estructura mixta

Anlisis de Estructura de Especial: Estructura Metlica Adosada a Estructura de Concreto Armado - con ETABS

Anlisis Lineal Elstico Ssmico por Superposicin Modal Espectral - Versin 9

Para el presente ejercicio, se presenta una estructura de concreto armado a la

cual se ados o increment dos niveles de estructura metlica, cuya plataforma

est sostenida por braces o puntales diagonales que nacen de la mitad de altura

de columnas de concreto armado. En el presente ejercicio se ver el

modelamiento usando un file *.DXF donde se encuentra dibujado las lneas que

dan forma la edificacin. A su vez se ver el diseo de perfiles de acero mediante

la opcin de auto seleccin de perfiles, esto, indicando un grupo de perfiles de

acero los cuales pueden servir de perfil definitivo para la estructura.

Fig1.- Imgenes de la plataforma a modelar

Informacin Adicional:

Propiedades de materiales

Acero Estructural Fy = 2530 kg/cm2

E = 2.E6 kg/cm2

= 7.8 t/m3

Concreto Armado fc = 210 kg/cm2

E = 2.E5 kg/cm2

= 2.4 t/m3

Cargas vivas Plataforma 400 kg/m2

Sismo usado para el ejemplo

Zona ssmica 2 Z = 0.3

Categora A (esencial) U = 1.3

Perfil de suelo S1 S = 1. T0 = 0.4 s

Coeficiente de amplificacin ssmica C = 2.5 (T1 < 0.4 s)

Reduccin de la respuesta R = 8 (transversal)

R = 8 (longitudinal)

Para iniciar el programa:

1. Haga doble click en el icono de ETABS en el escritorio o busque la carpeta

donde se instal el programa y haga click en ETABS.exe.

Fig2.- Ventana de inicio de programa

2. En la lista desplegable de la esquina inferior derecha seleccione las unidades

Ton-m

Fig3.-Ventana de definicin de unidades.

3. Si fuera necesario modificar la barra de herramientas, coloque el ratn sobre el

rea gris en la parte superior de la pantalla y haga click con el botn derecho

del ratn. Las barras de herramientas no son indispensables, pero simplifican

la entrada de datos.

Ejes de Referencia

Para poder importar las lneas del dibujo DXF, primero se crear lineas grillas que

ayuden a esta tarea

4. Men FILE New Model (o botn New Model en la barra de herramientas)

5. En el formulario New Model Initialization indique NO

Fig4.- New Model Initialization

6. En el formulario Building Plan Grid System and Story Data Definition:

No se requiere modificar las unidades que se indican al centro, hacia el lado derecho.

Estando marcado el botn Uniform Grid Spacing: Number Lines in X Direction = 2 Number Lines in Y Direction = 2 Spacing in X Direction = 30.30 Spacing in Y Direction = 30.56

En el cuadro Story Dimensions verifique que est marcado Simple Story Data y luego:

Number of Stories = 5 Typical Story Height = 3.75 Bottom Story Height = 3.75

Marque la opcin Custom Story Data. En el cuadro Story Data cambie la altura del 5to nivel de 3.75 a 3.50. Luego clik en OK.

Fig5.-Definicin de la grilla

Fig6.- Modificacin en la altura de los niveles para el modelo

Cierre el formulario Building Plan haciendo click en OK Se abren dos ventanas, una con una vista tridimensional y otra plana. Para poner

en foco una ventana haga click en cualquier lugar de la ventana. Use los botones

XY, XZ, YZ y 3D, as como aquellos con una flecha hacia arriba o hacia abajo,

para cambiar la vista. De esta forma se tiene la grilla base para poder importar las

lineas del archivo DXF.

7. En STORY1 cambiar en casilla Master Story : No por Yes (sale una lista

plegada)y para STORY5 : Yes por No. Luego en STORY2 y STORY3 en la

casilla Similar To, cambie STORY5 por STORY1, y para STORY4 y STORY5

cmbielo por NONE

8. Men File Save As ...

Seleccione la carpeta donde guardar su trabajo. Escriba el nombre del

trabajo (sin extensin) y haga click en Guardar.

Materiales

9. Men DEFINE Material Properties

10. En el cuadro Define Materials haga click en Add New Material.

11. Escriba en Material Name CONC210

12. En el cuadro Material Property Data indique (todas las unidades son toneladas

y metros):

Mass per unit Volume = 0.240 Weight per unit Volume = 2.40 Modulus of Elasticity = 2.E6 Poissons ratio = 0.20 Coeff of thermal expansion = 1.E-5 Reinforcing yield stress = 42000 Concrete strength = 2100 Shear steel yield stress = 28000

En el cuadro Color escoja un gris claro. OK.

Fig7.- Cuadro de propiedad del material CONC210

13. En el cuadro Define Materials, selecione STEEL haga click en Modify/Show

Material

14. En el cuadro Material Property Data indique (t,m):

Material Name: STEEL Mass per unit Volume = 0.78 Weight per unit Volume = 7.8 Modulus of Elasticity = 2E7 Poissons ratio = 0.30 Coeff of thermal expansion = 1.17E-5 Type of Design: Steel Minimum Yield Stress, Fy : 25300

Minimum Tensile Strength, Fu : 35000 En el cuadro color escoja un color verde. OK.

Fig8.- Cuadro de propiedad del material STEEL

15. Haga nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Materials.

16. Haga click en el botn Guardar

Importacin de lneas para dibujar modelo en ETABS

Para la importacin de lneas, previamente se debe de tener las lneas de los ejes

de los vigas y columnas de la estructura a modelar en el programa, se muestra el

esquema de los ejes de dichas lneas en archivo DXF. (usado en el programa

AUTOCAD)

Fig.9.-Vista del dibujo *.DXF de la estructura a modelar

Fig.10.- Dibuja en archivo *.dxf, con las lneas de los ejes de la planta del primer nivel

Se recomienda que el vrtice inferior izquierdo debe de estar en las coordenadas

0,0,0, esto para que en la ventana del ETABS lo dibujado aparezca en las

coordenadas 0,0,0

17. Men FILE Import DXF File of 3D Model.

Fig.11.- Importacin de la grilla por DXF File of 3D Model

18. En la ventana de Explorador ubicar el file *.dxf donde esta dibujado las lneas

bases.

19. Cerciorarse que la casilla Global Up Direction est marcada la opcin Z y el

cursor debe de estar en la casilla Select Layers to Import la capa donde est el

dibujo a importar en este caso, la capa 0.

Fig.13.- Ventana de opciones para la importacin del *.DXF

20. Hacer click en OK y la ventana se cerrara

Fig.14.- Vista de las ventanas luego de importar el file en *.DXF

Asignacin de Lineas Grilla

21. Se agregar lineas grilla para ver las elevaciones del la edificacin, Menu

Edit Edit Gris Data Edit Grid y haga clic en Modify/Show System..

Fig.15.- Edit Grid

22. Agregue las lineas grillas como esta indicado en la figura con formatos

semejantes a archivos *.xls (tablas de datos)

Fig.16.- Modificacin de la grilla para el modelo

23. Clik en OK y luego otra vez OK en la prxima ventana.

Materiales

24. Men DEFINE Material Properties

25. En el cuadro Define Materials haga click en Add New Material.

26. Escriba en Material Name CONC210

27. En el cuadro Material Property Data indique (todas las unidades son toneladas

y metros):

Mass per unit Volume = 0.240 Weight per unit Volume = 2.40 Modulus of Elasticity = 2.E6 Poissons ratio = 0.20 Coeff of thermal expansion = 1.E-5 Reinforcing yield stress = 42000 Concrete strength = 2100 Shear steel yield stress = 28000 En el cuadro Color escoja un gris claro. OK.

Fig.17.- Cuadro de propiedad del material CONC210

28. En el cuadro Define Materials, selecione STEEL haga click en Modify/Show

Material

29. En el cuadro Material Property Data indique (t,m):

Material Name: STEEL Mass per unit Volume = 0.78 Weight per unit Volume = 7.8 Modulus of Elasticity = 2E7 Poissons ratio = 0.30 Coeff of thermal expansion = 1.17E-5 Type of Design: Steel Minimum Yield Stress, Fy : 25300 Minimum Tensile Strength, Fu : 35000 En el cuadro color escoja un color verde. OK.

Fig.18.- Cuadro de propiedad del material STEEL

30. Haga nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Materials.

31. Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette).

Secciones de Elementos Lineales

32. Men DEFINE Frame Sections.

Fig.19.- Direccin de Frame Sections

33. Elimine las secciones en la barra desplegable de la izquierda seleccionndolas

todas y aplicando clic en Delete.

34. Luego agregue las secciones de concreto armado con Add Rectangular:

Fig 20.- Definicin la seccin del Frame V30x80

Fig 21.- Definicin la seccin del Frame V40x120

Fig 22.- Definicin la seccin del Frame C90x90

35. Luego agregue las secciones de concreto armado con Add Tee:

Fig 23.- Definicin la seccin del Frame T200x120

36. Luego agregue las secciones de concreto armado con Add Angle:

Fig 24.- Definicin la seccin del Frame L120x200

Fig 25.- Definicin la seccin del Frame L200x120

37. Clic en OK

38. En la segunda lista desplegable del cuadro Define Frame Sections escoja Add

Pipe :

Fig 26.- Ventana Define Frame Properties

39. En el cuadro Pipe Section:

Modifique el nombre de la seccin a PUNTAL3/8 Despliegue la lista de materiales y seleccione STEEL Llene el recuadro como lo marca la figura, despus OK

Fig 27.- Definicin la seccin del Frame PUNTAL

40. En la segunda lista desplegable del cuadro Define Frame Sections escoja Add

Channel:

Fig 28.- Ventana Define Frame Properties

41. En el cuadro Channel Section:

Modifique el nombre de la seccin a CANAL Despliegue la lista de materiales y seleccione STEEL Llene el recuadro como lo marca la figura, despus OK

Fig 29.- Definicin la seccin del Frame CANAL

42. En la segunda lista desplegable del cuadro Define Frame Sections escoja

Import I/Wide Flange:

Fig 30.- Ventana Define Frame Properties Import I/Wide Flange

43. En la ventana emergente, busque la carpeta donde est instalado el programa

y seleccione el file AISC3.PRO

Fig 31.- Ventana Explorador para seleccin del file AISC3.PRO

44. Clic en Abrir

45. En la ventana emergente, seleccione todos los perfiles de seccin W, luego

haga Cick en OK. Aparecer una ventana indicando los valores de

propiedades geomtricas de una de las secciones W adicionadas. Despus

Clic en OK

Fig 32.- Seleccin de los perfiles a Importar desde el file AISC3.PRO

46. En la ventana Define Frame Properties elija Add Auto Select List

Fig 33.- Ventana Define Frame Properties Add Auto Select List

47. En la ventana emergente escriba en Auto Section Name: PARRILLA y en la

lista inferior izquierda seleccione todos las secciones W, luego clic en Add->

para que la lista de secciones ingrese a la casilla derecha(Auto Selections). Al

momento de disear, el programa escoger un perfil adecuado para cada

frame.

Fig 34.- Ventana Auto Select List

48. Repita el paso 45 y 46 para las Auto Sections COLUMNA, VIGA, NAVE y

ARRIOSTRE.

49. Al terminar con todas las secciones requeridas, vuelva a hacer OK para cerrar

el cuadro Define Frame Sections.

50. Guarde el file haciendo clic en Menu File - Save

Secciones de Elementos de Area

51. Men DEFINE Wall / Slab / Deck Sections

Fig 35.- Direccin de Wall/Slab/Deck Sections...

52. En la ventana emergente Define Wall / Slab / Deck Sections borre las

secciones WALL1, SLAB1 y PLANK1 haciendo clic en el botn Delete Section.

53. Para la losa aligerada, se crear la seccin SD600 con la ayuda del tipo de

objerto area Deck. Seleccionar DECK1 y hacer click en Modify/Show Section

En el cuadro Wall/Slab Section:

Modifique el nombre a SD600 Marque la opcin Filled Deck. En la lista desplegable escoja el material CONC210. Slab Depth (tc) = 0.06 Deck Depth (hr) = 0.06 Rib Width (wr) = 0.13

Rib Spacing (Sr) =0.22 Unit Weight/Area = 0.009. Esto es el peso de la plancha colaborante. Ignore el cuadro Composite Deck Studs OK (regresa a la ventana Define Wall / Slab / Deck Sections)

El objeto Deck distribuye las cargas en dos direcciones, de forma semejante de

cmo se considera reparte las cargas para esta edificacin.

Fig 36.- Propiedades geomtricas y de material de la seccin SD600

54. Haga clic en OK

55. En la ventana Define Wall / Slab / Deck Sections Seleccionar Add New Slab

Fig 37.- Define Wall/Slab/Deck Sections, adicionando Add New Slab

56. En el cuadro Wall/Slab Section:

Modifique el nombre a CUBERTURA En la lista desplegable escoja el material STEEL. Asegrese que el espesor est indicado como 9mm, tanto en el cuadro

Membrane como en Bending.

OK.

Fig 37.- Definiendo la seccin Area COBERTURA

57. Guarde el file haciendo clic en el icono con forma de disquete.

Asignacin de los Objetos Lneas (Frames)

58. Ubquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su defecto Menu

View Set Plan View y escoja el nivel 1(STORY1). En la parte inferior derecha,

despliegue la lista donde se indica el modo Similar Stories.

Fig 38.- Set Plan View...

59. Seleccione las vigas principales hacindoles clic encima (son las que se

encuentran encima de las lineas grillas A,B,C y D) Luego Menu Assign

Frame/Line - Frame Sections... y escoja la viga V40X120, luego OK

60. Repita el paso anterior, pero antes seleccionando las vigas secundarias, que se encuentran en los ejes con designacin numrica adicionalmente al eje E

.Puede ir directamente al icono Assign Frame Sections en la barra Menu luego

para asignarles la seccion V30X80.

61. Repita el paso anterior, pero antes seleccionando las columnas del eje 5. Puede seleccionarlas directamente en Menu Select Line Object Type y en

la ventana emergente clic en Column, luego OK .Puede ir directamente al

icono Assign Frame Sections en la barra Menu luego para asignarles la

seccion C90x90

62. Repita el paso anterior, pero antes seleccionando las columnas ubicadas en las intersecciones de los ejes B-7, C-7, B-1 y C-1. Escoja T200x120

63. Para mover o cambiar de direccin el eje local de un objeto lnea ya dibujado, girando la linea respecto a su eje local1; primero seleccione las columnas de

las intersecciones B-7 y C-7, luego Menu Assign Local Axes y en al

ventana emergente cambie de ngulo en la casilla Angle corresponde al

Angulo de giro de al seccin respecto a su posicin original. Escriba 90.

Fig 39.- Axis Orientation : Menu Assign Local Axes

64. Repita el paso 63 pero para las intersecciones de grilla B-1 y C-1. Gire los ejes

locales -90

65. Para poder ver el dibujo sin asignaciones o subttulos en los objetos haga clic

en el icono de Show Underformed Shape esto, para actualizar los cambios en

dicha ventana.

66. Guardar File

67. Repita el paso 62, pero para las intersecciones de las grillas D-7 y A-1, y la

seccin de frame L120x200, luego gire la columna D-7 sus ejes locales en -90

y A-1 en 90

68. Repita el paso 62, pero para las intersecciones de las grillas D-1 y A-7, y la

seccin de frame L200x120, luego gire la columna D-1 sus ejes locales en -

180

Fig 40.- Vista despus de la adiccin de las columnas, fijese la posisin de las columnas L y T

69. Hacer clic en Refresh Windows en ambas ventanas..

70. Guardar el File



despliegue la lista donde se indica el modo One Story.

72. Seleccione todas las vigas HSS4X237 hacindoles click a cada una, cuales

son las vigas de la parrilla de piso de la plataforma del tercer nivel y cmbielos

de seccin a PARRILLA, haciendo click en Menu Assign Frame/Line -

Framae Secction. Luego limpiar la imagen de los nombres de las secciones

haga clic en el icono de Show Underformed Shape esto, para actualizar los

cambios en dicha ventana.




74. Semejante al paso 72, seleccione los frames que son las vigas transversales a

las naves, luego cambie de seccin por VIGA

75. Seleccione las columnas de dicha planta hacindoles Clic en la ventana en 3D

o en su defecto en la vista en planta con en cursor con clic izquierdo bordee el

nudo donde se encuentra la columna de izquierda a derecha, luego semejante

al paso 72, cambie las secciones de las columnas por seccin COLUMNA.

76. Clic en Get Previous Selection (icono ps con cursor de mouse en la barra

vertical de herramientas o en su defecto Menu Select - Get Previous

Selection y gire los ejes locales de forma semejante al paso 63 (gire 90)




78. Semejante al paso 72, seleccione los frames que son las viguetas de la nave,

luego cambie de seccin por CANAL.

79. Ponga en foco la ventana con la vista en elevacin, esto haciendo clic en el

icono elev (Set Elevation View) ubicado en la barra de Menu o en su defecto

Menu View - Set Elevation View, y escoja el Eje o elevacin A

Fig 41.- Set Elevation View

80. Semejante al paso 72, seleccione los frames en diagonal que forman la nave

de techo y cambie de seccin NAVE, proceda a cambiar el resto de vigas

diagonales de los ejes B, C y D por la seccin NAVE.

81. En la elevacin E, cambie los frame en diagonal por la seccion CANAL.

82. Semenjante al paso 79, ubiquese en las vista de elevacin 1 y selecciones los elementos de arriostre (braces) para luego ir a la vista en elevacin 7 y

tambin seleccionar los arriostres en aquella vista. Cambie de seccin dichos

frames por la seccin ARRIOSTRE (pasos semejantes al paso 72). , a estas

vigas volver a seleccionarlas (Get Previous Selection) y Menu Assign

Frame/Line - Frame Realises Party Fixed y clic en Moment 22 (minor) y

Moment 33(mayor) de esta manera, se indica que los apoyos no tienen

restricciones al giro.

Fig 42.- Asignando los release o liberacin de restriccin

83. Menu Select by Frame Section y en la ventana emergente seleccione la

seccin HSS4X.237 para seleccionar los braces de los puntales en diagonal

nacientes en el tercer nivel y portadores del piso del cuarto nivel. Luego

cmbielos de seccin a PUNTAL3/8, haciendo click en Menu Assign

Frame/Line - Framae Section, a estas vigas volver a seleccionarlas (Get

Previous Selection) y Menu Assign Frame/Line - Frame Realises Party

Fixed y clic en Moment 22 (minor) y Moment 33(mayor) de esta manera, se

indica que los apoyos no tienen restricciones al giro.

84. Menu - Select - All para seleccionar todos los objetos y divida ellos en Menu

Edit Divide Line, dando clic en la ventana emergente a la segunda opcin:

Break at Intersections with Selected Lines and Points.

85. Guarde el file.

Apoyos

86. En la ventana de la izquierda cambie el modo Similar Stories por One Story.

87. Dirjase al nivel BASE (base del primer nivel)

88. Seleccione todos los objetos y borrelos con la tecla Delete.

89. Selecciones los nudos en BASE, pudiendo usar la opcin Get Previous

Selection en la barra izquierda de la pantalla y luego Menu Assign

Join/Point Restrain y seleccione la opcion de perfecto empotramiento

Fig 43.- Restringiendo los desplazamientos y los giros en los tres ejes (empotramiento)

90. Clic en OK

91. Guardar el File.

Agregando Losas

92. Verifique que est en modo Similar Story y ubquese en la vista en planta

corresponde al nivel 1(STORY1)

93. Haga click en el botn Draw Rectangular Areas (Plan.Elev) (un cuadro

celeste) o bien men DRAW - Draw Area Objects - Draw Rectangular Areas

(Plan.Elev) y en el cuadro emergente seleccione SD600 y en Local Axis

escriba 90. Lugo dibuje un rectangulo haciendo clic izquierdo desde la

interseccin de grillas A-1 a la interseccin de grillas E-7, para terminar clic en

tecla ESC.

Fig 44.- Dibujando las losas del aligerado

94. Seleccione la losa y los frames (siempre en la ventana de vista en planta

STORY1 y con la opcin Similar Stories explicado en el paso 92 y en Menu

Edit Mesh Areas... y en la ventana emergente en la Opcion Mesh Quads

/Triangles at clic en Intersection with Selected Line Objects, luego OK. La losa

ser dividida en en varias partes apoyadas todas en la vigas.

Fig 45.- Divisin final de las losas DECK o SD600 en el primer nivel

95. En la ventana de la izquierda cambie el modo Similar Stories por One Story.

(tiene que encontrase el usuario en vista en planta)

96. Ubquese en la vista en planta corresponde al nivel 3(STORY3)

97. Semejante al paso 94, seleccione todos los frames y losas en la planta

STORY3 y luego Menu Edit Mesh y escoger la misma opcion que el

explicado en el paso 94. Luego OK

98. Seleccione todas las areas de nivel STORY3, luego rote sus ejes locales en

Menu Assig Shell/Area Local Axes y en la casilla Angle escriba 0. Luego

OK.

Fig 46.- Divisin final de las losas DECK o SD600 en el tercer nivel

99. Dirjase a la ventana de la derecha en 3D View.

100. Menu Draw Draw Area Objects Draw Areas (Plan,Elev,3D) y en la

ventana emergente escoja la seccion COBERTURA, y verifique que en Local

Axis: 0 y dibuje el objeto area hacienda click primero en las intersecciones de

grilla A-1 perteneciente a STORY4 dirigiendose a E-1 de tambien de STORY4,

luego E-4 pero en STORY5 para finalmente click en A-4 de STORY5, luego clic

en tecla ENTER. Para un fcil dibujo, puede intercalar la ventana en Plan View

de STORY5 para dar clic en los nudos que corresponden a dicho nivel para

dibujar la cobertura.

101. Vuelva a dibujar otro objeto area, ahora haciendo clic en A-4 en STORY5,

luego en el mismo nivel click en E-4, despus en E-7 en STORY4 y finalmente

en A-7.

102. Menu Select by Frame Sections y seleccione las secciones CANAL,

NAVE y VIGA (todas las lineas donde est apoyada las coberturas)

103. Seleccione las areas de seccion cobertura haciendoles clic y luego en Menu

Edit Mesh Areas y semejante al paso 94, divida las coberturas.

104. Vuelva a seleccionar las coberturas (Menu Select by Area Object Type y

en la ventana emergente clic en Ramp) para despus en Menu Assign

Shell/Area Area Objects Mesh Options en las ultimas casilla Subdivide

Objects into Elements with Maximun Size of escriba 2.5

Fig 47.- Divisin final de las losas DECK o SD600 en el tercer nivel

105. Clic en OK

106. Guarde el file.

Declaracin de Sistemas de Carga Estticos

107. Men DEFINE Static Load Cases

108. En el cuadro Define Static Load Cases:

Escriba WIND en lugar de DEAD Haga click en Add new Load En Type seleccione WIND OK

Fig 48.-Creacin de los casos de carga esttica.


Cargas

110. Ubiquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su defecto Menu


despliegue la lista donde se indica el modo One Story, cambielo por Similar

Stories

111. Men Select - By Area Object Type - Floor OK

Fig 49.- Tipos de Objetos rea a seleccionar

112. Haga click en el botn Assign Uniform Load (icono en la barra de menu de

forma de area con flechas encima) o en su defecto Menu - Assign - Shell/Area

Loads - Uniform.

Fig 50.- Tipos de Objetos rea a seleccionar

113. Verifique que el caso de carga sea DEAD (muerta), luego en la ventana

Uniform Surface Loads escribir 0.12 en la casilla Loads. Despus clic en

OK.

Fig 51.- Definicin de la carga muerta DEAD uniformemente repartida para las losas

114. Click en boton Get Previous Selection (Menu Select - Get Previous

Selection)

115. Haga click en el botn Assign Uniform Load o men ASSIGN - Shell/Area

Loads - Uniform.

116. En la ventana Uniform Surface Loads:

En load Case Name escoja LIVE Escriba 0.4 en la casilla Loads Mantenga Gravity en el cuadro Direction. OK.

117. Ubiquese en la ventana derecha en 3D View. En la parte inferior derecha,

despliegue la lista donde se indica el modo One Story, cambielo por One

Story

118. Repita el paso 111 pero para tipo Ramp

119. Repita los pasos 112 al 113 para las losas seleccionadas, pero caso de carga

DEAD con carga de 0.05 t/m2, luego LIVE con 0.03 t/m2 y finalmente WIND

con 0.02 t/m2 pero este ultimo con la casilla Direction en Local-3

Fig 52.- Definicin de la carga WIND uniformemente repartida para las losas


Acciones de Sismo

121. Men DEFINE Response Spectrum Functions

122. En el cuadro Define Response Spectrum Functions, escoja Add User

Spectrum.

Fig 53.-Define Response Spectrum Funtions

123. En el nuevo cuadro:

Indique NTE030 (o cualquier otro nombre) en Function Name. Escriba en Time y Value los pares de valores que definen el espectro de

seudo aceleraciones. Despus de ingresar cada par de valores haga click en

Add:

0 1.5941

0.40 1.5941

0.50 1.2753

0.60 1.0628

0.70 0.911

El espectro debe darse en m/s2. Sin embargo, podran ingresarse aqu los

valores en gs indicndose ms adelante un factor de escala 9.81

OK

Fig 54.- Response Spectrum Funtions Definition

124. Men DEFINE Response Spectrum Cases

125. En el cuadro Define Response Spectrum presione el botn Add New

Spectra.

En el cuadro Response Spectrum Case Data: Escriba SX en Spectrum Case Name Observe que est seleccionada la opcin de combinacin CQC Para Damping escriba 0.05 (amortiguamiento elstico concreto)

Despliegue la lista en el cuadro U1 y seleccione NTE030 Ingrese 1 (u otro factor, segn sea necesario) en la casilla Scale Factor OK

Fig 55.- Response Spectrum Case Data para SX

126. Presione nuevamente el botn Add New Spectra.

127. En el cuadro Response Spectrum Case Data:

Escriba SY en Spectrum Case Name Para Damping escriba 0.05 (amortiguamiento elstico concreto) Despliegue la lista en el cuadro U1 y seleccione el espacio en blanco Despliegue la lista en el cuadro U2 y seleccione NTE030 Ingrese 1 (u otro factor, segn sea necesario) en la casilla Scale Factor Mantenga los otros datos OK

Fig 56.- Response Spectrum Case Data para SY

128. Nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Response Spectrum.

129. Men - Define - Mass Source.

130. En la ventana Define Mass Source

Marque From Loads Haga click en el botn ADD Despliegue la lista Load y escoja LIVE A la derecha escriba 0.5 OK

Fig 57.- Definiendo las Fuentes para las masas

131. Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette).

Combinaciones

132. Men DEFINE Combinations

133. En el cuadro Define Response Combinations, Click en Add New Combo

134. En el cuadro Response Combination Data:

135. Click en Add New Combo (COMB1, cambie de nombre a COMBS1) y en el

cuadro Load Combination Data:

Desplegar la lista Combination Type y seleccionar Add. Desplegar la lista Case Name y escoger DEAD. En la casilla Scale Factor

escribir 1.4. Add.

OK

Fig 58.- Definiendo COMBS1

136. Repita definiendo las restantes combinaciones:

COMBS2 = 1.2 DEAD + 1.6 LIVE COMBS3 = 1.2 DEAD + 0.8 WIND COMBS4 = 1.2 DEAD + 0.5 LIVE + SX COMBS5 = 1.2 DEAD + 0.5 LIVE + SY COMBS6 = 1.2 DEAD + 1.3 WIND + 0.5 LIVE COMBS7 = 0.9 DEAD + SX COMBS8 = 0.9 DEAD + SY

Luego las combinaciones para el diseo en concreto armado:

COMBC1 = 1.5 DEAD + 1.8 LIVE COMBC2 = 1.25 (DEAD + LIVE) + SX COMBC3 = 1.25 (DEAD + LIVE) + SY COMBC4 = 0.9 DEAD + SX COMBC5 = 0.9 DEAD + SY

137. Termine la definicin de combinaciones haciendo OK y haga click en el

botn Guardar.

Anlisis

138. Men ANALIZE Set Options

139. Marque la opcin Dynamic Analysis y haga click en Set Dynamic

Parameters.

Fig 59.- Opciones de anlisis en el programa

140. Escriba 30 en number of modes

141. Clic en Ritz Vector s y en las casillas inferiores retire ACCEL Z con el botn

Fig 60.- Definicin del nmero de modos y del tipo de anlisis, en este caso Ritz Vector.

142. Marque la opcin Include P-Delta y haga click en Set P-Delta Parameters.

143. En la ventana P-Delta Parameters indique 3 en el cuadro iterations, luego

haga OK (aceptando lo estndar del programa ) y nuevamente OK.

Fig 61.- Definicin de los parmetros de para las iteraciones P-Delta

144. Botn Run (es similar a la tecla Play de una grabadora) Run Now

145. Al finalizar: OK. Se muestra la deformada para el sistema de cargas D. Use

los botones en la parte inferior derecha para mostrar otros casos.

Fig 62.- Vista de la deformada a carga DEAD

146. Botn Display Static Deformed Shape (un prtico con desplazamiento lateral).

Alternativa: men DISPLAY Show Deformed Shape

147. En cuadro Deformed Shape (icono en la barra de Menu de forma de prtico

deformado) Seleccionar SX Spectra OK. En su defecto Menu Display

Show Deformed Shape. En la casilla Scale Factor puede precisar la escala de

aumento en visibilidad de la deformada.

Fig 63.- Ventana de seleccin de vista de deformada

148. Puede girar la vista en 3D con el icono Rotate 3D o en su defecto Menu

View - Set 3D View y en ventana escriba los ngulos de giro para cada plano.

Fig 64.- Posicionando con ngulos definidos la vista en 3D

Fig 65.- Vista de la deformada a carga SX Spectra

149. Para leer desplazamientos y giros, hacer click en el join donde se

desea leer estas respuestas, y para ejes X, Y, Z leer los resultados

Fig 66.- Ventana de lectura de desplazamientos

150. Clic en el botn Lateral Drifts y ver las distorsiones resultantes del

anlisis por nivel respecto a un eje vertical del nudo selecionado, esto para el

control de desplazamiento exigido por el codigo peruano sismorresisntente.

No olvidar multiplicar por el R usado a estos valores de distorsin para poder

compararlos con sus lmites estipulados.

Fig 67.- Ventana de lectura de distorsiones por nivel

151. Haciendo clic en Show Members Forces/Stress Diagram (icono de forma de

prtico con sus diagramas de momentos flectores) escoja la opcin

Frame/Pier/Spandrel Forces (prtico con diagrama de momentos flectores).

En su defecto Menu - Display - Show Forces/Stresses - Frame/Pier/Spandrel

Forces.

152. En el cuadro: Luego Seleccionar COMBC1 (para poder verificar el refuerzo

de los elementos de concreto armado) en lista desplegable Marcar Moment

3-3

Fig 68.- Ventana donde se indica que respuesta o fuerza interna leer resultado del anlisis y a una combinacin de carga especfica.

153. Luego Clic en OK

154. Hacer click con el botn derecho sobre cualquier Frame y podr leer el corte

en cada Frame (viga o columna) los momentos calculados para esa

combinacin de carga. Tambien podr leer las fuerzas cortantes (Shear V2)

de respuesta, asi como la data de cargas distribuidas recibidas por la viga a

estudiar y en el ltimo recuadro la deformada de las viga, segn ubicaciones

relativas respecto a la deformacin globlal de la edificacin o respecto a sus

puntos base(nudo I y nujo J)

Fig 69.- Ventana donde se puede leer diferentes respuestas del analisis

155. Para limpiar la imagen clik en Show Underformed Shape

Diseo

156. Defina los parmetros de diseo: Men OPTIONS Preferences Concrete

Frame Design Verifique que se usar ACI-318 05, ademas de cambiar

las unidades de respuesta unas de mayor comodidad, luego OK

Fig 70.- Parmetros de diseo en concreto armado para el ETABS

157. Para ver una sola ventana en toda la pantalla haga: Men OPTIONS

Windows One

158. Men DESIGN Concrete Frame Design - Start Design/Check

159. Cambie unidades a Ton-cm. Refrescar las ventanas.

Fig 71.- Resultados de diseo para frames en cada elemento, indicando el rea en acero necesario

160. Haga click sobre una viga con el botn derecho del ratn Observar tabla

que indica el refuerzo para cada combinacin y para cada estacin o

distancia respecto al nudo I de la viga o inicio de viga.

Fig 72.- Ventana Informacin por estacin del rea de refuerzo

161. Seleccione una combinacin para una seccin - Haga click en el botn

Summary Despus de observar los resultados, cierre el cuadro haciendo

click en la esquina superior derecha.

Fig 73.- Ventana de detalles de diseo.

Puede cambiar de unidades en el cuadro superior derecho para su fcil lectura de

resultados

162. Haga click en el botn Overwrite Puede Seleccionar o cambiar a tiempo

real el material y/o propiedades del frame para dar un refuerzo de inmediato.

Esto lo disear con las respuestas de fuerzas locales del anlisis original.

Termine con OK

Fig 74.- Opciones de rediseo (Overwrite)

163. Haga click sobre Combos Seleccione las combinaciones de carga con la

que Ud usuario desea o cree conveniente calcular y/o disear, seleccionando

estas en la columna izquierda y luego Add>. Para remover combinaciones

Fig 75.- Seleccin de combinaciones para el diseo.

164. Cierre la ventana. Guardar.

Si desea disear un solo Frame especfico, seleccione dicho Frame y repita los

pasos 157 al 162.

Diseo en Para Elementos Metlicos Como se va a adosar la estructura metlica a la estructura de concreto existente,

se debe verificar que tanto en seccin como en refuerzo , los elementos de

concreto armado pueda tolerar el incremento de niveles

165. Defina los parmetros de diseo: Men OPTIONS Preferences Steel

Frame Design Verifique que se usar AISC-LRFD99, luego OK

Fig 76.- Seleccin de combinaciones para el diseo.

166. Para ver una sola ventana en toda la pantalla haga: Men OPTIONS

Windows One

167. Men DESIGN Steel Frame Design - Start Design/Check

168. Cambie unidades a Ton-cm. Refrescar las ventanas.

Fig 77.- Vista de la pantalla despus del diseo

169. Semejante al paso 158. haga clic derecho a cualquier elemento metlico:

Fig 78.- Ventana Informacin por estacin del RATIO de los perfiles

En las casillas superiores indica los perfiles que el programa uso para el anlisis

primero (Anlisis Section) y luego para el diseo (Design Section), tambin el

mayor Ratio de diseo del perfil para cada tipo de fuerzas interna (AXL: axial, B-

MAJ: flexin respecto al eje local 2, y B-MIN: flexin respecto al eje local 3)

En las opciones inferiores (Strength y Deflection) indica los ratios para cada caso,

al hacer clic en Deflection se observa el control de desplazamientos para el perfil

de diseo.

Fig 79.- Ventana Informacin por estacin del RATIO de los perfiles para desplazamientos

170. Seleccione una combinacin para una seccin - Haga click en el botn

Details Despus de observar los resultados, cierre el cuadro haciendo

click en la esquina superior derecha.

Fig 80.- Ventana de detalles de diseo.

Puede cambiar de unidades en el cuadro superior derecho para su fcil lectura de

resultados

171. Haga click en el botn Overwrite Puede Seleccionar o cambiar a tiempo

real el material y/o propiedades del frame para dar un refuerzo de inmediato.

Esto lo disear con las respuestas de fuerzas locales del anlisis original.

Termine con OK

Fig 81.- Opciones de rediseo (Overwrite)

172. Haga click sobre Combos (Menu Design Steel Frame Design Select

Design Combo) Seleccione las combinaciones de carga con la que Ud

usuario desea o cree conveniente calcular y/o disear, seleccionando estas

en la columna izquierda y luego Add>. Para remover combinaciones

Tablas de Datos y de Resultados, Grficas

174. Para imprimir resultados use el men FILE Print Tables - Analysis Results.

Tambin puede usar el men DISPLAY Show Tables.

175. En la ventana emergente, seleccione los tems que desea ver como

resultados, en el lado derecho de la ventana en Load Cases/Combos, escoja

los casos de carga y/o combinaciones deseadas. Para ver solo tablas de

resultados de un solo elemento, previamente antes de ir a esta ventana

(Show Tables) seleccione el objeto, en su defecto, para ver en tablas los

resultados de todos los objetos, apague la opcin Selection Only.

Fig 83.- Seleccin de opciones para creacin de tabla de resultados

176. En la ventana emergente, en su lado derecho puede seleccionar la tabla de

resultados que desee observar y si desea puede exportarlo a un formato

*.XLS, esto seleccionando la tabla(no es necesario su totalidad) y luego

Copiar (Ctrl + C) para despus Pegar en el formato *.xls(Ctrl + V). Tambien

podra usar su interna barra en Menu Edit - Copy Entired Table.

Fig 84.- Ventana de tabla de resultados.

177. Las grficas pueden imprimirse directamente. Sin embargo, es mejor

preparar un archivo grfico en formato jpg. Con tal fin, use el men FILE -

Capture Picture - Current Window w/o Title Bar - Indicar nombre y carpeta

OK. Puede copiar la pantalla al portapapeles (ImprPant) y pegarla en otro

documento. Para cambiar colores de fondo y otros use el men OPTIONS

Colors.

Anlisis de Estructura de Especial: Estructura Metlica Adosada a Estructura de Concreto Armado - con ETABSAnlisis Lineal Elstico Ssmico por Superposicin Modal Espectral - Versin 9Informacin Adicional:Para iniciar el programa:Ejes de ReferenciaMaterialesImportacin de lneas para dibujar modelo en ETABSMaterialesSecciones de Elementos LinealesSecciones de Elementos de AreaAsignacin de los Objetos Lneas (Frames)ApoyosAgregando LosasDeclaracin de Sistemas de Carga EstticosCargasAcciones de SismoCombinacionesAnlisisDiseoDiseo en Para Elementos MetlicosTablas de Datos y de Resultados, Grficas

estructura mixta

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