Manual Básico Para Etabs

7/25/2019 Manual Bsico Para Etabs

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UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA MONTERA

Manual Bsico para ETABS

Jorge Enrique Cruz Benedetti

Profesor de Anlisis Estructural

[Una gua rpida para utilizar el programa ETABS de Computers & Structures Inc. a travs de un ejemplo de

estructura real, de conformidad con la Norma Colombiana de Construccin Sismo Resistente NSR-98] .


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Prlogo

El programa ETABS de la casa CSI (Computers & Structures Inc.) de Berkeley, Californiaest orientado hacia el anlisis y diseo de edificios de concreto reforzado y acero. Eshermano de SAP2000, el cual a su vez est orientado hacia cualquier tipo de estructura(incluidos edificios).

CSI (Computers & Structures Inc.) de Berkeley ha desarrollado adems de losanteriormente mencionados, SAFE, (losas y cimentaciones), CSICOL, (anlisis de

columnas), PERFORM3D, (anlisis de segundo orden) y SECTION BUILDER, (anlisis desecciones, ya no aparece en su catlogo).

Todos los programas de CSI tienen una interfaz casi igual y con la misma organizacinpara la entrada y salida de datos, por lo que se hace ms corta la curva de aprendizajeentre los diferentes paquetes.

Existen muchos manuales para el uso de ETABS y en la pgina web de CSI se puedenbajar tutoriales en video sobre sus programas, pero en este texto se enfocar suaprendizaje a travs del anlisis completo de un edifico de 9 pisos, incluido anlisisesttico, dinmico y secuencia de construccin.

Jorge Enrique Cruz Benedetti


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Tabla de contenido1 Aspectos bsicos .................................................................................................. 5

1.1 Descripcin de los mens y comandos .............................................................. 5

1.2 Creacin del modelo ...................................................................................... 111.2.1 Sistema de unidades............................................................................... 121.2.2 Nuevo modelo ......................................................................................... 121.2.3 Opciones de color.................................................................................... 14

2 Definir................................................................................................................. 152.1 Materiales ..................................................................................................... 162.2 Secciones ..................................................................................................... 16

2.2.1 Columnas................................................................................................ 162.2.2 Vigas ...................................................................................................... 172.2.3 Placas y muros......................................................................................... 18

2.3 Casos de carga ............................................................................................. 192.3.1 Carga muerta, viva, peso propio............................................................... 192.3.2 Carga ssmica ......................................................................................... 202.3.3 Carga de viento ....................................................................................... 212.3.4 Espectro de diseo .................................................................................. 22

2.4 Combinaciones de carga ................................................................................ 243 Dibujar................................................................................................................ 26

3.1 Opciones de vista .......................................................................................... 263.2 Dibujar vigas ................................................................................................. 27

3.2.1 Vigas maestras o principales .................................................................... 273.2.2 Vigas auxiliares o secundarias.................................................................. 28

3.2.3 Viguetas.................................................................................................. 293.3 Dibujar columnas ........................................................................................... 293.4 Dibujar plantilla y huecos ................................................................................ 303.5 Dibujar muros ................................................................................................ 31

4 Asignar............................................................................................................... 324.1 Restricciones para los apoyos........................................................................ 334.2 Diafragma ..................................................................................................... 334.3 Cargas verticales ........................................................................................... 34

4.3.1 Carga sobre placas .................................................................................. 344.3.2 Carga sobre vigas................................................................................... 34

5 Analizar.............................................................................................................. 355.1 Chequear modelo .......................................................................................... 355.2 Correr anlisis ............................................................................................... 35

6 Mostrar............................................................................................................... 366.1 Cargas verticales aplicadas ............................................................................ 366.2 Cargas verticales generadas (por rea aferente).............................................. 376.3 Cargas horizontales generadas...................................................................... 37

6.3.1 Ssmicas estticas ................................................................................... 376.3.2 Viento ..................................................................................................... 38


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6.4 Desplazamientos ........................................................................................... 386.5 Derivas ......................................................................................................... 396.6 Diagramas de momento, cortante, axial, torsin............................................... 40

6.7 Reacciones ................................................................................................... 406.8 Modos de vibracin y desplazamientos........................................................... 417 Editar................................................................................................................. 42

7.1 Insertar pisos ................................................................................................. 427.2 Cambiar nombres de pisos ............................................................................. 437.3 Visualizar en OpenGL. ................................................................................... 437.4 Cambiar rango de cargas horizontales............................................................ 44

7.4.1 Ssmica ................................................................................................... 447.4.2 Fuente de masa para generacin de fuerzas ssmicas............................... 447.4.3 Viento ..................................................................................................... 45

8 Refinar anlisis ................................................................................................... 458.1 Efectos P-Delta.............................................................................................. 458.2 Cumplir deriva ............................................................................................... 458.3 Cortante basal ............................................................................................... 47

8.3.1 Asignar grupo .......................................................................................... 478.3.2 ngulos principales de la estructura.......................................................... 478.3.3 Factor de escala ...................................................................................... 49

8.4 Deriva y desplazamientos............................................................................... 519 Diseo ................................................................................................................ 53

9.1 Diseo de elementos de concreto ................................................................... 539.1.1 Cdigo de diseo ..................................................................................... 53

9.1.2 Parmetros de diseo .............................................................................. 539.1.3 reas de acero ........................................................................................ 549.1.4 Diseo interactivo .................................................................................... 579.1.5 Muros cortantes ....................................................................................... 57

10 Secuencia de construccin ............................................................................... 6111 Impresin de resultados ................................................................................... 65

11.1 Datos de entrada ........................................................................................ 6511.1.1 Lista de materiales............................................................................... 6511.1.2 Fuerzas ssmicas y de viento auto-generadas; espectros de diseo......... 66

11.2 Datos de salida ........................................................................................... 6711.2.1 Anlisis ................................................................................................ 6711.2.2 Diseo ................................................................................................. 6711.2.3 Resumen ............................................................................................. 68

12 Generacin y exportacin de videos, dibujos y archivos..................................... 7012.1 Videos ....................................................................................................... 7012.2 Dibujos ...................................................................................................... 7012.3 Archivos ..................................................................................................... 72


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1 Aspectos bsicos

Para emprender con propiedad este curso y poder entenderlo, los alumnos deben tenerunos conocimientos bien cimentados de anlisis estructural tanto esttico como dinmico.

1.1 Descripcin de los mens y comandos

Al inicio de ETABS aparecer la siguiente pantalla en la cual aparece un pop-up de tips osugerencias; vale la pena que la deje activada y que lea los tips ya que son tiles.

Figura 1-1

En la primera fila se encuentra la barra de men con las siguientes opciones:

Mens de primer orden:

File Archivo Edit Editar

View Ver

Define Definir

Draw Dibujar

Select Seleccionar

Assign Asignar

Analyze Analizar


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Display Mostrar

Design Disear

Help Ayuda

Submens o mens de segundo orden:

File:

File: New model Nuevo modelo

File: Open Abrir

File: Save Guardar

File: Save as Guardar como

File: Import Importar

File: Export Exportar

File: Create video Crear video File: Print setup Ajustes de impresin

File: Print preview Vista preliminar de impresin File: Print graphics Imprimir grficos

File: Print table Imprimir tablas

File: Capture enhanced metafile Capturar meta-archivos

File: Capture dxf files Capturar archivos dxf

File: Capture picture Capturar figuras

File: Modify/show project info Modificar/mostrar info proyecto

File: User comments and log Comentarios y registro de la sesin

File: Last analysis log Registro del ltimo anlisis File: Display input/putput Mostrar archivos entrada/salida

File: Delete analysis files Borrar archivos del ltimo anlisis

Edit:

Edit: Undo Deshacer Edit: Redo Rehacer

Edit: Cut Cortar

Edit: Copy Copiar

Edit: Paste Pegar

Edit: Delete Borrar Edit: Add to model from template Aadir al modelo de plantilla

Edit: Replicate Replicar

Edit: Undo Deshacer

Edit: Grid data Datos grilla

Edit: Story data Datos pisos

Edit: References planes Planos de referencia

Edit: Merge points Fusionar puntos


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Edit: Align points/lines Alinear puntos/lneas

Edit: Move points/lines Mover puntos/lneas

Edit: Expand/shrink areas Expandir/contraer reas

Edit: Merge areas Fusionar reas Edit: Mesh areas Mallar reas

Edit: Split area edge Separar bordes reas

Edit: Joint lines Unir lneas

Edit: Divide lines Dividir lneas

Edit: Extrude points to lines Extrur puntos a lneas

Edit: Extrude lines to areas Extrur lneas a reas

Edit: Auto relabel all Re-etiquetar todo

View:

View: Set 3D view Situar en 3D View: Set plan view Situar en planta

View: Set elevation view Situar en elevacin

View: Set building view limits Ajustar lmites de vistas

View: Set building view options Ajustar opciones de vistas

View: Rubberband zoom Acercamiento elstico

View: Restore full view Restaurar vista completa

View: Previous zoom Acercamiento previo View: Zoom in one step Acercamiento paso a paso

View: Zoom out one step Alejamiento paso a paso

View: Pan Desplazar View: Measure Medir

View: Change axes location Cambiar lugar ejes

View: Show selection only Mostrar seleccin solamente

View: Show all Mostrar todo

View: Show selection only Mostrar seleccin solamente

View: Save custom view Guardar vista personalizada

View: Show custom view Mostrar vista personalizada

View: Refresh window Refrescar ventana

View: Refresh view Refrescar vista

View: Create OpenGL view Crear vista OpenGL

Define:

Define: Materials properties Propiedades materiales

Define: Section properties Propiedades secciones

Define: Wall/slab/deck properties Propiedades muros/placas/decks

Define: Link properties Propiedades de enlaces

Define: Frame nonlinear hinge Bisagras de barras no-lineales


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Define: Diaphragms Diafragmas

Define: Groups Grupos

Define: Section cuts Corte secciones

Define: Response spectrum functions Espectros de diseo Define: Time history functions Funciones historia-tiempo

(cronolgico)

Define: Static load cases Casos de carga esttica

Define: Response spectrum cases Casos de espectros de diseo

Define: Time history cases Casos de historia-tiempo

Define: Static nonlinear/pushover cases Casos esttico no-lineal/rendimiento

Define: Add sequential construct. case Caso de secuencia construccin

Define: Load combinations Combinaciones de carga

Define: Add default design combo Combos de diseo por defecto Define: Convert combos to nonlinear Conv. combos desempeo no-lineal

Define: Special sismic load effects Efectos ssmicos especiales

Define: Mass source Fuente de masa

Draw:

Draw: Select object Seleccionar objeto

Draw: Reshape object Reformar objeto

Draw: Draw point objects Dibujar objetos punto

Draw: Draw line objects Dibujar objetos lnea

Draw: Draw area objects Dibujar objetos rea

Draw: Draw developed elevations def Dibujar elevaciones definidas Draw: Draw sectioin cuts Dibujar cortes de seccin

Draw: Draw dimension line Dibujar lnea de dimensin

Draw: Draw reference point Dibujar punto de referencia

Draw: Snap to Ajustar a

Select:

Select: At pointer/in window Con puntero/ventana

Select: Intersecting line Con lnea

Select: On XY plane En plano XY

Select: On XZ plane En plano XZ Select: On YZ plane En plano YZ

Select: By groups Por grupos

Select: By frame sections Por secciones de barras

Select: By wall/slab/deck sections Por secciones de muros/places/deck

Select: By link properties Por propiedades de enlaces

Select: By line object types Por tipos de objetos de lnea

Select: By area object types Por tipos de objetos de rea


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Select: By pier ID Por identificacin de pilar

Select: By spandrel ID Por identificacin de viga

Select: By story level Por nivel de piso

Select: All Todo Select: Invert Invertir (seleccin)

Select: Deselect Deseleccionar

Select: Get previous selection Seleccin anterior

Select: Clear selection Limpiar seleccin

Assign:

Assign: Joint/point Nudo/punto

Assign: Frame/line Barra/lnea

Assign: Shell/area Cscara/rea

Assign: Joint/point loads Cargas en nudo/punto Assign: Frame/line loads Cargas en barra/lnea

Assign: Shell/area loads Cargas en cscaras/reas

Assign: Clear display of assigns Limpiar asignaciones

Assign: Copy assigns Copiar asignacin

Assign: Paste assigns Pegar asignacin

Analysis:

Analyse: Set analysis options Fijar opciones de anlisis

Analyse: Check model Chequear modelo Analyse: Run analysis Correr anlisis

Analyse: Run const.sequence Correr anlisis secuencia deconstruccin

Analyse: Calcul.diaph.center Calcular centro de rigidez dediafragmas

Analyse: Run static nonlinear Correr anlisis esttico no-lineal

Display:

Display: Show undefor. shape Mostrar forma indeformada

Display: Show loads Mostrar cargas Display: Show deformed shape Mostrar deformada Display: Show mode shape Mostrar modos

Display: Show member force Mostrar fuerzas/esfuerzos enbarras/reas

Display: Show energy/virtual work Mostrar trabajo virtual/energa

Display: Show reponse spectrum Mostrar espectro de respuesta

Display: Show time-history traces Mostrar trazos cronolgicos


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Display: Show static pushover curve Mostrar curva desempeo esttico

Display: Show story response plots Mostrar grfica respuesta de pisos

Display: Show tables Mostrar tablas

Design:

Design: Steel frame design Diseo de acero

Design: Concrete frame design Diseo de concreto

Design: Composite beam design Diseo de viga compuesta

Design: Steel joist design Diseo de viga de acero

Design: Shear wall design Diseo de muro cortante

Options:

Options: Preferences Preferencias Options: Colors Colores

Options: Windows Ventanas

Options: Set calculator memory Fijar memorias de calculadora

Options: Show tips at startup Mostrar sugerencias al comenzar

Options: Show bounding plane Mostrar planos ligados

Options: Moment diagrams on tensin Diagramas momento en lado tensin

Options: Sound Sonido

Options: Lock model Bloquear modelo

Options: Auto save model Auto guardar modelo

Options: Sound Sonido Options: Show aerial view window Mostrar ventana vista area

Options: Show floating property window Mostrar ventana flotante depropiedades

Options: Show crosshairs Mostrar cruz

Options: Enhanced graphics Grficos mejorados

Options: Reset toolbars Restaurar barras de menu

Help:

Help: Search for help on Buscar ayuda en

Help: Documentation and tutorials Documentacin y tutoriales Help: CSI on the Web CSI en la Web

Help: About ETABS Acerca de ETABS

Estos submens pueden varan ligeramente dependiendo de la versin del paquete.


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La manera de enfocar la entrada y salida de datos en ETABS es a travs de los verbosque figuran en dicho men, los cuales se pueden conjugar en cualquier orden, pero serecomienda el siguiente: Definir, Dibujar, Seleccionar, Asignar, Analizar y Disear.

Las otras lneas corresponden a los iconos correspondientes a dichos comandos y serecomienda personalizar dicha barra con el fin de tener todos los iconos (atajos)disponibles para mayor rapidez: clique botn derecho sobre dicha barra y aada ydistribuya los iconos a su gusto en sentido horizontal o vertical. Aqu se utilizar el mende comandos con el fin de que el alumno se familiarice con el programa antes de usar losatajos. Los submens correspondientes a los comandos se estudiarn a medida que sedesarrolle el curso.

En este texto se utilizar : para separar los comandos men, sub-men, sub-sub-men;as por ejemplo:

Define: Define frame sections: Modify/show property.o Section name.o Reinforcement.

Implicar un comando de tercer o cuarto nivel.

1.2 Creacin del modelo

En ETABS el sistema de coordenadas se establece en funcin de los pisos: en planta setiene X y Y y en elevacin se tienen los pisos.

Se trabaja con objetos punto, objetos lnea y objetos reas dibujados sobre una grilla desoporte que se selecciona coincidente con los ejes de la estructura (primarios) y ejesauxiliares (secundarios) para vigas o elementos auxiliares.

Como se pudo ver en 1.1, la variedad de comandos de ETABS es extensa, de maneraque sera imposible abarcar todos en este curso. Sin embargo, se pretender utilizar losms necesarios quedando de parte del estudiante la exploracin de los otros.

Aunque ya existen versiones de ETABS traducidas al espaol, en este texto se trabajaren el idioma ingls, el cual es muy tcnico y no presenta mucha complejidad.

Para el propsito del curso se modelar un edificio en concreto reforzado de 8 entre pisoscon:

4 luces en el sentido X de 6, 7, 5.5 y 6.2 metros.

3 en el sentido Y de 5.6, 6.5 y 4.8 metros.

Las alturas de entrepisos sern de 3 metros.

Los entrepisos estarn modelados con vigas maestras y viguetas unidireccionalesen el sentido Y.


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La estructura ser de tipo dual de acuerdo a la NSR-98 (prticos dctiles msmuros cortantes).

La carga muerta ser de 0.4 Tf/m2; la viva de 0.2 Tf/m2.

El espectro de diseo para anlisis modal ser el correspondiente a amenaza

ssmica intermedia de la NSR-98 con Aa=0.15; I=1.0 y S=1.5.

Figura 1-2

1.2.1 Sistema de unidades

Seleccione en la parte inferior derecha Ton-m para trabajar en estas unidades; elprograma tiene una gran variedad y automticamente convierte unas en otras: siusted cambia a kN-m todos los parmetros definidos de secciones, materiales,cargas, etc. sern convertidos de Ton-m a kN-m.

1.2.2 Nuevo modelo

Seleccione File:New model: Default.edb: Uniform grid spacing (espacio de grillauniforme).

Coloque 5 en Number of lines in X Direction (nmero de lneas en X). Coloque 4 en Number of lines in Y Direction (nmero de lneas en Y). A continuacin Custom grid spacing (espacio de grilla personalizado). En la parte derecha ponga 1 en Number of stories (nmero de pisos).


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Seleccione Grid only (solo grilla) en la parte inferior y presione Edit grid (editargrilla).

Figura 1-3

En el siguiente submen Define Grid Data (definir datos de la grilla):

Figura 1-4

Seleccionar Spacing (espacios). En la parte de X Grid Data (dato de grilla en X) cambiar as: B 7*; C 5.5; D 6.2.


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En la parte de Y Grid Data (dato de grilla en Y) cambiar asi: 1 5.6; 2 6.5; 3 4.8. Deje Primary (primaria) en Line Type (tipo de lnea). Deje Show (mostrar) en Visibility (visibilidad).

Dejar Top (arriba) en Bubble Loc (localizacin de burbuja de eje) en X. Dejar Left (izquierda) en Bubble Loc (localizacin de burbuja de eje) en Y. Dejar 1.25 en Bubble Size (tamao de burbuja). Presione OK dos veces.

* Si usted coloca `700cm o `7000mm, el programa automticamente convertir esamedida a 7 m.

Se visualizarn entonces dos ventanas: la izquierda con la planta del edificio en el piso 2 yla derecha con una vista en 3D de la grilla de gua. Esta grilla servir de soporte paradibujar todos los objetos punto, lnea o rea del modelo matemtico.

Se modelar completamente la planta estructural del piso 2 con cargas incluidas y luegose replicar siete (7) veces para completar los otros entrepisos.

Es entonces importante que no existan errores en dicha planta o de lo contrario se debercorregir toda la estructura.

Figura 1-5

1.2.3 Opciones de color

Se personalizan los colores de esta manera:


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Seleccione Options: Colors: Display (opciones: Color: Mostrar). Clic izquierdo sobre Columns (columnas); Azul; aceptar.

Clic izquierdo sobre Beams (vigas); Blanco; aceptar. Clic izquierdo sobre Texts (textos); Negro; aceptar. Clic izquierdo sobre Background (fondo); Gris; aceptar. Clic izquierdo sobre Floors (pisos); Rosado; aceptar. Presione OK.

Usted puede personalizar los colores a su gusto si no le agradan los anteriores.

Se guarda el modelo:

File: Save: Modelo.

Es aconsejable que se guarde cada vez que se modifique; si no se est seguro acerca dela modificacin a hacer, se debe guardar con un nombre diferente para preservar elarchivo original. Si resulta la modificacin, se guarda con el nombre original.

Figura 1-6

2 Definir

En este captulo se definirn los materiales, secciones de las barras, placas, casos de cargaesttica, espectros de respuesta, combinaciones de carga y fuentes de masa.


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2.1 Materiales

Se define concreto de 21 MPa:

Define: Materials properties (definir: propiedades de materiales). Hay tres materiales por defecto: CONC, STEEL, OTHER (concreto, acero, otro);

Seleccione CONC; Modify/Show material (modificar/mostrar). Cambie Mdulo de Elasticidad a 2000,000 Ton/m2. Cambie fc a 2100 Ton/m2(resistencia concreto). Cambie fy a 42000 Ton/m2(resistencia acero longitudinal). Cambie fys a 24000 Ton/m2(resistencia acero transversal).

Figura 2-1

2.2 Secciones

Se definen las siguientes secciones:

Columnas: 70x70 cm para los primeros cuatro niveles; 60x60 cm para el resto. Vigas: Cargueras, 40x55 cm; no cargueras 35x55 cm; auxiliares 20x55 cm; viguetas

10X50 cm; adems se define una seccin de reserva de 45x55 cm para laeventualidad de que no alcance con la de 40x55 cm.

Placas: plantilla 5 cm; muro cortante 25 cm.

2.2.1 Columnas

Define: Frame sections (definir: secciones barras).


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Por defecto aparecen unas secciones las cuales se seleccionarn y se borrarn(delete property); deber quedar solo una: W44x135.

Add rectangular (Aadir rectangular):

o Secction name: C70x70 (columna 70x70).o Material: CONC.o Depth: 0.7.o Wide: 0.7.

Reinforcement: cliquear Column; rectangular; ties. Cover to rebar centre (recubrimiento): 0.05. Check/design: Reinforcement to be designed (dar al rea de acero);

si se cliquea Reinforcement to be checked, se deber colocar elnmero de varillas y el programa dir si son suficientes.

A continuacin defina la columna de 60x70 cm.

2.2.2 Vigas

Aada tambin las siguientes vigas: 10x55; 20x55; 35x55; 40x55 y 45X55 con elmismo procedimiento pero seleccione Beam; rectangular y denomnelas V20x55,etc. para diferenciarlas de las columnas. Pngales 4 cm de recubrimiento tantoarriba (top) como abajo (bottom).

Recuerde guardar el archivo cada vez que haga un cambio importante.

Figura 2-2


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2.2.3 Placas y muros

Primero se definir la plantilla:

Define: Define wall/slab/deck sections. Seleccione SLAB1. Modify/show section.

o Section name: PLACA5.o Material: CONC.o Thickness: Membrane: 0.05.o Thickness: Bending: 0.05.o Type: Membrane.o Load distribution: Use special one way load distribution.o OK.

A continuacin defina el muro cortante de 25 cm:

Define: Define wall/slab/deck sections. Seleccione WALL1. Modify/show section.

o Section name: MURO25.o Material: CONC.

o Thickness: Membrane: 0.25.o Thickness: Bending: 0.25.o Type: Shell.o OK.


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Figura 2-3

2.3 Casos de carga

Se definen casos de carga como sigue: peso propio, muerta, viva, sismo y viento.

Para la carga ssmica se utilizar un C (Sa en NSR-98) de 0.26 y k=1.27 calculados de

acuerdo a la NSR-98 para una altura de 24 m y un perodo mximo de 1.2Ta.2.3.1 Carga muerta, viva, peso propio

Define: Static load cases (Definir casos de cargas estticas).

o Cambie DEAD a PPROPIO.o Deje Type como DEAD.o Self weight multiplier en 1 (para considerar el peso propio de la estructura).o Modify load.

Con el mismo procedimiento defina la carga muerta sobre-impuesta y la viva sinfactor de peso propio usando Add new load o modify load si ya existe.


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Figura 2-4

2.3.2 Carga ssmica

Aada la carga SISMOX1:

Define: Static load cases (Definir casos de cargas estticas).

o Load: SISMOX1.o Type: QUAKE.o Add new load.o Auto lateral load: User coefficient.o Modify load.o Modify lateral load:

X Dir+Eccen.Y (torsin accidental sentido horario). Base shear coefficient: 0.28. Building height exp.K: 1.23. Deje Ecc.ratio en 0.05 (5%).

Con el mismo procedimiento aada los casos SISMOX2; SISMOY1 y SISMOY2 conlos siguientes parmetros en Modify lateral load respectivamente:

o X Dir-Eccen.Y (torsin accidental sentido anti-horario).o Y Dir+Eccen.X (torsin accidental sentido horario).o Y Dir-Eccen.Y (torsin accidental sentido anti-horario).


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Los dems parmetros djelos igual.

Figura 2-5

2.3.3 Carga de viento

Aada la carga VIENTOX:

Define: Static load cases (definir casos de cargas estticas).

o Load: VIENTOX.o Type: WIND.o Add new load.o Auto lateral load: UBC97.o Modify load.o Modify lateral load:

Wind direction angle: 0. Winward Coeff.: 0.8. Leeward Coeff.: 0.5. Wind speed: 70 mph. Exposure type: B. Importance factor: 1. Include parapet;parapet height: 1.2. OK.

Con el mismo procedimiento aada la carga VIENTOY pero con:


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Wind direction angle: 90.

Figura 2-6

2.3.4 Espectro de diseo

Se define un espectro de diseo de acuerdo a la NSR-98 para amenaza ssmicaintermedia, cuyos datos estn almacenados en el archivo Intermedia:

Define: Response spectrum functions: Choose function type to add: Spectrum fromfile: Add new function: Browse: Intermedia.

o Function name: MONTERIA.o Clique Period vs. value: Display graph; se deber ver la curva del espectro.o Clique OK.


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Figura 2-7

Define response spectrum cases: Add new spectrum.o Spectrum case name: MONTX.o Damping: 0.05.o Modal combination: CQC (complete quadratic combination).o Directional combination: SRSS (square root sum squares).o Input response spectra: U1 Function: MONTERIA.o Excitation angle: 0.o Scale factor: 1.o OK.

Con el mismo procedimiento aada MONTY con la siguiente variacin:o Input response spectra: U2 Function: MONTERIA.o Excitation angle: 90.o Scale factor: 1.o OK.


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Figura 2-8

2.4 Combinaciones de carga

Se definirn las siguientes combinaciones de cargas para el diseo de los elementos deconformidad con los ttulos A y B de la NSR-98 (literales A.3.7.1 y B.2.4.2) suponiendo unR aproximado de 5/(.9*.9)=~0.25.

La primera combinacin COMB0 sin factor de mayoracin servir para chequear flechas ypara las cargas sobre la cimentacin.

0. 1.0PPROPIO+1.0MUERTA+1.0VIVA.1. 1.4PPROPIO+1.4MUERTA+1.7VIVA.2. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA+0.25SISMOX1.3. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA-0.25SISMOX1.

4. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA+0.25SISMOX2.5. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA-0.25SISMOX2.6. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.25VIVA+0.25SISMOY1.7. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA-0.25SISMOY1.8. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA+0.25SISMOY2.9. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA-0.25SISMOY2.10. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA+0.25SISMOX1.11. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA-0.25SISMOX1.


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25

12. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA+0.25SISMOX2.13. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA-0.25SISMOX2.14. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA+0.25SISMOY1.

15. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA-0.25SISMOY1.16. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA+0.25SISMOY2.17. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA-0.25SISMOY2.18. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA+1.3VIENTOX.19. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA-1.3VIENTOX.20. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA+1.3VIENTOY.21. 1.05PPROPIO+1.05MUERTA+1.28VIVA-1.3VIENTOY.22. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA+1.3VIENTOX.23. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA-1.3VIENTOX.24. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA+1.3VIENTOY.25. 0.9PPROPIO+0.9MUERTA-1.3VIENTOY.

26. 1.0PPROPIO+1.0MUERTA+1.0MONTX.27. 1.0PPROPIO+1.0MUERTA-1.0MONTX.28. 1.0PPROPIO+1.0MUERTA+1.0MONTY.29. 1.0PPROPIO+1.0MUERTA-1.0MONTY.

Define: Load combinations: Add new combo.o Load combination name: COMB0.o Case name: PPROPIO.o Scale factor: 1.

o Case name: MUERTA.o Scale factor: 1.o Case name: VIVA.o Scale factor: 1.o OK.

Defina las otras veintiocho combinaciones de la misma manera.


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Figura 2-9

Nota: Para la prxima vez que inicie un modelo, seleccione como base de dato estearchivo para no tener que repetir la definicin de los materiales, cargas, combinaciones decarga y secciones.

3 Dibujar

Ya se tienen definidos los materiales, las secciones, los casos de carga esttica, los casosde carga dinmica y las combinaciones de carga; ahora se proceder a dibujar las vigas ycolumnas del piso 2. Colquese en la ventana izquierda (planta).

3.1 Opciones de vista

Con este comando se puede controlar lo que se quiere ver ya que demasiada informacinpodra confundir. Por el momento se activar las secciones de los objetos lnea.

View: Set building view options: Line sections: Apply to all windows.


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Figura 3-1

3.2 Dibujar vigas

3.2.1 Vigas maestras o principales

Draw: Line objects: Draw lines (properties of object).o Type of line: frame.o Property: V40x55o Moment releases: continous.o Dibuje de A1 a B1; de B1 a C1; de C1 a D1 y de D1 a E1.

Otra manera:

Draw: Line objects: Create lines in region (properties of object).o Type of line: frame.o Property: V40x55.o Moment releases: continous.o Clique la grilla 2 entre A y B; entre B y C; entre C y D y entre D y E.o Seleccione toda la grilla 3 con una ventana en sentido horario.o Haga lo mismo con la grilla 4.

Dibuje ahora las vigas maestras verticales de 35x55 con cualquiera de los mtodosanteriores.


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3.2.2 Vigas auxiliares o secundarias

En nuestro modelo, las vigas auxiliares son las que estn en la zona de la escalera;

colquese en la ventana izquierda en planta y seleccione la viga entre ejes C y D de lagrilla 2:

Edit: Replicate: Linear: dy: 2.5.

Seleccione la nueva lnea generada y cambie la seccin a 20X55:

Assign: Frame line: Frame section: 20x55: OK.

Genere la viga auxiliar vertical situada a 2.5 m a la derecha de la grilla C con el mismoprocedimiento anterior.

Ahora se deber partir la ltima viga en la interseccin con la viga auxiliar horizontalpreviamente generada de manera que se pueda borrar la parte superior; seleccioneambas vigas:

Edit: Divide lines: Break at intersections: OK.

Seleccione la parte superior y elimnela con Delete.

Figura 3-2


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3.2.3 Viguetas

Se colocarn en sentido vertical separadas a mximo 1.2m centro a centro con el

comando de vigas auxiliares que funciona con las grillas activadas y slo funciona entredichas grillas:

Draw: Line objects: Create secondary beams.o Type of line: frame.o Property: V10x55.o Moment releases: continous.o Spacing: Max.spacing: 1.2.o Max spacing.o Approx.orientation: Y.o Clique cada retcula en cualquier sitio.

Figura 3-3

3.3 Dibujar columnas

Columnas:

Draw: Line objects: Create columns in region (properties of object).o Property: C70x70.o Moment releases: continous.o Clique las intersecciones A1, B1, C1, D1 y E1.


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Otra manera:

Draw: Line objects: Create columns in region (properties of object).

o Property: C70x70.o Moment releases: continous.o Seleccione toda la grilla con una ventana en sentido horario.

Figura 3-4

3.4 Dibujar plantilla y huecos

La plantilla cubre toda el rea a excepcin de los huecos del ascensor y la escalera:

Draw: Area objects: Draw rectangular areas (properties of object).o Property: PLACA5.o Seleccione con el puntero la esquina inferior izquierda y arrastre hasta la

esquina superior derecha.

El programa automticamente reparte la carga aplicada sobre la plantilla a las viguetasque la soportan de acuerdo a su rea aferente, para lo cual el eje local de la plantilladeber estar orientado perpendicular a las viguetas; note la flecha de doble puntaindicadora que est horizontal.

Para los huecos:

Draw: Area objects: Draw rectangular areas (properties of object).


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o Property: OPENING.o Seleccione con el puntero la esquina inferior izquierda y arrastre hasta la

esquina superior derecha de los vacios abarcando ambos.

Figura 3-2

3.5 Dibujar muros

Se dibujan dos muros de 200x25 cm situados en los ejes A y E a una distancia de 2.85 mdel eje 2; primero se definir una grilla en Y=8.45:

Sitese en la ventana izquierda; haga clic derecho: Edit Grid Data.

o GLOBAL.o Modify/show system.

Define Grid Data: Y Grid Data: Ordinate: 8.45. Line type:Secondary. Visibility: Show. Bubble location: Left. OK.

o OK.

A continuacin se dibuja el muro en el eje A:

Draw: Area objects: Draw walls (plan).


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o Type of area: Pier.o Property: MURO25.o Auto pier/spandrel ID: Yes.

o Drawing control: Fixed dx and dy.o Fixed dx: 0.o Fixed dy: 2.o Seleccione con el puntero la grilla 8.45 en el eje A y avance hacia arriba.

Ahora se replica este muro a una distancia dx=24.7.

Select: by pier ID.o Select pier IDs: PW1.

Edit: Replicate.o Linear: Increment data: dx: 24.7.o Number: 1.o OK.

Seleccione el ltimo muro y cmbiele el nombre a PW2.

Figura 3-3

4 Asignar

En sta seccin se asignarn:


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Restricciones a los nudos de soporte de las columnas y muros. Cargas a la losa de entrepiso. Diafragma a la losa de entrepiso.

4.1 Restricciones para los apoyos

Sitese en la ventana izquierda en planta. Haga clic en la flecha que apunta hacia abajo en la barra de iconos (ascensor) y

llegue al nivel BASE. Seleccione todos los nudos. Assign: Joint/Point: Restraint.

o Icono de empotramiento: OK.

4.2 Diafragma

Sitese en la ventana izquierda en planta. Haga clic en la flecha que apunta hacia arriba en la barra de iconos (ascensor) y

llegue a el nivel STORY1. Seleccione todos los elementos de la vista. Assign: Joint/Point: Diaphragms.

o Diaphragms: D1.o Modify/show diaphragm: OK.

En el grfico se ve el centro de rigidez y unas lneas indicando el alcance del diafragma.

Figura 4-1


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Desactive las secciones:

View: Set building view options: Line sections: Apply to all windows.4.3 Cargas verticales

4.3.1 Carga sobre placas

Se asignar una carga muerta de 0.4 Tf/m y una carga viva=0.2 Tf/m sobre la plantilla:

Seleccione la plantilla haciendo clic en cualquier sitio de la misma. Assign: Shell/area loads.

o Load case name: MUERTA.o Units: Ton-m.o Uniform load: 0.4*.o Direction: Gravity.o Options: Replace existing loads.

Seleccione la plantilla haciendo clic en cualquier sitio de la misma. Assign: Shell/area loads.

o Load case name: VIVA.o Units: Ton-m.o Uniform load: 0.2.o Direction: Gravity.o Options: Replace existing loads.

* Hay una calculadora incorporada presionando la tecla Shift y haciendo doble clic en elcampo de la carga; si usted est en otras unidades, al dar OK se convertirnautomticamente a las unidades de trabajo.

4.3.2 Carga sobre vigas

Se asignar la carga de la escalera sobre las vigas de apoyo de la misma; carga muerta de1.2 Tf/m y varga viva de 0.35 Tf/m:

Carga muerta:

Seleccione la viga de la grilla D entre ejes 2 y 3. Assign: Frame/line loads: Distributed.

o Load case name: MUERTA.o Units: Ton-m.o Load type and direction: Forces: Gravity.o Trapezoidal load: Absolute distance.


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Distance: 0: Load: 1.2 en 1. Distance: 2.1: Load: 1.2 en 2.

o Options: Replace existing loads.

Con el mismo procedimiento asigne la carga viva de 0.35 Tf/m.

5 Analizar

A estas alturas se debe correr el modelo con el fin de hacer un seguimiento a sucomportamiento estructural y de paso se chequea cualquier inconsistencia antes dereplicar el entrepiso.

Primero se debe chequear el modelo para saber si hay inconsistencias en los nudos,

traslapo de barras, reas, etc.

5.1 Chequear modelo

Analyze: Check model: Clique todas las opciones.

Al final deber aparecer un mensaje: Model has been checked, No warning messages;sino, deber corregir cualquier problema que aparezca en dicho mensaje.

5.2 Correr anlisis

Analyze: Set analysis options: Full 3D. Dynamic analysis: Set dynamic parameters.

o Number of modes: 3 (tres por cada entrepiso).o Type of analysis: Ritz vectors (ms rpido que Eigenvalue y resultados muy

parecidos).o Starting Ritz vectors: ACCEL X: Add.o Starting Ritz vectors: ACCEL Y: Add.o OK: OK.

Analyze: Run analysis (F5).


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Figura 5-1

6 Mostrar

A rengln seguido se mostrarn los siguientes datos:

Cargas verticales aplicadas. Cargas verticales generadas. Cargas horizontales generadas. Desplazamientos. Derivas. Diagramas de momento. Diagramas de cortantes. Diagramas de axiales. Diagramas de torsores. Reacciones.

Seleccione la ventana derecha y maximcela:

Options: Windows: One.

Pase a vista en 3D con icono 3D.

6.1 Cargas verticales aplicadas


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Display: Show loads: Frame/line.o Load case: MUERTA.o Load type: Span loading applied directly to the line object (forces).

o OK.6.2 Cargas verticales generadas (por rea aferente)

Display: Show loads: Frame/line.o Load case: MUERTA.o Load type: All loading that is tributary to the line object (forces).o OK.

Figura 6-1

6.3 Cargas horizontales generadas

6.3.1 Ssmicas estticas

Display: Show loads: Joint/point.o Load case: SISMOX.o Forces.o Show loading values.o OK.


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Figura 6-2

6.3.2 Viento

Display: Show loads: Joint/point.o Load case: VIENTOX.o

Forces.o Show loading values.o OK.

6.4 Desplazamientos

Se mostrar la geometra deformada y en ella se podr cliquear con botn derecho encualquier nudo para ver los desplazamientos y rotaciones:

Display: Show deformed shape.o Load case: SISMOY1.o Scale: Auto.o Cubic curve.o OK.o Lateral drift (muestra adems la deriva del nudo en %).


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Figura 6-3

6.5 Derivas

Display: Show story response plot.o Case: SISMOX1.o Maximum story drifts (en %).o Done.

Figura 6-4


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6.6 Diagramas de momento, cortante, axial, torsin

Display: Show member forces/stress diagram: frame/pier/spandrel forces.o Load: COMB1 Combo.o Component: Moment 3-3.o Scaling: Auto.o Options: Fill diagram (muestra en colores) ,o Options: Show values on diagram (muestra valores).o Frames.o OK.

Para los otros se aplica el mismo procedimiento pero seleccionando el componente que se

desea.

Si se cliquea con botn derecho sobre cualquier lnea se mostrar con detalle losdiagramas de carga, cortante, momento y deflexin pudiendo desplazarse a lo largo de lalnea para ver todos los valores.

Figura 6-5

6.7 Reacciones

Display: Show member forces/stress diagram: support/spring reactions.o Load: COMB0 Combo.


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o Type: reactions.o OK.

Figura 6-6

Si se cliquea con botn derecho sobre cualquier punto se mostrar con detalle los axialesy momentos de la reaccin.

6.8 Modos de vibracin y desplazamientos

Display: Show mode shape.o Mode number: 1.o Scaling: Auto.o Cubic curve: clic.o OK.

Se pueden leer los desplazamientos de los nudos si se da clic al botn derecho sobre ellos;si se desea ver la animacin se da clic en Start animation en la parte inferior derecha de lapantalla. Puede avanzar de un modo a otro con el icono >>.

Si se desea ver los desplazamientos por sismo, viento o cargas verticales, se deberescoger el caso de carga respectivo.


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Figura 6-7

7 Editar

Una vez constatado que todas las cargas, secciones, materiales y dems estn correctaspara el entrepiso tpico, se procede a replicarlo:

Desbloquear el archivo cliqueando el icono candado.

7.1 Insertar pisos

Edit: Edit story data: Insert story.o Story ID: P3 (identidad del piso).o Story height: 3 (altura de piso).o Number of stories: 7 (nmero de pisos).o New story location.

Insert above level: STORY1 (insertar encima del piso). From existing story: STORY1 (tomar los datos de barras, etc. del

piso). OK.


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Figura 7-1

7.2 Cambiar nombres de pisos

Cambie los nombres de los pisos:

Edit: Edit story data: Edit story.

o Label: STORY1 P2.o Cambie los otros en secuencia: P3, P4, etc. hasta CUB.o Master story: P2.o Similar to: P2 para el resto de pisos.

Las dos ltimas opciones sirven para hacer cambios en cualquier piso y que se reflejenautomticamente en los otros similares.

7.3 Visualizar en OpenGL.

Vale la pena visualizar el modelo en grficos avanzados y recorrerlo para ver si todo estcorrecto:

Se le da primero volumetra:

View: Set building view options: Special effects: Extrusion.

Y luego grficos OpenGL:


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View: Create OpenGL.

Se puede rotar el modelo, acercar, recorrer (walk), guardar vistas para presentaciones,

etc.

Figura 7-2

7.4 Cambiar rango de cargas horizontales

7.4.1 Ssmica

Ahora se editarn los casos de carga ssmica para que abarquen toda la altura del edificio:


o Load: SISMOX1.o Modify lateral load.

Story range: Top story: P9. OK.

Haga lo mismo para SISMOX2, SISMOY1 y SISMOY2.

7.4.2 Fuente de masa para generacin de fuerzas ssmicas

Define: Mass source.o From self and specified mass and loads.o Load: PPROPIO.o Multiplier: 1.


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o Add.o Load: MUERTA.o Multiplier: 1.

o Add.o Load: VIVA.o Multiplier: 0.25.o Add.o OK.

7.4.3 Viento


o Load: VIENTOX.o Modify lateral load:

Exposure height: Top story: P9. OK.

8 Refinar anlisis

Ya se tiene el modelo matemtico de la estructura completo. Ahora se proceder arefinar la estructura:

8.1 Efectos P-Delta

Se activarn los efectos P-Delta el momento de analizar:

Analyze: Set analysis options: Include P-Delta.o Set P-delta parameters.o Method: Iterative-Based on load combination.o Iterations controls.o Maximum iterations: 5.o P-delta load combination: Load case.o PPROPIO.o Scale factor: 1: Add.o MUERTA.o Scale factor: 1: Add.o VIVA.o Scale factor: 0.25: Add.o OK.

OK.

8.2 Cumplir deriva

Corra la estructura nuevamente pero cambie los modos de vibracin a 10:


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Analyze: Set analysis options.o Set dynamic parameters.

Number of modes: 10. Ritz Vectors: Ritz loads vectors: ACCEL X; ACCEL Y. OK.

Analyze: Run analysis (F5).

Se halla el perodo real de la estructura correspondiente al modo 1:

Display: Show mode shape: 1: 1.3533.

Figura 8-1

Recuerde que el perodo aproximado calculado por la NSR-98 fue de 0.87s; el perodo devibracin del primer modo es de 1.35s pero no debe pasar de 1.2Ta=1.04s (A.4.2.1), demanera que se dejan los valores de Sa=0.26 y k=1.27.

Deriva en X:

Display: Show story response plot.o Case: SISMOX1.o Maximum story drifts (en %): 0.0118 (mxima en piso 3).o Done.

Un poco mayor que el 1% (0.01) estipulado por la NSR-98.


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Deriva en Y:

Display: Show story response plot.o Case: SISMOY1.o Maximum story drifts (en %): 0.006 (mxima en piso 3).o Done.

La cual es menor que el 1% que estipula la NSR-98.

8.3 Cortante basal

8.3.1 Asignar grupo

Es conveniente asignar grupos a determinados objetos con el fin de poder cambiaratributos sin necesidad de estar seleccionando de uno en uno. Para el cortante basal seseleccionarn todas las columnas y muros que llegan a la base incluidos los nudos dearranque:

Con el icono de Rotate 3D View rote la estructura de manera que visualice loselementos descritos arriba.

Assign: Group names.o Group: CBASAL.o Add new group.o OK.

Ahora se define un corte de seccin para poder obtener datos de cortante dinmico:

Define: Secction cuts.o Add section cut.

Section cut name: CBASAL. Group: CBASAL. OK.

o OK.

8.3.2 ngulos principales de la estructura

La NSR-98 no es explcita con respecto a estos ngulos. Una buena aproximacin es lapropuesta por el profesor Edward L. Wilson, padre de los programas estructuralesSAP2000 y ETABS1quien propone que se halle a travs de la tangente de los cortantesbasales del primer modo de vibracin y que el factor de escala sea el mismo para ambas

1Wilson Edward L., 2000, Three Dimensional Dynamic Analysis of Structures, p.17-10


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direcciones; otra buena aproximacin es la del profesor Luis E. Garca Reyes2, quienpropone como ngulo =45-0.5*atan(2*Vx*Vy/(Vx2-Vy2), aclarando adems, que desdeel punto de vista de las columnas, no importara el ngulo principal por cuanto las estas se

disean bi-axialmente; aqu utilizaremos el primer criterio:

File: Print tables: Analysis output: Print output tables.o Type of analysis results: Building modal info.o Section cuts.

Select: CBASAL: OK. Print to file: File name: Browse.

Manual-mod.txt. Guardar.

OK.

R E S P O N S E S P E C T R U M B A S E R E A C T I O N S(IN RESPONSE SPECTRUM LOCAL COORDINATES)

SPEC MODE DIR F1 F2 F3 M1 M2 M3

MONTX Mode 1 U1 86.31 -0.07 0.00 1.247 1450.995 -728.956MONTX Mode 2 U1 0.00 0.17 0.00 -2.800 0.004 1.999MONTX Mode 3 U1 0.02 -0.07 0.00 1.223 0.302 -17.269MONTX Mode 4 U1 21.35 0.03 0.00 0.131 -36.102 -178.223MONTX Mode 5 U1 0.00 -0.28 0.00 -0.221 0.019 -3.476MONTX Mode 6 U1 10.18 1.15 0.00 -2.109 32.837 -75.974MONTX Mode 7 U1 0.17 -1.22 0.00 3.618 0.284 -17.025

Tabla 1

Tambin se puede obtener un listado en forma de tabla:

Display.o Show tables.

Reactions. Modal information. Section cuts forces. OK.

2Garca Reyes Luis E.,Anlisis Dinmico aplicado al Diseo Ssmico, Uniandes, 1998


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Figura 8-2

Direccin principal mayor: =Atan(0.07/86.31)=0.05.Direccin principal menor: -90+0.05=-89.95.

Se corrigen los ngulos directrices de los espectros MONTX y MONTY, aunque en estecaso no valdra la pena por ser casi iguales a 0 y 90:

Define: Response spectrum cases: MONTX. Modify/Show spectrum.

o Excitation angle: 0.05.o OK.

Define: Response spectrum cases: MONTY. Modify/Show spectrum.

o Excitation angle: -89.95.o OK.

8.3.3 Factor de escala

La NSR-98 establece que el cortante dinmico se escale en la relacin corte basalesttico/corte basal dinmico y que para estructuras regulares en alzada y planta se utiliceel 80% del corte basal esttico como referencia:

Cortante basal:


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File: Print tables: Summary report. Desplcese en el archivo hasta encontrar las reacciones. Cortante basal esttico: 1414 Tf*0.8=1131.2 Tf.

Cortante basal dinmico: 89,90 Tf (MONTX). Cortante basal dinmico: 3,05 Tf (MONTY).

Factor de escala: 1211.2/89.90=12.58.

Figura 8-3

TOTAL REACTIVE FORCES (RECOVERED LOADS) AT ORIGIN

LOAD FX FY FZ MX MY MZ

PPROPIO -1.814E-14 1.570E-12 2.193E+03 1.881E+04 -2.752E+04 -2.975E-04

MUERTA -8.912E-14 -1.064E-11 1.319E+03 1.118E+04 -1.629E+04 -8.832E-04

SISMOX1 -1.414E+03 -1.997E-10 4.995E-12 -9.222E-02 -2.518E+04 1.210E+04

SISMOX2 -1.414E+03 -2.034E-10 5.222E-12 -9.273E-02 -2.518E+04 1.206E+04

SISMOY1 4.386E-11 -1.414E+03 5.957E-11 2.495E+04 7.665E-02 -1.770E+04

SISMOY2 4.384E-11 -1.414E+03 6.025E-11 2.495E+04 7.806E-02 -1.764E+04

VIENTOX -3.170E+00 -4.145E-14 1.856E-16 -1.360E-05 -9.638E+00 2.679E+01

VIENTOY 1.672E-14 -4.634E+00 2.309E-14 1.399E+01 2.592E-05 -5.722E+01VIVA -1.375E-14 8.427E-12 6.494E+02 5.521E+03 -7.957E+03 2.102E-04

MONTX 8.990E+01 3.054E+00 3.225E-13 6.821E+00 1.479E+03 7.571E+02

MONTY 8.990E+01 3.054E+00 3.225E-13 6.821E+00 1.479E+03 7.571E+02

Tabla 2

Se aplica el factor de escala:

Define: Response spectrum cases: MONTX.


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Modify/Show spectrum.o Input response spectra: Scale factor: 12.58.o OK.

Define: Response spectrum cases: MONTY. Modify/Show spectrum.

o Input response spectra: Scale factor: 12.58.o OK.

Se corre nuevamente la estructura con F5 y se leen los cortantes basales dinmicoscorregidos los cuales deben ser casi idnticos a los cortantes basales estticosmultiplicados por 0.8:

Figura 8-4

File: Print tables: Summary report. Desplcese en el archivo hasta encontrar las reacciones. Cortante basal esttico: 1131.2 Tf. Cortante basal dinmico: 1130.91 Tf (MONTX).

8.4 Deriva y desplazamientos

Se chequea la deriva dinmica:

Display: Show story response plot.


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o Case: MONTX.o Maximum story drifts (en %): 0.0090 (mxima en piso 3).o Done.

Los desplazamientos por fuerzas estticas y dinmicas:

Display: Show story response plot: Maximum story displacements.

o Case: MONTX: 0.15 m.o Case: SISMOX1: 0.20 m.o Case: SISMOX2: 0.20 m.o Case: SISMOY1: 0.11 m.o Case: SISMOY2: 0.11 m.o Done.

Deriva dinmica:

Figura 8-5

Desplazamiento esttico:


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Figura 8-6

9 Diseo

9.1 Diseo de elementos de concreto

Una vez satisfechos los requisitos de la deriva, se puede proceder al diseo de las vigas y

columnas.9.1.1 Cdigo de diseo

Como quiera que ETABS no contempla la NSR-98, el diseo se har siguiendo la normativadel ACI-318-99 (American Concrete Institute ao 1999) porque el ttulo C de la NSR-98est fundamentado en el ACI.

Options: Preferences: Concrete frame design.o Design code: ACI-318-99.o OK.

9.1.2 Parmetros de diseo

Design: Concrete frame design: Select design combo.o Design combos: Todos menos COMB0.o OK.


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Figura 9-1

Design: Concrete frame design: Start design/check of structure.

9.1.3 reas de acero

Coloque la vista en planta 9:

View: Set plan view.o Select: P9.o OK.

Seleccione unidades en Ton-cm en la esquina inferior derecha.

Options: Preferences: Output decimals.o Rebar areas: 1.o OK.


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Figura 9-2

Para las vigas el programa muestra el acero en los extremos y el centro de la luz, tantosuperior como inferior. Para las columnas, solo muestra el acero en el medio el cual es elmismo a todo lo largo del tramo.

Las barras con color rojo no cumplen con alguno de los requisitos de diseo; el programa

despliega cdigos de errores con la descripcin del mismo. Haga clic derecho sobre la vigaen la grilla 3 entre B y C; ntese que hay un recuento detallado de la barra con lassolicitaciones y parmetros de diseo:


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Figura 9-3

En este caso no cumple por cortante y torsin y adems est definida como estructuraDES; se deber cambiar a DMO as (C.1.1.5):

Regrese a la pantalla de la figura 9-2. Select all (Ctrl A).

Design: Concrete frame design: View/revise overwrites.o Element type: Sway intermediate.o OK.

Design: Concrete frame design: Start design/check of structure.

Algunas barras pasaron a color negro pero todava existen unas que no cumplen as quehay que aumentar las secciones:

Icono candado: aceptar. Define: Frame sections. Defina V10x50 como V12x50. Corra y disee nuevamente. Como quiera que las vigas de los ejes C y D entre 2 y 3 estn deficientes, cambie

esas vigas a 40x55. Corra y disee nuevamente. Nuevamente no cumplen por corte y torsin; defina la seccin V40x55 como

V50x55 y compruebe que cumpla.

Tambin es posible ver el acero como cuanta:


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Seleccione elevacin 2. Design: Concrete frame design: Display design info.

o Design output: Rebar percentage.o OK.

Figura 9-4

9.1.4 Diseo interactivo

Como las vigas de los ejes C y D entre 2 y 3 an estn deficientes en los pisos 3, 4 y 5,defina una nueva seccin V55x60; corra y disee nuevamente seleccionando solamentelas vigas deficientes. Ubquese en el entrepiso 3 y seleccione la viga del eje D, haga clicderecho para disear interactivamente:

Design: Concrete frame design: View/revise overwrites.o Element section: V55x60.o OK.

Recorra una a una las otras vigas y disee interactivamente. Todas deben cambiar a colornegro menos la del eje C del piso 3. Djela as que no le va a pasar nada a la estructura.

9.1.5 Muros cortantes

Para los muros cortantes se definirn secciones (a travs de un editor de seccionesinterno), se le asignarn secciones a los mismos y se proceder a disearlos.


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Seleccione una vista en elevacin en A. Seleccione todos los muros de la vista.

Design: Shear wall design: Define pier sections for checking.o Add pier section.

Section name: PIER1. Base material: CONC. Add pier: Start from existing wall pier: PW1. Define/Edit/show section: Section designer. Haga clic derecho en cualquier barra lateral.

Bar size: #5. Bar spacing: 0.20. Apply to all edges. OK.

Haga clic derecho en cualquier barra de esquina. Bar size: #5. Apply to all corners. OK.

Cierre ventana.

Figura 9-5


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Figura 9-6

Defina PIER2 basado en PW1 pero con barras #4. Seleccione los dos primeros pisos de PW1 y PW2. Design: Shear wall design: Assign pier sections for cheking: General reinforcement

pier section.o Section at bottom: PIER1.

o Section at top: PIER1.o Reinforcement to be checked. Seleccione los ltimos pisos de PW1 y PW2. Design: Shear wall design: Assign pier sections for cheking: General reinforcement

pier section.o Section at bottom: PIER2.o Section at top: PIER2.o Reinforcement to be checked.

Corra la estructura y disee los muros. Design: Shear wall design: Display design info.

o Design output: General uniform pier D/C ratio.


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Figura 9-7

El primer tramo de muro est no cumple; si se quiere conocer en detalle el diseo, sedeber hacer clic derecho sobre el muro:

Figura 9-8

Redefina PIER1 con varillas #6, disee nuevamente los muros y constate que cumplan.Deber cumplir con varillas #7.


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10 Secuencia de construccin

A veces las estructuras tienen solicitaciones mayores durante la etapa constructiva porque

durante sta, evidentemente la geometra es diferente que terminada. Esto esparticularmente cierto en el caso de vigas de transicin, o sea aquellas que soportancolumnas.

En el caso estudiado aqu, la secuencia constructiva no tiene relevancia porque es regular,por lo que se proceder a eliminar la columna C3 desde la cimentacin hasta el piso 2 demanera que se tenga un caso extraordinario. Se considerar el peso propio y un 50% dela carga muerta sobre-impuesta. Guarde el archivo como manual-sc de manera que no sepierda el proyecto original:

File: Save as: manual-sc. Define: Auto construction sequence case.

o Load pattern: PPROPIO.o Scale factor: 1.o Load pattern: MUERTA.o Scale factor: 0.5.o Active structure: User specified active structure.o OK.

Analyse.o Run construction sequence analysis.

Figura 10-1


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Ahora seleccione dos ventanas: en la izquierda se visualizar la estructura completa y enla derecha la estructura en secuencia de construccin; se mostrar primero la geometradeformada para peso propio y luego los diagramas de momento principal:

Options: Windows: Two tiled vertically.

Seleccione la elevacin 3 en ambas ventanas y muestre la deformada:

Ventana izquierda:

Display: Show deformed shape: PPROPIO. Scaling: Scale factor: 100.

Ventana derecha:

Display: Show deformed shape: PPROPIO-SQ. Step: 1. Scaling: Scale factor: 100.

Figura 10-2

Para la primera placa las deflexiones del punto donde nace la columna C3 son casi iguales,pero a medida que se van construyendo las superiores, la diferencia es notoria:

Para la placa 3 la deflexin es de 1.297cm vs. 0.64cm.


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Figura 10-3

Para la placa 7 la deflexin es de 1.774cm vs. 0.64cm.

Figura 10-4

Para todas las placas la deflexin es de 2.00cm vs. 0.64cm.


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Figura 10-5

Si se grafican los momentos principales se tiene 8.66Tf.m vs. 34.07Tf.m en el puntodonde nace la columna C3, lo cual es sustancialmente diferente y seguramente va acausar problemas estructurales.

Figura 10-6


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11 Impresin de resultados

El men de impresin de ETABS es bastante extenso y se pueden filtrar los datos que se

requieran; la NSR-98 estipula adems que cuando se utilice un equipo automatizado decmputo se impriman los datos de entrada y salida.

11.1 Datos de entrada

File: Print tables.o Input (escoja los que quiera).o Print to file.o OK.

Figura 11-1

11.1.1 Lista de materiales

Esta opcin es muy til para armar presupuestos ya que la da total, por piso o porsecciones de elementos:

File: Print tables.o Input: Building data: Material list.o Print to file.o OK.


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Figura 11-2

11.1.2 Fuerzas ssmicas y de viento auto-generadas; espectros de diseo.

File: Print tables.o Input: Load definitions: Check/uncheck all.o Print to file.

o OK.

Figura 11-3


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11.2 Datos de salida

11.2.1 Anlisis

File: Print tables.o Analysis output: (escoja los que quiera).o Print to file.o OK.

Figura 11-4

11.2.2 Diseo

File: Print tables.o Concrete frame design.

Preferences (clic). Input summary (clic).

o File type: RTF (clic).o OK.


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Figura 11-5

11.2.3 Resumen

Permite visualizar el espectro de diseo aplicado, modos de vibracin, participacin demasa modal, reacciones, fuerzas horizontales equivalentes, fuerzas de viento, derivas, etc.

de una manera rpida. File: Print tables.

o Summary report.o Print to file.o OK.

Si quiere adicionar al archivo de salida de manera que empalme varios reportes, escojaAppend.


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Figura 11-6

Derivas expresadas como fraccin:

Figura 11-7


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12 Generacin y exportacin de videos, dibujos y archivos

Estas opciones son excelentes para poder visualizar y documentar el comportamiento de

la estructura en un informe y procesar los datos con otro software.12.1 Videos

Escoja en la pantalla el tercer modo de vibracin:

Display: Show mode shape.o Mode number: 3.

A continuacin genere el video:

File: Create video.o Cyclic animation.

AVI filename (si quiere cambiar el nombre por defecto). Required duration: 10. OK.

Puede ver el video con cualquier programa ejecutor de archivos AVI.

12.2 Dibujos

ETABS genera vistas isomtricas, plantas y elevaciones en formato DXF (data exchangeformat).

Isomtrica:

File: Export.o Save as .DXF file.

Output as DXF/DWG file name (cambie el nombre si quiere). Drawing type: Full 3D model view. Generate DXF/DWG.

Plantas:

File: Export.o Save as .DXF file.

Output as DXF/DWG file name (cambie el nombre si quiere). Drawing type: Floor layout plan (seleccione lo que desea).

Drawing options (escoja parmetros de papel, escala, y objetosa exportar).


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Figura 12-1

Figura 12-2


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12.3 Archivos

Se puede exportar a los siguientes formatos: ETABS .e2k. SAP2000 .s2k. SAFE v8 .f2k. SAFE v12 .f2k. ProSteel .mdb. Access .mdb. IFC (Industry foundation clases) .ifc. IGS (Initial Graphics Exchange Specification) .igs. CIS/2 (CIMsteel Integration Standards) .stp. SDN (Steel detailing neutral file) .sdn. Revit Structure .exr.

Para exporter a SAP2000:

File: Export.o Save as SAP2000 as .s2k text file.o Guardar.


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Bibliografa:

1. NSR-98, Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo Resistente, Bogot,

1998.

2. Wilson E.L., Three Dimensional Dynamic Analysis of Structures, Computers andStructures Inc., Berkeley, 2000, p.[17-10;17-17].

3. Garca R.L.E., Anlisis Dinmico aplicado al Diseo Ssmico, Uniandes, 1998, p.[533-545].

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