EJEMPLOS PARA EL PROGRAMA SMART-BARS PARA CALCULADORAS TEXAS INSTRUMENTS VOYAGE 200 Y TI-89 TITANIUM

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1 EJEMPLOS PARA EL PROGRAMA SMART-BARS PARA CALCULADORAS TEXAS INSTRUMENTS VOYAGE 200 Y TI-89 TITANIUM Para acceder al programa debes cargar el menú de mecánica, química y utilidades, desde la pantalla HOME presiona la tecla diamante y la tecla 4, se escoge la opción ESTATICA RESISTENCIA ESTRUCTURAS y la sub-opción VIGAS CERCHAS PORTICOS ESTRUCTURAS NOTA: También se puede acceder al programa Smart-Bars en el menú de Ing Civil (Diamante y la tecla 6) en el submenú de Estructuras Con esto se ejecutara el programa Smart-Bars y después se presiona ENTER para ingresar a la pantalla de ingreso de datos MUCHO CUIDADO: Por favor debe tener en cuenta la dirección del sistema de coordenadas, en estos ejemplos el sistema de coordenadas esta hacia abajo, cuando lo desee modificar lo puede realizar en opciones. Si graba una estructura con el sistema de coordenadas en una dirección (por ejemplo hacia arriba) y lo abre teniendo el programa configurado en coordenadas en otra (por ejemplo hacia abajo) la estructura que aparecerá en pantalla no será correcta.

2 Smart-Bars - Example 1 - Intoduction Description Simple beam on two supports with one node load in vertical direction in the middle. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

3 System data Type Quantity Nodes 3 Materials 1 Sections 1 Elements 2 Supports 2 Node loads 1 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m]

4 En este ejemplo son solo 3 nudos, al terminar de ingresar los datos del 3 nudo se da ENTER para que se ingresen esos datos, el pedirá los datos del 4º nudo, no se colocan datos y se presiona la tecla ESC, en la pantalla aparecerán los nudos que se ingresaron y su numeración. Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Para este ejemplo la viga es de un solo material, en este caso acero, se aconseja definir para cualquier ejercicio un tipo de material. Después de ingresar el dato del material (1) se da ENTER para que el programa tome esos datos, el cargara de nuevo para un segundo material (con los mismos datos del anterior), como en este ejemplo solo tenemos un solo tipo de material le damos al programa ESC

5 Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m] Para este ejemplo solo será de un solo tipo de sección o sea las características para el material que creamos anteriormente (material # 1), se ingresan los datos y presiona ENTER, el cargara para una segunda sección, como no tenemos mas secciones se presiona ESC Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None None Beam 1 None None Para este ejemplo tenemos dos elementos, los elementos los identificas por que van de nodo a nodo, y se les define que tipo de sección es (anteriormente creamos las secciones y las identificamos con un número, para este ejemplo es solo un tipo de sección identificada con el # 1), cuando se ingrese los datos del segundo elemento pedirá los datos de un tercer elemento, como este ejemplo no tiene solo presionamos ESC y en la pantalla se dibujara los elementos.

6 Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 1 Fixed Fixed Free None 2 3 Free Fixed Free None Los soportes (apoyos) se ingresan teniendo mucho cuidado que el número del nodo sea el correcto, se le indica si ese apoyo tiene libertad o no de movimiento en X, en Z y en Y (rotación en Y), cuando un apoyo esta empotrado la dirección en X, la dirección en Z, y la rotación en Y se deben colocar en fijo (las tres)

7 El programa siempre pasara a otra ventana donde preguntara rotación apoyo, para este ejemplo que no tiene se le da ESC para empezar a ingresar los datos del segundo apoyo. Presionamos ESC y pedirá datos para un tercer apoyo, como no tenemos un tercer apoyo presionamos ESC, aparecerá en pantalla los apoyos con su respectiva convención.

8 Node loads Number Node number Fx [kn] Fz [kn] My [knm] En este ejemplo tenemos una carga puntual, o sea un nodo con carga, cuando es carga distribuida donde empieza la carga va un nodo y donde termina la carga distribuida va el otro nodo. Luego de ingresar los datos del nodo con carga, el programa pedirá los datos para un segundo nodo, como no tenemos para este ejemplo se le da ESC, en la pantalla aparecerá la carga puntual. Para realizar los cálculos de la estructura se da en la opción Calcular

9 Al terminar muestra una nueva pantalla donde esta la estructura dibujada con todos sus elementos y las opciones para ver los resultados En el menú Grafico (F2) puede ver en la estructura los diagramas de cortante, momento, deformación etc. En el menú Tabular (F3) mostrara tablas con información de las fuerzas internas, deformaciones, valores en los apoyos etc.

10 Para ir a la pantalla de ingreso de datos presiona Entrada en ella puede editarlos si es necesario Para salir del programa DEBE UTILIZAR EL COMANDO Salir para que el programa no se bloquee.

11 Smart-Bars - Example 2 - Hinges Description Structure with shear and moment hinges and node loads. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

12 System data Type Quantity Nodes 5 Materials 1 Sections 1 Hings 2 Elements 4 Supports 3 Node loads 2 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m] Hinges Number Spring number X-direction Z-direction Y-rotation 1 None Fixed Free Fixed 2 None Fixed Fixed Free

13 Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None Beam 1 None None Beam 1 None None Beam 1 2 None Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 1 Fixed Fixed Fixed None 2 4 Fixed Fixed Free None 3 5 Fixed Fixed Free None Node loads Number Node number Fx [kn] Fz [kn] My [knm]

14 Smart-Bars - Example 3 - Element loads Description Structure with moment hinges and global and local element loads. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

15 System data Type Quantity Nodes 4 Materials 1 Sections 1 Hings 2 Elements 3 Supports 2 Element loads 2 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m] Hinges Number Spring number X-direction Z-direction Y-rotation 1 None Fixed Fixed Free

16 Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None None Beam Beam 1 None None Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 1 Fixed Fixed Fixed None 2 4 Fixed Fixed Fixed None Element loads Number Element number Value A [kn/m] Value B [kn/m] Type Global z Local z

17 Smart-Bars - Example 4 - Sections Description Structure with three different sections and node loads. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

18 System data Type Quantity Nodes 6 Materials 1 Sections 3 Elements 5 Supports 2 Node loads 2 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m]

19 Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None None Beam 1 None None Beam 3 None None Beam 2 None None Beam 2 None None Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 3 Fixed Fixed Free None 2 6 Fixed Fixed Free None Node loads Number Node number Fx [kn] Fz [kn] My [knm]

20 Smart-Bars - Example 5 - Beam & truss Description Mixed structure with beam and truss elements. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

21 System data Type Quantity Nodes 7 Materials 2 Sections 2 Elements 10 Supports 2 Node loads 3 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m]

22 Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None None Beam 1 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Truss 2 None None Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 3 Fixed Fixed Fixed None 2 7 Free Fixed Free None Node loads Number Node number Fx [kn] Fz [kn] My [knm]

23 Smart-Bars - Example 6 - Temperature Description Structure with temperature load cases. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

24 System data Type Quantity Nodes 4 Materials 1 Sections 1 Hings 2 Elements 3 Supports 3 Temperatures 2 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m] Hinges Number Spring number X-direction Z-direction Y-rotation 1 None Fixed Fixed Free

25 Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam Beam 1 None None Beam 1 None None Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 1 Fixed Fixed Fixed None 2 3 Fixed Free Free None 3 4 Fixed Fixed Fixed None Temperatures Number Element number Temp. increase [K] Temp. gradient [K]

26 Smart-Bars - Example 7 - Forced displacement Description Structure with a forced displacement. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

27 System data Type Quantity Nodes 3 Materials 1 Sections 1 Elements 2 Supports 3 Displacementes 1 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m] Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None None Beam 1 None None

28 Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 1 Free Fixed Free None 2 2 Free Fixed Free None 3 3 Fixed Fixed Fixed None Displacementes Number Support number X [m] Z [m] Phi_y [rad]

29 Smart-Bars - Example 8 - Springs Description Structure with springs at a hinge and a support. Screenshots Structure Axial Lateral Moments Deformations

30 System data Type Quantity Nodes 3 Materials 1 Sections 1 Springs 2 Hinges 1 Elements 2 Supports 2 Node loads 2 System input Nodes Number X-coordinate [m] Z-coordinate [m] Materials Number E-modulus [kn/m²] Spec. weight [kn/m³] Coeff. therm. [m/k] Sections Number Material number Area [m²] Iy [m^4] Height [m]

31 Take care! If you input a spring, the freedom of the hinge or support has to be free! (marked with yellow and green) Springs Number X [kn/m] Z [kn/m] Phi_y [knm/rad] Hinges Number Spring number X-direction Z-direction Y-rotation 1 1 Fixed Fixed Free Elements Number Node A Node B Type Section number Hinge A Hinge B Beam 1 None Beam 1 None None Supports Number Node number X-direction Z-direction Y-rotation Spring number 1 1 Fixed Free Free Fixed Fixed Fixed None Node loads Number Node number Fx [kn] Fz [kn] My [knm]