2.38 2.38 13.34 13.34 9.76 9.76
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
23.84 23.84 51.08 -15.33 15.33 -51.08
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
52. LOAD LIST 1 3 4 53. SELECT ALL
STAAD-III MEMBER SELECTION - (AISC) **************************
ALL UNITS ARE - KIPS FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 1 ST W21 X50 2 ST W21 X50 3 ST W12 X30 4 ST W12 X26 5 ST W14 X61 6 ST W8X 35
PASS 19.58 C PASS 40.73 C PASS 13.34 C PASS 9.75 C PASS 3.21 T PASS 6.66 C
AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-2 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H1-3 0.00 AISC- H2-1 0.00 AISC- H1-3 0.00
0.964 -131.65 0.997 131.65 0.834 51.08 0.993 -51.08 0.876 143.85 0.968 51.08
4 0.00 3 0.00 4 10.00 3 10.00 3 0.00 3 0.00
************** END OF TABULATED RESULT OF DESIGN **************
54. FINISH
Problema Ejemplo No. 12 Una carga de movimiento es aplicada en la calzada de un puente. Este tipo de carga crea un enorme número de casos de carga que resulta en una gran cantidad de salida para ordenar. Para evitar manejar una gran cantidad de salida, la envolvente de fuerza máxima es requerida para unos cuantos miembros específicos.
5'
X 3
41 42
Z
30'
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas por una explicación. STAAD FLOOR A SIMPLE BRIDGE DECK Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra FLOOR significa que la estructura es una estructura de piso y que la geometría esta definido por medio de los ejes X y Z. UNITS FEET KIPS Especifica las unidades que se usarán. JOINT COORDINATES 1 0 0 0 6 25 0 0 R 5 0 0 30 El número de nodos seguido de las coordenadas X, Y y Z son proporcionados. Note que, debido a que ésta es una estructura de piso, las coordenadas Y son dadas como ceros. La primera línea genera los nodos 1 hasta el 6. Un comando repeat (R), repite estas 6 coordenadas 5 veces con incrementos X, Y y Z de 0 0 30 respectivamente. Con el comando repeat (R), las coordenadas de los siguientes 30 nodos son generadas por la repetición del patrón de coordenadas de los primeros 6 nodos 5 veces con incrementos X, Y y Z de 0,0 y 30 respectivamente. MEMBER INCIDENCES 1 1 7 6 7 1 2 11 R A 4 11 6 56 31 32 60 Define los miembros por medio de los nodos a los que están conectados. El cuarto número indica el número final del miembro hasta el cual serán generados. Repeat all (abreviado como R A) creará miembros por medio de la repetición del patrón de incidencias de los 11 miembros anteriores. El número de repeticiones para ser llevadas a cabo es proporcionado después del comando R A y el incremento de miembro y el incremento del nodo son definidos como 11 y 6 respectivamente. La quinta línea
de la entrada defina las incidencias de miembros para los miembros del 56 al 60. MEMBER PROPERTIES 1 TO 60 TA ST W12X26 Todas las propiedades de miembros son tomadas de las tablas AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. SUPPORTS 1 TO 6 31 TO 36 PINNED Los nodos anteriores son listados como apoyos articulados significando que ningún momento será soportado por estos soportes. UNITS INCH CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.283E-3 ALL El comando CONSTANT inicia la entrada para las constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) DENsidad etc. La longitud de la unidad es cambiada de pies FT a pulgadas INCH para facilitar la entrada de E etc. UNIT FEET KIP DEFINE MOVING LOAD TYPE 1 LOAD 20. 20. 10. DISTANCE 10. 5. WIDTH 10.0 Las cargas en movimiento son definidas antes con las unidades FEET KIP. El número de tipo (1) es una etiqueta para la identificación de la carga en movimiento. Las 3 cargas ( 20 20 10) son especificadas con el comando LOAD. El espacio entre ellas es especificado después del comando DISTANCE. El WIDTH es el espacio en la otra dirección, esto es, la carga en movimiento está actuando en dos filas como en el caso de un camión de carga. LOAD 1 El caso de carga 1 es inicializado.
SELF Y -1.0 El comando anterior aplicará el peso propio de la estructura en la dirección global Y con un factor de -1.0. Debido a que la dirección global Y está en la dirección hacia arriba, esta carga actuará hacia abajo. LOAD GENERATION 10 TYPE 1 7.5 0. 0. ZI 10. El comando anterior generará 10 casos de carga para la carga de tipo I. Para el primero de estos casos de carga, la posición de la carga de referencia X, Y y Z de la carga de referencia (ver sección 6.30.1 del manual de Referencia) ha sido especificado después del comando TYPE 1. Un incremento Z de 10 pies será usado para generar los nueve casos de carga restantes. PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD Este comando hace que el programa proceda con el análisis e imprima todas los casos de carga generados como cargas en miembros. PRINT MAXFORCE ENVELOP LIST 3 41 42 La envolvente de fuerzas máximas que consiste de todas las fuerzas de cada diez puntos de los miembros será impreso. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.
STAAD FLOOR A SIMPLE BRIDGE DECK UNITS FEET KIPS JOINT COORDINATES 1 0 0 0 6 25 0 0 R 5 0 0 30 MEMBER INCIDENCES 1 1 7 6 7 1 2 11 R A 4 11 6 56 31 32 60 MEMBER PROPERTIES 1 TO 60 TA ST W12X26 SUPPORTS 1 TO 6 31 TO 36 PINNED UNITS INCH CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.283E-3 ALL UNIT FEET KIP DEFINE MOVING LOAD TYPE 1 LOAD 20. 20. 10. DISTANCE 10. 5. WIDTH 10. LOAD 1 SELF Y -1.0 LOAD GENERATION 10 TYPE 1 7.5 0. 0. ZI 10. PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD
P R O B L E M S T A T I S T I C S ----------------------------------NUMBER OF JOINTS/MEMBER+ELEMENTS/SUPPORTS = 36/ 60/ 12 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 6/ 6 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 11, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 2016 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.17 MEGA-BYTES
96
LOADING 1 -----------
LOAD 1
SELFWEIGHT Y
-1.000
ACTUAL WEIGHT OF THE STRUCTURE =
27.278 KIP
LOADING 2 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER
UDL
L1
L2
8 10 3 2 5 4 3 2 5 4
CON -20.000 -20.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
LIN1
LIN2
LIN1
LIN2
2.50 2.50 10.00 10.00 10.00 10.00 15.00 15.00 15.00 15.00
LOADING 3 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 3 2 5 4 3 2 5 4 3 2 5 4
UDL
L1
L2
CON -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
10.00 10.00 10.00 10.00 20.00 20.00 20.00 20.00 25.00 25.00 25.00 25.00
LOADING 4 ----------MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER
UDL
L1
L2
3 2 5 4 19 21 14 13 16 15
CON -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -20.000 -20.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
LIN1
LIN2
LIN1
LIN2
LIN1
LIN2
20.00 20.00 20.00 20.00 2.50 2.50 5.00 5.00 5.00 5.00
LOADING 5 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER
UDL
L1
L2
19 21 14 13 16 15 14 13 16 15
CON -20.000 -20.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
2.50 2.50 10.00 10.00 10.00 10.00 15.00 15.00 15.00 15.00
LOADING 6 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 14 13 16 15 14 13 16 15 14 13 16 15
UDL
L1
L2
CON -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
10.00 10.00 10.00 10.00 20.00 20.00 20.00 20.00 25.00 25.00 25.00 25.00
LOADING 7 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER
UDL
L1
L2
14 13 16 15 30 32 25 24 27 26
CON -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -20.000 -20.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
LIN1
LIN2
LIN1
LIN2
LIN1
LIN2
20.00 20.00 20.00 20.00 2.50 2.50 5.00 5.00 5.00 5.00
LOADING 8 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER
UDL
L1
L2
30 32 25 24 27 26 25 24 27 26
CON -20.000 -20.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
2.50 2.50 10.00 10.00 10.00 10.00 15.00 15.00 15.00 15.00
LOADING 9 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 25 24 27 26 25 24 27 26 25 24 27 26
UDL
L1
L2
CON -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
10.00 10.00 10.00 10.00 20.00 20.00 20.00 20.00 25.00 25.00 25.00 25.00
LOADING 10 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER
UDL
L1
L2
25 24 27 26 41 43 36 35 38 37
CON -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -20.000 -20.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
LIN1
LIN2
LIN1
LIN2
20.00 20.00 20.00 20.00 2.50 2.50 5.00 5.00 5.00 5.00
LOADING 11 -----------
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 41 43 36 35 38 37 36 35 38 37
UDL
L1
L2
CON -20.000 -20.000 -10.000 -10.000 -10.000 -10.000 -5.000 -5.000 -5.000 -5.000
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
2.50 2.50 10.00 10.00 10.00 10.00 15.00 15.00 15.00 15.00
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
27. PRINT MAXFORCE ENVELOP LIST 3 41 42
MEMBER FORCE ENVELOPE --------------------ALL UNITS ARE KIP FEET
MAX AND MIN FORCE VALUES AMONGST ALL SECTION LOCATIONS MEMB
FY/ FZ
3 MAX MIN
41 MAX MIN
42 MAX MIN
DIST LD DIST LD
MZ/ MY
DIST LD DIST LD
18.03 0.00 0.00 0.00 -6.97 27.00 0.00 30.00
3 1 3 11
0.02 0.00 0.00 0.00 -373.87 30.00 0.00 30.00
4 1 5 11
16.33 0.00 -4.09 0.00
0.00 0.00 5.00 5.00
10 1 11 11
6.83 0.00 -109.08 0.00
5.00 0.00 2.50 5.00
5 1 10 11
0.06 0.00 -0.07 0.00
0.00 0.00 5.00 5.00
1 1 1 11
6.83 0.00 -99.90 0.00
4.50 0.00 0.00 5.00
5 1 10 11
FX
DIST LD
0.00
0.00
1
0.00
30.00
11
0.00
0.00
1
0.00
5.00
11
0.00
0.00
1
0.00
5.00
11
********** END OF FORCE ENVELOPE FROM INTERNAL STORAGE **********
28. FINISH
Problema Ejemplo No. 13 El cálculo de los desplazamientos en puntos intermedios de miembros de un marco plano es demostrado en este ejemplo.
Y
3.0 k/ft 5.0 k
2
2
3
1
3
1
4
La línea discontinua representa la forma deflectada de la estructura. La forma considera desplazamientos en doce puntos intermedios de los miembros.
X
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD PLANE TEST FOR SECTION DISPLACEMENT Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y la geometría está definida por medio del eje X y el eje Y. UNIT KIP FEET Especifica las unidades que serán usadas. JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 0. 15. ; 3 20. 15. ; 4 20. 0. El número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se proporciona. Note que, debido a que ésta es una estructura plana, las coordenadas Z no necesitan ser proporcionadas. Puntos y comas (;) son usadas como separadores de líneas, estos es, datos múltiples pueden ser dados en una sola línea. MEMBER INCIDENCE 1 1 2 ; 2 2 3 ; 3 3 4 Define los miembros por medio de los nodos a los que están conectados. MEMBER PROPERTY 1 3 TABLE ST W8X18 2 TABLE ST W12X26 Todas las propiedades de los miembros son de la tabla AISC. La palabra ST significa sección estándar individual. UNIT INCHES CONSTANTS E 29000.0 ALL El comando CONSTANT inicia la entrada de constantes de materiales como E (módulo de elasticidad) etc. La unidad de la
longitud es cambiada de pies FT a pulgadas INCH para facilitar la entrada de E etc. SUPPORT 1 FIXED ; 4 PINNED El nodo 1 es un apoyo empotrado mientras que el nodo 4 es articulado implicando que este apoyo no soportará momentos. UNIT FT LOADING 1 DEAD + LIVE + WIND El caso de Cargo 1 es inicializado seguido por un título. JOINT LOAD 2 FX 5. La carga 1 contiene cargas en los nodos. FX indica que la carga es una fuerza en la dirección global X. MEMBER LOAD 2 UNI GY -3.0 La carga 1 contiene cargas de miembros también. GY indica que la carga está en la dirección global Y. La palabra UNI significa carga uniformemente distribuida. PERFORM ANALYSIS Este comando hace que el programa proceda con el análisis. PRINT MEMBER FORCES El comando PRINT anterior se explica por si solo. * * FOLLOWING PRINT COMMAND WILL PRINT * DISPLACEMENTS OF THE MEMBERS * CONSIDERING EVERY TWELVETH INTERMEDIATE * POINTS (THAT IS TOTAL 13 POINTS). THESE * DISPLACEMENTS ARE MEASURED IN GLOBAL X * Y Z COORDINATE SYSTEM AND THE VALUES
* ARE FROM ORIGINAL COORDINATES (THAT IS * UNDEFLECTED) OF CORRESPONDING TENTH * POINTS. * * MAX LOCAL DISPLACEMENT IS ALSO PRINTED. * THE LOCATION OF MAXIMUM INTERMEDIATE * DISPLACEMENT IS DETERMINED. THIS VALUE IS * MEASURED FROM ABOVE LOCATION TO THE * STRAIGHT LINE JOINING START AND END * JOINTS OF THE DEFLECTED MEMBER. * PRINT SECTION DISPLACEMENT Los comandos print anteriores se explican en las líneas de comentario. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * ************************************************** 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.
STAAD PLANE TEST FOR SECTION DISPLACEMENT UNIT KIP FEET JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 0. 15. ; 3 20. 15. ; 4 20. 0. MEMBER INCIDENCE 1 1 2 ; 2 2 3 ; 3 3 4 MEMBER PROPERTY 1 3 TABLE ST W8X18 2 TABLE ST W12X26 UNIT INCHES CONSTANTS E 29000.0 ALL SUPPORT 1 FIXED ; 4 PINNED UNIT FT LOADING 1 DEAD + LIVE + WIND JOINT LOAD 2 FX 5. MEMBER LOAD 2 UNI GY -3.0 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 = ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 1/ 1 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 42 DOUBLE PREC. REQUIRED DISK SPACE = 12.01 MB, TOTAL EXMEM =
4/
3/
2
OF FREEDOM = WORDS 6.59 MB
7
22. PRINT MEMBER FORCES MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB LOAD JT
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1
1
1 2
27.37 -27.37
0.97 -0.97
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
22.44 -7.89
2
1
2 3
4.03 -4.03
27.37 32.63
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
7.89 -60.45
3
1
3 4
32.63 -32.63
4.03 -4.03
0.00 0.00
0.00 0.00
0.00 0.00
60.45 0.00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36.
* * FOLLOWING PRINT COMMAMND WILL PRINT DISPLACEMENTS * OF THE MEMBERS CONSIDERING EVERY TWELVETH INTERMEDIATE * POINTS (THAT IS TOTAL 13 POINTS). THESE DISPLACEMENTS * ARE MEASURED IN GLOBAL X Y Z COORDINATE SYSTEM AND * THE VALUES ARE FROM ORIGINAL COORDINATES (THAT IS * UNDEFLECTED) OF CORRESPONDING TENTH POINTS. * * MAX LOCAL DISPLACEMENT IS ALSO PRINTED. THE LOCATION * OF THE MAXIMUM INTERMEDIATE DISPLACEMENT IS DETERMINED. * THIS VALUE IS MEASURED FROM ABOVE LOCATION TO THE STRAIGHT * LINE JOINING START AND END JOINTS OF THE DEFLECTED MEMBER. * PRINT SECTION DISPLACEMENT
MEMBER SECTION DISPLACEMENTS ---------------------------UNIT =INCHES FOR FPS AND CM FOR METRICS/SI SYSTEM MEMB LOAD 1
1
GLOBAL X,Y,Z DISPL FROM START TO END JOINTS AT 1/12TH PTS 0.0000 0.0661 0.2527 0.5450 0.9286 1.3888 1.9112
MAX LOCAL DISP = 2
1
3
1
0.41058
1.9112 1.9105 1.9098 1.9090 1.9083 1.9076 1.9068
MAX LOCAL DISP =
AT
-0.0323 -0.7220 -1.2065 -1.3520 -1.1329 -0.6316 -0.0385
1.31662
1.9068 2.1448 2.0797 1.7722 1.2827 0.6721 0.0000
MAX LOCAL DISP =
0.0000 -0.0054 -0.0108 -0.0162 -0.0215 -0.0269 -0.0323
AT
-0.0385 -0.0321 -0.0257 -0.0192 -0.0128 -0.0064 0.0000
0.84013
AT
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.0171 0.1453 0.3865 0.7263 1.1501 1.6431
90.00 LOAD 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
1
1.9108 1.9101 1.9094 1.9087 1.9079 1.9072
120.00 LOAD 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
-0.0027 -0.0081 -0.0135 -0.0188 -0.0242 -0.0296
2.0675 2.1464 1.9525 1.5464 0.9888 0.3403
75.00 LOAD
1
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
L/DISP= 182
-0.0353 -0.0289 -0.0225 -0.0160 -0.0096 -0.0032
************ END OF SECT DISPL RESULTS *********** 37. FINISH
L/DISP= 438
-0.3902 -1.0008 -1.3258 -1.2854 -0.9082 -0.3306 1
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
L/DISP= 214
Problema Ejemplo No. 14 Un marco espacial es analizado conforme el código vigente UBC. Los casos de carga combinados son usados para combinar los efectos verticales y laterales.
49
50
53
51
54
57 62
60
63
33
64
34
37
35
38
44
47
48
18
17
19
22
20
23
26
25
24
27
30
29
40
43
46
21
36
39
42
41 45
56
59
58
61
52
55
28
31
32
Y Z
1
X
2
5 9 13
3
6 10 14
4
7
8
11 15
12 16
STAAD SPACE PROBLEMA EJEMPLO FOR UBC LOAD Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial. UNIT FEET KIP Especifica las unidades que serán usadas. JOINT COORDINATES 1 0 0 0 4 30 0 0 REPEAT 3 0 0 10 REPEAT ALL 3 0 10 0 Las coordenadas X, Y y Z de los nodos son especificados aquí. Primero, las coordenadas de los nodos 1 hasta 4 son generados tomando ventaja del hecho de que ellos están igualmente espaciados. Entonces, este patrón se repetido 3 veces con un incremento Z de 10 pies para cada repetición para generar los nodos 5 al 16. El comando REPEAT ALL se repetirá entonces 3 veces, el patrón de los nodos 1 al 16 para generar los nodos 17 al 64. MEMBER INCIDENCES * beams in x direction 101 17 18 103 104 21 22 106 107 25 26 109 110 29 30 112 REPEAT ALL 2 12 16 * beams in z direction 201 17 21 204 205 21 25 208 209 25 29 212 REPEAT ALL 2 12 16 * columns 301 1 17 348 Define los miembros por medio de los nodos a los cuales están conectados. Siguiendo la especificación de incidencias de los miembros 101 al 112, el comando REPEAT ALL es utilizado para repetir el patrón y generar incidencias para miembros 113 hasta
136. Una lógica similar es usada en la especificación de miembros 201 hasta el 212 y la generación de incidencias para miembros 213 hasta el 236. Finalmente, las incidencias de los miembros de columnas 301 hasta 348 son especificados. UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 101 TO 136 201 TO 236 PRIS YD 15 ZD 15 301 TO 348 TA ST W18X35 Los miembros viga tienen una especificación de miembros prismáticas (YD y ZD) mientras las columnas (miembros 301 hasta el 348) tienen sus propiedades de la tabla de acero AISC incluida. CONSTANT E STEEL MEMB 301 TO 348 E CONCRETE MEMB 101 TO 136 201 TO 236 DENSITY STEEL MEMB 301 TO 348 DENSITY CONCRETE MEMB 101 TO 136 201 TO 236 En la especificación de constantes de materiales, los valores por omisión incluidos son usados. El usuario puede ver estos valores con la ayuda del comando PRINT MATERIAL PROPERTIES siguiendo los anteriores comandos. SUPPORT 1 TO 16 FIXED Indica los nodos donde los apoyos están localizados así como el tipo de restricciones del soporte. UNIT FEET DEFINE UBC LOAD ZONE 0.2 I 1.0 RWX 9 RWZ 9 S 1.5 CT 0.032 SELFWEIGHT JOINT WEIGHT 17 TO 48 WEIGHT 2.5 49 TO 64 WEIGHT 1.25
Existen dos etapas en la especificación de comandos de las cargas UBC. La primer etapa es iniciada con el comando DEFINE UBC LOAD. Aquí los parámetros como el factor de zona, factor de importancia, Coeficiente del lugar de características de suelo etc. y, las cargas verticales de los cuales el cortante en la base será calculado es especificado. Las cargas verticales pueden ser especificadas en la forma de peso propio, peso de nodos y/o pesos de miembros. Los pesos de miembros no son mostrados en este ejemplo. Es importante notar que esas cargas verticales son usadas exclusivamente en la determinación del cortante horizontal en la base. En otras palabras, la estructura no es analizada para estas cargas verticales. LOAD 1 UBC LOAD X 0.75 SELFWEIGHT Y -1.0 JOINT LOADS 17 TO 48 FY -2.5 49 TO 64 FY -1.25 LOAD 2 UBC LOAD Z 0.75 SELFWEIGHT Y -1.0 JOINT LOADS 17 TO 48 FY -2.5 49 TO 64 FY -1.25 Esta es la segunda etapa en la cual la carga UBC es aplicada con la ayuda del número de caso de carga, dirección correspondiente y un factor por medio del cual las cargas horizontales generadas necesitan ser multiplicadas. Junto con la carga UBC, el peso propio es también añadido para el mismo caso de carga. Debido a haremos el análisis de segundo orden PDELTA, es importante que añadamos cargas horizontales y verticales en el mismo caso de carga. PDELTA ANALYSIS PRINT LOAD DATA Estamos solicitando un análisis de segundo orden por medio de la especificación PDELTA ANALYSIS. PRINT LOAD DATA es utilizado para la impresión de todas las cargas aplicadas y generadas.
PRINT SUPPORT REACTIONS FINISH Los comandos anteriores se explican por si solos.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47.
STAAD SPACE PROBLEMA EJEMPLO FOR UBC LOAD UNIT FEET KIP JOINT COORDINATES 1 0 0 0 4 30 0 0 REPEAT 3 0 0 10 REPEAT ALL 3 0 10 0 MEMBER INCIDENCES * BEAMS IN X DIRECTION 101 17 18 103 104 21 22 106 107 25 26 109 110 29 30 112 REPEAT ALL 2 12 16 * BEAMS IN Z DIRECTION 201 17 21 204 205 21 25 208 209 25 29 212 REPEAT ALL 2 12 16 * COLUMNS 301 1 17 348 UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 101 TO 136 201 TO 236 PRIS YD 15 ZD 15 301 TO 348 TA ST W18X35 CONSTANT E STEEL MEMB 301 TO 348 E CONCRETE MEMB 101 TO 136 201 TO 236 DENSITY STEEL MEMB 301 TO 348 DENSITY CONCRETE MEMB 101 TO 136 201 TO 236 SUPPORT 1 TO 16 FIXED UNIT FEET DEFINE UBC LOAD ZONE 0.2 I 1.0 RWX 9 RWZ 9 S 1.5 CT 0.032 SELFWEIGHT JOINT WEIGHT 17 TO 48 WEIGHT 2.5 49 TO 64 WEIGHT 1.25 LOAD 1 UBC LOAD X 0.75 SELFWEIGHT Y -1.0 JOINT LOADS 17 TO 48 FY -2.5 49 TO 64 FY -1.25 LOAD 2 UBC LOAD Z 0.75 SELFWEIGHT Y -1.0
48. 49. 50. 51.
JOINT LOADS 17 TO 48 FY -2.5 49 TO 64 FY -1.25 PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA
LOADING 1 -----------
LOAD 1
SELFWEIGHT Y
-1.000
ACTUAL WEIGHT OF THE STRUCTURE =
185.529 KIP
JOINT LOAD - UNIT KIP FEET JOINT
FORCE-X
FORCE-Y
FORCE-Z
MOM-X
MOM-Y
MOM-Z
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
57 58 59 60 61
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
62 63 64
0.00 0.00 0.00
-1.25 -1.25 -1.25
0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00
LOADING 2 -----------
LOAD 2
SELFWEIGHT Y
-1.000
ACTUAL WEIGHT OF THE STRUCTURE =
185.529 KIP
JOINT LOAD - UNIT KIP FEET JOINT
FORCE-X
FORCE-Y
FORCE-Z
MOM-X
MOM-Y
MOM-Z
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -2.50 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
53 54 55 56 57 58
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
59 60 61 62 63 64
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25 -1.25
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
********************************************************* * * * CALC/USED PERIOD FOR X UBC = 0.2485/ 0.2485 SEC * * C, C-ALT = 4.7436 , 2.7171, LOAD FACTOR = 0.750 * * UBC FACTOR V = 0.0611 X 285.53 = 17.45 KIP * * * *********************************************************
********************************************************* * * * CALC/USED PERIOD FOR Z UBC = 0.9868/ 0.9868 SEC * * C, C-ALT = 1.8917 , 2.7171, LOAD FACTOR = 0.750 * * UBC FACTOR V = 0.0604 X 285.53 = 17.24 KIP * * * ********************************************************* JOINT -----
LATERAL LOAD (KIP ), ------------
17 FX 0.125 18 FX 0.154 19 FX 0.154 20 FX 0.125 21 FX 0.154 22 FX 0.182 23 FX 0.182 24 FX 0.154 25 FX 0.154 26 FX 0.182 27 FX 0.182 28 FX 0.154 29 FX 0.125 30 FX 0.154 31 FX 0.154 32 FX 0.125 * ----------* TOTAL = 2.456 AT LEVEL * 33 FX 0.250 34 FX 0.307 35 FX 0.307 36 FX 0.250
LOAD - 1 FACTOR - 0.750
10.000 FEET
37 FX 0.307 38 FX 0.364 39 FX 0.364 40 FX 0.307 41 FX 0.307 42 FX 0.364 43 FX 0.364 44 FX 0.307 45 FX 0.250 46 FX 0.307 47 FX 0.307 48 FX 0.250 * ----------* TOTAL = 4.912 AT LEVEL * 49 FX 0.273 50 FX 0.357 51 FX 0.357 52 FX 0.273 53 FX 0.357 54 FX 0.442 55 FX 0.442 56 FX 0.357 57 FX 0.357 58 FX 0.442 59 FX 0.442 60 FX 0.357 61 FX 0.273 62 FX 0.357 63 FX 0.357 64 FX 0.273 * ----------* TOTAL = 5.719 AT LEVEL *
JOINT -----
LATERAL LOAD (KIP ), ------------
17 FZ 0.115 18 FZ 0.141 19 FZ 0.141 20 FZ 0.115 21 FZ 0.141 22 FZ 0.167 23 FZ 0.167 24 FZ 0.141 25 FZ 0.141 26 FZ 0.167 27 FZ 0.167 28 FZ 0.141 29 FZ 0.115 30 FZ 0.141 31 FZ 0.141 32 FZ 0.115 * ----------* TOTAL = 2.259 AT LEVEL *
20.000 FEET
30.000 FEET
LOAD - 2 FACTOR - 0.750
10.000 FEET
33 34 35 36 37 38 39
FZ FZ FZ FZ FZ FZ FZ
0.230 0.282 0.282 0.230 0.282 0.334 0.334
40 FZ 0.282 41 FZ 0.282 42 FZ 0.334 43 FZ 0.334 44 FZ 0.282 45 FZ 0.230 46 FZ 0.282 47 FZ 0.282 48 FZ 0.230 * ----------* TOTAL = 4.518 AT LEVEL * 49 FZ 0.293 50 FZ 0.385 51 FZ 0.385 52 FZ 0.293 53 FZ 0.385 54 FZ 0.476 55 FZ 0.476 56 FZ 0.385 57 FZ 0.385 58 FZ 0.476 59 FZ 0.476 60 FZ 0.385 61 FZ 0.293 62 FZ 0.385 63 FZ 0.385 64 FZ 0.293 * ----------* TOTAL = 6.153 AT LEVEL *
20.000 FEET
30.000 FEET
52. PRINT SUPPORT REACTIONS
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP FEET ----------------JOINT LOAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
FORCE-X -0.60 0.11 -0.90 0.01 -0.92 -0.01 -0.82 -0.11 -0.62 0.11 -0.92 0.01 -0.93 -0.01 -0.84 -0.11 -0.62 0.11 -0.92 0.01 -0.93 -0.01 -0.84 -0.11 -0.60 0.11 -0.90 0.01 -0.92 -0.01 -0.82 -0.11
FORCE-Y 12.07 11.63 17.34 14.97 17.10 14.97 15.69 11.63 16.63 19.40 21.94 22.74 21.69 22.74 20.31 19.40 16.63 17.54 21.94 20.88 21.69 20.88 20.31 17.54 12.07 16.12 17.34 19.47 17.10 19.47 15.69 16.12
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z 0.01 -0.78 0.01 -0.78 0.01 -0.78 0.01 -0.78 0.00 -0.82 0.00 -0.82 0.00 -0.82 0.00 -0.82 0.00 -0.82 0.00 -0.82 0.00 -0.82 0.00 -0.82 -0.01 -0.81 -0.01 -0.81 -0.01 -0.81 -0.01 -0.81
MOM-X 0.05 -3.99 0.05 -3.99 0.05 -3.99 0.05 -3.99 -0.01 -4.12 -0.01 -4.13 -0.01 -4.13 -0.01 -4.12 0.01 -4.11 0.01 -4.12 0.01 -4.12 0.01 -4.11 -0.05 -4.08 -0.05 -4.08 -0.05 -4.08 -0.05 -4.08
MOM-Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 53. FINISH
MOM Z 4.31 -0.34 5.24 -0.02 5.29 0.02 5.00 0.34 4.39 -0.34 5.32 -0.03 5.37 0.03 5.08 0.34 4.39 -0.34 5.32 -0.02 5.37 0.02 5.08 0.34 4.31 -0.34 5.24 -0.03 5.29 0.03 5.00 0.34
Problema Ejemplo No. 15 Un marco espacial es analizado para cargas generadas ocupando las opciones de generación de cargas por viento y de piso.
17
18
22
32
19
23
34
20
21
24
33
35
22
23
25
24
26
11
10
9 12
13
14
16
15
10
17
9 27
11
18
29
12
13
19
28
15
20
14
31
30
16
21
3 2
1 4
Y
5
6
Z
1
7
4 6
8
2
X 5 7
8
3
STAAD SPACE - WIND AND FLOOR LOAD GENERATION Este es un análisis de un marco espacial SPACE. Cada entrada de STAAD tiene que empezar con el comando STAAD. La especificación SPACE es usada para denotar un marco espacial SPACE. UNIT FEET KIP La especificación UNIT es usada para especificar las unidades de longitud y/o que serán utilizadas. JOINT COORDINATES 1000 2 10 0 0 3 21 0 0 4 0 0 10 5 10 0 10 6 0 0 20 7 10 0 20 8 21 0 20 REPEAT ALL 2 0 12 0 La especificación JOINT COORDINATE es usada para especificar las coordenadas X, Y y Z de los nodos. Note que el comando REPEAT ALL tiene que ser usado para generar nodos JOINT para dos niveles más altos cada uno con un incremento de Y de 12 pies. MEMBER INCIDENCES * Columns 1 1 9 16 * Beams in the X direction 17 9 10 18 19 12 13 20 14 15 21 22 17 18 23 24 20 21 25 22 23 26 * Beams in the Z direction 27 9 12 ; 28 12 14 ; 29 10 13 ; 30 13 15 ; 31 11 16 32 17 20 ; 33 20 22 ; 34 18 21 ; 35 21 23 ; 36 19 24
La especificación MEMBER INCIDENCE es utilizada para especificar las conectividades de los miembros. UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 1 TO 16 TA ST W21X50 17 TO 26 TA ST W18X35 27 TO 36 TA ST W14X90 Todas las propiedades de los miembros son especificadas de la tabla de acero del AISC. Tres tipos diferentes de secciones han sido utilizados. CONSTANT E STEEL ALL DENSITY STEEL ALL La especificación CONSTANT es utilizada para especificar propiedades de los materiales. En este caso, los valores por omisión han sido utilizados. SUPPORT 1 TO 8 FIXED BUT MX MZ Los apoyos de la estructura son definidos a través de la especificación SUPPORT. Aquí todos los apoyos son empotrados con relajamientos especificados en MX (rotación con respecto el eje global X) y MZ (rotación con respecto el eje global Z) direcciones. UNIT FEET DEFINE WIND LOAD TYPE 1 INTENSITY 0.1 0.15 HEIGHT 12 24 EXPOSURE 0.90 YRANGE 11 13 EXPOSURE 0.85 JOINT 17 20 22 Este problema utiliza la opción de generación automática de carga por viento. La especificación de entrada es hecha en dos etapas. La primer etapa es iniciada en la parte anterior mediante el comando DEFINE WIND LOAD. Los parámetros básicos de la
carga de viento WIND es especificada aquí. Todos los valores necesitan ser dados en el sistema de unidades en uso. Cada carga por viento es identificada por una especificación TYPE que puede ser usada subsecuentemente para especificar casos de carga. Dos intensidades de viento diferentes (0.1 Kips/sq. ft y 0.15 Kips/sq. ft) son especificadas para dos zonas de altura (0 a 12 pies y 12 a 24 pies). La exposición EXPOSURE es utilizada para definir los factores de exposición para nodos sujetos a carga por viento. En este caso, dos factores diferentes de exposición son definidos. La primer especificación EXPOSURE especifica el factor de exposición como 0.9 para todos los nodos dentro del rango de altura (definida como rango global Y) de 11 pies - 13 pies. La segunda especificación EXPOSURE especifica el factor de exposición como 0.85 para los nodos 17, 20 y 22. Note que en la especificación EXPOSURE FACTOR, los nodos pueden ser especificados directamente o a través de la especificación de un rango vertical. LOAD 1 WIND LOAD IN X-DIRECTION WIND LOAD X 1.2 TYPE 1 Esta es la segunda etapa de la especificación de entrada para la generación de carga por viento. El comando WIND LOAD es usado para especificar la carga por viento WIND LOADING en una dirección lateral particular. En este caso, la carga por viento WIND loading TYPE 1, definida antes, está siendo aplicada en la dirección global X multiplicada con un factor positivo de 1.2 . LOAD 2 FLOOR LOAD @ Y = 12 FT AND 24 FT FLOOR LOAD YRANGE 11.9 12.1 FLOAD -0.45 XRANGE 0.0 10.0 ZRANGE 0.0 20.0 YRANGE 11.9 12.1 FLOAD -0.25 XRANGE 10.0 21.0 ZRANGE 0.0 20.0 YRANGE 23.9 24.1 FLOAD -0.25 La especificación FLOOR LOAD es utilizada para especificar una carga de piso uniformemente distribuida en un área definida de la estructura. Las especificaciones YRANGE, XRANGE y ZRANGE
son ocupadas para definir el área de la estructura por medio en las cuales la carga necesita ser aplicada. La especificación FLOAD es utilizada para especificar el valor de la carga por unidad de área. Todos los valores necesitan ser proporcionados en el sistema actual de unidades. Por ejemplo, en la primer línea en la especificación FLOOR LOAD anterior, en el plano que descansa en la vertical YRANGE 11.9-12.1, una carga uniformemente distribuida de 0.45 Kip/sq. ft. Es aplicada sobre un área limitada por los globales XRANGE de 0.0-10.0 ft y ZRANGE de 0.0-20.0 ft.. El -0.45 y el -0.25 significan que la carga está en la dirección negativa global Y. El programa identificará a todos los miembros que descansan dentro del área especificada y distribuye la carga aplicada como cargas en miembros MEMBER LOADS en esos miembros basados en una distribución de dos direcciones. El comando PRINT LOAD DATA utilizados con la especificación PERFORM ANALYSIS siguiente genera un listado de las cargas de miembros resultantes de la distribución de carga de piso. PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA PRINT SUPPORT REACTION FINISH
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41.
STAAD SPACE UNIT FEET KIP JOINT COORDINATES 1 0 0 0 2 10 0 0 3 21 0 0 4 0 0 10 5 10 0 10 6 0 0 20 7 10 0 20 8 21 0 20 REPEAT ALL 2 0 12 0 MEMBER INCIDENCES * COLUMNS 1 1 9 16 * BEAMS IN THE X DIRECTION 17 9 10 18 19 12 13 20 14 15 21 22 17 18 23 24 20 21 25 22 23 26 * BEAMS IN THE Z DIRECTION 27 9 12 ; 28 12 14 ; 29 10 13 ; 30 13 15 ; 31 11 16 32 17 20 ; 33 20 22 ; 34 18 21 ; 35 21 23 ; 36 19 24 UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 1 TO 16 TA ST W21X50 17 TO 26 TA ST W18X35 27 TO 36 TA ST W14X90 CONSTANT E STEEL ALL DENSITY STEEL ALL SUPPORT 1 TO 8 FIXED BUT MX MZ UNIT FEET DEFINE WIND LOAD TYPE 1 INTENSITY 0.1 0.15 HEIGHT 12 24 EXPOSURE 0.90 YRANGE 11 13 EXPOSURE 0.85 JOINT 17 20 22
42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49.
LOAD 1 WIND LOAD IN X-DIRECTION WIND LOAD X 1.2 TYPE 1 LOAD 2 FLOOR LOAD AT Y = 12FT @ 24FT FLOOR LOAD YRANGE 11.9 12.1 FLOAD 0.45 XRANGE 0.0 10.0 ZRANGE 0.0 20.0 YRANGE 11.9 12.1 FLOAD 0.25 XRANGE 10.0 21.0 ZRANGE 0.0 20.0 YRANGE 23.9 24.1 FLOAD 0.25 PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA
P R O B L E M S T A T I S T I C S ----------------------------------NUMBER OF JOINTS/MEMBER+ELEMENTS/SUPPORTS = 24/ 36/ 8 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 8/ 8 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 112 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 6048 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.08/ 506.9 MB, EXMEM = 1985.7 MB
LOADING 1 -----------
WIND LOAD IN X-D
JOINT LOAD - UNIT KIP FEET JOINT
FORCE-X
FORCE-Y
FORCE-Z
MOM-X
MOM-Y
MOM-Z
9 12 14 17 20 22
4.86 9.72 4.86 4.59 9.18 4.59
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
LOADING 2 -----------
FLOOR LOAD AT Y = 12FT @ 24FT
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27
UDL
L1
L2
CON .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318 1.318 1.143
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
.42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93
LIN1
LIN2
27 27 27 27 27 27 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17
.967 .791 .615 .439 .264 .088 .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439 .264 .088 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439 .264 .088 .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439 .264 .088 .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69
28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 19 19 19 19 19 19
.088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439 .264 .088 .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439 .264 .088 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439 .264 .088 .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318 1.318 1.143 .967 .791 .615 .439
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
.42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42
19 19 19 19 19 19 19 19 19 19
.264 .088 .088 .264 .439 .615 .791 .967 1.143 1.318
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 21 21 21 21 21 21
UDL
L1
L2
CON .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 .059 .177 .295 .414 .532 .650
L GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
.46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16 5.78 6.34 6.91 7.47 8.03 8.59 9.16 9.72 .28 .84 1.41 1.97 2.53 3.09 3.66 4.22 4.84 5.52 6.21 6.89 7.58 8.26 8.93 9.54 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79
LIN1
LIN2
21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18
.768 .886 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
4.48 5.16 5.84 6.52 7.21 7.89 8.58 9.26 9.93 10.54 14.84 15.52 16.21 16.89 17.58 18.26 18.93 19.54 6.06 7.19 8.31 9.44 10.56 11.69 12.81 13.94 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16 5.84 6.52 7.21 7.89 8.58 9.26 9.93 10.54 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16
MEMBER LOAD - UNIT KIP FEET MEMBER UDL L1 L2 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 22 22 22 22
CON .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732 .732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732 .732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732 .732 .635 .537 .439
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
L LIN1 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18
LIN2
22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
.342 .244 .146 .049 .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732 .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .773 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886 .886 .768
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16 5.78 6.34 6.91 7.47 8.03 8.59 9.16 9.72 .28 .84 1.41 1.97 2.53 3.09 3.66 4.22 4.84 5.52 6.21 6.89 7.58 8.26 8.93 9.54 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16 5.84 6.52
26 26 26 26 26 26 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 33 33 33 33 33 33 33 33
.650 .532 .414 .295 .177 .059 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 1.547 .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886 .886 .768 .650 .532 .414 .295 .177 .059 .059 .177 .295 .414 .532 .650 .768 .886 .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
7.21 7.89 8.58 9.26 9.93 10.54 14.84 15.52 16.21 16.89 17.58 18.26 18.93 19.54 6.06 7.19 8.31 9.44 10.56 11.69 12.81 13.94 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16 5.84 6.52 7.21 7.89 8.58 9.26 9.93 10.54 .46 1.07 1.74 2.42 3.11 3.79 4.48 5.16 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69
33 33 33 33 33 33 33 33 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24
.732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732 .732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .049 .146 .244 .342 .439 .537 .635 .732 .732 .635 .537 .439 .342 .244 .146 .049 .049 .146 .244 .342 .439
GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY GY
5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82 3.45 4.07 4.69 5.31 5.93 6.55 7.18 7.80 8.42 9.03 9.58 .42 .97 1.58 2.20 2.82
24 24 24
.537 GY .635 GY .732 GY
3.45 4.07 4.69
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
50. PRINT SUPPORT REACTION
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP FEET ----------------JOINT LOAD 1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
FORCE-X -4.30 -.30 -5.50 .15 -4.18 .24 -4.94 -.74 -4.91 .56 -4.30 -.30 -5.50 .15 -4.18 .24
FORCE-Y -13.08 -15.64 2.07 -29.58 11.41 -27.42 -16.11 -38.55 15.31 -66.14 -13.08 -15.64 2.07 -29.58 11.41 -27.42
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z .00 -.03 .01 -.04 .00 -.17 .00 .00 .00 .00 .00 .03 -.01 .04 .00 .17
MOM-X .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
MOM-Y .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
51. FINISH
MOM Z .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
Problema Ejemplo No. 16 Un análisis dinámico (Paso a Paso) es realizado para una viga con tres claros con masas concentradas y distribuidas. La estructura está sujeta a una carga de función de fuerza y de movimiento del terreno. Se determinan los valores máximos de los desplazamientos de los nodos, fuerzas en los extremos de los nodos y reacciones en los apoyos.
STAAD PLANE EXAMPLE FOR TIME HISTORY ANALYSIS Cada archivo de entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano. UNITS FEET KIP Especifica la unidades que se usarán. JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 2 0.0 3.5 0.0 3 0.0 7.0 0.0 4 0.0 10.5 0.0 El número del nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se especifican. MEMBER INCIDENCES 1123 Se especifican las incidencias de los miembros 1 al 3. UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 1 2 3 PRIS AX 3.0 IZ 240.0 Todos los miembros tienen especificación de propiedad prismática "PRISMATIC". Debido a que éste es un marco plano, el área de la sección transversal "AX", y el momento de inercia "IZ" con respecto al eje Z es adecuado para el análisis. SUPPORTS 1 4 PINNED Los nodos 1 al 4 tienen todos apoyos articulados. CONSTANTS E 14000 ALL DENSITY 0.0868E-3 ALL
Las constantes del material definidos incluyen el módulo de Young "E" y la densidad. DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE 0.0 -0.0001 0.5 0.0449 1.0 0.2244 1.5 0.2244 2.0 0.6731 2.5 0.6731 TYPE 2 ACCELERATION 0.0 0.001 0.5 -7.721 1.0 -38.61 1.5 -38.61 2.0 -115.82 2.5 115.82 ARRIVAL TIMES 0.0 DAMPING 0.075 Existen dos etapas en la especificación de comandos requerida para un análisis paso a paso. La primer etapa es definida arriba. Primero se proporcionan las características de la carga que varía con el tiempo. El tipo de la carga puede ser una función de fuerza (maquinaria vibratoria) o movimiento del suelo (sismo). La primera es especificada en la forma de pares de tiempo fuerza mientras que la segunda es especificada en la forma de pares de tiempo aceleración. Siguiendo a estos datos todos los momentos posibles de arribo de estas cargas en la estructura son también especificados así como también la tasa de amortiguamiento modal. Note que solamente un valor para el amortiguamiento de toda la estructura puede ser especificada. UNIT FEET LOAD 1 STATIC LOAD MEMBER LOAD 1 2 3 UNI GX 0.5 El caso de carga 1 anterior es una carga estática. LOAD 2 TIME HISTORY LOAD SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 JOINT LOAD 2 3 FX 2.5 TIME LOAD 2 3 FX 1 1 GROUND MOTION X 2 1
Este es la segunda etapa en la especificación de comandos para el análisis paso a paso. Esto involucra la aplicación de cargas que varían con el tiempo en la estructura. Las masas que constituyen la matriz de masas de la estructura es especificada en la forma de peso propio y cargas en los nodos. Siguiendo a esto, se aplican simultáneamente los dos la carga de tiempo "TIME LOAD" y el movimiento del suelo "GROUND MOTION". El usuario debe notar que este ejemplo es solamente con objetivos de ilustración y puede no ser necesario para ambos la función de tiempo "TIME FUNCTION" y un movimiento de tierra "GROUND MOTION" el actuar en la estructura al mismo tiempo. Sin embargo, solamente un caso de carga involucrando análisis paso a paso puede ser aplicado en un análisis. PERFORM ANALYSIS El comando anterior inicia el proceso de análisis. UNIT INCH PRINT JOINT DISPLACEMENTS Los desplazamientos de los nodos son calculados para cada paso de tiempo. El máximo valor del desplazamiento para cada nodo es entonces extraído del desplazamiento de este nodo e impreso utilizando el comando anterior. UNIT FEET PRINT MEMBER FORCES Las fuerzas de los miembros son calculados para cada paso de tiempo. El máximo valor de la fuerza para cada miembros es entonces extraído de la historia de la fuerza en ese miembro e impreso utilizando el comando anterior. PRINT SUPPORT REACTION Las reacciones en apoyos son obtenidas directamente de las fuerzas de los miembros obtenidas en el comando anterior. FINISH
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.
STAAD PLANE EXAMPLE FOR TIME HISTORY ANALYSIS UNITS FEET KIP JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 0.0 2 0.0 3.5 0.0 3 0.0 7.0 0.0 4 0.0 10.5 0.0 MEMBER INCIDENCES 1 1 2 3 UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 1 2 3 PRIS AX 3.0 IZ 240.0 SUPPORTS 1 4 PINNED CONSTANTS E 14000 ALL DENSITY 0.0868E-3 ALL DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE 0.0 -0.0001 0.5 0.0449 1.0 0.2244 1.5 0.2244 2.0 0.6731 2.5 -0.6731 TYPE 2 ACCELERATION 0.0 0.001 0.5 -7.721 1.0 -38.61 1.5 -38.61 2.0 -115.82 2.5 115.82 ARRIVAL TIMES 0.0 DAMPING 0.075 UNIT FEET LOAD 1 STATIC LOAD MEMBER LOAD 1 2 3 UNI GX 0.5 LOAD 2 TIME HISTORY LOAD SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 JOINT LOAD 2 3 FX 2.5 TIME LOAD 2 3 FX 1 1 GROUND MOTION X 2 1 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 = 4/ 3/ 2 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 1/ 1 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 48 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.01 MEGA-BYTES
++ ++ ++ ++ ++
PROCESSING ELEMENT STIFFNESS MATRIX. PROCESSING GLOBAL STIFFNESS MATRIX. PROCESSING TRIANGULAR FACTORIZATION. CALCULATING JOINT DISPLACEMENTS. CALCULATING EIGENSOLUTION.
17:51:43 17:51:43 17:51:43 17:51:43 17:51:43
CALCULATED FREQUENCIES FOR LOAD CASE MODE
FREQUENCY(CYCLES/SEC)
1 2 3
8
2 PERIOD(SEC)
14.565 56.409 946.005
0.06866 0.01773 0.00106
++ PERFORMING TIME HISTORY ANALYSIS. ++ CALCULATING MEMBER FORCES.
17:51:44 17:51:44
39. UNIT INCH 40. PRINT JOINT DISPLACEMENTS
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 1 2 3 4
1 2 1 2 1 2 1 2
X-TRANS 0.00000 0.00000 0.03537 0.02631 0.03537 0.02631 0.00000 0.00000
Y-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
STRUCTURE TYPE = PLANE
Z-TRANS 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
X-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Y-ROTAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
Z-ROTAN -0.00103 -0.00075 -0.00050 -0.00038 0.00050 0.00038 0.00103 0.00075
41. UNIT FEET 42. PRINT MEMBER FORCES
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP FEET MEMB LOAD JT
1
1 2
2
1 2
3
1 2
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 2 1 2
0.00 0.00 0.00 0.00
2.63 -0.88 1.43 -1.43
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 6.13 0.00 5.01
2 3 2 3
0.00 0.00 0.00 0.00
0.88 0.88 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-6.13 6.13 -5.01 5.01
3 4 3 4
0.00 0.00 0.00 0.00
-0.88 2.63 -1.43 1.43
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00
-6.13 0.00 -5.01 0.00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
43. PRINT SUPPORT REACTION
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP FEET ----------------JOINT LOAD 1 4
1 2 1 2
FORCE-X -2.63 1.43 -2.63 1.43
FORCE-Y 0.00 0.00 0.00 0.00
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-X 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-Y 0.00 0.00 0.00 0.00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
44. FINISH
MOM Z 0.00 0.00 0.00 0.00
Problema Ejemplo No. 17 El uso de Tablas de Acero Proporcionadas por el usuario es ilustrado en este ejemplo para el análisis y diseño de un marco plano.
Y 15'
15'
16 14 12
7
10
9 14
8 20
11
15
16 15
18 17
9 21 11
22
9'
13 12 19 13 23 10
8
4
15'
2
Pinned
3
5
4
6
5
1
7
6
3 20'
1
X
2
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD PLANE EXAMPLE FOR USER TABLE Cada archivo de entrada tiene que empezar con el comando STAAD. El comando PLANE es utilizado para designar a la estructura como un marco plano. UNIT FT KIP El comando UNIT define las unidades que se usarán de longitud y fuerza. JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 30 0 ; 3 0 20 0 6 30 20 0 7 0 35 ; 8 30 35 ; 9 7.5 35 ; 10 22.5 35. 11 15 35 ; 12 5. 38. ; 13 25 38 ; 14 10 41 ; 15 20 41 16 15 44 El comando anterior es utilizado para proporcionar coordenadas de nodos para los nodos de la estructura. El sistema cartesiano esta siendo usado aquí. Los datos consisten de el número del nodo seguido por las coordenadas globales X y Y. Note que para un marco espacial las coordenadas Z necesitan ser proporcionadas también. En la entrada anterior, los puntos y comas (;) son utilizados como separadores de líneas. Esto permite al usuario proporcionar datos múltiples en una sola línea de entrada. MEMBER INCIDENCES 113;237;326;468;534 6 4 5 ; 7 5 6 ; 8 7 12 ; 9 12 14 10 14 16 ; 11 15 16 ; 12 13 15 ; 13 8 13 14 9 12 ; 15 9 14 ; 16 11 14 ; 17 11 15 18 10 15 ; 19 10 13 ; 20 7 9 21 9 11 ; 22 10 11 ; 23 8 10 El grupo de comandos anteriores contiene la información de incidencia de miembros o los datos de conectividad de nodos para cada miembro. Esto completa la geometría de la estructura.
UNIT INCH START USER TABLE Este comando es utilizado para configurar una tabla especificada por el usuario. Todas las tablas especificadas por el usuario deben empezar con este comando. TABLE 1 Cada tabla necesita una identificación numérica única. El comando anterior inicia la configuración de la tabla no. 1. Cualquier número entre 1 y 50 puede ser utilizado como un número de tabla. Para tablas múltiples, el número no necesita ser secuencial. Hasta cuatro tablas pueden ser especificadas por ejecución. WIDE FLANGE Este comando es utilizado para especificar el tipo de sección como patín ancho en esta tabla. Note que varios tipos de sección (Patín ancho, canal, ángulo, etc.) están disponibles para especificación. W14X30 8.85 13.84 .27 6.73 .385 291. 19.6 .38 4.0 4.1 W21X62 18.3 20.99 .4 8.24 .615 1330 57.5 1.83 0.84 7.0 W14X109 32. 14.32 .525 14.605 .86 1240 447 7.12 7.52 16. Los datos anteriores son usados para especificar las propiedades de tres secciones de patín ancho. Note que los datos para cada sección consisten de dos partes. En la primer línea, El nombre de la sección es proporcionado. Se le permite al usuario proporcionar cualquier nombre de sección de siete caracteres. La segunda línea contiene las propiedades de la sección requeridas para el tipo de sección particular. Cada tipo de sección requiere un cierto número de datos (área de la sección transversal, peralte, momento de inercia etc.) proporcionadas en un cierto orden. Por ejemplo, en este caso, para patines anchos diez propiedades diferentes son requeridas. Para información detallada en las diversas propiedades requeridas para los diferentes tipos de secciones y su orden de
especificación, refiérase a la sección 6.19 en el manual de referencia de STAAD-III. Note que todas las propiedades requeridas para el tipo de sección en particular deben ser proporcionadas. TABLE 2 ANGLES L25255 2.5 2.5 .3125 .489 0 0 L40404 4 4 .25 .795 0 0 El comando anterior y las líneas de datos configuran otra tabla proporcionada por el usuario que consiste de secciones angulares. END Este comando implica el final de la tabla proporcionada por el usuario. Toda la entrada relacionada con la tabla proporcionada por el usuario debe ser terminada con este comando. MEMBER PROPERTIES 1 3 4 UPT 1 W14X109 2 UPT 1 W14X30 ; 5 6 7 UPT 1 W21X62 8 TO 13 UPT 1 W14X30 14 TO 23 UPT 2 L40404 En las líneas de comando anteriores, las propiedades de los miembros están siendo especificadas de la tabla proporcionada por el usuario creada anteriormente. El segmento de comando UPT significa que las propiedades son de la tabla proporcionado por el usuario. Esto es seguido del número de la tabla y entonces el nombre de la sección tal como se especifico en la tabla proporcionada por el usuario. Note que las propiedades de los miembros están siendo especificadas de ambas tablas. MEMBER TRUSS 14 TO 23 El comando anterior es usado para designar miembros 14 al 23 como miembros de armaduras.
MEMBER RELEASE 5 START MZ El comando MEMBER RELEASE es utilizado para relajar el momento MZ en el nodo inicial del miembro no. 5. UNIT INCH Este comando cambia la unida de longitud actual a pulgadas. CONSTANTS E 29000. ALL DEN 0.000283 ALL BETA 90.0 MEMB 3 4 El grupo de comandos anterior es utilizado para especificar los valores del módulo de elasticidad, densidad y ángulo beta para varios miembros. UNIT FT La unidad de longitud es modificada a pies utilizando este comando. SUPPORT 1 FIXED ; 2 PINNED El comando anterior es utilizado para designar soportes. Aquí, el nodo 1 es designado como un apoyo fijo y el nodo 2 es designado como un apoyo articulado. LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD SELFWEIGHT Y -1.0 JOINT LOAD 4 5 FY -15. ; 11 FY -35. MEMB LOAD 8 TO 13 UNI Y -0.9 ; 6 UNI GY -1.2 El anterior grupo de comandos es utilizado para especificar las cargas en la estructura. En este caso, solamente un caso de carga está siendo utilizado. El peso propio es especificado en toda la
estructura. Las cargas en los nodos y en miembros son especificados en algunos nodos y miembros. PERFORM ANALYSIS Este comando provoca que el programa ejecute el análisis en este punto. PARAMETER NSF 0.85 ALL KY 1.2 MEMB 3 4 Los comandos anteriores son usados para especificar parámetros para el diseño de acero. SELECT MEMBER 3 6 9 19 Este comando realizará la selección de miembros conforme al código AISC (American Institute of Steel Construction). Note que, para cada miembro, la selección de miembro será realizada de la tabla que fue originalmente utilizada para la especificación de la propiedad del miembro. En este caso, la selección será de las tablas del usuario respectivas de la cual las propiedades fueron proporcionadas. Se puede notar que las propiedades pueden ser proporcionadas (y la selección puede ser realizada) desde tablas de acero incluidas y tablas proporcionadas por el usuario en el mismo problema. FINISH Este comando termina la ejecución de STAAD-III .
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44.
STAAD PLANE EXAMPLE FOR USER TABLE UNIT FT KIP JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 30 0 ; 3 0 20 0 6 30 20 0 7 0 35 ; 8 30 35 ; 9 7.5 35 ; 10 22.5 35. 11 15 35 ; 12 5. 38. ; 13 25 38 ; 14 10 41 ; 15 20 41 16 15 44 MEMBER INCIDENCES 1 1 3 ; 2 3 7 ; 3 2 6 ; 4 6 8 ; 5 3 4 6 4 5 ; 7 5 6 ; 8 7 12 ; 9 12 14 10 14 16 ; 11 15 16 ; 12 13 15 ; 13 8 13 14 9 12 ; 15 9 14 ; 16 11 14 ; 17 11 15 18 10 15 ; 19 10 13 ; 20 7 9 21 9 11 ; 22 10 11 ; 23 8 10 START USER TABLE TABLE 1 WIDE FLANGE W14X30 8.85 13.84 .27 6.73 .385 291. 19.6 .38 4.0 4.1 W21X62 18.3 20.99 .4 8.24 .615 1330 57.5 1.83 0.84 7.0 W14X109 32. 14.32 .525 14.605 .86 1240 447 7.12 7.52 16. TABLE 2 ANGLES L25255 2.5 2.5 .3125 .489 0 0 L40404 4 4 .25 .795 0 0 END MEMBER PROPERTIES 1 3 4 UPT 1 W14X109 2 UPT 1 W14X30 ; 5 6 7 UPT 1 W21X62 8 TO 13 UPT 1 W14X30 14 TO 23 UPT 2 L40404 MEMBER TRUSS 14 TO 23 MEMBER RELEASE 5 START MZ UNIT INCH CONSTANTS E 29000 ALL DEN 0.000283 ALL BETA 90.0 MEMB 3 4
45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54.
UNIT FT SUPPORT 1 FIXED ; 2 PINNED LOADING 1 DEAD AND LIVE LOAD SELFWEIGHT Y -1.0 JOINT LOAD 4 5 FY -15. ; 11 FY -35. MEMB LOAD 8 TO 13 UNI Y -0.9 ; 6 UNI GY -1.2 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 = 16/ 23/ 2 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 5/ 4 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 645 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.04 MEGA-BYTES 55. 56. 57. 58.
43
PARAMETER NSF 0.85 ALL KY 1.2 MEMB 3 4 SELECT MEMB 3 6 9 19
STAAD-III MEMBER SELECTION - (AISC) **************************
ALL UNITS ARE - KIP FEET (UNLESS OTHERWISE NOTED) MEMBER
TABLE
RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/ FX MY MZ LOCATION ======================================================================= 3 ST W14X109 6 ST W21X62 9 ST W14X30 19 ST L25255
PASS 57.34 C PASS 3.83 T PASS 37.74 C PASS 3.94 C
AISC- H1-3 36.02 AISC- H2-1 0.00 AISC- H1-2 0.00 COMPRESSION 0.00
0.376 0.00 0.826 -185.92 0.850 -54.32 0.199 0.00
1 20.00 1 0.00 1 5.83 1 0.00
************** END OF TABULATED RESULT OF DESIGN **************
59. FINISH
Problema Ejemplo No. 18 Este es un ejemplo que demuestra el cálculo del esfuerzo principal en un elemento finito.
3 ft
1
2
1 5
3
2 6
3 ft
4 9
7
10
13
3
5
7
8
6 11
8 14
4
12
9 15
16
Z
Apoyos empotrados en nodos 1, 2, 3, 4, 5, 9, 13 Intensidad de carga = 1 pound/in 2 en la dirección - Y
X
Las entradas se muestran en letras negritas seguidas de una explicación. STAAD SPACE SAMPLE CALCULATION FOR * ELEMENT STRESSES Cada entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial. (estructura 3-D) UNIT KIP FEET Especifica las unidades que serán usadas. JOINT COORDINATES 10004300 REPEAT 3 0 0 1 El número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se proporcionan. El comando REPEAT es utilizado para generar coordenadas de los nodos 5 al 16 basados en el patrón de los nodos 1 al 4. ELEMENT INCIDENCE 1 1 5 6 2 TO 3 REPEAT 2 3 4 Las conectividades de los elementos 1 al 3 están definidas primero, basadas en cuales de las conectividades de los elementos 4 al 9 son generados. UNIT INCH ELEMENT PROPERTIES 1 TO 9 THICK 1.0 Los elementos 1 al 9 tienen un espesor de 1 pulgada. CONSTANTS E CONCRETE ALL El módulo de Elasticidad de todos los elementos es el valor por omisión incluido para el concreto.
SUPPORT 1 TO 4 5 9 13 FIXED Condiciones de apoyo empotrado existen en los nodos mencionados arriba. UNIT POUND LOAD 1 ELEMENT LOAD 1 TO 9 PRESSURE -1.0 Una presión uniforme de 1 pound/sq.in. es aplicada en todos los elementos en la dirección local negativa Z. PERFORM ANALYSIS El comando anterior hace que el programa proceda con el análisis. PRINT SUPPORT REACTION El comando anterior se explica por si mismo. PRINT ELEMENT FORCES LIST 4 Las fuerzas en Elementos en el centroide de los mismos son impresas utilizando el comando anterior. La salida incluye la impresión del esfuerzo principal en adición al esfuerzo de membrana, esfuerzo cortante y momentos de flexión con respecto a los ejes locales. FINISH
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.
STAAD SPACE SAMPLE CALCULATION FOR * ELEMENT STRESSES UNIT KIP FEET JOINT COORDINATES 1 0 0 0 4 3 0 0 REPEAT 3 0 0 1 ELEMENT INCIDENCE 1 1 5 6 2 TO 3 REPEAT 2 3 4 UNIT INCH ELEMENT PROPERTIES 1 TO 9 THICK 1.0 CONSTANTS E CONCRETE ALL SUPPORT 1 TO 4 5 9 13 FIXED UNIT POUND LOAD 1 ELEMENT LOAD 1 TO 9 PRESSURE -1.0 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 = 16/ 9/ 7 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 5/ 5 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 3456 DOUBLE PREC. WORDS TOTAL REQUIRED DISK SPACE = 12.11 MEGA-BYTES
96
22. PRINT SUPPORT REACTION
SUPPORT REACTIONS -UNIT POUN INCH ----------------JOINT LOAD 1 2 3 4 5 9 13
FORCE-X
1 1 1 1 1 1 1
FORCE-Y
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z
-13.19 69.16 305.42 280.02 69.16 305.42 280.02
MOM-X
0.00 -7.36 0.00 -872.90 0.00 -2886.48 0.00 -2158.50 0.00 21.88 0.00 -64.74 0.00 880.65
MOM-Y 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM Z 7.36 -21.88 64.74 -880.65 872.90 2886.48 2158.50
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
23. PRINT ELEMENT FORCES LIST 4 * ELEMENT STRESSES
ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= POUN INCH -------------FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH ELEMENT LOAD
4
1
QX VONT
QY VONB
MX FX
10.77 -10.18 24.61 591.68 591.68 0.00 TOP : SMAX= 619.26 SMIN= 59.68 TMAX= BOTT: SMAX= -59.68 SMIN= -619.26 TMAX=
MY FY
88.55 33.95 0.00 0.00 279.79 ANGLE= -23.4 279.79 ANGLE= -23.4
********************END OF ELEMENT FORCES********************
24. FINISH
MXY FXY
Cálculo del esfuerzo principal para el elemento 4 Los cálculos son presentados para la superficie superior solamente 0.0 pound/inch 2 0.0 pound/inch 2 0.0 pound/inch 2 24.61 pound-inch/inch 88.55 pound-inch/inch 33.95 pound-inch/inch 2 1/6t = 1/6*1 2 = 0.1667 in 2 (Módulo de la Sección) MX 24. 61 σx = FX + = 0. 0 + S 0.1667 FX = FY = FXY = MX = MY = MXY = S =
= 147.63 pounds/in 2 σy = FY +
MY 88. 55 = 0. 0 + S 0.1667
= 531.19 pounds/in 2 τxy = FXY +
MXY 33. 95 = 0. 0 + S 0.1667
= 203.66 pounds/in 2 TMAX = TMAX =
( σ x − σ y )2 4
+ τ 2xy
2 (147.63 − 53119 . ) + 203.662 4
= 279.74 pounds/in 2 SMAX
=
=
( σ x + σy ) 2
+ TMAX
(147. 63 + 531.19 ) + 279. 74 2
= 619.15 pounds/in 2 SMIN
=
=
( σ x + σy ) 2
− TMAX
(147. 63 + 531.19 ) − 279. 74 2
= 59.67 pounds/in 2 Angle =
=
1 2τ xy tan −1 2 σ x − σ y 1 . 2 * 20366 tan −1 2 . 147.63 − 53119 = -23.36 o
Problema Ejemplo No. 19 La opción de generación de malla MESH GENERATION es utilizada en este ejemplo para modelar un marco espacial que consta de una losa apoyada en cuatro columnas.
Este ejemplo ilustra el uso de la opción MESH GENERATION en un marco espacial que consta de una losa apoyada sobre cuatro columnas. STAAD SPACE Cada archivo de entrada tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial. UNIT METER KNS Especifica las unidades para longitud y fuerza. JOINT COORD 1000;2400;3004;4404 REP ALL 1 0 3 0 Las coordenadas de nodos x, y, z de los nodos 1 al 8 son definidos arriba. Mientras las coordenadas de nodos 1 al 4 son definidas explícitamente, las coordenadas para nodos 5 al 8 son generadas de aquellos de los nodos 1 al 4 utilizando la opción REPEAT ALL. MEMB INCI 1154 Las incidencias (descriptor de conectividad) del miembro 1 es especificado arriba como 1 5 y esos para miembros 2,3 y 4 son generados para aquellos del miembro 1 por incrementos sucesivos de 1 a los números de nodo 1 y 5. DEFINE MESH A JOINT 5 B JOINT 6 C JOINT 7 D JOINT 8 Las cinco líneas anteriores definen un super elemento de cuatro nodos desde el cual una malla de elementos será generada. Note que en vez de definir de manera elaborada las coordenadas de los cuatro nodos, hemos tomado ventaja del hecho que las
coordenadas de esos nodos (A a D) han sido definidas antes. Por eso A es lo mismo que nodo 5 mientras nodo D es lo mismo que nodo 8. Alternativamente, podríamos haber definido el super elemento como A030;B430;C034;D434 GENERATE ELEMENT TRI MESH ABDC 4 4 Los dos comandos anteriores sirven para el siguiente propósito. Primero, iniciamos el proceso de generación de malla pidiéndole al programa que genere elementos triangulares. Entonces, el super elemento desde el cual la malla será generada es especificado como ABDC. El primer número 4 indica el número de elementos a lo largo del lado AB. El segundo número 4 indica el número de elementos a lo largo del lado BD. Por eso, un total de 32 elementos serán generados. MEMB PROP 1 TO 4 PRIS YD 0.4 ELEMENT PROP 5 TO 36 TH 0.2 En las líneas anteriores, las propiedades de los miembros y elementos son definidas. PRINT MEMB INFO PRINT ELEM INFO FINI Los comandos anteriores se explican por si solos.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
STAAD SPACE UNIT METER KNS JOINT COORD 1 0 0 0 ; 2 4 0 0 ; 3 0 0 4 ; 4 4 0 4 REP ALL 1 0 3 0 MEMB INCI 1 1 5 4 DEFINE MESH A JOINT 5 B JOINT 6 C JOINT 7 D JOINT 8 GENER ELEM TRI MESH ABDC 4 4 MEMB PROP 1 TO 4 PRIS YD 0.4 ELEMENT PROP 5 TO 36 TH 0.2 PRINT MEMB INFO
MEMBER INFORMATION -----------------MEMBER
1 2 3 4
START JOINT
END JOINT
LENGTH (METE)
BETA (DEG)
1 2 3 4
5 6 7 8
3.000 3.000 3.000 3.000
0.00 0.00 0.00 0.00
RELEASES
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
20. PRINT ELEM INFO
ELEMENT INFORMATION ------------------ELEMENT NO. 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
INCIDENCES 5 5 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 17 17 18 18 19 19 20 20 22 22 23 23 24 24 25 25
9 13 10 14 11 15 6 16 13 18 14 19 15 20 16 21 18 23 19 24 20 25 21 26 23 27 24 28 25 29 26 8
13 12 14 13 15 14 16 15 18 17 19 18 20 19 21 20 23 22 24 23 25 24 26 25 27 7 28 27 29 28 8 29
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
THICK (METE) 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200
POISS
E
0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
******************END OF ELEMENT INFO******************
21. FINI
Problema Ejemplo No. 20 Este ejemplo genera la geometría de una estructura de un tanque cilíndrico utilizando el sistema de coordenadas cilíndrico.
Este ejemplo crea un tanque cilíndrico hecho de elementos finitos. La dirección radial está en el plano XY y la dirección longitudinal está a lo largo del eje Z. Por lo anterior, las coordenadas en el plano XY son generadas utilizando el sistema de coordenadas cilíndricas. STAAD SPACE UNIT KIP FEET JOINT COORD CYLINDRICAL El comando anterior instruye al programa que los datos de coordenadas que siguen están en el sistema de coordenadas cilíndricas (r,theta,z) 1 10 0 0 8 10 315 0 El nodo 1 tiene una 'r' de 10 pies, theta de 0 grados y Z de 0 pies. Nodo 8 tiene una 'r' de 10 pies, theta de 315 grados y Z de 0 pies. El ángulo de 315 grados es medido en el sentido de las manecillas del reloj desde la dirección +ve del eje X. Los nodos 2 a 7 son generados por incrementos iguales de los valores de las coordenadas entre los nodos 1 y 8. REPEAT 2 0 0 8.5 El comando REPEAT es utilizado para generara nodos 9 hasta el 24 por medio de la doble repetición del patrón de los nodos 1 hasta el 8 con incrementos de Z de 8.5 pies para cada REPEAT. PRINT JOINT COORD El comando anterior es utilizado para imprimir las coordenadas de todos los nodos en el sistema cartesiano de coordenadas. Note que aunque el datos de entrada estaba en el sistema cilíndrico de coordenadas, la salida está en el sistema cartesiano de coordenadas. ELEMENT INCIDENCES 1 1 2 10 9 TO 7 1 1 8 8 1 9 16 REPEAT ALL 1 8 8
Las cuatro líneas anteriores identifican las incidencias de los elementos de todos los 16 elementos. Las incidencias del elemento 1 es definida como 1 2 10 9. Las incidencias del elemento 2 son generadas incrementando los nodos de los números del elemento 1 por 1, las incidencias del elemento 3 está generado incrementando las incidencias del elemento 2 por 1 y continuando así hasta el elemento 7. Las incidencias del elemento 8 han sido definidas anteriormente como 8 1 9 16. El comando REPEAT ALL enuncia que el patrón de todos los elementos definidos por las dos líneas anteriores, básicamente elementos 1 al 8, deben ser repetidos una vez con un incremento del número del miembro de 8 y un incremento del número del nodo de 8 para generar elementos 9 hasta 16. PRINT ELEMENT INFO El comando anterior se explica por si solo. FINISH
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * ************************************************** 1. 2. 3. 4. 5. 6.
STAAD SPACE UNIT KIP FEET JOINT COORD CYLINDRICAL 1 10 0 0 8 10 315 0 REPEAT 2 0 0 8.5 PRINT JOINT COORD
JOINT COORDINATES ----------------COORDINATES ARE FEET UNIT JOINT
X
Y
Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
10.000 7.071 0.000 -7.071 -10.000 -7.071 0.000 7.071 10.000 7.071 0.000 -7.071 -10.000 -7.071 0.000 7.071 10.000 7.071 0.000 -7.071 -10.000 -7.071 0.000 7.071
0.000 7.071 10.000 7.071 0.000 -7.071 -10.000 -7.071 0.000 7.071 10.000 7.071 0.000 -7.071 -10.000 -7.071 0.000 7.071 10.000 7.071 0.000 -7.071 -10.000 -7.071
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 8.500 8.500 8.500 8.500 8.500 8.500 8.500 8.500 17.000 17.000 17.000 17.000 17.000 17.000 17.000 17.000
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
7. 8. 9. 10. 11.
ELEMENT INCIDENCES 1 1 2 10 9 TO 7 1 1 8 8 1 9 16 REPEAT ALL 1 8 8 PRINT ELEMENT INFO
ELEMENT INFORMATION ------------------ELEMENT NO.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
INCIDENCES
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 12 13 14 15 16 9
10 11 12 13 14 15 16 9 18 19 20 21 22 23 24 17
THICK (FEET)
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
POISS
E
0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
******************END OF ELEMENT INFO******************
12. FINISH
Ejemplo Problema No. 21 Este ejemplo ilustra el modelaje de miembros que soportan solamente tensión utilizando el comando MEMBER TENSION.
Este ejemplo ha sido creado para ilustrar la especificación de comandos para una estructura con miembros capaces de soportar solamente fuerzas de tensión. Es importante notar que el análisis puede ser hecho para solamente un caso de carga a la vez. Esto es porque, un miembro particular puede no estar necesariamente bajo tensión para todos los casos de carga. STAAD PLANE Los entrada de datos es iniciada con la palabra STAAD. Está estructura es un marco plano. UNIT FEET KIP Las unidades para los comandos que siguen se definen en las líneas anteriores. SET NL 2 Este archivo de entrada contiene el análisis para dos casos de carga primaria. Debido a eso, la geometría de la estructura original es restaurada después del primer análisis. Esta restauración es hecha con la ayuda del comando CHANGE proporcionado a continuación. Siempre que un comando CHANGE es utilizado, el comando SET NL anterior debe ser proporcionado para instruir al programa que existen análisis múltiples involucrados y correspondientes, casos de carga múltiple se deben esperar. JOINT COORDINATES 1 0 0;2 0 10;3 0 20;4 15 20;5 15 10;6 15 0 Las coordenadas de los nodos 1 al 6 se definen. MEMBER INCIDENCES 1125 6 1 5;7 2 6;8 2 4;9 3 5;10 2 5 Las incidencias de miembros 1 al 10 son definidas. MEMBER TENSION 6 TO 9
Los miembros 6 al 9 son definidas como miembros de TENSION. Por lo anterior, para cada caso de carga, si durante el análisis, cualquier de los miembros del 6 al 9 se detecta que soporta una fuerza de compresión, es deshabilitado de la estructura y el análisis es llevado a cabo otra vez con la estructura modificada. MEMBER PROPERTY 1 TO 10 TA ST W12X26 Todos los miembros tienen sección de patín ancho cuyas propiedades son obtenidas de la tabla AISC. UNIT INCH CONSTANTS E 29000.0 ALL DEN 0.000283 ALL SUPPORT 1 PINNED 6 PINNED Los comandos anteriores se explican por si solos. LOAD 1 JOINT LOAD 2 FX 15 3 FX 10 La carga 1 es definida y consiste de cargas en nodos en nodos 2 y 3. PERFORM ANALYSIS Un análisis es llevado a cabo para caso de carga 1. CHANGE MEMBER TENSION 6 TO 9 Una o mas entre los miembros 6 a 9 pudo haber sido deshabilitado en el análisis anterior. El comando CHANGE restaura la estructura original para prepararla para el análisis de el siguiente caso de carga primaria
El comando member tension es especificado para convertir a los miembros para que se conviertan en miembros que soporten tensión para el análisis. LOAD 2 JOINT LOAD 4 FX -10 5 FX -15 El caso de carga 2 se describe. LOAD COMBINATION 3 1 1.0 2 1.0 La combinación de cargas involucra la suma algebraica de los resultados de los casos de carga 1 y 2, cada una con una factor de 1.0. Debido a que esto es un asunto de un adición/substracción de números, no se requiere un análisis separado para las combinaciones de carga. Pero esa operación aritmética puede ser señalado solamente cuando el programa encuentra un enunciado PERFORM ANALYSIS. Por eso, es agrupada junto a la carga 2. PERFORM ANALYSIS CHANGE LOAD LIST 1 2 3 PRINT ANALYSIS RESULTS FINI Note que el comando CHANGE es respecificado para reactivar los miembros que han sido descartados. El comando load list es especificado para obtener resultados para todos las casos de carga. Los comandos anteriores se explican por si solos.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * RESEARCH ENGINEERS, Inc. * * Date= * * Time= * * * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.
STAAD PLANE UNIT FEET KIP SET NL 2 JOINT COORDINATES 1 0 0 ; 2 0 10 ; 3 0 20 ; 4 15 20 ; 5 15 10 ; 6 15 0 MEMBER INCIDENCES 1 1 2 5 6 1 5 ; 7 2 6 ; 8 2 4 ; 9 3 5 ; 10 2 5 MEMBER TENSION 6 TO 9 MEMBER PROPERTY 1 TO 10 TA ST W12X26 UNIT INCH CONSTANTS E 29000.0 ALL DEN 0.000283 ALL SUPPORT 1 PINNED 6 PINNED LOAD 1 JOINT LOAD 2 FX 15 3 FX 10 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 = ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 4/ 3 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 168 DOUBLE PREC. REQUIRED DISK SPACE = 12.02 MB, TOTAL EXMEM = 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.
CHANGE MEMBER TENSION 6 TO 9 LOAD 2 JOINT LOAD 4 FX -10 5 FX -15 LOAD COMBINATION 3 1 1.0 2 1.0 PERFORM ANALYSIS CHANGE LOAD LIST 1 2 3 PRINT ANALYSIS RESULTS
6/
10/
2
OF FREEDOM = WORDS 4.54 MB
14
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) JOINT LOAD 1
2
3
4
5
6
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
X-TRANS
Y-TRANS
0.00000 0.00000 0.00000 0.06284 -0.04313 0.01971 0.09720 -0.08926 0.00794 0.08926 -0.09720 -0.00794 0.04313 -0.06284 -0.01971 0.00000 0.00000 0.00000
0.00000 0.00000 0.00000 0.00373 -0.01262 -0.00889 0.00387 -0.01613 -0.01226 -0.01613 0.00387 -0.01226 -0.01262 0.00373 -0.00889 0.00000 0.00000 0.00000
Z-TRANS
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP INCH JOINT LOAD 1
6
1 2 3 1 2 3
FORCE-X
FORCE-Y
-24.91 0.09 -24.82 -0.09 24.91 24.82
STRUCTURE TYPE = PLANE X-ROTAN
0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Y-ROTAN
0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Z-ROTAN
0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
-0.00063 0.00039 -0.00023 -0.00030 0.00028 -0.00002 -0.00018 0.00029 0.00011 -0.00029 0.00018 -0.00011 -0.00028 0.00030 0.00002 -0.00039 0.00063 0.00023
STRUCTURE TYPE = PLANE FORCE-Z
-23.33 23.33 0.00 23.33 -23.33 0.00
MOM-X
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM-Y
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MOM Z
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ALL UNITS ARE -- KIP INCH MEMB LOAD JT 1
1 2 3
2
1 2 3
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 2 1 2 1 2
-6.90 6.90 23.33 -23.33 16.43 -16.43
0.27 -0.27 -0.09 0.09 0.18 -0.18
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 31.91 0.00 -10.84 0.00 21.07
2 3 2 3 2 3
-0.25 0.25 6.48 -6.48 6.24 -6.24
0.21 -0.21 -0.44 0.44 -0.23 0.23
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6.42 18.81 -26.33 -26.08 -19.92 -7.27
MEMB LOAD JT 3
1 2 3
4
1 2 3
5
1 2 3
6
1 2 3
7
1 2 3
8
1 2 3
9
1 2 3
10
1 2 3
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
3 4 3 4 3 4
9.79 -9.79 9.79 -9.79 19.58 -19.58
-0.25 0.25 0.25 -0.25 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-18.81 -26.08 26.08 18.81 7.27 -7.27
4 5 4 5 4 5
6.48 -6.48 -0.25 0.25 6.24 -6.24
0.44 -0.44 -0.21 0.21 0.23 -0.23
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
26.08 26.33 -18.81 -6.42 7.27 19.92
5 6 5 6 5 6
23.33 -23.33 -6.90 6.90 16.43 -16.43
0.09 -0.09 -0.27 0.27 -0.18 0.18
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10.84 0.00 -31.91 0.00 -21.07 0.00
1 5 1 5 1 5
-29.62 29.62 0.00 0.00 -29.62 29.62
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 6 2 6 2 6
0.00 0.00 -29.62 29.62 -29.62 29.62
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 4 2 4 2 4
-11.24 11.24 0.00 0.00 -11.24 11.24
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3 5 3 5 3 5
0.00 0.00 -11.24 11.24 -11.24 11.24
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 5 2 5 2 5
24.30 -24.30 24.30 -24.30 48.59 -48.59
-0.42 0.42 0.42 -0.42 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-38.33 -37.18 37.18 38.33 -1.15 1.15
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT ************** 38. FINI
Problema Ejemplo No. 22 Un marco espacial está sujeto a una carga senoidal. Los comandos necesarios para describir la función seno son demostrados en este ejemplo. El análisis paso a paso es realizado en este modelo.
STAAD SPACE *EXAMPLE FOR HARMONIC LOADING GENERATOR Cada archivo de entrada de STAAD-III tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial y que la geometría está definida a través de los ejes X, Y y Z. Las palabras de la segunda línea forman un título para identificar este proyecto. UNIT KIP FEET Las unidades para los datos que siguen se especifican antes. JOINT COORDINATES 1 0 0 0 ; 2 15 0 0 ; 3 15 0 15 ; 4 0 0 15 5 0 20 0 ; 6 7.5 20 0 ; 7 15 20 0 ; 8 15 20 7.5 9 15 20 15 ; 10 7.5 20 15 ; 11 0 20 15 12 0 20 7.5 El número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se especifican. Puntos y comas (;) son usadas como separadores de líneas para facilitar la entrada de elementos múltiples de datos en una sola línea. MEMBER INCIDENCES 1 1 5 ; 2 2 7 ; 3 3 9 ; 4 4 11 ; 5 5 6 ; 6 6 7 7 7 8 ; 8 8 9 ; 9 9 10 ; 10 10 11 ; 11 11 12 ; 12 12 5 Los miembros son definidos por los nodos a los que están conectados. UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 1 TO 12 PRIS YD 12 ZD 12
Los miembros 1 al 12 son definidos como secciones prismáticas con un valor de ancho y peralte de 12 pulgadas. Note que el comando UNIT es especificado para cambiar las unidades de la entrada de pies a pulgadas. SUPPORTS 1 TO 4 PINNED Los soportes de los nodos 1 al 4 son declarados como apoyos articulados. CONSTANTS E 3150 ALL DENSITY 0.0868E-3 ALL El módulo de elasticidad (E) y la densidad son especificadas después del comando CONSTANTS. DEFINE TIME HISTORY TYPE 1 FORCE * FOLLOWING LINES FOR HARMONIC LOADING *GENERATOR FUNCTION SINE AMP 6.2831 FRE 60 CYCLES 100 STEP 0.02 *ARRIVAL TIMES 0.0 DAMPING 0.075 Existen dos etapas en la especificación de comando requeridas para un análisis paso a paso. La primera etapa se define anteriormente. Aquí los parámetros de la carga senoidal son proporcionados. STAAD puede aceptar hasta seis conjuntos diferentes de datos cada uno describiendo una función de fuerza o un movimiento del terreno. Cada conjunto de datos es identificado individualmente por el número que sigue del comando TYPE. En este archivo, solamente un solo grupo de datos es definido, que se debe aparentemente a que solo un TYPE es definido.
La palabra FORCE que sigue al comando TYPE 1 significa que este conjunto de datos es para una función de fuerza. El comando FUNCTION SINE indica que en vez de proporcionar el conjunto de datos como pares tiempo-fuerza, se proporciona una función senoidal que describe la variación de la fuerza con el tiempo. Los parámetros de la función seno, como son frecuencia, Amplitud, y número de ciclos de aplicación son entonces definidos. STAAD genera internamente pares discretos TiempoFuerza de datos de la función seno en pasos de tiempo definidos por el valor que sigue de la opción STEP. El valor del momento de llegada indica el valor relativo de tiempo en el cual la fuerza empieza a actuar sobre la estructura. La tasa de amortiguamiento modal para la estructura es definido como 0.075. LOAD 1 MEMBER LOAD 5 6 7 8 9 10 11 12 UNI GY -1.0 Los datos anteriores describen un caso de carga estático. Una carga uniformemente distribuida de 1.0 kip/ft actuando en la dirección global negativa Y es aplicada en algunos de los miembros. LOAD 2 SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 SELFWEIGHT Z 1.0 JOINT LOAD 8 12 FX 4.0 8 12 FY 4.0 8 12 FZ 4.0 TIME LOAD 8 12 FX 1 1 Esta es la segunda etapa de la especificación de comandos para el análisis paso a paso. Esto involucra la aplicación de las cargas que varían con el tiempo en la estructura. Las masas que
constituyen la matriz de masas son especificadas en la forma de peso propio y de carga en nodos. Siguiendo a lo anterior, se aplica la carga de tiempo. La función de fuerza descrita por la carga TYPE 1 es aplicada en los nodos 8 y 12 y empieza a actuar en el momento definido por el primer número de llegada. PERFORM ANALYSIS PRINT ANALYSIS RESULTS Los comandos anteriores se explican por sí solos. FINI
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41.
STAAD SPACE EXAMPLE FOR HARMONIC LOADING GENERATOR UNIT KIP FEET JOINT COORDINATES 1 0 0 0 ; 2 15 0 0 ; 3 15 0 15 ; 4 0 0 15 5 0 20 0 ; 6 7.5 20 0 ; 7 15 20 0 ; 8 15 20 7.5 9 15 20 15 ; 10 7.5 20 15 ; 11 0 20 15 12 0 20 7.5 MEMBER INCIDENCES 1 1 5 ; 2 2 7 ; 3 3 9 ; 4 4 11 ; 5 5 6 ; 6 6 7 7 7 8 ; 8 8 9 ; 9 9 10 ; 10 10 11 ; 11 11 12 ; 12 12 5 UNIT INCH MEMBER PROPERTIES 1 TO 12 PRIS YD 12 ZD 12 SUPPORTS 1 TO 4 PINNED CONSTANTS E 3150 ALL DENSITY 0.0868E-3 ALL 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 TIMES 0.0 DAMPING 0.075 LOAD 1 MEMBER LOAD 5 6 7 8 9 10 11 12 UNI GY -1.0 LOAD 2 SELFWEIGHT X 1.0 SELFWEIGHT Y 1.0 SELFWEIGHT Z 1.0 JOINT LOAD 8 12 FX 4.0 8 12 FY 4.0 8 12 FZ 4.0 TIME LOAD 8 12 FX 1 1 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 = 12/ 12/ 4 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 7/ 4 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 60 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 1440 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.04/ 504.7 MB, EXMEM = 1985.7 MB
CALCULATED FREQUENCIES FOR LOAD CASE MODE
FREQUENCY(CYCLES/SEC)
1 2 3
2 PERIOD(SEC)
1.203 1.205 1.453
.83119 .82986 .68843
42. PRINT ANALYSIS RESULTS
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
X-TRANS .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00118 1.73233 .00000 1.73236 -.00118 1.73233 -.00118 1.74556 -.00118 1.73233 .00000 1.73236 .00118 1.73233 .00118 1.74556
Y-TRANS .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 -.09524 .00209 -1.56145 .00000 -.09524 -.00209 -1.56145 -.00210 -.09524 -.00209 -1.56145 .00000 -.09524 .00209 -1.56145 .00210
STRUCTURE TYPE = SPACE
Z-TRANS .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00118 .00005 .00118 .00000 .00118 -.00005 .00000 .00000 -.00118 .00005 -.00118 .00000 -.00118 -.00005 .00000 .00000
X-ROTAN -.01047 .00000 -.01047 .00000 .01047 .00000 .01047 .00000 .02102 .00000 .02102 .00000 .02102 .00000 .00000 .00000 -.02102 .00000 -.02102 .00000 -.02102 .00000 .00000 .00000
Y-ROTAN .00000 .00012 .00000 .00012 .00000 -.00012 .00000 -.00012 .00000 .00012 .00000 -.00006 .00000 .00012 .00000 .00000 .00000 -.00012 .00000 .00006 .00000 -.00012 .00000 .00000
Z-ROTAN .01047 -.00982 -.01047 -.00982 -.01047 -.00982 .01047 -.00982 -.02102 -.00200 .00000 .00094 .02102 -.00200 .02102 -.00200 .02102 -.00200 .00000 .00094 -.02102 -.00200 -.02102 -.00200
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP INCH ----------------JOINT LOAD 1 2 3 4
1 2 1 2 1 2 1 2
FORCE-X
FORCE-Y
5.95 1.48 -5.95 1.48 -5.95 1.48 5.95 1.48
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z
180.00 -3.94 180.00 3.94 180.00 3.94 180.00 -3.94
MOM-X
5.95 .00 5.95 .00 -5.95 .00 -5.95 .00
MOM-Y
.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
MOM Z
.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = SPACE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP INCH MEMBER LOAD JT
1
1 2
2
1 2
3
1 2
4
1 2
5
1 2
6
1 2
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 5 1 5
180.00 -180.00 -3.94 3.94
-5.95 5.95 1.48 -1.48
5.95 -5.95 .00 .00
.00 .00 .00 -1428.41 .00 .00 .00 .02
.00 -1428.41 -.09 354.81
2 7 2 7
180.00 -180.00 3.94 -3.94
5.95 -5.95 1.48 -1.48
5.95 -5.95 .00 .00
.00 .00 .00 -1428.41 .00 .00 .00 -.02
.00 1428.41 -.09 354.81
3 9 3 9
180.00 -180.00 3.94 -3.94
5.95 -5.95 1.48 -1.48
-5.95 5.95 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 1428.41 .00 .02
.00 1428.41 -.09 354.81
4 11 4 11
180.00 -180.00 -3.94 3.94
-5.95 5.95 1.48 -1.48
-5.95 5.95 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 1428.41 .00 -.02
.00 -1428.41 -.09 354.81
5 6 5 6
5.95 -5.95 -.14 .14
90.00 .00 -3.94 3.94
.00 .00 -.25 .25
.00 .00 -.01 .01
.00 .00 22.25 .00
1428.41 2621.59 -354.83 .00
6 7 6 7
5.95 -5.95 .14 -.14
.00 90.00 -3.94 3.94
.00 .00 -.25 .25
.00 .00 -.01 .01
.00 .00 .00 22.25
-2621.59 -1428.41 .00 -354.82
7
1 2
8
1 2
9
1 2
7 8 7 8
5.95 -5.95 -.25 .25
90.00 .00 .00 .00
.00 .00 .66 -.66
.00 .00 .00 .00
.00 .00 -22.25 -37.28
1428.41 2621.59 .03 .04
8 9 8 9
5.95 -5.95 -.25 .25
.00 90.00 .00 .00
.00 .00 -.66 .66
.00 .00 .00 .00
.00 .00 37.28 22.25
-2621.59 -1428.41 -.04 -.03
9 10 9 10
5.95 -5.95 .14 -.14
90.00 .00 3.94 -3.94
.00 .00 .25 -.25
.00 .00 .01 -.01
.00 .00 -22.25 .00
1428.41 2621.59 354.82 .00
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = SPACE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP INCH MEMBER LOAD JT
10
1 2
11
1 2
12
1 2
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
10 11 10 11
5.95 -5.95 -.14 .14
.00 90.00 3.94 -3.94
.00 .00 .25 -.25
.00 .00 .01 -.01
.00 .00 .00 -22.25
-2621.59 -1428.41 .00 354.83
11 12 11 12
5.95 -5.95 .25 -.25
90.00 .00 .00 .00
.00 .00 -.66 .66
.00 .00 .00 .00
.00 .00 22.25 37.28
1428.41 2621.58 -.03 -.04
12 5 12 5
5.95 -5.95 .25 -.25
.00 90.00 .00 .00
.00 .00 .66 -.66
.00 .00 .00 .00
.00 .00 -37.28 -22.25
-2621.58 -1428.41 .04 .03
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
43. FINI
Problema Ejemplo No. 23 Este ejemplo ilustra el uso de los comandos necesarios para generar automáticamente apoyos elásticos para una losa de cimentación. La losa está sujeta a una carga de presión. El análisis de la estructura es realizado. Los números mostrados en el diagrama siguiente son los números de los elementos.
STAAD SPACE SLAB ON GRADE Cada archivo de datos de entrada de STAAD-III tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial y la geometría es definida a través de los ejes X, Y y Z. Las palabras siguientes forman un título para este proyecto. UNIT FEET KIP Las unidades para la información que sigue son especificadas arriba. JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 40.0 2 0.0 0.0 36.0 3 0.0 0.0 28.167 4 0.0 0.0 20.333 5 0.0 0.0 12.5 6 0.0 0.0 6.5 7 0.0 0.0 0.0 REPEAT ALL 3 8.5 0.0 0.0 REPEAT 3 8.0 0.0 0.0 REPEAT 5 6.0 0.0 0.0 REPEAT 3 8.0 0.0 0.0 REPEAT 3 8.5 0.0 0.0 Para los nodos 1 hasta 7, el número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se especifican. Las coordenadas de estos nodos son usados como base para la generación de 21 nodos más por medio del incremento de la coordenada X de cada uno de estos 7 nodos por 8.5 pies, 3 veces. Los comandos REPEAT son usados para generar los nodos faltantes de la estructura. Los resultados de la generación pueden ser visualmente verificados por medio del dibujo de la estructura en STAAD-POST. ELEMENT INCIDENCES 1 1 8 9 2 TO 6 REPEAT 16 6 7
Las incidencias del elemento número 1 son definidas y los datos son usados como base para la generación del segundo hasta el sexto elemento. El patrón de incidencias de los primeros seis elementos es entonces usado para generar las incidencias de 96 elementos más utilizando el comando REPEAT. UNIT INCH ELEMENT PROPERTIES 1 TO 102 TH 5.5 El espesor de los elementos 1 al 102 es especificado como de 5.5 pulgadas después del comando ELEMENT PROPERTIES. UNIT FEET CONSTANTS E 420000. ALL POISSON 0.12 ALL El módulo de elasticidad (E) y la densidad son especificados después del comando CONSTANTS. Las unidades para longitud son modificadas de pies para facilitar la entrada de E. SUPPORTS 1 TO 126 ELASTIC MAT DIRECTION Y SUB 10.0 Los comandos anteriores son usados para instruir a STAAD para que genere apoyos con resortes que son efectivos en la dirección global Y. La reacción de subgrado del suelo es especificado como de 10 kip/cu.ft. El programa determinará el área bajo la influencia de cada nodo y multiplicará el área de influencia por la reacción de subgrado para llegar a la rigidez elástica para el grado de libertad "FY" en el nodo. Todos los grados de libertad restantes en el nodo son considerados empotrados. PRINT SUPP INFO Este comando nos permitirá obtener las condiciones de apoyo que fueron generadas por el programa.
LOAD 1 WEIGHT OF MAT & EARTH ELEMENT LOAD 1 TO 102 PR GY -1.55 Los datos anteriores describen un caso de carga estática. Una carga de presión de 1.55 kip/ft que actúa en la dirección global Y negativa es aplicada sobre todos los elementos. LOAD 2 'COLUMN LOAD-DL+LL' JOINT LOADS 1 2 FY -217. 8 9 FY -109. 5 FY -308.7 6 FY -617.4 22 23 FY -410. 29 30 FY -205. 26 FY -542.7 27 FY -1085.4 43 44 50 51 71 72 78 79 FY -307.5 47 54 82 FY -264.2 48 55 76 83 FY -528.3 92 93 FY -205.0 99 100 FY -410.0 103 FY -487.0 104 FY -974.0 113 114 FY -109.0 120 121 FY -217.0 124 FY -273.3 125 FY -546.6 El caso de carga 2 consta de varias cargas en los nodos actuando en la dirección global negativa Y. LOADING COMBINATION 101 TOTAL LOAD 1 1. 2 1. Una caso de combinación de carga, identificado con el número de caso de carga 101, es especificado arriba. Instruye a STAAD-III para sumar algebraicamente los resultados de los casos de carga 1 y 2.
PERFORM ANALYSIS El análisis es iniciado utilizando el comando anterior. LOAD LIST 101 PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 33 56 PRINT ELEMENT STRESSES LIST 34 67 Los desplazamientos para los nodos 33 y 56, y el esfuerzo en los elementos 34 y 67, para el caso de carga 101, son obtenidos con la ayuda de los comandos anteriores. PLOT STRESS FILE El comando plot anterior le permite a STAAD-III crear archivos que contengan la información del esfuerzo de los elementos de tal manera que puedan ser visualizados gráficamente en STAADPOST. FINISH La ejecución de STAAD-III es terminada.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
STAAD SPACE SLAB ON GRADE UNIT FEET KIP JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 40.0 2 0.0 0.0 36.0 3 0.0 0.0 28.167 4 0.0 0.0 20.333 5 0.0 0.0 12.5 6 0.0 0.0 6.5 7 0.0 0.0 0.0 REPEAT ALL 3 8.5 0.0 0.0 REPEAT 3 8.0 0.0 0.0 REPEAT 5 6.0 0.0 0.0 REPEAT 3 8.0 0.0 0.0 REPEAT 3 8.5 0.0 0.0 ELEMENT INCIDENCES 1 1 8 9 2 TO 6 REPEAT 16 6 7 UNIT INCH ELEMENT PROPERTIES 1 TO 102 TH 5.5 UNIT FEET CONSTANTS E 420000. ALL POISSON 0.12 ALL SUPPORTS 1 TO 126 ELASTIC MAT DIRECTION Y SUBGRADE 10.0 PRINT SUPP INFO
SUPPORT INFORMATION (1=FIXED, 0=RELEASED) ------------------UNITS FOR SPRING CONSTANTS ARE KIP FEET DEGREES JOINT
1 2
FORCE-X/ KFX
FORCE-Y/ KFY
FORCE-Z/ KFZ
MOM-X/ KMX
MOM-Y/ KMY
MOM-Z/ KMZ
1
0
1
1
1
1
.0
85.0
.0
0 251.4
1
.0 1
.0 1
.0
.0 1
.0
.0 1
.0
.0
3
1 .0
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
1
10
1
11
1
12
1
13
1
14
1
15
1
16
1
17
1
18
1
19
1
20
1
21
1
22
1
23
1
24
1
25
1
26
1
27
1
28
1
29
1
.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
0 332.9 0 332.9 0 294.0 0 265.6 0 138.1 0 170.0 0 502.9 0 665.8 0 665.8 0 587.9 0 531.3 0 276.3 0 170.0 0 502.9 0 665.8 0 665.8 0 587.9 0 531.3 0 276.3 0 165.0 0 488.1 0 646.3 0 646.3 0 570.6 0 515.6 0 268.1 0 160.0
1
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
.0
.0
.0 1
.0 1
.0
.0 1
1
1 .0
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
1 .0
.0 1
.0
.0
30
1 .0
31
1
32
1
33
1
34
1
35
1
36
1
37
1
38
1
39
1
40
1
41
1
42
1
43
1
44
1
45
1
46
1
47
1
48
1
49
1
50
1
51
1
52
1
53
1
54
1
55
1
56
1
.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
0 473.3 0 626.7 0 626.7 0 553.3 0 500.0 0 260.0 0 160.0 0 473.3 0 626.7 0 626.7 0 553.3 0 500.0 0 260.0 0 140.0 0 414.2 0 548.3 0 548.3 0 484.1 0 437.5 0 227.5 0 120.0 0 355.0 0 470.0 0 470.0 0 415.0 0 375.0 0 195.0
1
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
.0
.0
.0 1
.0 1
.0
.0 1
1
1 .0
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
1 .0
.0 1
.0
.0
57
1 .0
58
1
59
1
60
1
61
1
62
1
63
1
64
1
65
1
66
1
67
1
68
1
69
1
70
1
71
1
72
1
73
1
74
1
75
1
76
1
77
1
78
1
79
1
80
1
81
1
82
1
83
1
.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
0 120.0 0 355.0 0 470.0 0 470.0 0 415.0 0 375.0 0 195.0 0 120.0 0 355.0 0 470.0 0 470.0 0 415.0 0 375.0 0 195.0 0 120.0 0 355.0 0 470.0 0 470.0 0 415.0 0 375.0 0 195.0 0 140.0 0 414.2 0 548.3 0 548.3 0 484.1 0 437.5
1
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
.0
.0
.0 1
.0 1
.0
.0 1
1
1 .0
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
1 .0
.0 1
.0
.0
84
1 .0
85
1
86
1
87
1
88
1
89
1
90
1
91
1
92
1
93
1
94
1
95
1
96
1
97
1
98
1
99
1
100
1
101
1
102
1
103
1
104
1
105
1
106
1
107
1
108
1
109
1
110
1
.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
0 227.5 0 160.0 0 473.3 0 626.7 0 626.7 0 553.3 0 500.0 0 260.0 0 160.0 0 473.3 0 626.7 0 626.7 0 553.3 0 500.0 0 260.0 0 165.0 0 488.1 0 646.3 0 646.3 0 570.6 0 515.6 0 268.1 0 170.0 0 502.9 0 665.8 0 665.8 0 587.9
1
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
.0
.0
.0 1
.0 1
.0
.0 1
1
1 .0
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
1 .0
.0 1
.0
.0
111
1 .0
112
1
113
1
114
1
115
1
116
1
117
1
118
1
119
1
120
1
121
1
122
1
123
1
124
1
125
1
126
1
.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
0 531.3 0 276.3 0 170.0 0 502.9 0 665.8 0 665.8 0 587.9 0 531.3 0 276.3 0 85.0 0 251.4 0 332.9 0 332.9 0 294.0 0 265.6 0 138.1
1
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
1 .0
1 .0
1
.0
.0
.0
LOAD 1 'WEIGHT OF MAT & EARTH' ELEMENT LOAD 1 TO 102 PR GY -1.55 LOAD 2 'COLUMN LOAD-DL+LL' JOINT LOADS 1 2 FY -217. 8 9 FY -109. 5 FY -308.7 6 FY -617.4 22 23 FY -410. 29 30 FY -205. 26 FY -542.7 27 FY -1085.4 43 44 50 51 71 72 78 79 FY -307.5 47 54 82 FY -264.2 48 55 76 83 FY -528.3 92 93 FY -205.0 99 100 FY -410.0
.0 1
.0
************ END OF DATA FROM INTERNAL STORAGE ************
29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46.
.0 1
1 .0
.0 1
1
1 .0
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
.0
.0
.0
.0 1
1
1
1
1 .0
.0
47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55.
103 FY -487.0 104 FY -974.0 113 114 FY -109.0 120 121 FY -217.0 124 FY -273.3 125 FY -546.6 LOADING COMBINATION 101 TOTAL LOAD 1 1. 2 1. 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 = 126/ 102/ 126 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 8/ 8 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 756 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 40824 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.76/ 504.0 MB, EXMEM = 1986.8 MB
56. LOAD LIST 101 57. PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 33 56
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 33 56
X-TRANS
101 101
Y-TRANS
STRUCTURE TYPE = SPACE
Z-TRANS
.00000 -4.62636 .00000 -5.42033
.00000 .00000
X-ROTAN .00000 .00000
Y-ROTAN .00000 .00000
Z-ROTAN .00000 .00000
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
58. PRINT ELEMENT STRESSES LIST 34 67
ELEMENT FORCES FORCE,LENGTH UNITS= KIP FEET -------------FORCE OR STRESS = FORCE/WIDTH/THICK, MOMENT = FORCE-LENGTH/WIDTH ELEMENT LOAD
34
101
QX VONT
QY VONB
-17.48 -21.25 .01 .01 TOP : SMAX= .01 SMIN= BOTT: SMAX= .00 SMIN=
MX FX
.00 .00 .00 TMAX= -.01 TMAX=
MY FY
MXY FXY
.00 .00 .00 .00 .00 ANGLE= 90.0 .00 ANGLE= 90.0
67
101
78.27 31.95 .02 .02 TOP : SMAX= .00 SMIN= BOTT: SMAX= .02 SMIN=
.00 .00 -.02 TMAX= .00 TMAX=
.00 .00 .00 .00 .01 ANGLE= 90.0 .01 ANGLE= 90.0
********************END OF ELEMENT FORCES********************
59. PLOT STRESS FILE 60. FINISH
Problema Ejemplo No. 24 La estructura en este ejemplo consta de elementos finitos sólidos. Este archivo de entrada contiene comandos para la especificación de elementos sólidos. El análisis es realizado en la estructura.
STAAD SPACE *PROBLEMA EJEMPLO USING SOLID ELEMENTS Cada archivo de entrada de STAAD-III tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra SPACE significa que la estructura es un marco espacial y la geometría esta definida por los ejes X, Y y Z . La última línea anterior forma un título para identificar este proyecto. UNIT KNS MET Las unidades para los datos que siguen son especificados arriba. JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 2.0 4 0.0 3.0 2.0 5 1.0 0.0 2.0 8 1.0 3.0 2.0 9 2.0 0.0 2.0 12 2.0 3.0 2.0 21 0.0 0.0 1.0 24 0.0 3.0 1.0 25 1.0 0.0 1.0 28 1.0 3.0 1.0 29 2.0 0.0 1.0 32 2.0 3.0 1.0 41 0.0 0.0 0.0 44 0.0 3.0 0.0 45 1.0 0.0 0.0 48 1.0 3.0 0.0 49 2.0 0.0 0.0 52 2.0 3.0 0.0 El número de nodo seguido por las coordenadas X, Y y Z se especifican en la parte anterior. ELEMENT INCIDENCES SOLID 1 1 5 6 2 21 25 26 22 TO 3 4 21 25 26 22 41 45 46 42 TO 6 1 1 7 5 9 10 6 25 29 30 26 TO 9 1 1 10 25 29 30 26 45 49 50 46 TO 12 1 1 Las incidencias de los elementos sólidos son definidos en la parte anterior. La palabra SOLID es utilizada para entender que esos son elementos sólidos y no elementos placa/cascarones. Cada elemento tienen 8 nodos. Cada línea contiene la información para generar tres elementos. Por ejemplo, el elemento número 1 es definido primero por todos sus ocho nodos. Entonces, incrementa
1 al número del nodo y 1 al número del elemento (los valores por omisión) son usados para generar incidencias para los elementos 2 y 3. Similarmente, las incidencias de elementos 4, 7 y 10 son definidos mientras esos de 5, 6, 8, 9, 11 y 12 son generados. CONSTANTS E 2.1E7 ALL POIS 0.25 ALL DENSITY 7.5 ALL Las constantes de materiales como E (Módulo de Elasticidad), Módulo de Poisson y la densidad son especificados después del comando CONSTANTS anterior. PRINT ELEMENT INFO SOLID LIST 1 TO 5 Este comando nos permitirá obtener, un forma tabulada, los detalles de las incidencias y los valores de las propiedades de los materiales de los elementos 1 al 5. SUPPORTS 1 5 9 21 25 29 41 45 49 PINNED Los apoyos de las nodos mencionados anteriormente son declarados como apoyos articulados. LOAD 1 SELF Y -1.0 JOINT LOAD 28 FY -1000.0 Los datos anteriores describen un caso de carga estático. Consta de carga de peso propio y una carga de nodo, ambos en la dirección global negativa Y. LOAD 2 JOINT LOADS 2 TO 4 22 TO 24 42 TO 44 FX 100.0
El caso de carga 2 consiste de varias cargas en nodos actuando en la dirección global positiva X. LOAD COMB 10 1 1.0 2 1.0 Una combinación de carga, identificada con el número de caso de carga 10, es especificado antes. Le instruye a STAAD-III para sumar algebraicamente los resultados de los casos de carga 1 y 2. PERFORM ANALYSIS PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 8 PRINT SUPPORT REACTIONS Los comandos anteriores se explican por si solos. PRINT ELEMENT STRESS SOLID LIST 4 6 Este comando le pide al programa que proporcione los resultado de los esfuerzos de los elementos 4 y 6. Los resultados serán impresos para todos los casos de carga. La palabra SOLID es utilizada para implicar que esos son elementos sólidos y no elementos placa/cascarones. FINISH La ejecución de STAAD-III es terminada.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
STAAD SPACE PROBLEMA EJEMPLO USING SOLID ELEMENTS UNIT KNS MET JOINT COORDINATES 1 0.0 0.0 2.0 4 0.0 3.0 2.0 5 1.0 0.0 2.0 8 1.0 3.0 2.0 9 2.0 0.0 2.0 12 2.0 3.0 2.0 21 0.0 0.0 1.0 24 0.0 3.0 1.0 25 1.0 0.0 1.0 28 1.0 3.0 1.0 29 2.0 0.0 1.0 32 2.0 3.0 1.0 41 0.0 0.0 0.0 44 0.0 3.0 0.0 45 1.0 0.0 0.0 48 1.0 3.0 0.0 49 2.0 0.0 0.0 52 2.0 3.0 0.0 ELEMENT INCIDENCES SOLID 1 1 5 6 2 21 25 26 22 TO 3 4 21 25 26 22 41 45 46 42 TO 6 1 1 7 5 9 10 6 25 29 30 26 TO 9 1 1 10 25 29 30 26 45 49 50 46 TO 12 1 1 CONSTANTS E 2.1E7 ALL POIS 0.25 ALL DENSITY 7.5 ALL PRINT ELEMENT INFO SOLID LIST 1 TO 5
ELEMENT NODE-1 NODE-2 NODE-3 NODE-4 NODE-5 NODE-6 NODE-7 NODE-8
1 2 3 4 5
1 2 3 21 22
5 6 7 25 26
6 7 8 26 27
2 3 4 22 23
21 22 23 41 42
25 26 27 45 46
26 27 28 46 47
22 23 24 42 43
MATERIAL PROPERTIES. -------------------ALL UNITS ARE - KNS MET ELEMENT
YOUNGS'S MODULUS
MODULUS OF RIGIDITY
DENSITY
ALPHA
1 2 3 4 5 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.
2.1000000E+07 2.1000000E+07 2.1000000E+07 2.1000000E+07 2.1000000E+07
8.4000000E+06 8.4000000E+06 8.4000000E+06 8.4000000E+06 8.4000000E+06
7.5000E+00 7.5000E+00 7.5000E+00 7.5000E+00 7.5000E+00
4.5100E+02 4.5200E+02 4.5300E+02 4.5400E+02 4.5500E+02
SUPPORTS 1 5 9 21 25 29 41 45 49 PINNED LOAD 1 SELF Y -1.0 JOINT LOAD 28 FY -1000.0 LOAD 2 JOINT LOADS 2 TO 4 22 TO 24 42 TO 44 FX 100.0 LOAD COMB 10 1 1.0 2 1.0 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 = 36/ 12/ 9 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 17/ 17 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 2, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 189 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 18144 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.16/ 503.4 MB, EXMEM = 1985.7 MB
35. PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 8
JOINT DISPLACEMENT (CM -----------------JOINT LOAD 8
1 2 10
X-TRANS .0000 .0184 .0184
RADIANS)
Y-TRANS -.0010 .0002 -.0008
STRUCTURE TYPE = SPACE
Z-TRANS -.0006 .0000 -.0005
X-ROTAN .0000 .0000 .0000
Y-ROTAN .0000 .0000 .0000
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
36. PRINT SUPPORT REACTIONS
Z-ROTAN .0000 .0000 .0000
SUPPORT REACTIONS -UNIT KNS MET ----------------JOINT LOAD 1
5
9
21
25
29
41
45
49
1 2 10 1 2 10 1 2 10 1 2 10 1 2 10 1 2 10 1 2 10 1 2 10 1 2 10
FORCE-X 18.31 -75.95 -57.64 .00 -57.66 -57.66 -18.31 -83.19 -101.50 37.89 -171.47 -133.58 .00 -122.98 -122.98 -37.89 -171.96 -209.85 18.31 -75.95 -57.64 .00 -57.66 -57.66 -18.31 -83.19 -101.50
FORCE-Y 76.41 -232.03 -155.62 135.24 12.24 147.48 76.41 225.85 302.26 135.24 -452.82 -317.58 243.40 9.27 252.67 135.24 431.42 566.66 76.41 -232.03 -155.62 135.24 12.24 147.48 76.41 225.85 302.26
STRUCTURE TYPE = SPACE
FORCE-Z -18.31 43.99 25.68 -37.89 -.78 -38.67 -18.31 -45.67 -63.98 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 18.31 -43.99 -25.68 37.89 .78 38.67 18.31 45.67 63.98
MOM-X .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
MOM-Y
MOM Z
.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
37. PRINT ELEMENT STRESS SOLID LIST 4 6
ELEMENT STRESSES UNITS= KNS MET ------------------------------------------------------------------------------NODE/ NORMAL STRESSES SHEAR STRESSES ELEMENT LOAD CENTER SXX SYY SZZ SXY SYZ SZX ------------------------------------------------------------------------------4
4
1 CENTER S1= DC= 2 CENTER S1= DC=
-40.982 -268.750 -40.982 -9.224 -9.224 -35.419 S2= -45.816 S3= -269.479 SE= .706 -.056 .706 -.707 .000 22.131 456.612 91.740 236.205 12.171 560.346 S2= 93.580 S3= -83.442 SE= .402 .916 .011 -.099 .031
4.834 229.039 .707 -14.576 576.051 .995
4
6
6
6
38.
10 CENTER S1= DC= 1 CENTER S1= DC= 2 CENTER S1= DC= 10 CENTER S1= DC= FINISH
-18.851 333.938 .541 -41.390 29.296 .628 -182.565 72.592 .319 -223.955 11.618 -.091
187.862 50.758 226.981 2.948 S2= 51.174 S3= -165.343 SE= .841 -.010 -.033 .033 -253.750 -41.390 -103.395 -103.395 S2= -36.537 S3= -329.289 SE= -.459 .628 -.707 .000 42.940 -4.118 81.413 -6.950 S2= -4.169 S3= -212.165 SE= .925 -.207 -.054 .236 -210.810 -45.508 -21.982 -110.345 S2= -205.616 S3= -286.275 SE= -.435 .896 .862 -.485
-9.742 433.657 .999 -4.853 330.621 .707 -29.645 255.188 .970 -34.498 266.868 -.149
Problema Ejemplo No. 25 Este ejemplo demuestra el uso de miembros que soportan comprensión solamente. Debido a que la condición estructural depende de la carga , el comando PERFORM ANALYSIS es especificado dos veces, una para cada caso de carga primaria.
STAAD PLANE *EXAMPLE FOR COMPRESSION-ONLY MEMBERS Cada archivo de entrada de STAAD-III tiene que empezar con la palabra STAAD. La palabra PLANE significa que la estructura es un marco plano y la geometría es definida a través de los ejes X y Y. Se incluye unas palabras que forman el título de este proyecto. UNIT FEET KIP Las unidades para los datos que siguen son especificados en la parte anterior. SET NL 2 Este comando es proporcionado para comunicar al programa que este archivo de datos de entrada contiene casos de carga después del comando PERFORM ANALYSIS. El número 2 indica que el número total de casos de carga primaria en este archivo es de dos. JOINT COORDINATES 1 0 0 ; 2 0 10 ; 3 0 20 ; 4 15 20 ; 5 15 10 ; 6 15 0 El número de nodos seguidos por las coordenadas X y Y son especificadas arriba. Puntos y comas (;) son usados como separadores de líneas para facilitar la entrada de elementos múltiples de datos en una sola línea. MEMBER INCIDENCES 1125 6 1 5 ; 7 2 6 ; 8 2 4 ; 9 3 5 ; 10 2 5 Los miembros son definidos por medio de los nodos a los que están conectados. MEMBER COMPRESSION 6 TO 9
La lista de miembros que serán declarados como capaces de soportar fuerzas de compresión solamente son especificados con la ayuda de los comandos anteriores. MEMBER PROPERTY 1 TO 10 TA ST W12X26 Los miembros 1 al 10 son definidos como secciones estándar W12X26 de la tabla Americana de Acero. UNIT INCH CONSTANTS E 29000.0 ALL DEN 0.000283 ALL Las constantes de los materiales como E (Módulo de Elasticidad) y la densidad son especificados después del comando CONSTANTS. Note que las unidades de longitud han sido cambiadas de pies a pulgadas para facilitar la entrada de estos valores. SUPPORT 1 6 PINNED Los apoyos en los nodos 1 y 6 son declarados como articulados. LOAD 1 JOINT LOAD 2 FX 15 3 FX 10 Los datos anteriores describen un caso estático de carga. Las cargas en nodos son aplicadas en la dirección global positiva X en los nodos 2 y 3. PERFORM ANALYSIS La estructura anterior es analizada para el caso de carga 1. CHANGE
Durante el proceso del análisis anterior, algunos de los miembros pueden haber sido inactivados como resultado de que estuvieron sujetos a fuerzas de tensión. Estos miembros pueden ser ahora reactivados por cualquier proceso posterior. Esto es hecho con la ayuda del comando CHANGE. MEMBER COMPRESSION 6 TO 9 El comando MEMBER COMPRESSION y la lista de esos miembros es redeclarado desde la declaración previa se vuelve inválida después de completar el primer análisis. LOAD 2 JOINT LOAD 4 FX -10 5 FX -15 En el caso de carga 2, las cargas en los nodos son aplicadas en la dirección global negativa X en los nodos 4 y 5. LOAD COMBINATION 3 1 1.0 2 1.0 Todas las combinaciones de cargas tienen que ser proporcionadas junto con el último caso de carga. El comando anterior instruye a STAAD para dar los resultados de los casos de carga 1 y 2 de la base de datos y sumarlos algebraicamente. PERFORM ANALYSIS CHANGE Cualquier miembro de solo compresión que fue desactivado durante el segundo análisis (debido al hecho de que fueron sujetos a fuerzas axiales de tensión) son reactivadas con el comando CHANGE. LOAD LIST ALL
Al final de cualquier análisis, solamente para aquellos casos de carga para los cuales el análisis fue hecho recientemente, son reconocidas como casos de carga activos. El comando LOAD LIST ALL le permite a todos los casos de carga en la estructura para que sean activos para procesamiento posterior. PRINT ANALYSIS RESULTS El comando anterior se explica por sí solo. Los desplazamientos de nodos, reacciones en apoyo y fuerzas en los miembros son escritos al archivo de salida. FINISH La ejecución de STAAD-III es terminada.
************************************************** * * * S T A A D - III * * Revision * * Proprietary Program of * * Research Engineers, Inc. * * Date= * * Time= * * * * USER ID: * **************************************************
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.
STAAD PLANE EXAMPLE FOR COMPRESSION-ONLY MEMBERS UNIT FEET KIP SET NL 2 JOINT COORDINATES 1 0 0 ; 2 0 10 ; 3 0 20 ; 4 15 20 ; 5 15 10 ; 6 15 0 MEMBER INCIDENCES 1 1 2 5 6 1 5 ; 7 2 6 ; 8 2 4 ; 9 3 5 ; 10 2 5 MEMBER COMPRESSION 6 TO 9 MEMBER PROPERTY 1 TO 10 TA ST W12X26 UNIT INCH CONSTANTS E 29000.0 ALL DEN 0.000283 ALL SUPPORT 1 6 PINNED LOAD 1 JOINT LOAD 2 FX 15 3 FX 10 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 = 6/ 10/ 2 ORIGINAL/FINAL BAND-WIDTH = 4/ 3 TOTAL PRIMARY LOAD CASES = 1, TOTAL DEGREES OF FREEDOM = 14 SIZE OF STIFFNESS MATRIX = 168 DOUBLE PREC. WORDS REQRD/AVAIL. DISK SPACE = 12.01/ 503.3 MB, EXMEM = 1986.8 MB
24. 25. 26. 27. 28. 29.
CHANGE MEMBER COMPRESSION 6 TO 9 LOAD 2 JOINT LOAD 4 FX -10
30. 31. 32. 33. 34. 35. 36.
5 FX -15 LOAD COMBINATION 3 1 1.0 2 1.0 PERFORM ANALYSIS CHANGE LOAD LIST ALL PRINT ANALYSIS RESULTS
JOINT DISPLACEMENT (INCH RADIANS) -----------------JOINT LOAD 1
2
3
4
5
6
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
X-TRANS .00000 .00000 .00000 .04313 -.05087 -.00774 .07773 -.07763 .00010 .07763 -.07773 -.00010 .05087 -.04313 .00774 .00000 .00000 .00000
Y-TRANS
Z-TRANS
.00000 .00000 .00000 .01262 -.00373 .00889 .01618 -.00382 .01237 -.00382 .01618 .01237 -.00373 .01262 .00889 .00000 .00000 .00000
.00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000
SUPPORT REACTIONS -UNIT KIP INCH ----------------JOINT LOAD 1
6
1 2 3 1 2 3
FORCE-X -.13 24.87 24.73 -24.87 .13 -24.73
FORCE-Y -23.33 23.33 .00 23.33 -23.33 .00
STRUCTURE TYPE = PLANE
X-ROTAN .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000
Y-ROTAN .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000 .00000
Z-ROTAN -.00041 .00051 .00010 -.00025 .00024 -.00001 -.00022 .00015 -.00007 -.00015 .00022 .00007 -.00024 .00025 .00001 -.00051 .00041 -.00010
STRUCTURE TYPE = PLANE
FORCE-Z .00 .00 .00 .00 .00 .00
MOM-X .00 .00 .00 .00 .00 .00
MOM-Y .00 .00 .00 .00 .00 .00
MOM Z .00 .00 .00 .00 .00 .00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP INCH MEMBER LOAD JT
1
1 2 3
2
1 2 3
3
1 2 3
4
1 2 3
5
1 2 3
6
1 2 3
7
1
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
1 2 1 2 1 2
-23.33 23.33 6.90 -6.90 -16.43 16.43
.13 -.13 -.22 .22 -.08 .08
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 15.99 .00 -26.12 .00 -10.13
2 3 2 3 2 3
-6.58 6.58 .15 -.15 -6.43 6.43
.24 -.24 -.12 .12 .12 -.12
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
13.06 15.98 -2.53 -11.53 10.53 4.45
3 4 3 4 3 4
.12 -.12 .12 -.12 .23 -.23
-.15 .15 .15 -.15 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
-15.98 -11.53 11.53 15.98 -4.45 4.45
4 5 4 5 4 5
.15 -.15 -6.58 6.58 -6.43 6.43
.12 -.12 -.24 .24 -.12 .12
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
11.53 2.53 -15.98 -13.06 -4.45 -10.53
5 6 5 6 5 6
6.90 -6.90 -23.33 23.33 -16.43 16.43
.22 -.22 -.13 .13 .08 -.08
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
26.12 .00 -15.99 .00 10.13 .00
1 5 1 5 1 5
.00 .00 29.62 -29.62 29.62 -29.62
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
2 6
29.62 -29.62
.00 .00
.00 .00
.00 .00
.00 .00
.00 .00
MEMBER END FORCES STRUCTURE TYPE = PLANE ----------------ALL UNITS ARE -- KIP INCH MEMBER LOAD JT 2 3
8
1 2 3
9
1 2 3
10
1 2 3
AXIAL
SHEAR-Y SHEAR-Z
TORSION
MOM-Y
MOM-Z
2 6 2 6
.00 .00 29.62 -29.62
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00
2 4 2 4 2 4
.00 .00 11.59 -11.59 11.59 -11.59
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
3 5 3 5 3 5
11.59 -11.59 .00 .00 11.59 -11.59
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
2 5 2 5 2 5
-9.54 9.54 -9.54 9.54 -19.08 19.08
-.32 .32 .32 -.32 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
.00 .00 .00 .00 .00 .00
-29.05 -28.65 28.65 29.05 -.40 .40
************** END OF LATEST ANALYSIS RESULT **************
37. FINISH
Problema Ejemplo No. 26 Deseamos crear un archivo llamado OUTFOR.DAT utilizando STAPLE. Pretendemos escribir los valores de las reacciones en apoyos del análisis de STAAD3 hacia OUTFOR.DAT. Para solucionar este ejemplo, asumimos que tenemos un programa externo llamado TRAPFOOT.EXE que puede diseñar una cimentación de forma trapezoidal utilizando los datos contenidos en el archivo OUTFOR.DAT. Después de que hayamos creado OUTFOR.DAT, ejecutaremos TRAPFOOT.EXE. El siguiente ejemplo ilustra la secuencia de comandos requerida para realizar las tareas descritas anteriormente. Los comandos de STAAD-III son resaltados por medio de letras negritas.
STAAD PLANE * EXAMPLE No. 1 TO DEMONSTRATE USAGE OF * SCRIPT COMMANDS UNIT KIP FEET JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 0. 15. ; 3 20. 15. ; 4 20. 0. MEMBER INCIDENCE 1 1 2;2 2 3;3 3 4 MEMBER PROPERTY AMERICAN 1 3 TABLE ST W12X26 2 TABLE ST W14X34 UNIT INCHES CONSTANTS E 29000.0 ALL SUPPORT 1 FIXED ; 4 PINNED UNIT FT LOADING 1 DEAD + LIVE MEMBER LOAD 2 UNI GY -2.5 LOADING 2 WIND FROM LEFT JOINT LOAD 2 FX 10. LOAD COMBINATION 3 75 PERCENT OF (DL+LL+WL) 1 0.75 2 0.75 PERFORM ANALYSIS
Los comandos anteriores son similares a aquellos explicados en cualquier de los ejemplos anteriores.
START SCRIPT LANGUAGE
Esto inicia el segmento de entrada asociado con los comandos para el procesamiento de archivo script desde el archivo de entrada de STAAD-III.
UNIT FT KIP
Las unidades para la lectura/escritura de los datos son definidas como pies FT y KIP. OPEN FILE OUTFOR.DAT
El comando anterior es una instrucción de STAAD-III para abrir un archivo por el nombre OUTFOR.DAT. Pretendemos guardar la reacción de los apoyos en este archivo. Este será un archivo ASCII. FOR SUPPORT 1 FOR LOAD 3 WRITE REACT JOINT FY MZ FORMAT=I3,F8.2,F9.3 CLOSE
Los comandos anteriores instruyen a STAAD-III escriben los valores de número de nodo (básicamente, 1), los valores de las reacciones FY y MZ hacia el archivo OUTFOR.DAT. Esta información puede ser escrita para el caso de carga 3. Los datos pueden ser escritos en el siguiente especificación de formato: JOINT (I3) : Un entero de 3 dígitos (Porque el número de nodo es 1, un formato de tres dígitos significarán 2 espacios vacíos después del dígito 1) FY (F8.2) : Un número real con dos dígitos después del punto decimal y cinco dígitos antes del punto decimal. MZ (F9.3) : Un número real con 3 dígitos después del punto decimal y cinco dígitos antes del punto decimal. El comando CLOSE termina el ciclo FOR-CLOSE.
EXECUTE TRAPFOOT.EXE
El comando para ejecutar TRAPFOOT.EXE es especificada en la línea anterior.
END SCRIPT
El comando anterior significa el fin del procesamiento del archivo de script.
FINISH
La ejecución de STAAD3 es finalizado con la ayuda del comando anterior. Un ejemplo rudimentario de código fuente de FORTRAN desde el cual TRAPFOOT.EXE ha sido creado se muestra abajo.
C C This is a sample in-house footing design program C OPEN(10,FILE='OUTFOR.DAT',STATUS='OLD') OPEN(11,FILE='REACT.OUT',STATUS='UNKNOWN') READ(10,*) NUM,FORCE,AMOM DEPTH=3.0 BASE=2.75 100 BASE=BASE+0.25 AREA=BASE*DEPTH PR=FORCE/AREA+6.*AMOM/(AREA*BASE) IF(PR.GT.3.0) GO TO 100 WRITE(11,'(A,A)')CHAR(32),CHAR(12) WRITE(11,101) FORCE,AMOM,NUM,BASE,DEPTH 101 FORMAT('!START GRAPHICS',/,'DEFINE COORD 4000 2700',/ * 'RECT 0 0 4000 2700',/,'RECT 1750 1500 2250 2000',/, * 'RECT 1000 1200 3000 1500',/, * 'SIZE 60',/,'MOVE 2400 2000',/, * 'TEXT=P =',F7.2,' KIPS',/,'MOVE 2400 1900',/, * 'TEXT=M =',F7.2,' KIP-FT',/, * 'MOVE 1300 1000',/, * 'TEXT=FOOTING NUMBER',I2,' DESIGN',/,'MOVE 1300 850',/,
* 'TEXT=SIZE -',F6.2,' X',F6.2,' FT',/, * '!END GRAPHICS') STOP END
El archivo de salida OUTFOR.DAT se muestra a continuación
1
15.24
42.35
El contenido de REACT.OUT, el cual fue generado por TRAPFOOT.EXE se muestra a continuación.
!START GRAPHICS DEFINE COORD 4000 2700 RECT 0 0 4000 2700 RECT 1750 1500 2250 2000 RECT 1000 1200 3000 1500 SIZE 60 MOVE 2400 2000 TEXT=P = 15.24 KIPS MOVE 2400 1900 TEXT=M = 42.35 KIP-FT MOVE 1300 1000 TEXT=FOOTING NUMBER 1 DESIGN MOVE 1300 850 TEXT=SIZE - 6.25 X 3.00 FT !END GRAPHICS
La gráfica de salida generada por STAAD-VIEW se muestra a continuación. Esta salida está basada en el archivo REACT.OUT mostrado anteriormente.
Problema Ejemplo No. 27 Deseamos crear un archivo llamado INT.DAT utilizando STAPLE. Pretendemos guardar en INT.DAT la siguiente información: La información básica de la estructura - Datos de la geometría de la estructura, datos de la propiedad de los miembros y información de los apoyos. Los resultados de análisis STAAD-III - Desplazamientos de los nodos, reacciones de los apoyos, fuerzas en los extremos de los miembros y fuerzas en secciones intermedias de miembros para algunos nodos/miembros especificados correspondientes a algunos casos de carga específicos. El siguiente ejemplo ilustra la secuencia de comandos requerida para realizar las tareas anteriores. Los comandos de STAAD-III son resaltados en letras negritas. STAAD PLANE * EXAMPLE No. 2 TO DEMONSTRATE USAGE OF * SCRIPT COMMANDS UNIT KIP FEET JOINT COORDINATES 1 0. 0. ; 2 0. 15. ; 3 20. 15. ; 4 20. 0. MEMBER INCIDENCE 1 1 2;2 2 3;3 3 4 MEMBER PROPERTY AMERICAN 1 3 TABLE ST W12X26 2 TABLE ST W14X34 UNIT INCHES CONSTANTS E 29000.0 ALL SUPPORT 1 FIXED ; 4 PINNED UNIT FT LOADING 1 DEAD + LIVE
MEMBER LOAD 2 UNI GY -2.5 LOADING 2 WIND FROM LEFT JOINT LOAD 2 FX 10. LOAD COMBINATION 3 75 PERCENT OF (DL+LL+WL) 1 0.75 2 0.75 PERFORM ANALYSIS PLOT BENDING FILE PLOT SECT DISPL FILE
Los comandos anteriores son similares en naturaleza a los mostrados en cualquiera de los ejemplos anteriores.
START SCRIPT LANGUAGE
Esto inicia el segmento de entrada asociado con los comandos para el procesamiento del archivo script desde el archivo de entrada de STAAD-III.
UNIT FT KIP
Las unidades para lectura/escritura de datos son definidos como pies FT y KIP
OPEN FILE INT.DAT
El comando anterior es una instrucción de STAAD-III para abrir un archivo de nombre INT.DAT. Éste será un archivo ASCII.
WRITE HEADER FORMAT='JOINT COORDINATES'
La primera parte de información que será escrita en el archivo es un encabezado, que es un sinónimo de título. El encabezado en este caso es la expresión JOINT COORDINATES. Esta expresión FORMAT= es seguida por la expresión del encabezado.
FOR JOIN ALL WRITE COORD FORMAT=I4,3F9.2
Los comandos anteriores demuestran el uso del ciclo FOR-CLOSE. FOR JOIN ALL significa para todos los nodos de la estructura. WRITE COORD significa escribe los valores de las coordenadas X, Y y Z . La expresión FORMAT= y los caracteres que siguen representan la especificación de formato que es utilizada para la escritura de datos. Existen JOINT NAME (I4) : Un entero de 4 dígitos (Debido a que los números de los nodos en este modelo son números de 1 dígito, un formato I4 significa 3 espacios vacíos seguidos de un dígito que representa el nombre del nodo.) Coordenadas X, Y y Z (3F9.2) : El 3F9.2 indica que cada uno de los 3 valores de coordenadas tienen una especificación de formato de F9.2 - un número real con 2 dígitos después del punto decimal y seis dígitos antes del punto decimal. (Uno de los 9 espacios es asignado para el punto decimal.)
CLOSE
El comando CLOSE termina el ciclo FOR-CLOSE.
WRITE HEADER FORMAT='MEMBER INCIDENCES'
La segunda parte de información que será escrita en el archivo será un encabezado, el cual es sinónimo de título. El encabezado en este caso es la expresión MEMBER INCIDENCES. Esta expresión FORMAT= es seguida de la expresión de encabezado.
FOR MEMB ALL WRITE MINC FORMAT=3I4 CLOSE
Otro ciclo FOR-CLOSE es especificado. FOR MEMB ALL significa “para todos los miembros de esta estructura”. WRITE MINC significa “Escribe los valores de las incidencias de los miembros (número del miembro, número del nodo inicial y número de nodo final).” La expresión FORMAT= y los caracteres que siguen representan la especificación de formato que es usada para la escritura de los datos. 3I4 significa que el número del miembro es escrito como un entero de 4 dígitos (espacios vacíos son usados si el número es menor de 4 dígitos en tamaño), el nodo inicial es un entero de 4 dígitos, y el nodo final es un entero de 4 dígitos. El comando CLOSE termina el ciclo FOR-CLOSE.
WRITE HEADER FORMAT='MEMBER PROP' FOR MEMB ALL WRITE PROP MEMB NAME AX IZ BETA FORMAT=I4,2X,A12,3F8.2
En el grupo de comandos anterior, instruimos a STAAD-III para que escriba el encabezado “MEMBER PROP”. FOR MEMB ALL Significa “Para todos los miembros.” WRITE PROP significa “Escribe los siguientes valores de propiedades de los miembros.” MEMB significa número de miembro. NAME significa la designación de la propiedad de miembro (W12X26, W14X34 etc.). AX es el área de la sección transversal, IZ es el momento de inercia con respecto al eje Z, y BETA es el ángulo Beta. Estos son escritos según las especificaciones de formato de I4 para MEMB; seguido de 2 espacios vacíos, una palabra que tiene 12 caracteres es NAME; y números reales con 5 dígitos antes del punto decimal más 2 dígitos después del punto decimal para AX, IZ y BETA.
Note que la expresión CLOSE no ha sido usada aquí. Esto se debe a que es una entrada opcional. La expresión CLOSE utilizada después en el segmento de lenguaje script del archivo de entrada será usado para terminar todos los ciclos FOR-CLOSE previos que no fueron terminados con un CLOSE. WRITE RELE FORMAT=I3,1X,12I1 CLOSE
El número de miembro y sus símbolos correspondientes de relajamiento (1 significa liberado, 0 significa restringido) para los 12 grados de libertad (DOF) asociados con el miembro (X,Y,Z traslacional DOF al principio, X,Y,Z rotacional DOF al principio, X,Y,Z traslacional DOF al final, X,Y,Z rotacional DOF al final) son escritos a INT.DAT para todos los miembros en el modelo. Estos son escritos utilizando el formato I3 para número de miembro, un espacio vacío, y el formato I1 para cada uno de los 12 grados de libertad.
WRITE HEADER FORMAT='SUPPORT INFO' FOR SUPPORT ALL WRITE SUPPORT INFO FORMAT=I4,2X,6I1 CLOSE
Después de haber escrito un encabezado llamado “SUPPORT INFO”, escribimos el número del nodo de soporte y la información prevaleciente del apoyo en ese nodo para todos los apoyos del modelo. El número del apoyo de soporte es escrito como un entero de 4 dígitos. 2 espacios vacíos son entonces proporcionados. La información de los apoyos consisten de valores que representan la condición de restricción para cada uno de los seis grados de libertad. El símbolo 0 es utilizado para indicar un relajamiento, 1 indica una restricción, y el valor actual de la constante elástica indica que el DOF es restringido utilizando un resorte. En este
ejemplo, todos los soportes DOF son ya sea empotrados o libres. Debido a eso podemos escribirlos en el formato I1. Si existiera una constante elástica que tuviera un número con un número significante de dígitos, una especificación apropiada de formato se tendría que usar para él.
WRITE HEADER FORMAT='JOINT DISPL SORTED BY DESCENDING FX' FOR JOIN ALL FOR LOAD 1 3 SORT DISPL BY ABS -FX WRITE DISPL JOINT LOAD FX FY MZ FORMAT=2I4,3F10.5 CLOSE
El siguiente grupo de datos escrito a INT.DAT son los desplazamientos de los nodos. Primero, un encabezado “JOINT DISPL SORTED BY DESCENDING FX” es escrita. Nuestro objetivo aquí es ordenar a través de los desplazamientos traslacionales X y obtenerlos en un orden descendente de valores absolutos. El conjunto de datos para la ordenación consiste de traslaciones X para todos los nodos para los casos de carga 1 y 3. Una vez que la ordenación es terminada, el valor absoluto X de traslación más alto es tomado y el correspondiente número de nodo, El número de caso de carga, el valor de traslación X y su correspondientes valores de traslación Y y rotación Z serán escritos a INT.DAT. Este proceso es repetido en un orden descendente de valores absolutos de traslación. ABS indica valores absolutos, el signo negativo (-) antes de FX indica orden descendiente. JOINT indica número de nodo, LOAD indica número de caso de carga, FX, FY y MZ indica traslación X, traslación Y y rotación Z. La especificación de formato es I4 (entero de 4 dígitos) para número de nodo, I4 para número de caso de carga, F10.5 (4 dígitos antes del punto decimal y 5 dígitos después del punto decimal) para FX, F10.5 para FY y F10.5 para MZ.
WRITE HEADER FORMAT='SUPPORT REACTION' FOR SUPPORT 1 2 FOR LOAD 1 3 WRITE REACT JOINT FX FY MZ FORMAT=I4,3F10.2 CLOSE
El procedimiento similar a aquellos explicados en los ejemplos anteriores es utilizado para escribir el encabezado “SUPPORT REACTION”, los números de los soportes JOINT (utilizando FORMAT especificación. I4) y los correspondientes valores de reacción de los apoyos FX, FY y MZ (utilizando FORMAT especificación. F10.2, F10.2 y F10.2).
WRITE HEADER FORMAT='MEMBER FORCES AND INTERMEDIATE SECT FORCES' FOR MEMBER 1 2 FOR LOAD 1 3 WRITE FORCE MEMB LOAD FX1 FY1 MZ1 FX2 FY2 MZ2 FORMAT=2I4,6F9.2
Los comandos anteriores, instruyen a STAAD-III para que escriba los valores de las fuerzas de los extremos de los miembros FX, FY y MZ en el nodo inicial (FX1, FY1 y MZ1), FX, FY y MZ en el nodo final (FX2, FY2 y MZ2) siguiendo el número de miembro y el número de caso de carga para miembros 1 y 2 para casos de carga 1 y 3.
WRITE BMO MEMB FY MZ FORMAT=I4,2F9.2 CLOSE
WRITE BMO MEMB FY MZ indica esos valores de FY y MZ en un total de 13 puntos (extremos de miembro + 11 puntos
intermedias) puede ser escrita siguiendo el número de miembros. Al final de esta operación, El ciclo FOR-CLOSE es cerrado.
END SCRIPT
Este comando significa el fin del proceso del archivo script.
FINISH
La ejecución STAAD-III es terminado con la ayuda del comando anterior.
