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ETABS
Programa de Anlisis Tridimensional Extendido y diseo de
Edificaciones
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Introduccin
ETABS es un software integrado, completo para el modelado de
estructuras de edificaciones para el Diseo como anlisis esttico,
dinmico y No-lineal.
Al igual que el programa SAP2000, puede realizar anlisis de
estructuras complejas, pero la diferencia es que posee ms opciones
que nos permiten agilizar el proceso del modelado y diseo de
edificaciones.
Caractersticas principales
o Clculos automticos de coordenadas de centro de masas y centros
de rigidez.
o Calculo Automtico de masas del edificio a partir de los casos
de cargas elegidos.
o Optimizado para modelado de Edificios altos y de muchos
niveles.
o Genera modelos complejos en 3D usando planta, elevacin y
vistas desarrolladas.
o Definicin de las geometras de modelos en forma rpida e
intuitiva
o Cuenta con Extensas facilidades de anlisis tridimensional.
o Modelaje rpido de mltiples pisos usando el concepto de pisos
similares.
o Plantillas Automatizadas para estructuras tpicas.
o Fcil edicin, duplicando y generando elementos con comandos
Move, Merge mirror , Replicate
o Multiples vistas ortogrficas y en perspectiva con
Acercamientos y referencia.
o Asignacin de propiedades, cargas y apoyos en pantalla. o
Opciones Poderosas para agrupacin seleccin y visualizacin de
miembros. o Opciones para cortar, Copiar y pegar. o Niveles
ilimitados de deshacer y rehacer. o Importacin y exportacin de la
geometra del modelo por DXF de
Autocad.
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ENTORNO DEL ETABS 2013
Los archivos generados por el programa ETABS 2013 tienen
extensin *.EDB, y adicionalmente se generan archivos diversos con
el mismo nombre pero diferente extensin. Se pueden generar archivos
de texto y hojas de clculo con los datos ingresados y con los
resultados de los anlisis efectuados. Adems, en algunos anlisis
puede ser necesario emplear archivos que proporcionan informacin
adicional necesaria, que generalmente son archivos de texto.
(*.txt) Al grabar los archivos del programa y/o archivos
adicionales (de texto) debe tenerse especial cuidado: de
preferencia se debe asignar nombres cortos y emplear caracteres
comunes (evitar la y acentos). Es importante que todos los archivos
utilizados se encuentren en la misma carpeta.
Figura 1. Ventana del explorador mostrando la carpeta
modelos
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Barra MENU DE COMANDOS Principal
Nuevo Modelo
Abrir modelo Existente
Barra de Herramientas
Barra de Estado
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Inicializando un modelo
File >
Utilizar valores Predeterminados Usar configuracin de un Archivo
Usar la configuracin del Modelo con los valores Establecidos en la
parte De abajo
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CONFIGURACION EN PLANTA XY
Lneas en X Paralelas al Eje Y
Lneas en Y Paralelas al Eje X
Espaciamiento en X
Espaciamiento en Y
Etiqueta de Ejes
Edicin ejes con Distancias aleatorias
CONFIGURACION EN ELEVACION Nmero de pisos
Altura piso a partir del 2 nivel
Altura piso 1 nivel
Edicin altura entrepisos
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Plantillas predeterminadas
1. Steel Deck: Estructura de prticos en Acero 2. Staggered Truss
: Estructura de Acero utilizando armaduras
espaciales
3. Flat Slab : Estructura de Concreto armado utilizando losas
macizas sobre capiteles
4. Flat Slab with Perimeter Beams: Estructura de Concreto armado
utilizando losas macizas sobre capiteles y vigas perimetrales.
5. Waffle Slab: Estructura de Concreto armado utilizando losas
reticulares y capiteles.
6. Two Way or Ribbed Slab: Estructura de concreto armado con
vigas en dos direcciones y losas nervadas.
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Lista general de Men pantalla
A B C D E F G H I J K L M Ubicacin de mens Desplegables
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ETABS trabaja con cuatro unidades bsicas: fuerza, longitud,
temperatura y tiempo. El programa ofrece diferentes sets de
unidades compatibles de fuerza, longitud y temperatura para elegir
como Kip, in, F o N, mm, C. El tiempo siempre se mide en segundos.
Se hace una distincin entre masa y peso. La masa se usa para
calcular la inercia dinmica y para todas las cargas causadas por la
aceleracin del suelo. El peso es la fuerza cuando se especifiquen
valores de peso, unidades de masa al especificar valores de masa.
Luego de iniciado el modelo, se requiere un ajuste del set de
unidades, estas se convierten en las unidades base. Aunque despus
el usuario puede cambiar dichas unidades. La medida angular siempre
usa las siguientes unidades Geometra: La orientacin de cortes,
siempre se mide en grado.
Los desplazamientos rotatorios: Se mide en radianes.
La frecuencia: Se mide en ciclos / segundos (Hz). U.
Longitud
U. Fuerza U. Temperat.
Unidades
Sistema de Coordenadas Opcin de seleccin y aplicacin mltiple :
Permite seleccionar, asignar y realizar cambios utilizando
diferentes opciones tales como: One Story: Aplica slo a un piso All
Story: Aplica a todos los pisos del modelo. Similar Stories: Aplica
a los pisos similares.
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A. Inicializacin de un modelo (File) Para acceder a la plantilla
o modelos genricos de anlisis, guardar, importar y exportar, hacer
click en el men file.
Figura A. Men File
B. Edicion (Edit) Se utiliza para realizar los cambios al modelo
se debe seleccionar previamente los objetos a editar. Para acceder
a las operaciones de edicin debemos, hacer click en el men
edit.
Figura B. Men Edit
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Vista (View)
Con este comando podemos generar vistas en perspectiva acceder a
las herramientas de zoom, pan, anotacin hacer click en men View
Figura C. Men View
C. Definicin (Define) Mediante el men Define podemos definir los
tipos de materiales, secciones, grupos tipos de cargas, funciones a
utilizar en el anlisis, combinaciones, etc. Hacer click en el men
Define
Figura D. Men Define
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D. Dibujo (Draw)Nos permite realizar el dibujo de los
elementos
estructurales hacer click en men Draw
Figura E. Men Draw
E. Seleccin (Select) En esta lista de men tenemos opciones para
la seleccin de objetos sobre los cuales se realizara una acciones,
hacer click en men select.
Figura F. Men Select
F. Asignacin (Assign)
Nos permite asignar propiedades de cargas, objetos previamente
seleccionados, restricciones a nudos, hacer click en men
Assign.
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Figura G. Men Assign
G. Anlisis (Analyze) Despus de haber construido el modelo en su
totalidad, asignando geometra, materiales, secciones, cargas, casos
de anlisis, funciones de espectro; se puede calcular los
desplazamientos, D.F.I., reacciones de la estructura, hacer click
en men Analyze.
Figura H. Men Analyze
H. Mostrar (Display) El men Display nos permite visualizar las
asignaciones de cargas en los objetos barra o rea, hacer click en
men Display.
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Figura I. Men Display
I. Diseo (Design) En el men diseo Etabs 2013 nos permite disear
elementos, en concreto armado y acero. stos se realizan en funcin
de los cdigos previamente seleccionados, y mediante combinaciones
seleccionadas, hacer click en men Design.
Figura J. Men Design
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J. Detallado (Detailing)
En el men de detallado Etabs 2013 nos ofrece el detallado de los
elementos estructurales, bosquejo de los planos, hacer click en men
Detailing.
Figura K. Menu Detailing
K. Opciones (Options)
Nos permite configurar unidades, tolerancias de dibujo entre
elementos barra o rea, color de fondo de ventana de trabajo, etc.,
hacer click en Men Options
Figura I. Men Options
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L. Ayuda (Help)
En el men de ayuda el diseador tiene acceso a los archivos de
ayuda que trae el programa, acceso a la pgina web de la empresa que
creo el programa, y la visualizacin de la versin del programa,
hacer click en Men Help.
Figura M. Men Help
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EJEMPLO 1 Modelo de un Edificio de 04 pisos.
En la Figura siguiente se muestra el esquema estructural de un
edificio de 04 niveles, H=2.65m.
Edificio de Prticos y Placas de Concreto armado de 04 niveles.
Sistema de techos consistente de losas aligeradas armadas en una
direccin.
Material: Concreto E = 2,2x106 ton/m2
V = 0.15
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Las cargas a considerar para el edificio son:
Carga Muerta:
- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2. - Piso terminado. 100
kg/m2.
Carga Viva:
- Sobrecarga. 200 kg/m2.
Realice las combinaciones de carga siguientes:
CU1 = 1,4 CM + 1,7 CV
CU2x = 1,25 CM + 1,25 CV + (FEXX) .CSx
CU2y = 1,25 CM + 1,25 CV + (FEYY).CSy
CU3x = 0,90 CM + (FEXX) CSx.
CU3y = 0,90 CM + (FEYY).CSy
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Modelo Estructural
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DESARROLLO DEL EJEMPLO 1 Edicin de Lneas Gua
File ~ New Model ~ use built-in settings with: ~ ok
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Definicin de Materiales
Define ~ Material Properties
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Definicin de Secciones
Define ~ Frame Sections
Columna
Columna
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Viga
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Definicin de Muros
Define ~ Section propertis / Wall section
Definicin de Losa
Define ~ Section propertis / Wall section
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Modelo de Anlisis
Dibujando los Muros
En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar los
muros mediante la herramienta: Draw ~ Draw Floor/ Wall Object... ~
Draw Walls (Plan)...
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Dibujando Columnas En una vista de planta del primer piso se
proceder a dibujar columnas mediante la herramienta Draw ~ Draw
Beam / Column/Brace Objects... ~ Quick Draw Columns (Plan, 3D)
Dibujando Vigas En una vista de planta del primer piso se
proceder a dibujar vigas mediante la herramienta Draw ~ Draw Beam /
Column/Brace Objects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev,
3D)
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Dibujando Losas
En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar
losas mediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~
Draw Rectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...
Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los
siguientes niveles:
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Select ~ All...
Edit ~ Replicate...
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Definicin de las Cargas a Aplicar al Modelo
Cargas de Gravedad
Define ~ Load Patterns...
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EJEMPLO 2 Modelo de un Edificio de 03 pisos de Prticos y
Albailera.
En la Figura siguiente se muestra el esquema estructural de un
pabelln de un colegio de 03 niveles, H=3.00m.
Edificio de prticos y muros de albailera confinada de 03
niveles, ubicado en la costa sobre suelo flexible.
El sistema de techos consistente de losas aligeradas armadas en
una direccin.
Material: Concreto E = 2,2x106 ton/m2
V = 0.15
Material: Albailera E = 3.25x105 ton/m2
V = 0.25
Las cargas a considerar para el edificio son:
Carga Muerta:
- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2. - Piso terminado. 100
kg/m2.
Carga Viva:
- Sobrecarga en aulas 300 kg/m2. - Sobrecargas en corredores 400
kg/m2.
Secciones: C1 25X55 cm
C3 25X90 cm
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DESARROLLO DEL EJEMPLO 2 Edicin de Lneas Gua
File ~ New Model ~ use built-in settings with: ~ ok
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Colegio de Ingenieros del Per Filial La Libertad
X Grid Data
Grid ID
X Spacing Visible
Bubble Loc
A 3.575 Yes End
0.45 Yes End
B 0.45 Yes End
3.575 Yes End
C 3.575 Yes End
0.45 Yes End
D 0.45 Yes End
3.575 Yes End
E 3.575 Yes End
0.45 Yes End
F 0.45 Yes End
3.575 Yes End
G 0 Yes End
Y Grid Data
Grid ID
X Spacing Visible
Bubble Loc
1 2.225 Yes Start
2 0.425 Yes Start
3.2 Yes Start
4.05 Yes Start
0.425 Yes Start
3 0 Yes Start
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Definicin de Materiales
Define ~ Material Properties
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Definicin de Secciones
Define ~ Frame Sections
Columna
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Viga
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Definicin de Muros
Define ~ Section properties / Wall Section
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Definicin de Losa
Define ~ Section propertis / Wall section
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Modelo de Anlisis
Dibujando los Muros
En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar los
muros mediante la herramienta: Draw ~ Draw Floor/ Wall Object... ~
Draw Walls (Plan)...
Dibujando Columnas
En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar
columnas mediante la herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/Brace
Objects... ~ Quick Draw Columns (Plan, 3D)
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Dibujando Vigas
En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar
vigas mediante la herramienta herramienta Draw ~ Draw Beam /
Column/Brace Objects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev,
3D)
Dibujando Losas
En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar
losas mediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~
Draw Rectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...
Ing. J.L.R.H/J.V.V. ([email protected]) pgina 40
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Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los
siguientes niveles:
Select ~ All...
Edit ~ Replicate...
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Definicin de las Cargas a Aplicar al Modelo
Cargas de Gravedad
Define ~ Load Patterns...
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Cargas de las losas
Seleccionamos las losas con:
Select ~ Select/Properties/Slab Section y seleccionar
ALIGERADO20
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Asignamos la carga muerta:
Assign ~ Shell loads/ ~ Uniform...
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Asignamos la carga Viva:
Tenemos 3 tipos de cargas vivas, por lo tanto hay que
seleccionar bien los elementos:
Aulas 300kg/m2
Corredores 400kg/m2
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Azotea 100 kg/m2.
Assign ~ Frame Loads ~ Distributed..
Para el peso de los parapetos se considero h=1.10m y tabiques de
0.25 para los permetros y de 0.15 para los interiores, entonces se
obtiene cargas de 0.4125t/m y 0.2475t/m respectivamente.
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Restriccin en la Base
Assign/Joint ~ Restraints
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Asignacin de Diafragma
A continuacin se debern asignar los diafragmas de entrepisos
Assign ~ Area/ Diaphragm...
Definicin de Masas
Se proceder a indicar a partir de qu cargas se calcular la masa
para
los procedimientos de anlisis de cargas ssmicas.
Define ~ Mass Source...
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Analyze ~
Anlisis Dinmico
Definicin del Espectro de Pseudoaceleracin
A partir de las indicaciones de la Norma Peruana, se define el
espectro:
Parmetros Generales
Factor de zona: Z : 0,4 (Costa Peruana)
Factor de Suelo: S : 1.40; Tp = 0,90 seg.
Factor de Importancia U : 1,50 (Edificacin Escencial)
Factores de Reducci R : RX = 8,00 (Prtico)
RY =3,00 (muros albailera)
Coeficiente ssmico C : 2,50 Para perodos menores a Tp
2,50 x(Tp/T) para perodos mayores a Tp
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Define ~ Functions
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Ingresamos los valores de SC para un tipo de suelo S3, mediante
el archivo SC3.txt
Define ~ Load Case
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Distorsiones (drifts) mximas de entrepiso
Display ~ Show Tables...
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Fuerzas Cortantes de piso
Display ~ Show tables...
Analysis Results Building Output Building Output Story
Shears
Definicin de las Combinaciones de Cargas
A partir de las cargas aplicadas se definieron las siguientes
combinaciones de diseo:
Define ~ Load Combinations...
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Proceso Constructivo
Para definir la secuencia constructiva se deber emplear:
Define ~
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EJEMPLO 3 - Anlisis por cargas de gravedad y cargas ssmicas de
un edificio de muros de Ductilidad Limitada
En la Figura siguiente se muestra la planta arquitectnica tpica
de un edificio de 05 niveles.
Figura 1 Planta Arquitectnica del Piso Tpico
El edificio cuenta con las siguientes caractersticas:
- Muros de concreto armado de 10 cm de espesor. - Concreto en
losas y muros: fc = 175 kg/cm2. - Losas macizas armadas en dos
direcciones de 12 cm de espesor. - Parapetos de concreto de 1.2 m
de altura. - Altura de piso a fondo de losa = 2.30 m. - Ubicado en
la costa, suelo flexible, destinado a vivienda
multifamiliar.
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Figura 2 Esquema estructural de planta
Las cargas a considerar para el edificio son: Carga Muerta:
- Losa maciza, h = 0.12 m. 288 kg/m2. - Piso terminado. 100
kg/m2.
Carga Viva:
- Piso Tpico. 200 kg/m2. - Azotea. 100 kg/m2.
Realizar el anlisis de cargas de gravedad y cargas ssmicas de
acuerdo con los lineamientos de la Norma de Diseo Sismorresistente
NTE.E030.
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DESARROLLO DEL EJEMPLO 3 Edicin de Lneas Gua File ~ New Model ~
use built-in settings with: ~ ok
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En el recuadro anterior se deben ingresar las coordenadas de las
lneas gua para el modelo. Estas lneas gua corresponden a los ejes
de muros y el inicio y el final de los muros.
X Grid Data
1 1 0.000 Primary Show Top 2 1.100 Primary Show Top 3 2.000
Primary Show Top 4 2.750 Primary Show Top 5 3.750 Primary Show Top
6 2 4.150 Primary Show Top 7 5.150 Primary Show Top 8 6.450 Primary
Show Top 9 7.225 Primary Show Top
10 3 8.300 Primary Show Top 11
8.725 Primary Show Top
12 4 9.650 Primary Show Top 13
10.575 Primary Show Top
14 5 11.000 Primary Show Top 15 12.075 Primary Show Top 16
12.850 Primary Show Top 17 14.150 Primary Show Top 18 6 15.150
Primary Show Top 19 15.550 Primary Show Top 20 16.550 Primary Show
Top 21 17.300 Primary Show Top 22 18.200 Primary Show Top 23 7
19.300 Primary Show Top
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Y Grid Data
1 A 0.000 Primary Show Left 2 1.475 Primary Show Left 3 2.895
Primary Show Left 4 B 4.345 Primary Show Left 5 5.195 Primary Show
Left 6 C 7.475 Primary Show Left 7 7.895 Primary Show Left 8 9.525
Primary Show Left 9
10.575 Primary Show Left
10 D 11.475 Primary Show Left 11 13.425 Primary Show Left 12 E
14.325 Primary Show Left 13 15.225 Primary Show Left 14 15.975
Primary Show Left 15 F 17.575 Primary Show Left
Tambin hay que proporcionar la informacin de pisos (Story).
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Definicin de Materiales Define ~ Material Properties
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Definicin de Secciones Define ~ Frame Sections
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Definicin de Muros Define ~ Section Properties / Wall
Sections
Definicin de Losa Define ~ Section Properties / Slab
Sections
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Modelo de Anlisis
Dibujando los Muros En una vista de planta del primer piso se
proceder a dibujar los muros mediante la herramienta: Draw ~ Draw
Floor/ Wall Object... ~ Draw Walls (Plan)...
Figura 3 Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo
estructural (muros) Modelo de Anlisis Dibujando las Vigas. En una
vista de planta del primer piso se proceder a dibujar vigas
mediante la herramienta herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/Brace
Objects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev, 3D)
Figura 4 Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo
estructural (vigas) Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina
64
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Select ~ By Line Object Type... ~ Beam Assign ~ Frame/Line ~
Frame Releases/Partial Fixity...
Modelo de Anlisis Dibujando las Losas. En una vista de planta
del primer piso se proceder a dibujar las losas mediante las
herramientas: DraW ~ Draw Area Objects... ~ Draw Rectangular Areas
(Plan, Elev).. DraW ~ Draw Area Objects... ~ Draw Areas (Plan,
Elev, 3d)..
Figura 5 Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo
estructural (losas) Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina
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Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los
siguientes niveles:
Select ~ All... Edit ~ Replicate...
Figura 6 Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo
estructural
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 66
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Definicin de las Cargas a Aplicar al Modelo Cargas de
Gravedad
Define ~ Load Patterns...
Para poder seleccionar las losas a las que se les aplicar las
cargas de gravedad, se emplear: View ~ Set display Options
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 67
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Asignamos la carga muerta: Assign ~ Shell loads/ ~
Uniform...
En la azotea:
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Figura 7 Asignacin de cargas en losas del piso tpico: carga
muerta (izquierda) y viva
(derecha) Cargas en tabiques y parapetos Assign ~ Frame Loads ~
Distributed...
Mediante esta herramienta se asignan las cargas correspondientes
a los parapetos (CM = 288 kgf/m)
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Figura 8 Asignacin de cargas en vigas del piso tpico: carga
muerta
Edicin del Modelo Se proceder a identificar cada muro como una
pila (Pier Labels) de manera de tener las fuerzas internas
calculadas (integradas matemticamente) de estos elementos como si
se trataran de barras. Para poder seleccionar muros en todos los
niveles, se emplear: View ~ Set Display Options Select ~ All...
View ~ Set 3D View
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En una vista en planta se seleccionarn los muros a los que se
les asignar los nombres de pila (pier label) Assign ~ Shell/Area ~
Pier Label...
Figura 9 Asignacin de nombres de pila para los elementos tipo
wall
M05A M06A
M07A M08A
M09A
M10A M11A
M15
M12A M13A M14A
M01A M02A M03A M04A
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Asignacin de Diafragma A continuacin se debern asignar los
diafragmas de entrepisos Assign ~ Shell/ Diaphragm...
Figura 10 Asignacin de diafragmas rgidos Edicin del Modelo
Definicin de Masas Se proceder a indicar a partir de qu cargas se
calcular la masa para los procedimientos de anlisis de cargas
ssmicas. Define ~ Mass Source...
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 72
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Analyze ~ Set active Degrees of Freedom
Edicin del Anlisis Modal Define ~ Modal Case
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 73
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Anlisis Dinmico Definicin del Espectro de Pseudoaceleracin A
partir de las indicaciones de la Norma Peruana, se define el
espectro: Parmetros Generales Factor de zona, Z : 0,4 (Costa
Peruana) Factor de Suelo, S : 1.40; Tp = 0,90 seg. Factor de
Importancia, U : 1,00 (Edificacin Comn) Factores de Reduccin, R :
RX = (4) = 3,00 (muros de ductilidad limitada *) RY = (4) = 3,00
(muros de ductilidad limitada *) Coeficiente ssmico, C : 2,50; para
perodos menores a Tp : 2,50 x (Tp/T) para perodos mayores a Tp (*
Considerado como una estructura irregular) Define ~ Functions ~
Response Spectrum
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Define ~ Load Cases
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 75
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Combinaciones de Cargas Definicin de las Combinaciones de Cargas
A partir de las cargas aplicadas se definieron las siguientes
combinaciones de diseo: Define ~ Load Combinations... CU1 = 1,4 CM
+ 1,7 CV CU2x = 1,25 CM + 1,25 CV + CSx CU2y = 1,25 CM + 1,25 CV +
CSy CU3x = 0,90 CM + CSx CU3y = 0,90 CM + CSy NOTA: de acuerdo con
la comparacin entre el anlisis esttico y dinmico se determinar el
factor de escala por el que hay que multiplicar los casos de carga
ssmica (CSx y CSy) Proceso Constructivo Ing. J.L.R.H./J.V.V.
([email protected]) Pagina 76
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Para definir la secuencia constructiva se deber emplear: Define
~ Add Sequential Construction Case...
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 77
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EJEMPLO 4 - Anlisis por Cargas de Gravedad y Cargas Ssmicas de
un Edificio de Placas y Prticos de Concreto Armado
En la Figura siguiente se muestra la planta arquitectnica tpica
de un edificio de oficinas de 06 niveles.
Figura 1 Planta Arquitectnica del Piso Tpico El edificio cuenta
con las siguientes caractersticas:
- Placas de concreto armado de 25 cm de espesor. - Concreto en
columnas, vigas, losas y placas: fc = 210 kg/cm2. - Losas
aligeradas armadas en una direccin, de 17 cm y losas macizas
armadas en dos direcciones de 15 cm de espesor. - Parapetos de
concreto de 1.2 m de altura y 0.10 m de espesor. - Altura de piso a
piso = 2.65 m. - Ubicado en la costa, suelo flexible, destinado a
oficinas. - Vigas de seccin rectangular de 25 x 50 cm.
En la siguiente Figura se muestra el esquema estructural de
acuerdo con las columnas y placas de concreto armado
propuestas.
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 78
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Figura 2 Esquema estructural de planta Las cargas a considerar
para el edificio son: Carga Muerta:
- Losa aligerada, h = 0.17 m. 280 kg/m2. - Losa maciza, h = 0.15
m. 360 kg/m2. - Piso terminado. 100 kg/m2.
Carga Viva:
- Piso Tpico. 300 kg/m2. - Azotea. 100 kg/m2.
Realizar el anlisis, diseo y detalle (Detailing) estructural de
acuerdo con los lineamientos de la Norma Peruana NTE.E030.
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 79
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DESARROLLO DEL EJEMPLO 4 Edicin de Lneas Gua File ~ New Model ~
Use Settings from a Model File Seleccionar un archivo *EDB que
contenga props. Secc., espectros, etc.
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En el recuadro anterior se deben ingresar las coordenadas de las
lneas gua para el modelo. Estas lneas gua corresponden a los ejes
de muros y el inicio y el final de los muros.
X Grid Data
1 1 0.000 Primary Show Top 2
1.200 Primary Show Top
3 2 7.575 Primary Show Top 4 3 10.050 Primary Show Top 5 4
11.375 Primary Show Top 6 5 12.725 Primary Show Top 7
15.525 Primary Show Top
8 6 16.675 Primary Show Top 9 7 17.825 Primary Show Top
10 8 19.150 Primary Show Top 11 9 21.825 Primary Show Top
12
28.500 Primary Show Top 13 10 29.700 Primary Show Top
Y Grid Data
1 A 0.000 Primary Show Left 2
2.250 Primary Show Left
3 B 3.725 Primary Show Left 4
5.100 Primary Show Left
5
6.300 Primary Show Left 6 C 8.025 Primary Show Left 7
8.600 Primary Show Left
8 D 11.175 Primary Show Left 9
12.650 Primary Show Left
10 E 14.900 Primary Show Left
Tambin hay que proporcionar la informacin de pisos (Story).
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Definicin de Caractersticas de los Materiales Define ~ Material
Properties...
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Definicin de las Propiedades Geomtricas de las Secciones de
Barras Define ~ Section Properties ~ Frame Sections...
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Definicin de las Propiedades Geomtricas de las Secciones de
Placas y de Losas Define ~ Section Properties ~ Wall Sections
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Define ~ Section Properties ~ Slab Sections
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Modelo de Anlisis Dibujando los Muros. En una vista de planta
del primer piso se proceder a dibujar los muros mediante la
herramienta:
Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~ Draw Walls (Plan)...
Figura 3 Vista en planta del modelo estructural (solo muros)
Modelo de Anlisis Dibujando las Vigas y Columnas. En una vista
de planta del primer piso se proceder a dibujar las vigas mediante
la herramienta: Draw ~Draw Beam/Column/Brace Objects...~Draw
Beam(Plan,Elev,3D)... En una vista de planta del primer piso se
proceder a dibujar las columnas mediante la herramienta: Draw ~Draw
Beam/Column/Brace Objects...~Quick Draw Columns(Plan,3D)...
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Figura 4 Vista en planta del modelo estructural (vigas)
Asignacin de brazos rgidos en vigas Select ~ By Object Type... ~
Beam Assign ~ Frame/Line ~ End (Length) Offset...
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Modelo de Anlisis Dibujando las Losas. En una vista de planta
del primer piso se proceder a dibujar las losas mediante las
herramientas: Draw ~ Draw Floor/Wall Objects...~Draw Rectangular
Floor/Wall (Plan, Elev).. Draw ~ Draw Floor/Wall Objects...~Draw
Floor/Wall (Plan, Elev, 3D)..
Figura 5 Vista en planta del modelo estructural (losas) Edicin
del Modelo Replicando el primer piso ya modelado, se puede
completar los siguientes niveles: Select ~ Select All... Edit ~
Replicate...
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Figura 6 Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo
estructural
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Definicin de las Cargas a Aplicar al Modelo Cargas de Gravedad
Define ~ Load Patterns...
Para poder seleccionar las losas (de manera aislada) a las que
se les aplicar las cargas de gravedad. Se recomienda el comando de
visualizacin que permite ocultar algunos elementos estructurales:
View ~ Set Display Options...
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Aplicacin de las cargas de gravedad Assign ~ Shell Loads ~
Uniform...
En la losa maciza
En losas tipicas
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En la azotea:
Figura 7 Asignacin de cargas en losas del piso tpico: carga
muerta (izquierda) y carga viva (derecha)
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Figura 8 Asignacin de cargas en losas de la azotea: carga muerta
(izquierda) y viva (derecha)
Cargas en tabiques y parapetos Assign ~ Frame Loads ~
Distributed...
Mediante esta herramienta se asignan las cargas correspondientes
a los parapetos (CM = 288 kgf/m)
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 93
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Figura 9 Asignacin de cargas en vigas del piso tpico:
parapetos.
Edicin del Modelo Se proceder a identificar cada muro como una
pila (Pier Label) de manera de tener las fuerzas internas de estos
elementos. Para poder seleccionar muros en todos los niveles, se
emplear: View ~ Set Display Options...
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 94
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En una vista en planta y con el modo de edicin en All Stories se
seleccionarn los muros a los que se les asignarn los nombres de
pila (pier label). Assign ~ Shell/Area ~ Pier Label...
Figura 10 Asignacin de nombres de pila (Pier Label) a los muros
Por simetra se han colocado nombres de pila similares (A y B) a
elementos simtricos. Asignacin de diafragmas de entrepisos Assign ~
Shell ~ Diaphragms...
Figura 12 Asignacin de diafragmas rgidos
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Definicin de Masas Se proceder a indicar a partir de qu cargas
se calcular la masa para los procedimientos de anlisis de cargas
ssmicas. Define ~ Mass Source...
Analyze ~ Set Active Degrees of Freedom...
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Anlisis Dinmico Definicin del Espectro de Pseudoaceleracin A
partir de las indicaciones de la Norma Peruana, se define el
espectro: Parmetros Generales Factor de zona, Z : 0,4 (Costa
Peruana) Factor de Suelo, S : 1.40; Tp = 0,90 seg. Factor de
Importancia, U : 1,00 (Edificacin Comn) Factores de Reduccin, R :
RX = (6) = 4,50 (placas de concreto armado *) RY = (6) = 4,50
(placas de concreto armado *) Coeficiente ssmico, C : 2,50; para
perodos menores a Tp : 2,50 x (Tp/T) para perodos mayores a Tp (*
Considerado como una estructura irregular) Define ~ Response
Spectrum Functions...
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Define ~ Load Cases... Add New Case Load Case Type = Response
Spectrum
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Combinaciones de Cargas Definicin de las Combinaciones de Cargas
A partir de las cargas aplicadas se definieron las siguientes
combinaciones de diseo: Define ~ Load Combinations...
CU1 = 1,4 CM + 1,7 CV CU2x = 1,25 CM + 1,25 CV + (FEXX) .CSx
CU2y = 1,25 CM + 1,25 CV + (FEYY).CSy CU3x = 0,90 CM + (FEXX) CSx.
CU3y = 0,90 CM + (FEYY).CSy NOTA: de acuerdo con la comparacin
entre el anlisis esttico y dinmico se determinar el factor de
escala por el que hay que multiplicar los casos de carga ssmica
(CSx y CSy) Divisin (interna) de todos los muros Para una mejor
prediccin de los esfuerzos se recomienda dividir internamente todos
los muros (Object Wall) con elementos finitos rectangulares de
lados no mayores a 1m. En los pisos no es necesaria hacer esta
divisin. Select ~ Select ~ Object Type ~ Walls... Assign ~ Shell ~
Wall Auto Mesh Options ...
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Proceso Constructivo Para definir la secuencia constructiva se
deber emplear: Define ~ Add Construction Sequence Case...
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 101
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Manejo de Resultados Los resultados del anlisis del edificio se
pueden visualizar en pantalla o mostrarlos en hojas de clculo.
Desplazamientos de los Centros de Masa Se recomienda cambiar
temporalmente las unidades a ton-cm Display ~ Show Tables...
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~ Export To Excel... Cortante Basal en el Edificio Los
resultados de cortante basal para los casos de carga dinmica para
el edificio son:
Display ~ Show Tables...
Se muestran las fuerzas en el edificio en el primer piso: VdinXX
= 556.79 ton VdinYY = 593.77 ton Fuerzas Internas en las Placas
Para obtener las fuerzas internas en las placas se seleccionan
estos elementos: Select ~ Label ~ Pier Label... Se escogen las
pilas que se van a disear:
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Display ~ Show Tables...
Los resultados de fuerzas internas de las placas se copian a una
hoja de excel y se editan para realizar los procedimientos de
diseo. Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 104
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Verificacin del Cortante Basal Primero se obtienen las masas en
cada piso del edificio para calcular el cortante basal esttico:
Display show tables ~ Model ~ Structure Data Mass Summary ~ Mass
Summary By Story Las masas del edificio se copian a un archivo de
Excel para poder estimar El cortante basal esttico.
Story Diaphragm MassX MassY MMI XM YM PISO-06 T6 29.5758 29.5758
3278.55 14.838 7.685 PISO-05 T5 43.1256 43.1256 4413.60 14.853
7.708 PISO-04 T4 43.2813 43.2813 4413.60 14.861 7.707 PISO-03 T3
43.2813 43.2813 4413.60 14.861 7.707 PISO-02 T2 43.2813 43.2813
4413.60 14.861 7.707 PISO-01 T1 44.9165 44.9165 4584.67 14.881
7.714
Peso Total 2427.6 ton
El cortante en la base para ambas direcciones se ha estimado en:
Vest = 755.25 ton. Como la estructura es irregular, el Vdn debe ser
mayor o igual al 90 % del cortante esttico. 90 % Vest = 679.73 ton.
Los cortantes dinmicos en el primer piso son: VdinXX = 556.79 ton
VdinYY = 593.77 ton Por lo que los factores de escala que se deben
emplear son: F.E. XX = 1.22 F.E. YY = 1.14
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Diseo y Detallado de Elementos Estructurales Design ~ Concrete
Frame Design ~ View/Revise Preferences
Design ~ Concrete Frame Design ~ Select Design Combinations
Design ~ Concrete Frame Design ~ Start Design/Check
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Design ~ Shear Wall Design ~ View/Revise Preferences
Design ~ Shear Wall Design ~ Select Design Combinations
Design ~ Shear Wall Design ~ Start Design/Check
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 107
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Detailing ~ Start Detailing
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EXAMEN FINAL
Nombre:_________________________________________________________
E-mail: __________________________________________________________
En la Figura siguiente se muestra el esquema estructural de un
edificio de 02 niveles.
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 109
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El edificio es de albailera confinada de 02 niveles. Las
columnas de confinamiento son C1 de 15cmx25cm. El sistema de techos
consiste en losas aligeradas armadas en una direccin de 20cm de
espesor. El sistema de vigas corresponde a vigas chatas VCH1 de
25cmx20cm. Material: Concreto E = 2,2x106 ton/m2 V = 0.15 Albailera
E = 2,25x105 ton/m2 V = 0.25 Las cargas a considerar para el
edificio son: Carga Muerta:
- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2. - Piso terminado. 100
kg/m2.
Carga Viva:
- Sobrecarga. 200 kg/m2. Realice el anlisis ssmico espectral en
ambas direcciones (calcular las distorsiones o derivas de
entrepiso) siguiendo los lineamientos de la norma NTE.E030 y
considerando los siguientes parmetros ssmicos: Factor de zona, Z :
0.40 (Costa Peruana) Factor de Suelo, S : 1.40 Tp = 0,90 seg.
Factor de Importancia, U : 1.00 (Edificacin Comn) Factores de
Reduccin, R : Rx = 3 (muros de albailera confinada) Ry = 3 (muros
de albailera confinada) Coeficiente ssmico, C : 2.50; para perodos
menores a Tp : 2.50 x (Tp/T) para perodos mayores a Tp Puede
utilizar los manuales de las clases anteriores. El modelo final
debe ser publicado en el Campus Virtual, y si es necesario, con
algunas hojas en Excel para justificar los clculos de la distorsin
mxima de entrepiso y fuerza cortante basal.
Ing. J.L.R.H./J.V.V. ([email protected]) Pagina 110
ETABS 2013 para CIP - parte 1ETABS 2013 para CIP - Parte 2
