Manual Etabs - Acero

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected]

ETABS

Elaborado por: Ing. Miguel Vielma Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 1

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] INDICE Pg

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Icono de entrada al programa ETABS V13. Pantalla de Inicio ETABS V13. Crear un modelo nuevo. Ajustar valores en la ventana de inicialización de modelo. Crear el sistema de ejes (Grid Only). Selección de unidades.

7. Definición de materiales. 8. Definir Secciones. 9. Definir elementos de losa. 10. Definición de espectro. 11. Definir los patrones de carga. 12. Definir los casos de carga. (Load cases) 13. Agregar el sismo para los casos de carga. 14. Definición de combinación de cargas. 15. Definir la fuente de masa. 16. Definir los casos modales. 17. Modelado de estructura. 18. Verificación de las secciones asignadas durante el modelado. 19. Asignar mesh a losa de escalera. 20. Asignar Cargas de diseño. 21. Definir el diafragma. 22. Chequeo del modelo matemático. 23. Corrida y chequeo del modelo matemático. 24. Chequeo del modelo matemático. 25. Chequeo del cortante basal 26. Chequeo de las masas participativas. 27. Chequeo de las derivas o control de desplazamientos. 28. Chequeo de las masas participativas. 29. Diseño de estructuras de acero.

6 7 7 8 8-12 13 14-19 19-23 24-29 30-43 44-45 46-48 48-51 52-54 55-56 57-61 62-69 70-71 72-77 77-86 87-93 93 94-95 96 97-98 98-100 100-102 103-104 104-108

Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 2


ADVERTENCIA

Es considerable el tiempo, esfuerzo y dinero invertido en el desarrollo y documentación de ETABS. El programa ha sido probado y usado extensivamente, sin embargo, al usar el programa el usuario entiende y acepta que no hay garantías hechas por los desarrolladores ni los distribuidores en cuanto a la exactitud y confiabilidad del programa. El usuario explícitamente entiende las suposiciones del programa y debe verificar independientemente los resultados.



LA INGENIERIA ESTRUCTURAL EL ARTE DE UTILIZAR MATERIALES Que tienen propiedades que solo pueden ser estimadas

PARA CONSTRUIR ESTRUCTURAS REALES Que solo pueden ser analizadas aproximadamente

QUE SOPORTAN FUERZAS Que no son conocidas con precisión

DE MANERA QUE NUESTRA RESPONSABILIDAD CON EL PÚBLICO SEA SATISFECHA

Adoptado de un autor anónimo “El ingeniero estructural no puede hacer que una forma estructural inadecuada se comporte satisfactoriamente ante un sismo”

Dowrick (Ref.2.7.1)


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] ETABS (Análisis Tridimensional extendido de Edificaciones)

ETABS es un programa de análisis y diseño de sistema de edificaciones, que desde hace más de 30 años ha estado en continuo desarrollo para brindarle al ingeniero una herramienta confiable, sofisticada y fácil de usar. ETABS 2013 posee una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos de modelaje, análisis, todos integrados usando una base de datos común. Aunque es fácil y sencillo para estructuras simples, ETABS también puede manejar grandes y complejos modelos de edificios, incluyendo un amplio rango de comportamientos no lineales, haciéndolo la herramienta predilecta para ingenieros estructurales en la industria de la construcción. ETABS es un sistema completamente integrado. Detrás de una interfase intuitiva y simple, se encajan poderosos métodos numéricos, procedimientos de diseño y códigos internacionales de diseño que funcionan juntos desde una base de datos. Esta Integración significa que usted crea solo un sistema de modelo de piso y sistema de barras verticales y laterales para analizar y diseñar el edificio completo. Las convenciones de entrada y de salida usadas corresponden a la terminología común de edificaciones. Con ETABS , los modelos se definen de forma lógica: piso por piso, viga por viga, columna por columna, tramo por tramo, muros por muros y no como corrientes de puntos y elementos no descritos como lo hacen la mayoría de los programas para fines generales. Así la definición estructural es simple, ordenada y significativa.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 1. Icono de entrada al programa ETABS V13.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 2. Pantalla de Inicio ETABS V13.

Modelo Nuevo. Abrir modelo existente.

Modelos recientes.

3. Crear un modelo nuevo, Ir a (New model + Click).

Uso de valores predeterminados Usar la configuración de un archivo Usar la configuración con los valores establecidos en la parte de abajo Sistema de unidades Base de datos. Secciones de acero. Código de diseño de acero. Código de diseño de concreto


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 4.

Ajustar valores en la ventana de inicialización de modelo.

m, kg, seg. American institute of steel construction 2014 American institute of steel construction, Load and resistance factor design 1993 American Concrete Institute 2008

5. Crear el sistema de ejes (Grid Only).

N° Ejes en X N° de líneas en dirección X y Y

N° Ejes en Y

N° de pisos Altura de piso

Dist Ejes en X

Espaciado de líneas en dirección X y Y.

Dist Ejes en Y

. Espaciado de cuadricula personalizada.

.

.- Indicar Numero de ejes y separaciones en el sistema de ordenadas X, Y. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 8

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Indicar Número de niveles y espaciado de alturas. 5.1 Para configurar el sistema de grids, seleccionar la opción Custom grid spacing, de inmediato se activará el botón Edit Grid Data, Ok.

5.2. Modificar los datos de la cuadricula. Nombre de sistema grid

Nota: Cuando la separación de ejes no es simétrica, se activa la opción Display grid data spacing, esta ventana permite la configuración de los ejes, Ok.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 5.3.Área de trabajo del Etabs V13.

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EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 5.4.Editar Pisos y cuadricula. Ir a (Edit+Edit Stories and Grid Systems).

Editar pisos y sistema de cuadricula.

Master Story: Piso maestro. (Yes, No) funciona cuando varios pisos son iguales. Se activa Yes, para el piso que se considere maestro.

Similar to: Similar ha. Indicar el piso que se considere maestro

Modificar: Etiqueta de nivel Altura Piso patrón Pisos similares


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 6. Selección de unidades.

Ir a (Units+ Consistent Units+ Click). Consistent Units. Las unidades pueden cambiarse cuantas veces sea necesario durante el modelado de la estructura, aligerando cualquier trabajo de conversión. Recomendaciones: .- Para la definición de los materiales: Kg/cm. .- Indicar distancias al modelar: Kg/m .- Definir espectro: Kg/m .- Agregar Cargas: Kg/m


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 7. Definición de materiales. Ir a (Define + Material properties, Ok).

..- En la ventana se muestran los materiales por defecto.

Acero (Steel) Concreto (Concrete)

Barra de refuerzo (Rebar)

Agregar Nuevo Material… Agregar Copia de Material… Modificar Material…


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 7.1.Materiales a utilizar; para columna, Perfiles Unicon, Para Vigas, Perfiles Properca. Tipos de Acero Estructural.

Para perfiles Unicon

Para perfiles Properca

Propiedades del acero estructural. Módulo de elasticidad

E= 2.1x106 kgf/cm2

Módulo de corte

G= E/2.6≈808000 kgf/cm2

Coeficiente de Poisson

v=0.3

Peso unitario

7850 kgf/m3

Coeficiente de dilatación térmica lineal

α=11.7x10-6/°C

Ver Covenin - Mindur 1618-1998 Estructuras de acero para edificaciones Metodo de los estados limites, pg 24


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 7.2. Definir los datos asociados al acero tipo UNICON.

Indicar módulo de elasticidad. diseño.

Modificar las propiedades de diseño.

.- Ajustar las propiedades del material según lo establecido en el catálogo comercial de preferencia.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 7.3. Ingresar un nuevo material Add new material.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 7.4.Modificar material para Concreto. Fc250 (Modificar/ Mostrar Material). Propiedades del concreto estructural. Resistencia a Compresión fc=250Kg/cm². Peso unitario 2400 kgf/m3 Módulo de elasticidad E= 15100∗ √(𝑓𝑐) 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2 Coeficiente de Poisson Coeficiente de expansión térmica Módulo de corte

v=0.20 A=0.99x10-5 G= E/2.6≈808000 kgf/cm2



Especificar resistencia a la compresión del concreto.

8. Definir Secciones. Ir a (Define+ Section properties + Frame sections).

Sección de perfil… Sección de losa… Encofrado colaborante… Sección de muro…


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Eliminar las secciones por defecto.

8.1.Formato de la base de datos .xml


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 8.2.Para importar la data al ETABS V13 se debe proceder de la siguiente manera. Perfil Properca Perfil Unicon

.- El ETABSV13 ofrece una galería de perfiles; Concreto, acero y elementos compuestos. En este caso, se va a trabajar con perfiles de acero estructural. (Clic sobre el perfil resaltado). 8.3. Importar base de datos .xml

Buscar el archivo .xml

.- (…) Click, Buscar el archivo. Seleccionar y abrir.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 8.4. Seleccionar perfiles electro soldados (Properca)

Verificar que el acero de diseño corresponda a los perfiles exportados.

Seleccionar los perfiles requeridos. Ok


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 8.5. Selecciones Perfiles Cuadrados (Unicon)

Extensión de la base de datos .xml

Verificar que el acero de diseño sea correspondiente a los perfiles exportados.

Seleccionar los perfiles requeridos. Ok

Ok. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 23

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 9. Definir elementos de losa 9.1 Definición de elemento deck Ir a (Define+ Section Properties+Deck Sections…)

Encofrado colaborante.

.- Modificar el elemento existente. (Modify/Show property).

Agregar nueva propiedad. Agregar copia de propiedad. Modificar/mostrar propiedad. Borrar la propiedad.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Valores para el sofito metálico. En función a las características del mismo. El sofito metálico es una lámina de acero estructural galvanizado, calidad ASTM A611 Grado C, para ser usado como encofrado colaborante en la cual se conjugan las propiedades del concreto y del acero.

Características principales del encofrado colaborante. Fy=2320 kgf/m2

SIGALDECK 1.5” Dimensiones y propiedades para el diseño. Calibre usado usadcomercial.

Cargas admisibles en kgf/m2. Como sección mixta acero-concreto.

Separación recomendable de correas.

*Utilizar combinación: 1.2CP+1.6CV, Según AISI-LRFD


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Detalle típico del encofrado colaborante.

Conectores Es normal que en obra se sustituya los studs o conectores de corte, por retazos de cabilla o perfiles, por lo que indicamos al etabs las propiedades mecánicas de este material. Consideración de datos para ingresar al programa.



Nombre de elemento. Tipo; lleno, no lleno, losa maciza Material de losa Material de encofrado Tipo membrana Modificadores, actualmente por defecto.

Espesor de losa de concreto Profundidad de canal Ancho de canal superior Ancho de canal inferior Espaciamiento de canal Espesor de cubierta. Peso por unidad. Diámetro de conectores Altura de conectores Resistencia mínima de agotamiento (fu) de conector de corte.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 9.2.Definición de losa para escalera. Ir a (Define+Section Properties+Slab Sections…)

Sección de losa.

.- Modificar el archivo Slab 1, Losa para escalera. (Modify/Show property…).

Modificar/mostrar propiedad.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] - Se debe evaluar que el material de la losa, sea el correcto para su uso.

Nombre de sección de losa.

Espesor de losa.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 10. Definición de espectro. Para obtener el espectro de diseño se debe conocer valores representativos a la ubicación de la edificación. Como Zona sísmica, Tipo de suelo, y configuraciones de diseño. Se obtiene mediante una hoja de cálculo prediseñada. 10.1.Mapa de Zonificación sísmica de Venezuela.

Ver Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 17


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 10.2.Tipo de suelo. Suministrado por estudio de suelos. Tabla 5.1 Forma espectral y factor de corrección ϕ Material

Vsp (m/s)

Roca sana/fracturada Roca blanda o meteorizada y suelos muy duros o muy densos

>500

Suelos duros o densos

250-400

Suelos firmes/medio densos Suelos blandos/sueltos Suelos blandos o sueltosᵇ intercalados con suelos más rígidos

>400

170-250 <170

-

Zonas Sísmicas 1 a 4 Zonas Sísmicas 5 a 7 Forma Forma ɸ ɸ Espectral Espectral S1 0.85 S1 1.00 <30 S1 0.85 S1 1.00 30-50 S2 0.80 S2 0.90 H (m)

>50

S3

0.70

S2

0.90

<15 15-50 >50 ≤50 >50 ≤15 >15

S1 S2 S3 S3 S3ᵃ S3 S3ᵃ

0.80 0.80 0.75 0.70 0.70 0.70 0.70

S1 S2 S2 S2 S3 S2 S3

1.00 0.90 0.90 0.95 0.75 0.90 0.80

H₁

S3ᶜ

0.65

S2

0.70

a) Si Ao ≤ 0.15 úsese S4 b) El espesor de los estratos blandos o sueltos (Vs<170 m/s) debe ser mayor que 0.1 H. c) Si H1 ≥ 0.25 H y Ao ≤ 0.20 úsese S4. Donde: Vsp = Velocidad promedio de las ondas de corte en el perfil geotécnico. H = Profundidad a la cual se consigue material cuya velocidad de las ondas de corte, Vs, es mayor que 500 m/s. φ = Factor de corrección del coeficiente de aceleración horizontal. H1 = Profundidad desde la superficie hasta el tope del estrato blando. Ver Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 21 10.3.según el uso Grupo A .- Edificaciones que albergan instalaciones esenciales, de funcionamiento vital en condiciones de emergencia o cuya falla pueda dar lugar a cuantiosas pérdidas humanas o económicas, tales como, aunque no limitadas a: .- Hospitales: Tipo IV, Tipo III y Tipo II, definidos en la Tabla C- 6.1 .-Edificios gubernamentales o municipales de importancia, monumentos y templos de valor excepcional. .-Edificios que contienen objetos de valor excepcional, como ciertos museos y bibliotecas. .-Estaciones de bomberos, de policía o cuarteles. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 31

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .-Centrales eléctricas, subestaciones de alto voltaje y de telecomunicaciones. Plantas de bombeo. .-Depósitos de materias tóxicas o explosivas y centros que utilicen materiales radioactivos. .-Torres de control; hangares; centros de tráfico aéreo. .-Edificaciones educacionales. .-Edificaciones que puedan poner en peligro alguno de las de este Grupo. Grupo B1: Edificaciones de uso público o privado, densamente ocupadas, permanente o temporalmente, tales como: .- Edificios con capacidad de ocupación de más de 3 000 personas o área techada de más de 20 000 m2. .- Centros de salud no incluidos en el Grupo A. .- Edificaciones clasificadas en los Grupos B2 o C que puedan poner en peligro las de este Grupo. Grupo B2 Edificaciones de uso público o privado, de baja ocupación, que no excedan los límites indicados en el Grupo B1, tales como: .- Viviendas. .- Edificios de apartamentos, de oficinas u hoteles. .- Bancos, restaurantes, cines y teatros. .- Almacenes y depósitos. .- Toda edificación clasificada en el Grupo C, cuyo derrumbe pueda poner en peligro las de este Grupo. Grupo C Construcciones no clasificables en los grupos anteriores, ni destinadas a la habitación o al uso público y cuyo derrumbe no pueda causar daños a edificaciones de los tres primeros Grupos. En las edificaciones del Grupo C, se podrá obviar la aplicación de esta Norma siempre y cuando se adopten disposiciones constructivas que aseguren su estabilidad ante las acciones sísmicas previstas en el Capítulo 4 Ver Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 23,24 10.4.Clasificación de la estructura según el nivel de diseño. Nivel de diseño 1. El diseño en zonas sísmicas no requiere la aplicación de requisitos adicionales a los establecidos para acciones gravitacionales. Nivel de diseño 2. Requiere la aplicación de los requisitos adicionales para este Nivel de Diseño, establecidos en las Normas COVENIN-MINDUR. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 32

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Nivel de diseño 3. Requiere la aplicación de todos los requisitos adicionales para el diseño en zonas sísmicas establecidos en las Normas COVENIN-MINDUR. Niveles de diseño requeridos. Se usará uno de los Niveles de Diseño ND indicados en la Tabla 6.2. En el detallado de elementos que formen parte de estructuras irregulares, independientemente de la zona sísmica, se aplicará el ND3 en los siguientes casos: (i) donde excepcionalmente se presenten las irregularidades anotadas en la Tabla 6.3 y (ii) en los sistemas Tipo I de redundancia limitada, tales como: edificios con menos de tres líneas resistentes en una de sus direcciones y edificios con columnas discontinuas. Tabla 6.2 Niveles de diseño ND ZONA SÍSMICA GRUPO 1y2 3y4 5,6 y 7 ND2 A; B1 ND3 ND3 ND3 ND1 (*) ND2 (*) ND3 B2 ND2 ND3 ND2 (**) ND3 (*) Válido para edificaciones de hasta de 10 pisos ó 30 m de altura. (**) Válido para edificaciones de hasta de 2 pisos u 8 m de altura Ver Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 25,26 10.5.Clasificación según el tipo de la estructura Todos los tipos de estructuras, con excepción del Tipo IV, deberán poseer diafragmas con la rigidez y resistencias necesarias para distribuir eficazmente las acciones sísmicas entre los diferentes miembros del sistema resistente a sismos. En las Zonas Sísmicas de la 3 a la 7, ambas incluidas, no se permiten los sistemas de pisos sin vigas, ni pisos donde todas las vigas sean planas del mismo espesor de las losas. Tipo I: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones sísmicas mediante sus vigas y columnas, tales como los sistemas estructurales constituidos por pórticos. Los ejes de columnas deben mantenerse continuos hasta su fundación. Tipo II: Estructuras constituidas por combinaciones de los Tipos I y III, teniendo ambos el mismo Nivel de Diseño. Su acción conjunta deber ser capaz de resistir la totalidad de las fuerzas sísmicas. Los pórticos por sí solos deberán estar en capacidad de resistir por lo menos el veinticinco por ciento (25%) de esas fuerzas. Tipo III: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones sísmicas mediante pórticos diagonalizados o muros estructurales de concreto armado o de sección mixta aceroMiguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 33

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] concreto, que soportan la totalidad de las cargas permanentes y variables. Los últimos son los sistemas comúnmente llamados de muros. Se considerarán igualmente dentro de este Grupo las combinaciones de los Tipos I y III, cuyos pórticos no sean capaces de resistir por sí solos por lo menos el veinticinco por ciento (25%) de las fuerzas sísmicas totales, respetando en su diseño, el Nivel de Diseño adoptado para toda la estructura. Se distinguen como Tipo III a los sistemas conformados por muros de concreto armado acoplados con dinteles o vigas dúctiles, así como los pórticos de acero con diagonales excéntricas acopladas con eslabones dúctiles. Tipo IV: Estructuras que no posean diafragmas con la rigidez y resistencia necesarias para distribuir eficazmente las fuerzas sísmicas entre los diversos miembros verticales. Estructuras sustentadas por una sola columna. Edificaciones con losas sin vigas. Edificación de Estructura Regular Tabla factores de reducción R ESTRUCTURAS DE ACERO NIVEL DE TIPO DE ESTRUCTURAS (SECCION 6.3.1) DISEÑO I(1) II III IIIa IV 6.0(2) 5.0 4.0 6.0(3) 2.0 ND3 4.5 4.0 1.5 ND2 ND1 2.5 2.25 2.0 1.25 (1) Para sistemas con columnas articuladas en su base el valor de R será multiplicado por 0.75. (2) En pórticos con vigas de celosía se usará 5.0 limitado a edificios de no más de 30 metros de altura. (3) En aquellos casos donde la conexión viga colectora-columna sea del Tipo PR, según la Norma COVENIN 1618-98, úsese 5.0. Ver Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 27,29 10.6.Espectros de Diseño. Se debe crear un espectro de diseño que se obtiene de una hoja de cálculo prediseñada que se genera a partir de los Coeficientes Sísmicos. Ver Capitulo 4 de la Norma Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pag 34,35.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Valores de T*, β y p Forma Espectral S1 S2 S3 S4

T* (seg) 0.4 0.7 1.0 1.3

b

p

2.4 2.6 2.8 3.0

1.0 1.0 1.0 0.8

To = T*/4 Valores de T+ (1) CASO T+ (seg) R<5 0.1 (R - 1) R >= 5 0.4 (1) To <= T+ (T*/4) <= T+ <= T* (Condición) Espectro de respuesta y espectro de Diseño

𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻 ≤ 𝑻 ∗ Ad =∝ φβAₒ 𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻 < 𝑻ₒ T (β − 1)] Tₒ

Ad =∝ φAₒ [1 +

𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻 > 𝑻 ∗ 𝑇∗ 𝜌 Ad =∝ φβAₒ ( ) 𝑇

𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻 = 𝟎 Ad =∝ φAₒ Ad =

𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻 < 𝑻 + T ∝ φAₒ [1 + T + (β − 1)] T C 1 + [T +] (R − 1)

𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻+≤ 𝑻 ≤ 𝑻 ∗ ∝ φβAₒ Ad = R

𝑪𝒖𝒂𝒏𝒅𝒐 𝑻 > 𝑻 ∗ ∝ φβAₒ 𝑇 ∗ 𝜌 [ ] R 𝑇

Ad =

Las ordenadas Ad de los espectros de diseño, quedan definidas en función de su período T Donde: Ad = Ordenada del espectro de diseño, expresada como una fracción de la aceleración de gravedad. α = Factor de importancia (Tabla 6.1). Ao = Coeficiente de aceleración horizontal (Tabla 4.1). ϕ = Factor de corrección del coeficiente de aceleración horizontal (Tabla 5.1). Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 35

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] β = Factor de magnificación promedio (Tabla 7.1). To = 0.25T* Período a partir del cual los espectros normalizados tienen un valor constante (seg). T* = Máximo período en el intervalo donde los espectros normalizados tienen un valor constante (Tabla 7.1). T+ ≥ To Período característico de variación de respuesta dúctil (seg) (Tabla 7.2). c=4R/β R = Factor de reducción de respuesta (Artículo 6.4). p = Exponente que define la rama descendente del espectro.

Nota: Cuando el Factor de Reducción de Respuesta (R) es cada vez mayor, se genera un espectro de diseño con valores de aceleración menor al Espectro de Respuesta. El Factor R se puede disminuir para el diseño de estructuras de acero que tienden a ser vulnerables por efectos de pandeo local.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 10.7. Usar Herramienta Software SCE SPECTRUM FREE 1.2.0 Nota: Se puede usar cualquier otra herramienta disponible por el usuario.

.- Definir parámetros sísmicos.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Zona Sísmica.

.-Tipo de Suelo, Suministrado por el estudio de suelos.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Clasificación según el uso.

.- Clasificación según el nivel de diseño.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Clasificación según el tipo de estructura

10.8. Generar Espectro


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Guardar espectro en archivo .txt

10.9. Importar espectro al archivo de Etabs. Ir a (Define+Functions+Response Spectrum)


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .-Desplegar opciones de, Choose function Type to add. .-Click to, From file. .- Asignar un nombre al archivo; Function name: Sismo .-Browse…

.- Ubicación de archivo, Espectro.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 10.10. Configurar los espacios marcados en rojo, Ok.

Convertir a definido por el usuario.

C

Archivo importado Periodo Vs. Aceleración

Gráfico de espectro.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 11. Definir los patrones de carga. Ir a (Define+ Load Patterns)

Patrones de carga.

1. Definir Carga. 2. Modificar carga.

Multiplicador de peso propio


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Para modificar un patrón existente, (Clic sobre la carga que desea modificar, Cambiar nombre en espacio blanco, clic en Modify load).

.- Para agregar un nuevo patrón de carga (nombrar en el espacio blanco, seleccionar el tipo de patrón de carga (Type), add new load). 1. Indicar nombre.

z

2. Indicar tipo de carga.

3. Factor multiplicador

3. Factor multiplicador

.- Para el Self weight multipler, solo se incorpora un factor multiplicador del peso propio igual o mayor a 1 en el caso de carga permanente. Los demás casos deben tener 0 para no contemplar el peso propio nuevamente.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 12. Definir los casos de carga. (Load cases)

Ir a (Define+Load cases)

Casos de carga.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Clic, sobre el caso de carga, Ir a Modify/Show case…

Nuevo caso Copia de caso Modificar caso Borrar caso

.- Definir el patrón de carga, correspondiente al caso seleccionado. Asignar nombre

Ver tabla Preset- Delta Options


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Los casos de carga deben incluir en su totalidad, los patrones de carga asignados.

13. Agregar el sismo para los casos de carga. 13.1. Cambio de unidades a Kg/m.

13.2. Ir a (Define+Load Cases+Add new case)


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Desplegar las opciones, sobre los casos de carga (Load case type), seleccionar el espectro de respuesta (Response spectrum). Nombrar caso de carga.

Espectro de respuesta

*Ver párrafo “a”

*Ver párrafo “b”

13.3.Modal Combination Method. Método de Combinación Modal. Para una dirección definida de aceleración, los máximos desplazamientos, fuerzas y tensiones son computados por toda la estructura para cada uno de los modos de vibración. Estos valores modales para una cantidad de respuestas son combinadas para producir un simple resultado positivo, para la dirección definida de aceleración usando uno de los siguientes métodos.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] a) CQC: Este es el Método de Combinación Cuadrática Completa, descrito por Wilson, Kiureghian and Bayo (1981). Esta técnica de combinación modal toma en cuenta, el acoplamiento probable entre modos muy cercanos, causados por el amortiguamiento modal. Un incremento en el amortiguamiento modal incrementa el acoplamiento entre modos cercanos. Si el amortiguamiento modal es cero para todos los modos, entonces el método CQC degenera en el método SRSS. b) SRSS: Este es el método de la Raíz Cuadrada de la Suma de los Cuadrados. Esta técnica de combinación modal no toma en cuenta el acoplamiento entre modos como lo hace los métodos del CQC o el GMC. c) ABS: Este es el método Absoluto. Esta técnica de combinación modal simplemente combina los resultados modales tomando la suma de sus valores absolutos. Este método es usualmente conservador. d) GMC: Este es el Método General de Combinación Modal, también conocido como el método de Gupta. Es semejante al CQC tomando en cuenta el acoplamiento de modos cercanos, y también incluye la correlación entre modos con contenido de respuesta rígida. 13.4.Diaphragm Eccentricity. Excentricidad del Diafragma. Ver Capitulo 8 de la La excentricidad solo aplica cuando hay diafragmas rígidos definidos. Es un porcentaje de la dimensión de la planta perpendicular a la dirección de análisis. Representa la excentricidad adicional para el cálculo del momento torsor estático adicional. En nuestro caso es el 6% según lo establecido en el Capítulo 9.6.2.2 “Torsión Adicional” de la Norma Covenin – Mindur 1756-2001 Edificaciones Sismorresistentes Los efectos de la componente rotacional del terreno y de las incertidumbres en la ubicación de centros de masa y rigidez, se incluyen en el diseño añadiendo a los resultados del análisis dinámico, las solicitaciones más desfavorables que resulten de aplicar estáticamente sobre la edificación los siguientes momentos torsores: Para sismo X: Mtkx =±Vkx (0.06Bky) Para sismo Y: Mtky =± Vky (0.06Bkx) Norma Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pag 52.

.- Definir el nombre para caso de carga. Load case name .- Definir la opción response spectrum. Load case type Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 50

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Agregar las cargas aplicadas, como se indica en el Screenshot. Add .- Definir el diafragma de exentricidad. Modify/Show… .- Ok.

Indicar dirección. Indicar aceleración. Valor de gravedad

*Gravedad x 70%

Método de combinación modal

Tipo de combinación direccional

Diafragma de excentricidad.

*El coeficiente de la aceleración vertical, se tomará como 0.7 veces los valores de Ao dados en la Norma Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes pag 15.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 14. Definición de combinación de cargas.

Combinaciones de carga

.- Agregar combinaciones de diseño, del acero, Por defecto Seleccione el tipo de diseño para las combinaciones de cargas Diseño de secciones en acero. Diseño de secciones compuestas. Diseño de secciones en concreto. Agregar combinaciones de carga por defecto.

Diseño de muros de corte en concreto. Convertir las combinaciones a usar (Editables).


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 14.1.Acciones e hipótesis de solicitaciones. Las estructuras de acero y las estructuras mixtas de acero - concreto estructural, sus miembros, juntas y conexiones, y el sistema de fundación deben diseñarse para que tengan la resistencia, la rigidez, la estabilidad y la tenacidad exigidas para los Estados Límites establecidos en el Capítulo 8 para las acciones, las hipótesis y combinaciones de solicitaciones definidas en el presente Capítulo. Las hipótesis y requisitos del proyecto y la construcción sismorresistentes de esta Norma se fundamentan en las solicitaciones que resultan de los movimientos sísmicos especificados en la Norma COVENIN -MINDUR 1756-98 Edificaciones Sismorresistentes. Se considerarán las siguientes acciones: CP: Acciones permanentes debidas al peso propio de la estructura de acero o de acero concreto y de todos los materiales que estén permanentemente unidos o soportados por ella, así como de otras cargas o deformaciones de carácter invariable en el tiempo. CV: Acciones variables debidas al uso y ocupación de la edificación, incluyendo las cargas debidas a objetos móviles y el equipamiento que puede cambiar de sitio. CVt: Acciones variables en techos y cubiertas. W: Acciones accidentales debidas al viento. S: Acciones accidentales debidas al sismo. Cuando sean importantes, también se considerarán las siguientes acciones: CE Acciones debidas a empujes de tierra, materiales granulares y agua presente en el suelo. CF Acciones debidas a fluidos de los cuales se conoce su peso unitario, presión y máxima variación en altura. CT Acciones reológicas o t´permicas, asentamientos diferenciales o combinaciones de estas acciones.

14.2. Hipótesis De Solicitaciones Para El Estado Límite De Agotamiento Resistente. Las solicitaciones mayoradas sobre la estructura, sus miembros, juntas y conexiones, así como su sistema de fundación, se determinarán de la hipótesis de solicitaciones que produzca el efecto más desfavorable. El efecto más desfavorable puede ocurrir cuando una o más solicitaciones no están actuando, por lo que todas las combinaciones indicadas a continuación deben ser investigadas, igualmente se investigarán las cargas de magnitud inferior a las máximas especificadas pero que actúan con un gran número de ciclos. Cuando la solicitación pueda cambiar de dirección, se tendrá en cuenta en todas las combinaciones posibles, cambiando adecuadamente sus signos: Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 53

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 1.4 CP 1.2 CP + 1.6 CV + 0.5 CVt 1.2 CP + 1.6 CVt + (0.5 CV o 0.8 W) 1.2 CP + 1.3 W +0.5 CV+ 0.5 CVt 0.9 CP ± 1.3 W 1.2 CP + γ CV ± S 0.9 CP ± S

(10-1) (10-2) (10-3) (10-4) (10-5) (10-6) (10-7)

El factor de mayoración de la Carga Variable CV en las combinaciones (10-3) , (10-4), (106) y (10-9) será igual a 1.0 en los garajes, las áreas destinadas a concentraciones públicas, y en todas aquellas áreas donde la carga variable sea mayor que 500 kgf/m2 o en todos los casos en que el porcentaje de las acciones variables sea mayor del 25 %, como se establece en el Capítulo 7 de la Norma COVENIN - MINDUR 1756-98 Edificaciones Sismorresistentes. En las combinaciones (10-6) y (10-9), el factor γ corresponde al porcentaje de la acción variable de servicio con el cual se ha calculado el peso total de la edificación de acuerdo con el Artículo 7.1 de la Norma COVENIN –MINDUR 1756-98. .- Ver en norma Covenin- 1618:1998 Estructuras de acero para edificaciones. Método de los estados límites, Pagina 48. 14.3. Hipótesis De Solicitaciones Para El Estado Límite De Servicio Para la verificación del estado límite de servicio se formularán las hipótesis de solicitaciones adecuadas para seleccionar el efecto más desfavorable bajo las condiciones previstas de utilización. En el diseño o en la verificación del estado límite de servicio se considerarán independientemente las solicitaciones más desfavorables de las acciones debidas al viento o al sismo.

Agregar Borrar

.- Chequear que las combinaciones de carga correspondan a la norma citada anteriormente. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 54

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 15. Definir la fuente de masa. Cálculo del centro de masas de un determinado piso. Debe tomarse en consideración la distribución de los pesos propios, de las cargas permanentes y variables significativas. Ver Capitulo 7.1 de la Norma Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes pag 33. Para la determinación del peso total W, a las acciones permanentes deberán sumarse los porcentajes de las acciones variables establecidas en la Norma COVENIN 2002, según se indica a continuación: a) Recipientes de líquidos: cien por ciento (100%) de la carga de servicio, con el recipiente lleno. b) Almacenes y depósitos en general, donde la carga tenga el carácter de permanente tales como bibliotecas o archivos: cien por ciento (100%) de la carga de servicio. c) Estacionamientos públicos: en ningún caso el valor que se adopte será menor que el cincuenta por ciento (50%) de la carga variable de servicio establecida en las normas respectivas, considerando el estacionamiento lleno. d) Edificaciones donde pueda haber concentración de público, más de unas 200 personas, tales como: educacionales, comerciales, cines e industrias, así como escaleras y vías de escape: cincuenta por ciento (50%) de la carga variable de servicio. e) Entrepisos de edificaciones, no incluidos en (d) tales como: viviendas y estacionamientos distintos de c): veinticinco por ciento (25%) de la carga variable de servicio. f) Techos y terrazas no accesibles: cero por ciento (0%) de la carga variable. En los edificios destinados a viviendas u oficinas, los resultados de un muestreo hecho durante 1979-1980 en la ciudad de Caracas, revelan que el valor especificado igual al veinticinco por ciento (25%) de las cargas variables de cálculo (175 kgf/m2) para viviendas tiene una probabilidad de excedencia del cinco por ciento (5%). De acuerdo con los análisis estadísticos de la muestra de cargas variables en oficinas, para mantener esta misma probabilidad de excedencia se debería seleccionar el treinta por ciento (30%) de las cargas variables en oficinas (250 kgf/m2) (Grases y Eskenazi, 1981). Este valor representa una diferencia pequeña con respecto al valor establecido en el Artículo 7.1. Tomando en consideración la importancia de las cargas variables en el proyecto no parece necesaria esta distinción, especialmente por la discriminación de uso que implica. Norma Covenin 1756-1:2001 Edificaciones sismorresistentes, Pg 33


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Ir a (Define+ mass source…) Modify/Show Mass Source... Modificar/Mostrar Fuente de Masa. Se modificará la Fuente de Masa que trae el programa por defecto.

Fuente de masa Incluir masa del peso propio de la estructura y de las masas añadidas. Especificar patrones de carga de las cuales se requiere obtener la masa de la estructura.

Incluir masas laterales Incluir masas laterales Llevar las masas intermedias a los niveles de piso (escaleras y rampa)


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 16. Definir los casos modales. Cálculo del Número de Modos de Vibración N1. Norma Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes pag 48, 49.

En cada dirección, el análisis debe por lo menos incorporar el número de modos N1 que se indica a continuación: a) Para edificios con menos de 20 pisos: N1 =

1 T₁ ( − 1.5) + 3 ≥ 3 2 T∗

b) Para edificios con 20 pisos o más: N1 =

2 T₁ ( − 1.5) + 4 ≥ 4 3 T∗

Dónde: T1 = Período del modo fundamental. Los valores N1 deben redondearse al entero inmediato superior. Para estructuras de menos de 3 pisos, el número de modos a incorporar es igual al número de pisos.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Cálculo del Número Mínimo de Modos de Vibración N3. Norma Covenin - Mindur 17561-2001 Edificaciones Sismorresistentes pag 51. El número mínimo de modos de vibración (N3) a utilizar en el análisis dinámico, será el mayor entre los dos siguientes valores: a) N3 = 3N1, donde N1 está dado por las fórmulas (9.17) y (9.18) de la Sección 9.4.4. b) N3 = Número de modos que garantice que la sumatoria de las masas participativas de los primeros N modos exceda el noventa por ciento (90%) de la masa total del edificio, para cada una de las direcciones de análisis. Ir a (Define+Modal cases).

Casos Modales


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Modificar el caso modal. Modify/Show Case…

16.1.Definir el número de modos, Considerando tres grados de libertad por nivel.

Eigen vector: Autovalores Ritz vector: Vectores ritz

Considerar el P-Delta en caso de cumplir la condición dada en la norma, ver xxx.

Otros parámetros. Máximo número de modos. Mínimo número de modos. Cambio de frecuencia (centro). Frecuencia de corte (radio).

Se indica un valor mínimo de 3 grados de libertad por nivel, en caso de no alcanzar el 90% de masas activadas, aumentar el número de modos.

Tolerancia a la convergencia. Permitir auto frecuencia de desplazamiento.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 16.2. Datos de casos modales. a) Modal Case Name. Nombre del Caso Modal. b) Modal Case Sub Type. Tipo de análisis del Caso Modal. .- Eigen. Método de Autovectores (Formas de Modos de Vibración Libre). El análisis del modo de vibrar o valor vibratorio (Eigenvector/eigenvalue) determina el modo de las figuras libres de vibraciones y no amortiguamiento y las frecuencias del sistema. Esos modos naturales permiten penetrar en el comportamiento de la estructura. Pueden también ser usadas como bases en los análisis de respuesta del espectro o en el de historia del tiempo, aunque los vectores son muy recomendados para dichos propósitos Los modos del vector propio se identifican por números del 1 a n en el orden de modos que se encuentran en el programa Específicamente el número de modos, N, a ser encontrado, y el programa encontrara los modos de la frecuencia menor para N (N-lowest frequency) (periodo más largo). El valor propio es el cuadrado de la frecuencia circular. El usuario especifica una frecuencia cíclica (circular frequency/ (2~)) rango en el cual se buscaran los modos. Dichos modos se encuentran en el orden en el que se incrementa la frecuencia, y aunque se empiece del valor cero es apropiado para la mayoría de los análisis dinámicos, ETABS permite al usuario especificar una frecuencia de inicio “shift frequency”; esta puede ser útil cuando su edificio está sujeto a frecuencias mayores de entrada, tales como maquinaria vibratoria. ETABS también ofrece una opción para calcular la masa-residual o masa perdida (missingmass) modos para análisis-propios. En este sentido, ETABS trata de aproximar los comportamientos de alta-frecuencia cuando la participación de la masa-radio para una carga a la que se le da un dirección de aceleración menor que el 100%. .-Ritz. Método de Vectores Ritz (Vectores Ritz Carga Dependientes). ETABS ofrece la habilitación del uso de la sofisticada técnica del Vector Ritz para el análisis modal. Algunos estudios han indicado que el modo de las figuras libres de vibración no es la mejor base para un análisis de súper-posición de estructuras sujetas a cargas dinámicas. Se ha demostrado que los análisis dinámicos basados en cargas dependientes de vectores Ritz generan resultados más precisos que con el uso de números con las figuras del vector propio o valores propios. Los vectores Ritz dan excelentes resultados porque son generados tomando en consideración la distribución espacial de las cargas dinámicas. El uso directo de las figuras naturales niega su información importante. Cada modo del Vector Ritz consiste en un modo de figura y una frecuencia. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 60

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Cuando un número suficiente de modos de vectores Ritz es encontrado, algunos de ellos se aproximan a los modos de figuras naturales y a las frecuencias. En general, sin embargo, los modos del vector Ritz no representan características intrínsecas de la estructura en la misma forma en que lo hacen los modos naturales, porque se basan en los vectores de inicio de carga. De forma similar a los modos naturales, especifique el número de modos Ritz a encontrar. Además, especifique los vectores de carga de inicio, que deben ser las cargas de aceleración, compartimientos de cargas estáticas, o deformación de cargas no lineales. Ambos métodos producen buenos resultados para el máximo desplazamiento. Sin embargo, el uso de Vectores Dependientes de Carga Ritz representa el enfoque más eficiente para determinar valores precisos de desplazamientos modales y fuerzas en elementos en estructuras que están sujetas a cargas dinámicas. El motivo de esta impresionante precisión es porque se calculan solamente las formas de modos que son excitadas por la carga sísmica. Las frecuencias bajas que se obtienen de un análisis de Vectores Ritz son siempre bastante similares a las frecuencias exactas de Vibración Libre. Si se pasan por alto frecuencias y formas de modos, es porque la carga dinámica no las excita; por lo tanto no requiere ningún valor práctico. El cálculo de las formas de modos de Vibración Libre exactas no solamente requiere de más tiempo de cómputo, sino también requiere de más vectores, lo que aumenta el número de ecuaciones modales que deben ser integradas y almacenadas en la computadora.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 17. Modelado de estructura. 17.1. Comandos para dibujar.

Dibujar líneas (viga) Dibujar líneas rápidas (viga) Dibujar objetos (Columna) Dibujar correas Dibujar arriostramientos

17.2. Asignar las secciones. 17.2.1. Columnas Ir a (Quick Draw column). Definir la sección de columna correspondiente.

Seleccionar sección.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] . .- Ir a (Draw+Draw beam/Columns+ Quick Draw Columns)

Columna 200x200E7

17.2.2. Vigas. Ir a (Quick Draw Beam). Definir la sección de viga correspondiente.

Seleccionar sección.

Continuous: Continuo Pinned: Articulado


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Ir a (Draw+Draw beam+ Quick Draw beams)

Viga VP 250

17.2.3. Vigas secundarias o correas. Seleccionar botón (Quick Draw secondary beams). Definir la sección de viga correspondiente.

Seleccionar sección. Articulado Especifique cantidad Paralelo a eje X y/o Y


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Ir a (Draw+Draw beam+ Quick Draw secondary beams)

Viga VP 200

17.3.Asignar Sofito metálico .- Ir a (Draw+Draw floor+ Quick Draw floor)

Seleccionar sección de losa.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Asignar el elemento deck, a las áreas que corresponda.

Sofito metálico


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 17.4.Asignar Restricciones en Planta Base Ir a (Asign+Joint+Restraints)

Desplazamiento en X

Rotación en X

Desplazamiento en Y

Rotación en Y

Desplazamiento en Z

Rotación en Z

Articulación en la base

.-Seleccionar toda la planta base, para asignar la restricción de empotramiento.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 17.5. Realizar una réplica de la planta modelada. (Select+Select All)

Vista 3D.

Vista Planta.

Vista Pórtico


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Ir a (Edit+Replicate+Story+Apply+Ok) Replicar. Lineal, Radial, Espejo, Nivel. Seleccionar Piso.

Aplicar.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 18. Verificación de las secciones asignadas durante el modelado. (Set Display Options)

Relleno de objeto

Borde de objeto Extrude de líneas Extrude de Áreas


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 18.1. Vista 3d en Extrude, verificar las uniones de línea, espesores, restricciones.

18.2. Vista de pórtico, verificar cuidadosamente las secciones de viga, columna y áreas asignadas.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 19. Asignar mesh a losa de escalera Ir a (Select+Select+Properties+Slab sections…+ Losa esc=15cm+Select +Ok) Click derecho+Show select Objects Only+ Vista 3d.

Ir a (Edit + Edit Shells+Divide Shells…)

Intersección con eje visible Punto o eje seleccionado Intersección con línea seleccionada

.- Vista 3d, de escalera, Obsérvese el área de losa discretizado. Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 72


Discretizacion de áreas (mesh). Es necesario establecer un mesh debido a que la solución de los objetos de área está basada en el método de elementos finitos (MEF). El Método de Elementos Finitos (MEF) consiste en transformar un medio continuo con infinitos grados de libertad en un modelo discreto aproximado. Esta transformación se logra generando una Discretización del Modelo, es decir, se divide el modelo en un número finito de partes denominados “Elementos”, cuyo comportamiento se especifica mediante un número finitos de parámetros asociados a puntos característicos denominados “Nodos”. Los Nodos son los puntos de unión de los elementos con los adyacentes.

Elemento de área

Desplazamiento conocido en el nodo.

Nodo

El comportamiento en el interior de cada elemento queda definido a partir del comportamiento de los nodos mediante las adecuadas funciones de interpolación o funciones de forma. El comportamiento de lo que sucede en el interior del cuerpo aproximado, se obtiene mediante la interpolación de valores conocidos en los nodos. Es por tanto una aproximación de los valores de una función a partir del conocimiento de un número determinado y finito de puntos.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Asignar mesh a losas. Forma A: Mesh interno. Seleccionar área (Ir a Assign+Shell+ Floor Auto-mesh Options) Floor Auto-mesh Options. Durante el análisis, el ETABS genera el mesh automáticamente a los elementos con propiedades de cubierta (deck) que son asignados, o propiedades de losa con el comportamiento de membrana, el mesh ayuda a distribuir las cargas de una manera real en el modelo, en algunos casos el mesh interno automático u/o por defecto del programa puede que genere un modelado no deseado por el usuario. Utilice la Asignación Shell Assignment - Floor Auto Mesh Options forman para controlar el mallado de los objetos tipo shell.

Opciones de Auto-mesh de losa.



Opciones de mallado. Por defecto 1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

A.1.- Para la definición de diafragma rígido y masa única (sin rigidez, carga vertical no transferible, solo aplica para losas horizontales). A.2.- Sin mallado automático (el uso de objetos como elemento estructural). A.3.- Malla de objetos en ____ por ____ elementos (se aplica para 3 o 4 objetos con nodo solamente sin bordes curvos). A.4.- Cortar objetos en elementos estructurales de: A.5.- Mesh en vigas y otras líneas (se aplica solamente a losas horizontales). A.6.- Mesh en elementos verticales/ bordes de muros inclinados (se aplica solamente a losas horizontales). A.7.- Mesh en las redes visibles (se aplica solamente a losas horizontales). A.8.- Indicar el valor máximo requerido para la división del elemento. A.9.- Añadir restricciones en el borde si en las esquinas tienen restricciones. A.10.- Avanzado – modificar / mostrar la configuración de malla rectangular.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Opciones de mesh rectangular (para losas). Opciones de mesh. Uso localizado del mesh. Combinar las articulaciones cuando sea posible. Tamaño de mesh Tamaño máximo aproximado de mesh. Nota importante.

Restablecer los valores predeterminados.

Forma B: Mesh externo. Seleccionar área (Ir a Edit Shells+Divide Shells).

Dividir elementos shells.



Cortar losa a partir de un objeto línea seleccionada. Extender líneas a los bordes del elemento shell Cortar losa a partir de un punto seleccionado en __ grados Dividir cuadriláteros/triángulos en __ por__ áreas Dividir cuadriláteros/triángulos en: Intersecciones con las redes visibles. Selección de puntos en los bordes. Intersecciones con selección de objetos de línea.

Existen algunas consideraciones que deben tomarse en cuenta al asignar un “mesh” a los elementos de losa. Se realiza un Mesh Externo cuando se requiera generar vínculos en los bordes de un elemento Shell. La clave está en generar un Mesh Externo cuando interesa que aparezcan los nodos de las áreas. Es importante que siempre exista una debida continuidad de los nodos del Mesh. Debido a ello, al generar Mesh Interno y Externo se debe cuidar que las divisiones sean compatibles. Un Mesh que no coincida conduce a malos resultados al no darse continuidad. 20. Asignar Cargas de diseño Pesos unitarios probables de elementos constructivos. Tabiques y paredes de mampostería. Espesor (cm) Sin frisar Kg/m2 1

Bloques de arcilla

2

Bloques de concreto

3

Ladrillos macizos

10 15 20 Espesor (cm)

120 170 220 Sin frisar Kg/m2

Frisados por ambas caras Kg/m2 180 230 280 Frisados por ambas caras Kg/m2

10 15 20 Espesor (cm)

150 210 270 Sin frisar Kg/m2

210 270 330 Frisados por ambas caras Kg/m2

12 25

220 460

280 520



4

5

Bloques de concreto para ventilación.

Ladrillos de arcilla de obra limpia.

Espesor (cm)

Sin frisar Kg/m2

De varias celdas De arcilla De concreto Espesor (cm)

150

macizos perforados

200 150

125 150 Sin frisar Kg/m2

Frisados por ambas caras Kg/m2

Frisados por ambas caras Kg/m2

Losas nervadas.

Armadas en una dirección.

Armadas en dos direcciones.

Espesor total (cm) 20 25 30 35 Espesor total (cm) 20 25 30 35

Peso Kgf/m2 270 315 360 415 Peso Kgf/m2 270 315 360 415

Losas de tabelones. Los entrepisos constituidos por tabelones de arcilla o de concreto de agregados livianos, perfiles metálicos, malla electrosoldada y un recubrimiento de concreto de 4 cm de espesor por encima de la viga tiene los siguientes pesos. Espesor total (cm) Peso Kgf/m2 IPN 8 165 6 x 20 x 60 IPN 10 170 IPN 12 175 Espesor total (cm) Peso Kgf/m2 IPN 10 185 6 x 20 x 80 IPN 12 190 IPN 14 195 Espesor total (cm) Peso Kgf/m2 IPN 10 180 8 x 20 x 60 IPN 12 185 IPN 14 190 Espesor total (cm) Peso Kgf/m2 IPN 12 195 8 x 20 x 80 IPN 14 200


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Revestimiento de techos. Tejas: Tejas curvas de arcilla (2Kgsf/pza; 30 pza/m2) - Sin mortero de asiento - Con mortero de asiento Tejas de cemento Tejas asfálticas Laminas corrugadas: Acero galvanizado (según dimensiones y espesores entre 0.20 y 0.60 mm) Acero recubierto con asfalto y aluminio en ambas caras Aluminio (según dimensiones y espesores entre 0.3 y 0.7 mm) Asbesto-Cemento Plastico

50 100 60 8

2-6 7 1.15-2.65 15 2

Otros revestimientos Machihembrados sobre correas de madera Cielos rasos colgantes de paneles livianos

Kgf/m2 50 20

Impermeabilizaciones Acabado de gravilla 60 Acabado de panelas 80 Fieltros de emulsión asfáltica 5 Por capa de fieltro Manto asfaltico en una sola capa, reforzada interiormente y con acabado exterior. 2 mm de espesor 3 3 mm de espesor 4 4 mm de espesor 5 5 mm de espesor 6 Pavimentos Baldosas vinílicas o asfálticas sobre capa de mortero de 2 cm Baldosas de gres o cerámica sobre mortero de 3 cm de espesor Granito artificial con un espesor total de 5 cm Mármol de 2 cm sobre mortero de 3 cm Baldosas de parquet sobre mortero de 3 cm

50 80 100 120 70


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Frisos y revestimientos de paredes Frisos

Cal y cemento Cal y yeso Cemento Cemento y yeso Yeso

Peso kgf/m2 por cm de espesor 19 17 22 19 12

Revestimientos

Porcelana Gres

Peso kgf/m2 ,con base de 1.5 cm 40 45

Antepechos, barandas y pasamanos. Viviendas y edificaciones de uso privado Edificaciones de uso publico

Kgf/m 50 100

Ver Capitulo 4 de Acciones permanentes de la norma COVENIN- MINDUR 2002-88.



Notas: General: Aquellos renglones que no tengan valores establecidos, podrán asimilarse a casos semejantes. 1. Oficinas: 250 kgf/m2. Aulas, Quirófanos y Laboratorios: 300 kgf/m2. Cocinas, Servicios, etc.: 400 kgf/m2. 2. La que corresponda a su uso, pero no menor de 100 kgf/m2. 3. Para barandas, pasamanos y antepechos, véase la sección 5.3.4. 4. Para balcones con l ≤ 1.20 m. se aplica la nota (2). Independientemente del valor de l, se aplicará en el extremo del volado una carga lineal de 150 kgf/m. 5. Salas de lectura: 300 kgf/m2. Salas de archivo: Según ocupación y equipos, pero no menor de 500 kgf/m2. Zona de estanterías con libros: 250 kgf/m2 por cada m. de altura, pero no menor de 700 kgf/m2. Depósitos de libros, véase nota 8. 6. Para vehículos de pasajeros: 250 kgf/m2 y además se verificará para una carga concentrada de 900 kgf distribuida sobre un cuadrado de 15 cm de lado y colocada en el punto más desfavorable. Para autobuses y camiones: 1000 kgf/m2 y además se verificará para una carga Miguel A. Vielma M. Móvil:+58 414 2441496 +58 412 6257550 +1(786) 5483226 Perfil público http://ve.linkedin.com/pub/miguel-vielma/40/b72/512 twitter: @miguelvielma325 Página 81

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] concentrada igual a la carga máxima por rueda distribuida en un cuadrado de 15 cm de lado. Véase la Sección 5.2.5. 7. Según especificaciones particulares. Para piso de sala de máquinas de ascensores: 2000 kgf/m2, incluyendo el impacto. 8. Según especificaciones particulares, pero no menor de 250 kgf/m2 por metro de altura del depósito; véase Tabla 4.2. Depósito de libros apilados y estanterías sobre rieles: 1100 kgf/m2 por cada m de altura. 9. Frigoríficos: según especificaciones particulares, pero no menor de 1500 kgf/m2. Morgue: 600 kgf/m2. 10. Las correas deberán verificarse también para una carga concentrada de 80 kgf/m2 ubicada en la posición más desfavorable. 11. Según las características de los equipos. Ver Capitulo 5 de Acciones variables de la norma COVENIN- MINDUR 2002-88. Carga Permanente Tabiquería (Bloque de arcilla) 180 Kg/m2 Cielo Raso 20 Kg/m2 Acabado de piso (Granito) 100 Kg/m2 300 Kg/m2 Total Carga variable según uso Área privada (Oficinas) 250 Kg/m2 250 Kg/m2 Total Carga variable de techo Pendiente (-15%) 100 Kg/m2 100 Kg/m2 Total Carga permanente de techo 10 Kg/m2 Impermeabilización 120 Kg/m2 Pendiente para drenajes 130 Kg/m2 Total Carga Permanente (Escalera) Acabados 100 Kg/m2 100 Kg/m2 Total Carga Variable (Escalera) 500 Kg/m2 Escaleras .- Ver Norma Covenin Criterios y acciones mínimas para el proyecto de edificaciones. Capítulo 4, Pesos de Los materiales y elementos constructivos.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 20.1. Asignar Carga Variable. Selección área de losa, Ir a (Assign+Shell loads+Uniform)

Patrón de carga

Agregar a las cargas existentes Reemplazar las cargas existentes Borrar las cargas existentes Dirección de carga

.- Carga variable de techo.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Carga Variable entrepiso, Piso 1.

.- Carga Variable Escalera. (Activar vista 3D+ Seleccionar áreas de escalera + Shell loads Uniform).


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 20.2.Asignar Carga Permanente. El programa Etabs V13, Considera el Peso propio de los elementos asignados, llámese; Vigas, columnas, losas, elementos deck, la carga a asignar se define como sobre carga permanente (Scp/ Super dead), se debe evaluar el uso de la edificación para definir estas cargas adicionales. Tal como se define en la tabla xxx Selección área de losa, Ir a (Assign+Shell loads+Uniform)

Patrón de carga

.- Carga Permanente entrepiso, Piso 1.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Carga Permanente, Techo.

.- Carga Permanente Escalera. (Activar vista 3D+ Seleccionar áreas de escalera + Shell loads Uniform).


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 21. Definir el diafragma. Rigidez de los diafragmas. En los métodos de análisis dados en esta Norma se presupone que los pisos, techos y sus conexiones actúan como diafragmas indeformables en su plano, y están diseñados para transmitir las fuerzas a los elementos verticales del sistema resistente a sismos. Ver Capitulo 8.3.3 de la Norma Covenin - Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes pag 39. Los procedimientos de análisis de los Art. 9.3 a 9.6, así como la verificación de los desplazamientos asociada, presuponen que los pisos poseen una rigidez tal que pueden modelarse como diafragmas infinitamente rígidos en su plano. Este es el caso de edificaciones cuyos pisos y cubiertas estén constituidos por losas o placas, macizas o nervadas, siempre que incluyan un espesor uniforme de 4 cm o más, o por otros elementos de rigidez horizontal equivalente. En consecuencia, el cortante deberá distribuirse entre sus elementos resistentes en proporción a las rigideces de éstos, considerando además los efectos torsionales. En general, se admite que las losas o placas de concreto armado tienen la rigidez apropiada para actuar en las condiciones que se han estipulado en el articulado respectivo, y que solamente en casos excepcionales se requerirán cálculos específicos. En todo caso, estarán limitadas por los requisitos de desplazabilidad general establecidos en las normas de diseño. En general, se admite que las losas o placas de concreto armado tienen la rigidez apropiada para actuar en las condiciones que se han estipulado en el articulado respectivo, y que solamente en casos excepcionales se requerirán cálculos específicos. En todo caso, estarán limitadas por los requisitos de desplazabilidad general establecidos en las normas de diseño. Si los pisos no poseen la rigidez necesaria para lograr la distribución de fuerzas cortantes, se deberá considerar su flexibilidad en el análisis para lo cual se puede aplicar el método del Artículo 9.7. Independientemente de las irregularidades señaladas en la Sección 6.5.2 para los diafragmas, se recomienda considerar el diafragma flexible a efectos de utilizar e! método del Art. 9.7, cuando las derivas o cortantes calculados estáticamente con la flexibilidad del diafragma exceda el treinta por ciento (30%) de los calculados con diafragma rígido. Ver Capitulo 8.3.3 de la Norma Covenin - Mindur 1756-2-2001 Edificaciones Sismorresistentes Parte 2: Comentarios pag 65.

Clasificación según la Regularidad de la estructura. Ver Capitulo 6.5 de la Norma Covenin Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes pag 28 Edificación de Estructura Regular. Se considerará regular la edificación que no esté incluida en ninguna de las especificaciones indicadas en la Edificación de Estructura Irregular.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] Edificación de Estructura Irregular. Para las irregularidades tipificadas como a.4, b.1 y b.2 en la Sección 6.5.2, así como en los sistemas estructurales Tipo I con columnas articuladas en su base, los valores de R serán minorados multiplicando los valores de la Tabla 6.4 por 0.75, sin que sean menores que 1.0. En el caso de las irregularidades a.1, a.2, a.7, a.8 y a.9 las solicitaciones obtenidas del análisis serán multiplicadas por 1.3 en todos los elementos del entrepiso donde se localice la irregularidad, y los de los entrepisos inferiores. Se considera irregular la edificación que en alguna de sus direcciones principales presente alguna de las características siguientes: a) Irregularidades Verticales. a.1) Entrepiso blando. La rigidez lateral de algún entrepiso, es menor que 0.70 veces la del entrepiso superior, o 0.80 veces el promedio de las rigideces de los tres entrepisos superiores. En el cálculo de las rigideces se incluirá la contribución de la tabiquería; en el caso de que su contribución sea mayor para el piso inferior que para los superiores, esta se podrá omitir. a.2) Entrepiso débil. La resistencia lateral de algún entrepiso, es menor que 0.70 veces la correspondiente resistencia del entrepiso superior, o 0.80 veces el promedio de las resistencias de los tres entrepisos superiores. En la evaluación de la resistencia de los entrepisos se incluirá la contribución de la tabiquería; en el caso de que su contribución sea mayor para el piso inferior que para los superiores, esta se podrá omitir. a.3) Distribución irregular de masas de uno de los pisos contiguos. Cuando la masa de algún piso exceda 1.3 veces la masa de uno de los pisos contiguos. Se exceptúa la comparación con el último nivel de techo de la edificación. Para esta verificación la masa de los apéndices se añadirá al peso del nivel que los soporte. a.4) Aumento de las masas con la elevación. La distribución de masas de la edificación crece sistemáticamente con la altura. Para esta verificación la masa de los apéndices se añadirá al peso del nivel que los soporte. a.5) Variaciones en la geometría del sistema estructural. La dimensión horizontal del sistema estructural en algún piso excede 1.30 la del piso adyacente. Se excluye el caso del último nivel.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] a.6) Esbeltez excesiva. El cociente entre la altura de la edificación y la menor dimensión en planta de la estructura a nivel de base exceda a 4. Igualmente cuando esta situación se presente en alguna porción significativa de la estructura. a.7) Discontinuidad en el plano del sistema resistente a cargas laterales. De acuerdo con alguno de los siguientes casos: i) Columnas o muros que no continúan al llegar a un nivel inferior distinto al nivel de base. ii) El ancho de la columna o muro en un entrepiso presenta una reducción que excede el veinte por ciento (20%) del ancho de la columna o muro en el entrepiso inmediatamente superior en la misma dirección horizontal. iii) El desalineamiento horizontal del eje de un miembro vertical, muro o columna, entre dos pisos consecutivos, supera 1/3 de la dimensión horizontal del miembro inferior en la dirección del desalineamiento. a.8) Falta de conexión entre miembros verticales. Alguno de los miembros verticales, columnas o muros, no está conectado al diafragma de algún nivel. a.9) Efecto de columna corta. Marcada reducción en la longitud libre de columnas, por efecto de restricciones laterales tales como paredes, u otros elementos no estructurales. a) Irregularidades en planta. b.1) Gran excentricidad. En algún nivel la excentricidad entre la línea de acción del cortante en alguna dirección, y el centro de rigidez supera el veinte por ciento (20%) del radio de giro inercial de la planta. b.2) Riesgo torsional elevado. Si en algún un piso se presenta cualquiera de las siguientes situaciones: i) El radio de giro torsional rt en alguna dirección es inferior al cincuenta por ciento (50%) del radio de giro inercial r. ii) La excentricidad entre la línea de acción del cortante y el centro de rigidez de la planta supera el treinta por ciento (30%) del valor del radio de giro torsional rt en alguna dirección.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] b.3) Sistema no ortogonal. Cuando una porción importante de los planos del sistema sismorresistente no sean paralelos a los ejes principales de dicho sistema. b.4) Diafragma flexible. i) Cuando la rigidez en su plano sea menor a la de una losa equivalente de concreto armado de 4 cm de espesor y la relación largo/ancho no sea mayor que 4.5. ii) Cuando un número significativo de plantas tenga entrantes cuya menor longitud exceda el cuarenta por ciento (40%) de la dimensión del menor rectángulo que inscribe a la planta, medida paralelamente a la dirección del entrante; o cuando el área de dichos entrantes supere el treinta por ciento (30%) del área del citado rectángulo circunscrito. iii) Cuando las plantas presenten un área total de aberturas internas que rebasen el veinte por ciento (20%) del área bruta de las plantas. iv) Cuando existan aberturas prominentes adyacentes a planos sismorresistentes importantes o, en general, cuando se carezca de conexiones adecuadas con ellos. v) Cuando en alguna planta el cociente largo/ancho del menor rectángulo que inscriba a dicha planta sea mayor que 5. Ir a (Define+ Diaphragms...+Modify/Show Diaphragm).

Agregar nuevo diafragma

Modificar diafragma



Nombrar diafragma. Rigidity: rigidez .-Rigid: rigido (Edificación de estructura regular) .-Semirigid: Semirigido (Edificacion de estructura irregular).

21.1. Seleccionar área de losas, por planta para asignar el diafragma. Ir a (Assign+Shell+ Diaphragms…+ Dn+ Apply+Ok)

Diafragma.



Seleccionar D1/ o Dn

.- Diafragma rígido aplicado a planta Piso1.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Diafragma rígido aplicado a la planta de techo.

22. Chequeo del modelo matemático. .- Verificar que no se encuentren líneas montadas, solapadas, errores de geometría. Ir a (Analyze+Check model).


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 23. Corrida y chequeo del modelo matemático. Ir a (Analize+Run Analysis).

Establecer grados de libertad activos Establecer los casos de carga para funcionar Opciones avanzadas de SAPfire

Configuración de mesh para losas Configuración de mesh para muros

Análisis de ejecución

Modelo activo Modificar la geometría deformada

Último análisis registro de ejecución Desbloquear modelo

ejecución


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Vista 3D. Modelo Deformado

.- Vista de pórtico, Modelo deformado


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 24. Chequeo del modelo matemático. Ir a (Analyze+Last analysis run log…)

Último análisis, registro de ejecución.

.- Resumen del análisis realizado, chequear que no existan advertencias (Warning).


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 25. Chequeo del cortante basal Existen dos chequeos que deben hacerse al corte basal, ambos exigidos en la Norma de Edificaciones Sismorresistentes COVENIN-MINDUR 1756-2001. El Primer chequeo donde se determina el coeficiente sísmico dado en el Artículo 7.1 donde: 𝑉0 𝑤

≥

𝛼𝐴0 𝑅

Corte basal mínimo

Dónde: α=1 Ao=0,30 y R= 4 1.45 ≥ 0.075 El segundo, especificado en el artículo 9.4.6 “Control de Cortante Basal y Valores Diseño”. Este artículo especifica que el corte basal deducido de la combinación modal Vo debe ser comparado con Vo*, el cual se calcula para T=1.6Ta. Cuando el valor de Vo sea menor a Vo* los valores para el diseño deben multiplicarse por Vo*/Vo. Esto es con el objeto de tomar en cuenta que la rigidez de la tabiquería puede modificar el periodo de vibración de los modos, disminuyéndolos e introduciéndose en consecuencia fuerzas sísmicas mayores. Ambos requisitos de control de cortante se logran acortando la longitud del espectro de diseño. Tomando como valor límite del desarrollo del periodo en la curva espectral T=1.6 Ta, se asegura que para periodos mayores el programa tome el valor de aceleración correspondiente a ese último valor de periodo, ya que la curva se convierte en una recta horizontal con el último valor de la aceleración espectral, sin la necesidad de multiplicar por el cociente Vo*/Vo los valores para el diseño. Para controlar Vo/W en 0.075 se deben realizar corridas sucesivas de la estructura, si el Vo/W es menor que este valor se acorta el espectro y se vuelve a correr hasta que cumpla con el valor mínimo. TABLE: Story Forces (Ton-m) Story TECHO TECHO P1 P1

Load Case/Combo SISMO Max SISMO Max SISMO Max SISMO Max

Location Top Bottom Top Bottom

P tonf 0 0 0 0

VX tonf 8,6442 8,6442 14,992 15,5154

VY tonf 9,0481 9,0481 14,7203 15,1154

T tonf-m 83,0868 83,0868 134,7442 139,6549

MX tonf-m

MY tonf-m

0 27,1444 27,1444 69,3

0 25,9326 25,9326 69,9398


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] De la tabla anterior se puede observar que el menor corte basal es en dirección “Y” Voy = 14.720 Ton. TABLE: Centers of Mass and Rigidity Story Diaphragm

TECHO D1 P1 D1

Mass X tonfs²/m 3,77992 6,36518

Mass Y tonfs²/m 3,77992 6,36518

XCM

YCM

m 7,5 7,5039

m 4 3,6318

Cumulative X

Cumulative Y

tonf-s²/m 3,77992 10,1451

tonf-s²/m 3,77992 10,1451

XCCM m 7,5 7,5025

El peso del edificio es W = 10.15 El valor de Vo/W es de 1.45, lo cual se ajusta a la exigencia de corte basal mínimo. Si fuera menor, basta entonces con reducir la longitud de periodos del espectro para obligar a que el cortante aumente hasta que cumpla con el valor mínimo normativo. 26. Chequeo de participación de masas. Ir a (Display+Show Tables+Analysis+Results+Modal Results+Modal participating mass ratios).


YCCM m 4 3,769

EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 26.1. Exportar tabla a Excel.

Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Period sec 0,541 0,462 0,458 0,186 0,169 0,155 0,048 0,041 0,039 0,035

SUMUX 0,7876 0,8219 0,8233 0,9685 0,9686 0,9738 0,9738 0,9761 0,9842 0,9861

SUMUY 0,0073 0,3188 0,7475 0,7482 0,9507 0,9541 0,9549 0,9552 0,9688 0,989

Sum RX 0,0019 0,1123 0,2696 0,2728 0,8271 0,8337 0,8348 0,8356 0,8686 0,9439

Sum RY 0,1814 0,1916 0,1945 0,8367 0,8374 0,8542 0,8542 0,867 0,9115 0,9218

Sum RZ 0,0399 0,5111 0,8728 0,8737 0,8749 0,9891 0,9891 0,9926 0,9951 0,9951

Masas Activadas Totales (ETABS) Masas Globales (Kgf*sg2/m) MX MY MZ 10145.1 10145.1 10145.1 TABLE: Base Reactions Load Case/Combo

FX kgf 0

FY kgf 0

FZ MX MY MZ kgf kgf-m kgf-m kgf-m 110283.36 438,5218 -827,7381 0

X m 0

Y m 0

Z m 0



Reacciones en la Base Combinación = 100CP + %CV Peso W = 110283.36 Masa = 11241.93

90.24% Correcta definición de variables dinámicas

27. Chequeo de las derivas o control de los desplazamientos. La verificación del cumplimiento de los valores de la tabla se hará en cada línea resistente o en los puntos más alejados del centro de rigidez. El cociente que sigue, no excederá en ningún nivel los valores dados en la tabla 10.1: 𝛿𝑖 (ℎ𝑖 − ℎ𝑖 − 1) Donde: (ℎ𝑖 − ℎ𝑖 − 1)= Separación entre pisos o niveles consecutivos. Deriva Limite= 0.024 Tipo y disposición de los elementos nos estructurales Susceptibles de sufrir daños de deformaciones de la estructura No susceptibles de sufrir daños por deformaciones de la estructura

Grupo A 0.012

Edificaciones Grupo B1 0.015

Grupo B2 0.018

0.016

0.020

0.024

Ver Covenin-Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 57, 58.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 27.1. Tabla de derivas de la estructura modelada Ir a (Display+Show Tables+Analysis+Results+Displacements+Story Drifts).

.- Ver datos para caso de carga; SISMO max.


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 27.2. Exportar tabla a Excel

27.3. Tabla de derivas elástica e inelástica. Desplazamientos laterales totales El desplazamiento lateral total ∆𝑖 del nivel i se calculará como: ∆𝑖 = 0.8 𝑅 ∆𝑒𝑖 .- Los valores de la deriva inelástica se encuentran por debajo del valor límite. ∆𝑖 < 0.024 TABLE: Story Drifts Story Load Case/Combo TECHO TECHO P1 P1

SISMO Max SISMO Max SISMO Max SISMO Max

Label 11 13 11 13

Item Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y

Drift 0,003174 0,00294 0,002761 0,002067

ELASTICA Drift X Drift Y 0,0032 0,0029 0,0028 0,0020

INELASTICA Drift X Drift Y 0,0102 0,0000 0,0000 0,009 0,0088 0,0000 0,0000 0,0064


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 28. Chequeo de las masas participativas Ir a (Display+Show Tables+Analysis+Results+Modal Results+Modal participating mass ratios).

28.1. Exportar tabla a Excel.

Ver Covenin-Mindur 1756-1-2001 Edificaciones Sismorresistentes, pg 51


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] 28.2. Tabla: Participación de las masas. Mode Period sec 1 0,524 2 0,482 3 0,461 4 0,197 5 0,189 6 0,169 7 0,041 8 0,04 9 0,039 10 0,034

UX 0,5945 0,03 0,1728 0,1501 0,0006 0,0255 0,0005 0,0007 0,0007 0,0119

UY 0,0249 0,7447 0,0042 2,09E-05 0,1863 0,0033 0,0036 0,0211 0,0004 0,0004

TABLE: Modal Participating Mass Ratios Sum Sum Sum UZ UX UY UZ RX RY 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,5945 0,6245 0,7972 0,9474 0,948 0,9735 0,974 0,9747 0,9754 0,9873

0,0249 0,7696 0,7738 0,7738 0,9601 0,9634 0,9671 0,9882 0,9886 0,989

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,0064 0,241 0,0019 2,87E-05 0,5845 0,0077 0,0114 0,0838 0,0011 0,0044

0,1453 0,0068 0,0751 0,5626 0,0011 0,0631 0,0014 0,0048 0,0014 0,0637

RZ

Sum RX

Sum RY

Sum RZ

0,2346 0,0003 0,6471 0,0043 0,0007 0,1012 0,0002 0,0018 0,0018 0,0032

0,0064 0,2474 0,2493 0,2493 0,8338 0,8416 0,8529 0,9367 0,9378 0,9422

0,1453 0,1521 0,2272 0,7898 0,7909 0,854 0,8555 0,8602 0,8616 0,9253

0,2346 0,235 0,8821 0,8864 0,8871 0,9883 0,9885 0,9903 0,9921 0,9953

Nota: si la cantidad de modos ingresados inicialmente, no alcanza el 90% mínimo de masa participativa de la estructura, se debe aumentar el número de modos hasta que cumpla tal criterio. 29. Diseño de estructura de acero Perfiles tipo box, Unicon. Ir a (Design+Steel frame design+Start design/Check).


EJEMPLO APLICADO PARA ESTRUCTURA DE ACERO ETABS V13. [email protected] .- Vista 3d- Corrida de modelo matemático para elementos tipo box y vigas de carga.

29.1. Revisión demanda / capacidad de columna y vigas. Ir a (Design+Steel frame design+ Display design info…)

Valores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión, con indicación de colores. Colores de Relación Demanda/Capacidad a Fuerza Axial y Flexión. Valores de Relación Demanda/Capacidad a Corte. Colores de Relación Demanda/Capacidad a

Fuerza Axial y Flexión (sin valores).



.- Valores de: Vista de pórtico, Relación demanda/Capacidad

29.2. Diseño de estructura de acero, perfiles tipo I, Properca. Ir a (Design+composite beam design+Start design/Check).



.- Vista 3d- Corrida de modelo matemático para elementos tipo I.

29.2.1. (Design+Composite beam design+ Display design info…)



Nombre de vigas Etiquetas

Grupo de diseño Datos de diseño

Datos de diseño.

Esfuerzo cedente Conectores de corte Contraflecha

Coeficiente de suficiencia por resistencia.

Reacciones en los extremos Cargas constructivas

Coeficiente de suficiencia por flecha.

Cargas finales Carga variable Carga total.

.- Valores de: Vista en planta, Relación demanda/Capacidad en correas.


Manual Etabs - Acero

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