Este documento presenta los pasos para modelar un pórtico 2D con rótula en el software SAP 2000. Incluye configurar unidades, grillas y materiales, definir secciones, asignar cargas distribuidas, puntuales y de momento, definir apoyos de empotramiento y rótula, ejecutar el análisis y visualizar diagramas de fuerzas. El objetivo es familiarizar a estudiantes e ingenieros con el software para análisis estructural.

1. MODELACIÓN DE UN PÓRTICO 2D CON RÓTULA EN EL SOFTWARE
SAP 2000 V22.0.0
EJERCICIO PLANTEADO : PÓRTICO
Para el pórtico mostrado, se pide:
- Calcular las reacciones en los apoyos.
- Calcular los diagramas de fuerzas axiales, cortantes y momentos con sus respectivas
acotaciones.

2. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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CONFIGURAR UNIDADES
Abrimos el software
Cambiar las unidades con la que vamos a trabajar, para este ejemplo Ton.m.C

3. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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CONFIGURAR GRILLAS
Crear nuevo modelo: File – New Model
Elegir la opción Pórticos 2D: 2D Frames

4. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Configuramos de acuerdo a la imagen, siguiendo la secuencia de los números.
Configuramos las grillas, de acuerdo al pórtico 2D planteado.

5. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Nos ubicamos en el plano X-Z

6. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Seleccionar todo el pórtico. All
Borrar el pórtico seleccionado. Delete

7. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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DEFINIR MATERIALES
Definir el material del concreto con un peso específico de 0 Ton/m3. (No incluye el peso de la
estructura), con el objetivo de que los diagramas axiales, cortantes y momentos sean producidos
solamente por las cargas.
Hacer una copia a 4000 psi. (Aprox. F’c= 280 Kg/cm2)

8. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Configuramos de acuerdo a la imagen. (Seguir la secuencia de los números)
OK

9. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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DEFINIR SECCIÓN
Definir una sección de viga cualquiera, en este caso definiremos una sección de 0.25 x 0.40
Adicionar nueva propiedad.

10. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Elegir sección rectangular.
Configurar de acuerdo a las imágenes mostradas (seguir el orden de los números)

11. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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OK
DIBUJAR EL PÓRTICO 2D
Como es un pórtico 2D, los elementos se dibujan con el tipo frame.

12. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Elegimos la sección creada.
Dibujar el pórtico 2D de Izquierda a derecha y de Abajo hacia arriba.

13. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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ASIGNAR CARGAS (DISTRIBUIDA, PUNTUAL Y MOMENTO)
Carga distribuida
Asignar la carga distribuida trapezoidal del elemento vertical, tramo AB del pórtico 2D planteado.
Seleccionar el tramo a cargar.
Ahora Assign – Frame Loads – Distributed

14. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Configurar como se muestra en la imagen (Respetar el orden de los números)
Asignar la carga distribuida rectangular del elemento horizontal, tramo DEF del pórtico 2D planteado.
Seleccionar el tramo a cargar y luego Assign – Frame Loads – Distributed

15. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Ahora configuramos como se muestra en la imagen, siempre siguiendo la secuencia de los números.
Asignar la carga distribuida triangular del elemento horizontal, tramo FG del pórtico 2D planteado.
Seleccionar el tramo a cargar y luego Assign – Frame Loads – Distributed

16. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Ahora configuramos como se muestra en la imagen, siempre siguiendo la secuencia de los números.
Carga puntual
Asignar la carga puntual, tramo BC, nudo C del pórtico 2D planteado.
Primero asignamos la carga puntual vertical de 4ton. Seleccionar el tramo a cargar.

17. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Assign – Frame Loads – Point
Configurar como se muestra en la imagen.

18. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Ahora asignamos la otra carga puntual horizontal de 5ton. Seleccionar nuevamente el tramo a cargar
y Assign – Frame Loads – Point
Configurar como se muestra en la imagen.

19. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Asignar la carga puntual, tramo JH, nudo J y H del pórtico 2D planteado.
Como las dos cargas de 15 y 10 ton están en la misma dirección X-X, lo asignaremos las dos cargas al
mismo tiempo.
Seleccionar el tramo a cargar y Assign – Frame Loads – Point
Configurar como se muestra en la imagen.

20. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Carga de Momento
Asignar la carga de momento, tramo DE, nudo D del pórtico 2D planteado.
Seleccionar el tramo a cargar y Assign – Frame Loads – Point
Configurar como se muestra en la imagen.

21. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Asignar la carga de momento, tramo EF, nudo F del pórtico 2D planteado.
Seleccionar el tramo a cargar y Assign – Frame Loads – Point
Configurar como se muestra en la imagen.

22. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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ASIGNACIÓN DE APOYOS
Para asignar los apoyos de empotramiento y móvil, primero activaremos los ejes locales, con la
finalidad de observar en que dirección vamos a restringir.

23. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Los ejes locales definidos en el Sap 2000, son: Eje local 1 (color rojo), eje local 2 (color verde) y eje
local 3 (color celeste)
Seleccionar el nudo donde va el apoyo de empotramiento, luego Assign – Joint - Restraints
En este caso se restringe en todas las direcciones.

24. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Seleccionar el nudo donde va el apoyo móvil, luego Assign – Joint – Restraints
Restringir solo en la dirección 3 (color celeste) - Desplazamiento 3 o Translatión 3.
ASIGNAR LA RÓTULA
La rótula se ubica en el nudo E, que conecta al tramo DE Y EF, la rótula nos indica que en dicho nudo
el momento es cero. Primero liberamos en el nudo E pero del tramo DE. Seleccionar la barra.

25. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Para el tramo DE, el nudo E se encuentra al final de dicho tramo, entonces liberamos al final del
tramo con Momento 33 igual a cero, como se muestra en la imagen.

26. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Ahora liberamos en el nudo E pero del tramo EF. Seleccionar la barra.

27. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Para el tramo EF, el nudo E se encuentra al inicio de dicho tramo, entonces liberamos al inicio del
tramo con Momento 33 igual a cero, como se muestra en la imagen.
ASIGNAR EL TIPO DE ANÁLISIS

28. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Seleccionamos pórtico plano XZ
CORRER EL ANÁLISIS DEL PÓRTICO 2D
Para eso, primero borraremos la carga modal para quedarnos solamente con la carga muerta.

29. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Seleccionar la carga modal y luego lo borramos.
Ahora corremos el análisis con la carga muerta

30. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Seleccionamos la carga muerta y Run Now.
VISUALIZACIÓN DE REACCIONES Y DE LOS DIAGRAMAS AXIALES, CORTANTES Y MOMENTOS
Reacciones

31. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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OK
Reacciones Ax: 3.12 Ton, Az: 15 Ton y MA: 3.06 Ton.m, Iz: 8ton.

32. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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También lo podemos visualizar a través de tablas.

33. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Diagrama de fuerzas axiales

34. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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35. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Diagrama de fuerzas cortantes

36. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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37. MODELAMIENTO PÓRTICO 2D CON RÓTULA – SOFTWARE SAP 2000 V22.0.0
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Diagrama de fuerzas momentos
Este manual se ha realizado con el objetivo de incentivar al estudiante, profesional de Ingeniería civil
en utilizar y familiarizarse con el software Sap 2000. Cabe Recordar que es un manual con fines
académicos. Cualquier error me lo hacen saber a mi correo que dejo a continuación:
carlosramirezha@hotmail.com
Gracias.