Manejo software ftool

ANÁLISIS ESTRUCTURAL MG. ING. PEDRO PABLO MAGAÑA HERRERA
GRADOS DE LIBERTAD DE UNA ESTRUCTURA
Es la cantiddad de parámetros independientes para definir la configuración geométicía de una estructura, que
determina el número de movimientos y la posición en cada instante de todos los miembros del sistema. Los
parámetros corresponden a las rotaciones y movimientos libres de cada uno de los nudos de la estructura.
Los grados de libertad de una estructura, se calcula por la siguiente fórmula (Marulanda J., 1971. Estructuras
Estáticamente Indeterminadas, p. 11-13, Universidad del Valle, Colombia).
L = Grados de liberetad del sistema estructural
D = Discos o elementos componentes de la viga
A = Articulaciones o apoyos de primer género
B = Bielas o apoyos simples de la viga
C = Contorno cerrado
* DISCOS.- Son los eslabones planos geométricamente que componen un sistema estructural, se encuentran
unidos entre sí por intermedio de articulaciones y fijos al suelo por intermedio de bielas.
* ARTICULACIONES.- Son los apoyos de segundo género que conforman los apoyos de la estructura, es igual
a la cantidad de Discos (D) que convergen a esa articulación menos una unidad. Une dos discos o dos partes
de un disco.
A = D - 1
* BIELAS.- Son los apoyos de primer género que conforman los apoyos de la estructura.
* CONTORNO CERRADO.- Es el espacio comprendido en sus límites por un solo disco y que no contiene
articulaciones.
CONVERSIÓN DE ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA ESTRUCTURA
Para poder determinar la cantidad de bielas sencillas (B) que conforman los apoyos de una estructura, se
hace necesario descomponer estos en su cantidad equivalente de bielas sencillas.
* APOYO SIMPLE. Una (1) biela sencilla
* APOYO DOBLE. Dos (2) bielas sencillas
* APOYO EMPOTRADO Tres (3) bielas simples

Se tiene la siguiente viga, lo primero que se hace es averiguar si es Isostática o
Hiperestática, esto se realiza calculando sus grados de libertad por intermedio
de la fórmula:
D = 3 A = 2 B = 6 C = 0
L = 3(3) – 2(2) – (6) – 0 = -1
De acuerdo a la siguiente Tabla, se califica la viga:
GRADO
DE
LIBERTAD
CALIFICACIÓN ESTRUCTURA
L > 0 HIPOSTÁTICA, inestable, faltan
vínculos, mucha libertad, mecanismo
L = 0 ISOSTÁTICA, estable, no se mueve
L < 0 HIPERESTÁTICA, sobran apoyos
ES UNA VIGA HIPERESTÁTICA
L = Grados de liberetad del sistema estructural
D = Discos o componentes de la viga
A = Articulaciones o apoyos de primer género
= Bielas o apoyos simples de la viga
C = Contorno cerrado

EJEMPLO. - Se va a calcular la siguiente viga hiperestática, empleando el
Programa Ftool (Two Dimensional Frame Analisys Tool).
FUENTE: https://www.youtube.com/watch?v=qYZUmS6vBn0
NOTA: El software Ftool fue desarrollado por el Ing. Luiz Fernando Martha, del
Department of Civil Engineering and Technical Scientific Software
Development Institute, de la Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro
(PUC).
https://www.ftool.com.br/Ftool/ BAJAR PROGRAMA FTOOL GRATIS

VIGA HIPERESTÁTICA CON EL PROGRAMA FTOOL
 Se tiene el programa abierto y listo para trabajar.
 Se activan en la parte inferior dando click en los espacios GRID y SNAP.
 Se da click en el menú superior OPTIONS, se despliega una ventana y se busca UNITS &
NUMBER FORMATTING.

 Aparece otra ventana donde se presentan las unidades de trabajo en el SISTEMA
INTERNACIONAL (SI) de medidas, si se desea trabajar con unidades inglesas, se da click en
la parte derecha(US). Después se da click en OK.
 Se da click en la columna de la parte izquierda, icono / INSERT MEMBER, y se comienza a
trazar las dimensiones o geometría de la viga, en cada tramo se debe hacer click, para
señalar la localización de un apoyo. Aparece un cuadrado, se da doble click donde se inicia
el trazado de la viga, se recorre el primer tramo, que en la parte izquierda EN ROJO da la
leyenda LENGTH de la longitud que se va recorriendo, llegada a la longitud del tramo
deseado se da click y se levanta el cursor. Se vuelve a colocar en el punto anterior y se
comienza nuevamente el recorrido para los demás tramos, hasta trazarlos todos. Si el dibujo
de la viga se sale de la pantalla o está muy grande, se va a la columna izquierda en la parte
inferior y se hace click en el icono MENOS, de esta manera la pantalla se va acomodando a
la longitud de la viga, hasta obtener la pantalla deseada. También se puede hacer con la
rueda del mouse.
 Se van a colocar los apoyos de la viga, se hace click en el nudo que se desea colocar el apoyo,
se busca el icono tercero de la segunda fila superior, Δ (APOYO), aparece inmediatamente
un menú en la parte derecha de la pantalla del programa. Posteriormente se hace click en
la FLECHA localizada en la columna superior izquierda.

 Se hace click en los tres FIX de la parte central, por ser un apoyo EMPOTRADO, se restringe
los desplazamientos en los ejes X, Y, Z, y se ilumina el ultimo icono en SUPPORT CONDITIONS
 Se hace click en este icono iluminado ce inmediatamente aparece el apoyo dibujado, como
el icono aparece horizontal, se va a la sección ANGLE, situado en la parte inferior del
SUPPORT CONDITIONS, se escribe 270, se da click otra vez en el punto donde se localiza el
icono de empotramiento, y se vuelve a dar click en el icono que se ilumina, inmediatamente
se coloca bien direccionado el empotramiento.
 SE van a colocar los dos siguientes apoyos que consisten en una BIELA, que restringe solo el
movimiento en el eje Y. se da click en el punto donde se colocará el apoyo y se va
nuevamente a SUPPORT CONDITIONS, se señala FREE en el eje X, FIX en el eje Y, FREE en el
eje Z. Se señala nuevamente el icono iluminado y aparece el apoyo dibujado en la viga.

Aparece vertical, entonces se va a ANGLE y se coloca 0, se señala el punto del apoyo y el
icono iluminado, aparece inmediatamente el apoyo en su posición deseada.
 Se hace el mismo procedimiento para los dos apoyos siguientes.
 Se procede a colocar las cargas gravitacionales actuantes en la viga, la primera es la CARGA
DISTRIBUIDA, se hace clik en la sección de la viga donde se colocará esta carga, se busca el
icono de la carga distribuida, localizada en la misma fila del apoyo, SE DA CLICK en este icono
y aparece una ventana en la parte derecha superior de la pantalla. Se da click en el PRIMER
ICONO localizado al lado izquierdo, CREATE NEW UNIFORM LOAD, donde aparece otra
ventana.

 En esta ventana, se escribe el nombre arbitrario que se le desee colocar, CARGA 1, aparece
nuevamente la ventana anterior y en Qy se escribe el VALOR DE LA CARGA (como es una
carga distribuida hacia abajo, se le coloca el signo MENOS). (Se trabaja el punto en vez de la
coma).

 Se da click en el primer icono derecho de la segunda fila, APPLY UNIFORM LOAD SELECTED
MEMBERS, aparece la carga distribuida en la viga. si no aparece iluminado APPLY UNIFORM,
con el cursor se pincha en el punto de inicio y se hace el recorrido entre los apoyos donde
va la carga distribuida, ó simplemente, con el cursor se señala la mitad de la viga.
 Se hace el siguiente procedimiento de colocar la carga puntual, se da click en el punto donde
se va a localizar la carga, se va a la misma fila y se hace click en NODAL FORCES, aparece una
ventana.

 Esta se localiza en la parte derecha superior de la pantalla. Se da click en el PRIMER ICONO
localizado al lado izquierdo, CREATE NEW UNIFORM LOAD, donde aparece otra ventana.
CARGA PUNTUAL hacia abajo, se le coloca el signo MENOS).
MEMBERS, aparece la carga puntual en la viga.
 Ya configurada toda la viga con sus cargas gravitacionales, con el cursor derecho del mouse
se sombrea o señala toda la viga completa, se va a la segunda fila del menú superior y se da
click en el icono SECTION PROPERTIES, donde aparece una ventana en el extremo superior
derecho.

 Se da click en el PRIMER ICONO localizado al lado izquierdo, CREATE NEW UNIFORM LOAD,
donde aparece otra ventana. Se le escribe el nombre deseado, se señala la CLASE DE
SECCIÓN DE LA VIGA (RECTANGLE), luego en la parte inferior se da click en DONE.
 Aparece otra ventana donde se le colocan las dimensiones de la viga en los espacios b, d, se
vuelve a señalar o sombrear toda la viga y se da click nuevamente en APPLY CURRENT
SECTION TO SELECTED MEMBERS

 Se va a la segunda fila del menú superior y se da click en el icono MATERIAL PARAMETERS,
donde aparece una ventana en el extremo superior derecho, se da click nuevamente en
APPLY CURRENT SECTION TO SELECTED MEMBERS y aparece una ventana.
 Se le da un nombre al material, en la sección GENERIC ISOTROPIC, se da click en CONCRETE
ISOTROPIC y se da click en DONE, luego aparece otra ventana.
 Se sombrea nuevamente y en la ventana en el extremo superior derecho, se da click
nuevamente en APPLY CURRENT SECTION TO SELECTED MEMBERS.

 En la parte superior derecha se busca el icono SHEAR FORCE.
 Aparece una ventana para indicar dónde se va a guardar el archivo, se le coloca nombre y
se escoge el sitio para guardarlo.

 Al dar GUARDAR, aparece el DIAGRAMA DE CORTANTES de la viga.
 Se va al menú superior y se da click en DISPLAY, se busca REACTION VALUES y se da click.

 Aparecen las reacciones en la viga
 Luego se da click en BENDING MOMENTS y aparece el diagrama de MOMENTOS de la viga.

 Si se desea visualizar mejor el diagrama, se va nuevamente a DISPLAY y se le quita la
remarcan o chulo a REACTIONS, REACTION VALUES, y se tiene el diagrama de MOMENTOS.
 Si se desea ver la deformación de la viga debida a las cargas gravitacionales, se da click en
DEFORMED CONFIGURATION y aparece la figura de la deformación de la viga.

PÓRTICO CON EL PROGRAMA FTOOL
FUENTE: https://www.youtube.com/watch?v=S_ucroxmCsA
 Se tiene el programa abierto y listo para trabajar.
 Se activan en la parte inferior dando click en los espacios GRID y SNAP.

 Se da click en el menú superior OPTIONS, se despliega una ventana y se busca UNITS &
NUMBER FORMATTING.
 Aparece otra ventana donde se presentan las unidades de trabajo en el SISTEMA
INTERNACIONAL (SI) de medidas, si se desea trabajar con unidades inglesas, se da click en
la parte derecha(US). Después se da click en ACEPTAR.
 Como se tienen los valores de las cargas del problema en (kg, kg/m), en la sección de FORCE,
se da click en el botón derecho donde aparece una ventana, se elige la unidad de TON para
la carga puntual. Se hace el mismo procedimiento para los MOMENTOS, se elige TON-M. Se
hace el mismo procedimiento para las CARGAS DISTRIBUIDAS, se elige TON/M.
 En la sección ELAST. PARAM., se da click en el botón derecho donde aparece una ventana,
se elige la unidad de Tf/CM2. Se hace el mismo procedimiento para ESPECIFIC WEIGHT, se
elige Tf/CM3.

 Se da click en la pestaña OK, localizada en la parte inferior de la ventana.
 Se da click en la columna de la parte izquierda, icono / INSERT MEMBER, y se comienza a
trazar las dimensiones o geometría del pórtico, en cada tramo se debe hacer click, para
señalar la localización de un apoyo. Aparece un cuadrado, se da doble click donde se inicia
el trazado del pórtico, se recorre el primer tramo, que en la parte izquierda EN ROJO da la
leyenda LENGTH de la longitud que se va recorriendo, llegada a la longitud del tramo
deseado se da click y se levanta el cursor. Se vuelve a colocar en el punto anterior y se
comienza nuevamente el recorrido para los demás tramos, hasta trazarlos todos. Si el dibujo
del pórtico se sale de la pantalla o está muy grande, se va a la columna izquierda en la parte
inferior y se hace click en el icono MENOS, de esta manera la pantalla se va acomodando
hasta obtener la pantalla deseada. También se puede hacer con la rueda del mouse.
 En el segundo piso del pórtico, en la viga va aplicada una carga puntual aplicada en la mitad
de la longitud, como no se realizó su localización cuando se dibujaba la geometría del
pórtico, se procede a realizarla. Se va a la columna izquierda y se hace click en el tercer icono
INSERT MODE, se localiza con el cursor en el punto izquierdo de la viga del pórtico, se da
click y se comienza a recorrer la distancia deseada, que se marca en en la parte izquierda
EN ROJO da la leyenda LENGTH de la longitud que se va recorriendo, recorrida la longitud

deseada se da click y aparece el pun to de aplicación de la carga. Otro método para localizar
ese punto, es en el dibujo del pórtico, para dibujar la viga de segundo piso, se recorre la
distancia donde se localiza ese punto, se da click y seguidamente se da doble click para
seguir dibujando el resto de la viga.
 Se van a colocar los apoyos del pórtico, se hace click en el nudo que se desea colocar el
apoyo, se busca el icono tercero de la segunda fila superior, Δ (APOYO), aparece
inmediatamente un menú en la parte derecha de la pantalla del programa. Posteriormente
se hace click en la FLECHA localizada en la columna superior izquierda.

 Se hace click en los tres FIX de la parte central, por ser un apoyo EMPOTRADO, se restringe
los desplazamientos en los ejes X, Y, Z, y se ilumina el ultimo icono en SUPPORT CONDITIONS
 Se hace click en este icono iluminado ce inmediatamente aparece el apoyo dibujado, como
el icono aparece horizontal, se va a la sección ANGLE, situado en la parte inferior del
SUPPORT CONDITIONS, se verifica que se encuentre en el valor 00, se da click otra vez en el
punto donde se localiza el icono de empotramiento, y se vuelve a dar click en el icono que
se ilumina, inmediatamente se coloca bien direccionado el empotramiento.
 Se hace el mismo procedimiento para los dos apoyos siguientes.
 Se procede a colocar las cargas gravitacionales actuantes en el pórtico, la primera es la
CARGA DISTRIBUIDA, se hace clik en la sección del pórtico donde se colocará esta carga, se
busca el icono de la carga distribuida, localizada en la misma fila del apoyo, SE DA CLICK en
este icono y aparece una ventana en la parte derecha superior de la pantalla. Se da click en
el PRIMER ICONO localizado al lado izquierdo, CREATE NEW UNIFORM LOAD, donde aparece
otra ventana.

carga distribuida hacia abajo, se le coloca el signo MENOS).
MEMBERS, aparece la carga distribuida en el pórtico. si no aparece iluminado APPLY
UNIFORM, con el cursor se pincha en el punto de inicio y se hace el recorrido entre los
apoyos donde va la carga distribuida, ó simplemente, con el cursor se señala la mitad de la
viga.
 Como en la viga del pórtico aparece un solo tramo, siendo los valores iguales para las demás
vigas, seguidamente se da click con el curso en el otro tramo, aparece la LÍNEA ROJA. Se da
click en el primer icono derecho de la segunda fila, APPLY UNIFORM LOAD SELECTED
MEMBERS, aparece la siguiente carga distribuida en el pórtico, de esta manera se cargan las
demás vigas.

 Se hace el siguiente procedimiento de colocar la carga puntual, se da click en el punto donde
se va a localizar la carga, se va a la misma fila y se hace click en NODAL FORCES, aparece una
ventana.
 Esta se localiza en la parte derecha superior de la pantalla. Se da click en el PRIMER ICONO
localizado al lado izquierdo, CREATE NEW UNIFORM LOAD, donde aparece otra ventana.

CARGA PUNTUAL hacia abajo, se le coloca el signo MENOS).
MEMBERS, aparece la carga puntual en la viga.

 Ya configurada todo el pórtico con sus cargas gravitacionales, con el cursor derecho del
mouse se sombrea o señala una sección de la viga (la línea se pone roja), se va a la segunda
fila del menú superior y se da click en el icono SECTION PROPERTIES, donde aparece una
ventana en el extremo superior derecho.
SECCIÓN DE LA VIGA (RECTANGLE), luego en la parte inferior se da click en DONE.

 Aparece otra ventana donde se le colocan las dimensiones de la viga en los espacios b, d, se
vuelve a señalar o sombrear toda la viga y se da click nuevamente en APPLY CURRENT
SECTION TO SELECTED MEMBERS
 En el pórtico se señala el siguiente tramo de viga, aparece la línea roja e inmediatamente se
da click nuevamente en APPLY CURRENT SECTION TO SELECTED MEMBERS. Este mismo
procedimiento se aplica a las demás vigas del pórtico.
 Ya configuradas las dimensiones de las vigas, se procede a realizar la configuración a las
columnas, con el cursor derecho del mouse se sombrea o señala la primera columna del
primer piso (se coloca roja), se va a la segunda fila del menú superior y se da click en el icono
SECTION PROPERTIES, donde aparece una ventana en el extremo superior derecho.

SECCIÓN DE LA COLUMNA (RECTANGLE), luego en la parte inferior se da click en DONE.
 Aparece otra ventana donde se le colocan las dimensiones de la columna en los espacios b,
d, si no se prende el icono APPLY CURRENT, se vuelve a señalar o sombrear toda la viga y se
da click nuevamente en APPLY CURRENT SECTION TO SELECTED MEMBERS

 Se va a la segunda fila del menú superior y se da click en el icono MATERIAL PARAMETERS,
donde aparece una ventana en el extremo superior derecho, se da click nuevamente en
APPLY CURRENT SECTION TO SELECTED MEMBERS y aparece una ventana.
 Se le da un nombre al material, en la sección GENERIC ISOTROPIC, se da click en CONCRETE
ISOTROPIC y se da click en DONE, luego aparece otra ventana.
 Se sombrea con un rectángulo todo el pórtico (el material es igual para todos los
elementos).

 Y en la ventana en el extremo superior derecho, se da click nuevamente en APPLY CURRENT
SECTION TO SELECTED MEMBERS. Si se desea cambiar el valor del módulo de elasticidad se
puede colocar el valor calculado, de acuerdo al f´c utilizado.
 En la parte superior derecha, se busca el icono AXIAL FORCE, se da click y aparece una
ventana para guardar el archivo, se le da el nombre deseado y se da click en GUARDAR.

 Aparece el DIAGRAMA DE FUERZAS AXIALES (NORMALES) del pórtico con todos sus valores.
 En la parte superior derecha, se busca el icono SHEAR FORCE, se da click y aparece el
DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES del pórtico con todos sus valores.

 En la parte superior derecha, se busca el icono BENDING MOMENT, se da click y aparece el
DIAGRAMA DE MOMENTOS del pórtico con todos sus valores.
 En la parte superior derecha, se busca el icono DEFORMED CONFIGURATION se da click y
aparece el DIAGRAMA DE LA DEFORMACIÓN del pórtico.

 Si se desean conocer los valores de las reacciones en los empotramientos del pórtico, se va
al menú principal, se hace click en la pestaña DISPLAY, aparece una ventana donde se hace
click en REACTIONS VALUES.
 Aparecen los valores de las reacciones en los apoyos.

 Si se desea aumentar el tamaño de los valores, se da click en la pestaña OPTIONS, aparece
una ventana y se coloca el cursor en SUPPORT AND HINGE DISPLAY SIZE, se da click en la
opción LARGE. Se da click en la pestaña OPTIONS, aparece una ventana y se coloca el cursor
en LOAD DISPLAY, se da click en la opción LARGE. Se da click en la pestaña OPTIONS, aparece
una ventana y se coloca el cursor en TEXT DISPLAY SIZE, se da click en la opción LARGE.
 Aparecen los diferentes diagramas con un texto mayor.
 Si se desea exportar los diagramas, se va a la pestaña FILE, aparece una ventana y se da click
en EXPORT SCREEN y se da click en la opción deseada para exportar el documento, luego
aparece una ventana para guardar el documento en el archivo deseado.

Manejo software ftool

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a Manejo software ftool

Más de PEDRO PABLO MAGAÑA HERRERA

Último

Manejo software ftool