kaizen etabs 2013 - sesión 01.pdf

7/17/2019 Kaizen ETABS 2013 - Sesión 01.pdf

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ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS 2013

M.I. José Velásquez V. ( [email protected]) pág.1

ETABSAnálisis Tridimensional Extendido de

Sistemas de Edificios





Introducción

ETABS es un software integrado, completopara el modelado de estructuras deedificaciones para el Diseño como análisisestático, dinámico y No-lineal.

Al igual que el programa SAP2000, puederealizar análisis de estructuras complejas,

pero la diferencia es que posee más opcionesque nos permiten agilizar el proceso delmodelado y diseño de edificaciones.

Características principales

o Cálculos automáticos decoordenadas de centro de masas ycentros de rigidez.

o Calculo Automático de masas deledificio a partir de los casosde cargas elegidos.

o Optimizado para modelado de

Edificios altos y de muchosniveles.

o Genera modelos complejos en 3Dusando planta, elevación yvistas desarrolladas.

o Definición de las geometrías demodelos en forma rápida eintuitiva

o Cuenta con Extensas facilidadesde análisis tridimensional.

o Modelaje rápido de múltiplespisos usando el concepto depisos similares.

o Plantillas Automatizadas para estructuras típicas.o

Fácil edición, duplicando y generando elementos con comandos “Move”,“Merge” “mirror” , “Replicate”

o Multiples vistas ortográficas y en perspectiva con Acercamientos yreferencia.

o Asignación de propiedades, cargas y apoyos en pantalla. o Opciones Poderosas para agrupación selección y visualización de

miembros. o Opciones para cortar, Copiar y pegar. o Niveles ilimitados de deshacer y rehacer.





o Importación y exportación de la geometría del modelo por DXF deAutocad.

ENTORNO DEL ETABS 2013

Los archivos generados por el programa ETABS 2013 tienen extensión *.EDB, yadicionalmente se generan archivos diversos con el mismo nombre perodiferente extensión. Se pueden generar archivos de texto y hojas de cálculocon los datos ingresados y con los resultados de los análisis efectuados.Además, en algunos análisis puede ser necesario emplear archivos queproporcionan información adicional necesaria, que generalmente son archivosde texto. (*.txt)

Al grabar los archivos del programa y/o archivos adicionales de texto)

debe tenerse especial cuidado: de preferencia se debe asignar nombres

cortos y emplear caracteres comunes evitar la Ñ y acentos). Es

importante que todos los archivos utilizados se encuentren en la misma

carpeta.

Figura 1. Ventana del explorador mostrando la carpeta modelos





Barra MENU DE COMANDOS

Principal

Nuevo Modelo

Abrir modelo Existente

Barra de

Herramientas

Barra de

Estado





Inicializando un modelo

File >

Utilizar valores

Predeterminados

Usar configuración de un

Archivo

Usar la configuración del

Modelo con los valores

Establecidos en la parte

De abajo





CONFIGURACION EN PLANTA XY

Líneas en X Paralelas al Eje Y

Líneas en Y Paralelas al Eje X

Espaciamiento en X

Espaciamiento en Y

Etiqueta de Ejes

Edición ejes con

Distancias aleatorias

CONFIGURACION EN ELEVACION

Número de pisos

Altura piso a partir del 2 nivel

Altura piso 1 nivel

Edición altura entrepisos





Plantillas predeterminadas

1.

Steel Deck: Estructura de pórticos en Acero

2.

Staggered Truss : Estructura de Acero utilizando armadurasespaciales

3.

Flat Slab : Estructura de Concreto armado utilizando losas

macizas sobre capiteles4.

Flat Slab with Perimeter Beams: Estructura de Concreto armadoutilizando losas macizas sobre capiteles y vigasperimetrales.

5.

Waffle Slab: Estructura de Concreto armado utilizando losasreticulares y capiteles.

6.

Two Way or Ribbed Slab: Estructura de concreto armado convigas en dos direcciones y losas nervadas.





Lista general de Menú pantalla

A B C D E F G H I J K L M

Ubicación de menús

Desplegables





ETABS trabaja con cuatro unidades básicas: fuerza, longitud,temperatura y tiempo. El programa ofrece diferentes sets deunidades compatibles de fuerza, longitud y temperatura para elegir

como ¨Kip, in, F¨ o ¨ N, mm, C¨. El tiempo siempre se mide ensegundos.Se hace una distinción entre masa y peso. La masa se usa paracalcular la inercia dinámica y para todas las cargas causadas porla aceleración del suelo. El peso es la fuerza cuando seespecifiquen valores de peso, unidades de masa al especificarvalores de masa.Luego de iniciado el modelo, se requiere un ajuste del set deunidades, estas se convierten en las unidades base. Aunque despuésel usuario puede cambiar dichas unidades.La medida angular siempre usa las siguientes unidades

Geometría: La orientación de cortes, siempre se mide en grado.

Los desplazamientos rotatorios: Se mide en radianes.La frecuencia: Se mide en ciclos / segundos (Hz).

U. Longitud

U. Fuerza

U. Temperat.

Unidades

Sistema de

coordenadas

Opción de selección y aplicación múltiple : Permite seleccionar, asignary realizar cambios utilizando diferentes opciones tales como:

One Story: Aplica sólo a un pisoAll Story: Aplica a todos los pisos del modelo.

Similar Stories: Aplica a los pisos similares.





A.

Inicialización de un modelo File)

Para acceder a la plantillas o modelos genéricos de análisis,guardar, importar y exportar, hacer click en el menú file.

Figura A. Menú File

B.

Edicion Edit)

Se utiliza para realizar los cambios al modelo se debe seleccionarpreviamente los objetos a editar. Para acceder a las operaciones deedición debemos, hacer click en el menú edit.

Figura B. Menú Edit





C. Vista View)

Con este comando podemos generar vistas en perspectiva acceder alas herramientas de zoom, pan, anotación hacer click en menú View

Figura C. Menú View D. Definición Define)

Mediante el menú Define podemos definir los tipos de materiales,secciones, grupos tipos de cargas, funciones a utilizar en elanálisis, combinaciones, etc. Hacer click en el menú Define





Figura D. Menú Define

E.

Dibujo Draw)

Nos permite realizar el dibujo de los elementos estructurales hacerclick en menú Draw

Figura E. Menú Draw

F.

Selección Select)

En esta lista de menú tenemos opciones para la selección de objetossobre los cuales se realizara una acciones, hacer click en menúselect.





Figura F. Menú Select

G.

Asignación Assign)

Nos permite asignar propiedades de cargas, objetos previamenteseleccionados, restricciones a nudos, hacer click en menú Assign.

Figura G. Menú Assign

H. Análisis Analyze)

Después de haber construido el modelo en su totalidad, asignandogeometría, materiales, secciones, cargas, casos de análisis,funciones de espectro; se puede calcular los desplazamientos,D.F.I., reacciones de la estructura, hacer click en menú Analyze.





Figura H. Menú Analyze

I.

Desplegar Display)

El menú display nos permite visualizar las asignaciones de cargasen los objetos barra o área, hacer click en menú Display.

Figura I. Menú Display

J.

Diseño Design)

En el menú diseño Etabs 2013 nos permite diseñar elementos, enconcreto armado y acero. Estos se realizan en función de loscódigos previamente seleccionados, y mediante combinacionesseleccionadas, hacer click en menú Design.





Figura J. Menú DesignK.

Detallado Detailing)

En el menú de detallado Etabs 2013 nos ofrece el detallado de loselementos estructurales, bosquejo de los planos, hacer click enmenú Detailing.

Figura K. Menu Detailing

L. Opciones Options)

Nos permite configurar unidades, tolerancias de dibujo entreelementos barra o área, color de fondo de ventana de trabajo, etc.,hacer click en Menú Options





Figura I. Menú Options

M. Ayuda Help)

En el menú de ayuda el diseñador tiene acceso a los archivos deayuda que trae el programa, acceso a la página web de la empresa

que creo el programa, y la visualización de la versión delprograma, hacer click en Menú Help.

Figura M. Menú Help





EJEMPLO 1 – Modelo de un Edificio de 04 pisos.

En la Figura siguiente se muestra el esquema estructural de un edificiode 04 niveles, H=2.65m.

Edificio de Pórticos y Placas de Concreto armado de 04 niveles. Sistemade techos consistente de losas aligeradas armadas en una dirección.

Material: Concreto E = 2,2x106 ton/m2

V = 0.15





Las cargas a considerar para el edificio son:

Carga Muerta:

- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2.- Piso terminado. 100 kg/m2.

Carga Viva:

- Sobrecarga. 250 kg/m2.

Realice las combinaciones de carga siguientes:

Carga de Servicio = 1.0 CM + 0.5 CV

Carga Última = 1.4 CM + 1.7 CV





Modelo Estructural





DESARROLLO

Edición de Líneas Guía

File ~ New Model ~ use built-in settings with: ~ ok





Definición de Materiales

Define ~ Material Properties





Definición de Secciones

Define ~ Frame Sections

Columna

Columna





Viga





Definición de Muros

Define ~ Section Properties / Wall Sections

Definición de Losa

Define ~ Section Properties / Slab Sections





Modelo de Análisis

Dibujando los Muros

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar losmuros mediante la herramienta: Draw ~ Draw Floor/ Wall Object... ~Draw Walls (Plan)...





Dibujando Columnas

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujarcolumnas mediante la herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/BraceObjects... ~ Quick Draw Columns (Plan, 3D)

Dibujando Vigas En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar vigas

mediante la herramienta herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/BraceObjects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev, 3D)





Dibujando Losas

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar losasmediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~ DrawRectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...

Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los

siguientes niveles:





Select ~ All...

Edit ~ Replicate...





Definición de las Cargas a Aplicar al Modelo

Cargas de Gravedad

Define ~ Load Patterns...





EJEMPLO 2 – Modelo de un Edificio de 03 pisos de Pórticos y Albañilería.

En la Figura siguiente se muestra el esquema estructural de un pabellónde un colegio de 03 niveles, H=3.00m.

Edificio de pórticos y muros de albañilería confinada de 03 niveles,ubicado en la costa sobre suelo flexible.

El sistema de techos consistente de losas aligeradas armadas en unadirección.

Material: Concreto E = 2,2x106 ton/m2

V = 0.15

Material: Albañilería E = 3.25x105 ton/m2

V = 0.25

Las cargas a considerar para el edificio son:

Carga Muerta:

- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2.- Piso terminado. 100 kg/m2.

Carga Viva:

- Sobrecarga en aulas 300 kg/m2.

-

Sobrecargas en corredores 400 kg/m2.Secciones: C1 – 25X57.5 cm

C3 – 25X90 cm





DESARROLLO

Edición de Líneas Guía

File ~ New Model ~ use built-in settings with: ~ ok





X Grid

Data

Grid IDX

Spacing VisibleBubbleLoc

A 3.575 Yes End

0.45 Yes End

B 0.45 Yes End

3.575 Yes End

C 3.575 Yes End

0.45 Yes End

D 0.45 Yes End

3.575 Yes End





E 3.575 Yes End

0.45 Yes End

F 0.45 Yes End

3.575 Yes End

G 0 Yes End

Y Grid

Data

Grid IDX

Spacing VisibleBubbleLoc

1 2.225 Yes Start2 0.425 Yes Start

3.2 Yes Start

4.05 Yes Start

0.425 Yes Start

3 0 Yes Start

Definición de Materiales

Define ~ Material Properties





Definición de Secciones

Define ~ Frame Sections

Columna





Viga





Definición de Muros





Define ~ Section Properties / Wall Sections





Definición de Losa

Define ~ Section Properties / Slab Sections

Modelo de Análisis

Dibujando los Muros

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar losmuros mediante la herramienta: Draw ~ Draw Floor/ Wall Object... ~Draw Walls (Plan)...





Dibujando Columnas

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujarcolumnas mediante la herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/BraceObjects... ~ Quick Draw Columns (Plan, 3D)

Dibujando Vigas

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar vigasmediante la herramienta herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/BraceObjects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev, 3D)





Dibujando Losas

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar losasmediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~ DrawRectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...

Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los

siguientes niveles:





Select ~ All...

Edit ~ Replicate...

Definición de las Cargas a Aplicar al Modelo

Cargas de Gravedad





Define ~ Load Patterns...

Cargas de las losas

Seleccionamos las losas con:

Select ~ Select/Properties/Slab Section… y seleccionar ALIGERADO20





Asignamos la carga muerta:

Assign ~ Shell loads/ ~ Uniform...





Asignamos la carga Viva:

Tenemos 3 tipos de cargas vivas, por lo tanto hay que seleccionar bienlos elementos:





Aulas 300kg/m2

Corredores 400kg/m2

Azotea 100 kg/m2.





Assign ~ Frame Loads ~ Distributed..

Para el peso de los parapetos se considero h=1.10m y tabiques de 0.25para los perímetros y de 0.15 para los interiores, entonces se obtienecargas de 0.4125t/m y 0.2475t/m respectivamente.

Restricción en la Base





Assign/Joint ~ Restraints

Asignación de Diafragma

A continuación se deberán asignar los diafragmas de entrepisos

Assign ~ Shell/ Diaphragm...

Definición de Masas





Se procederá a indicar a partir de qué cargas se calculará la masa para

los procedimientos de análisis de cargas sísmicas.

Define ~ Mass Source...

Analyze ~

Análisis Dinámico





Definición del Espectro de Pseudoaceleración

A partir de las indicaciones de la Norma Peruana, se define el

espectro:

Parámetros enerales

Factor de zona: Z : 0,4 (Costa Peruana)

Factor de Suelo: S : 1.40; Tp = 0,90 seg.

Factor de Importancia U : 1,50 (Edificación Escencial)

Factores de Reducción R : RX = 8,00 (Pórtico)

RY =3,00 (muros albañilería)Coeficiente sísmico C : 2,50 Para períodos menores a Tp

: 2,50 x (Tp/T) para períodos mayores a Tp

Define ~ Functions





Ingresamos los valores de SC para un tipo de suelo S3, mediante elarchivo SC3.txt

Define ~ Load Case





Distorsiones drifts) máximas de entrepiso

Display ~ Show Tables...





Definición de las Combinaciones de Cargas

A partir de las cargas aplicadas se definieron las siguientescombinaciones de diseño:

Define ~ Load Combinations...





Proceso Constructivo

Para definir la secuencia constructiva se deberá emplear:

Define ~

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