¿Qué es SAP 2000?

SAP 2000 es un software comercial que se basa en el Método de los Elementos Finitos (MEF) que es desarrollado y actualizado por la empresa CSI Spain. Este software es utilizado para el cálculo de todo tipo de estructuras en el sector de la edificación; el nombre de este programa se corresponde con las siglas en inglés de Structural Analysis Program (Programa de Análisis Estructural).

¿Cómo fueron sus inicios?

SAP2000 es el resultado de un trabajo desarrollado en los Estados Unidos cuyo principal objetivo fue desarrollar un programa para Análisis y Diseño de Estructuras por el Método de Elementos Finitos.

SAP 2000 se basa en un programa escrito en ANSI Fortran-77 inicialmente desarrollado a comienzos de los años setenta por Computers & Structures, Inc. en Berkeley (USA)

El programa se llamaba originalmente SOLIDSAP por las siglas en inglés de Structural Analysis Program (Programa de Análisis Estructural), continuando con las versiones SAP 3, SAP IV, SAP 80, SAP 90 hasta la más reciente SAP2000 en sus diferentes versiones.

¿Cuáles son las principales ventajas de usar SAP 2000?

Con respecto a las ventajas que podemos tener al usar este software, se encuentra la generación  automática de cargas de sismo, viento y vehículos; y posteriormente, hacer el dimensionamiento y comprobación automática de estructuras de hormigón armado, perfiles metálicos, de aluminio y conformados en frío, a través del uso de normativas Europeas, Americanas, Canadienses, Turcas, Indias, Chinas, y otras.

Las diversas herramientas de análisis y los procesos desarrollados en SAP2000 permiten la evaluación de grandes desplazamientos en cada etapa de la estructura, entre las más resaltantes tenemos el análisis modal a través de los vectores propios Eigen y Ritz basados ​​en casos de carga no lineales, el análisis del comportamiento de catenarias en cables, la no linealidad del material, el análisis de pandeo o colapso progresivo, el uso de “links” no lineales para modelado de la fricción, amortiguación, aisladores de base y rigidez multilineal o plástica entre nudos.SAP 2000 nos brinda análisis no lineales llegando a ser estáticos o en función del tiempo, con opciones para análisis dinámico FNA (Fast Nonlinear Analysis), de tipo temporal (time-history) y por integración directa.

Podemos utilizar este programa desde sencillos modelos estáticos utilizados para análisis 2D, a los modelos complejos y de grandes dimensiones que requieren análisis avanzados no lineales, el programa SAP2000 es la solución más eficiente y productiva para los ingenieros de estructuras en general.

¿Qué se puede realizar con SAP2000?

En esta sección del artículo mencionaremos cosas específicas, que podemos realizar con el SAP2000.

• Análisis y diseño de tanques elevados
• Análisis y diseño de puentes
• Análisis y diseño de edificios
• Análisis y diseño de viviendas
• Análisis y diseño de piscinas
• Análisis y diseño de estructuras de concreto armado
• Análisis y diseño de estructuras metálicas
• Análisis y diseño de estructuras mixtas

Todos los diseños y análisis se van a realizar a través de:

• Análisis en el dominio de la frecuencia
• Dimensionamiento de hormigón, verificación de estructuras metálicas y dimensionamiento de armadura para elementos Shell
• Módulo de pretensado, totalmente integrado, para introducción de los cables de pretensado conectados a todo tipo de elemento y cálculo automático de pérdidas instantáneas
• Posibilidad de considerar los efectos geométricamente no lineales de PDelta (Es un análisis no lineal que toma en cuenta la deformación inicial de una estructura al someterla a las cargas consideradas. Al sufrir deformaciones, las fuerzas originales actuando sobre la estructura deformada genera excentricidades y por lo tanto momentos y torsiones adicionales) en cargas estáticas y dinámicas
• Generación automática de mallas de elementos finitos, con elementos de 4 nudos

SAP 2000 en la Metodología BIM

Las ventajas de utilizar SAP2000 dentro de la metodología BIM son:

• Aumento de la eficacia: permiten el intercambio de modelos entre los varios equipos de proyecto, principalmente arquitectos e ingenieros, a través de la compatibilidad con productos BIM.
• Flexibilidad de trabajo: Posibilidad de iniciar un modelo con un programa CSI y exportarlo a otro producto BIM o viceversa.
• Integración con API: La integración con los principales programas BIM se ha realizado a través de API (Application Programming Interface) para garantizar un mayor nivel de compatibilidad.
• La interoperabilidad: con softwares BIM nos facilita la unificación del flujo de trabajo y hace posible que podamos automatizar los distintos procesos que se han de poner en marcha durante el ciclo de vida de nuestro proyecto de construcción. Esto se traduce en un aumento de la eficacia en la obtención de resultados.

¿Cuáles son sus características y funcionalidades principales del SAP 2000?

1.- Interfaz de Usuario

SAP2000 ofrece una interfaz única para modelar, analizar, dimensionar y generar informes de cálculo. La interfaz de SAP2000 permite a los usuarios personalizar y definir los layouts de las ventanas y barras de herramientas.

1.1.- Cuenta con una Interfaz Amigable

La personalizable interfaz de SAP2000 permite definir la presentación y disposición de las ventanas y barras de herramientas

1.2. Ventanas Configurables

Las ventanas y vistas del modelo pueden ahora manipularse a través de las “dockable windows”, proporcionando a los usuarios una gran flexibilidad de ventanas

2.- Modelado

2.1 Plantillas

SAP2000 tiene una amplia selección de plantillas para iniciar rápidamente un nuevo modelo. SAP2000 incluye modelos paramétricos para los siguientes tipos de estructuras: vigas simples, celosías 2D y 3D, pórticos 2D y 3D, silos y embalses, escaleras, estructuras de presas y tubos.

2.2 Opciones de Visualización

Facilidad en definir vistas personalizadas y alzados para visualizar y manipular los modelos analíticos y físicos.

2.2.1. Modelo Analítico

Visualización de los elementos finitos de la estructura y conectividad entre nudos, barras, shell y malla de elementos finitos 

2.2.2 Modelo Físico

Visualización del modelo a través de objetos, con indicación de los puntos de inserción, rotaciones de los ejes locales y geometría

Conclusiones

El SAP2000 es un programa de elementos finitos, con interfaz gráfico 3D orientado a objetos, preparado para realizar, de forma totalmente integrada, la modelación, análisis y dimensionamiento del más amplio conjunto de problemas de ingeniería de estructuras.

Es uno de los programas estructurales con mayor reputación debido principalmente a la excelente fiabilidad de sus resultados, buena interoperabilidad con otros softwares, interfaz amigable y fácil de aprender.

Fuentes

• EADIG “SAP 2000: Software Aplicado al Calculo de Estructuras” Recuperado el día miércoles 24 de febrero del 2021 de: https://www.eadic.com/sap-2000-software-aplicado-calculo-estructuras/#:~:text=El%20SAP2000%20es%20un%20programa,problemas%20de%20ingenier%C3%ADa%20de%20estructuras.
• CSI SPAIN “SAP 2000” Recuperado el día miércoles 24 de febrero del 2021 de: https://www.csiespana.com/software_features.php?software_id=2#
• VRML “Aplicación Práctica del modelado Virtual de Edificios” Recuperado el día miércoles 24 de febrero del 2021 de: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/7931/Interface%20GiD_Sap2000_VRML.pdf
• es.BIM “¿Qué es SAP 2000?” Recuperado el día miércoles 24 de febrero del 2021 de: https://www.espaciobim.com/sap2000
• Transformación Digital en Ingeniería “¿SAP 2000 el mejor SOFTWARE aplicado al cálculo de estructuras” Recuperado el día miércoles 24 de febrero del 2021 de: https://blog.structuralia.com/sap-2000

Por: Wido Dante Choccata Quispe