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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.
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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.
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Fig2.- Ventana de inicio de programa
2. En la lista desplegable de la esquina inferior derecha
seleccione las unidades
Ton-m
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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
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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.
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Fig5.-Definicin de la grilla
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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.
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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
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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)
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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.
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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.
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Fig.13.- Ventana de opciones para la importacin del *.DXF
20. Hacer click en OK y la ventana se cerrara
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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..
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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
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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.
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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.
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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.
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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:
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Fig 20.- Definicin la seccin del Frame V30x80
-
Fig 21.- Definicin la seccin del Frame V40x120
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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:
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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 :
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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
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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
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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:
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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
71. Ubquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su
defecto Menu
View Set Plan View y escoja el nivel 1(STORY3). En la parte
inferior derecha,
despliegue la lista donde se indica el modo One Story.
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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.
73. Ubquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su
defecto Menu
View Set Plan View y escoja el nivel 1(STORY4). En la parte
inferior derecha,
despliegue la lista donde se indica el modo One Story.
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)
77. Ubquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su
defecto Menu
View Set Plan View y escoja el nivel 1(STORY5). En la parte
inferior derecha,
despliegue la lista donde se indica el modo One Story.
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
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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.
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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.
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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)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
109. Haga click en el botn Guardar
Cargas
110. Ubiquese 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 One Story, cambielo
por Similar
Stories
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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.
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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.
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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
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Fig 52.- Definicin de la carga WIND uniformemente repartida para
las losas
120. Haga click en el botn Guardar
Acciones de Sismo
121. Men DEFINE Response Spectrum Functions
122. En el cuadro Define Response Spectrum Functions, escoja Add
User
Spectrum.
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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
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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)
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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