GUÍA ANALISIS EDIFICIO 3D CON ETABS.pdf

Universidad Andina del Cusco Facultad de Ingeniería- P.A. Ing. Civil

Diseño Sismoresistente – Análisis Edificio 3D Ing. Heiner Soto Flórez Pag.1 de82

GUÍA ANÁLISIS DE EDIFICIO CON ETABS

SE TIENE LA SIGUIENTE PLANTA, Y CORTE:

17

.00

2.2

27

.50

4.0

0

2.78 6.98 2.65 1.36 1.272.53

0.80

4.50



2.85

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

0.90

19.05

1.20

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

0.30

2.70

19.20

0.17

2.80

0.200.40

2.40

0.200.40

2.40

0.20

2.80

0.200.40

2.40

0.200.40

3.00



LAS SECCIONES DE LAS COLUMNAS, PLACAS Y VIGAS SON:

0.60

0.3

0

1.00

0.4

0

0.30

0.6

0

0.30

0.4

0

Ø0.50

0.35

0.4

0

0.25

0.6

0

0.25

0.25 0.20

0.3

0

0.6

0

0.30

0.5

0

0.25



DETALLE DE LA LOSA ALIGERADA

METRADO DE CARGAS:

CARGAS A CONSIDERAR

CARGA LOSA ALIGERADA: 420Kg/m2

CARGA PISO TERMINADO: 150 Kg/m2

CARGA POR TABIQUERÍA: 150 Kg/m2

TOTAL CARGA: 720 Kg/m2

CARGA VIVA:

WL=300Kg/m2

PESO DE MUROS W=0.15*2.2*1800=594Kg/m

Material Concreto para todos los elementos:

f’c=210Kg/cm2

W=2400Kg/m3

Ec=15000√f’c ≈217000Kg/cm2

Material Concreto para todos las losas

aligeradas:

f’c=210Kg/cm2

W=0Kg/m3

Ec=15000√f’c ≈217000Kg/cm2

ESPECTRO DE DISEÑOejemplo

ZONA 3 Z= 0.4 0.15 ZONA 10.3 ZONA 20.4 ZONA 3

B U= 1.3 A 1.5B 1.3C 1D 0.8

Z U S R g Tp0.4 1.3 1.2 7 9.81 0.6

ZONA SISMICA

CATEGORIA DE LA EDIFICACION

S2 S= 1.2Tp= 0.6 TIPO Tp S

S1 0.4 1S2 0.6 1.2S3 0.9 1.4S4 * *

hn= 20.85m

C2 45

T= 0.463 C1 35C2 45

C= 2.5 C3 60

3.23741007

1. Acero Port. 9.5R= 7 2. C/ Arriostre 6.5

3. Otros con A 64. Porticos de 85. Sistema Du 76. De Muros E 67. Muros de D 48. Albañileria 3

1 1 8.5. Albañileri 69. Madera (Es 7

0.089142857

5. Sistema Dual de C°A°

CONDICIONES GEOTECNICAS

SISTEMA ESTRUCTURAL

ESTRUCTURA REGULAR

SI

NO

T(s) Sa0.00 2.18620.10 2.18620.20 2.18620.30 2.18620.40 2.18620.50 2.18620.60 2.18620.70 1.87390.80 1.63970.90 1.45751.00 1.31171.10 1.19251.20 1.09311.30 1.00901.40 0.93701.50 0.87451.60 0.81981.70 0.77161.80 0.72871.90 0.69042.00 0.65592.10 0.62462.20 0.59622.30 0.57032.40 0.54662.50 0.52472.60 0.50452.70 0.48582.80 0.46852.90 0.45233.00 0.43724.00 0.32795.00 0.26236.00 0.2186 Los valores de las columnas T y Sa se copiaran a un archivo de texto7.00 0.18748.00 0.16409.00 0.1457

10.00 0.1312

ejemplo

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

Acel

erac

ion

(m/s

2)

Periodo (T)

Espectro de Diseño

Norma E030



CONDICIONES DE CARGA

Se hará un análisis dinámico por medio del espectro de respuesta anterior (Pseudo aceleración x unidades de Periodo)

Se calculara la respuesta máxima esperada por medio de la expresión que da la Norma Peruana E030:

Se harán 3 Superposiciones de carga viva, por lo tanto se creara 1WD y WL1, WL2, WL3

Se harán 3 combinaciones de carga (la carga muerta WD con cada una de las cargas vivas) U=1.4WD+1.7WL

Se harán otras 3 combinaciones: U=1.25*(WD + WL ±S)

Finalmente se definirá una envolvente a partir de las 6 combinaciones anteriores

SECUENCIA DENTRO DEL PROGRAMA ETABS

1. Unidades (Kg, m)

2. Geometría del proyecto (modelamiento)

3. Materiales (Concretos)

4. Secciones (columnas, vigas, placas y losas)

5. Apoyos (Empotramiento)

6. Cargas

a. Patrones de carga

b. Combinaciones de carga

c. Superposición de carga viva

7. Diafragmas y Análisis

8. Resultados (Diagrama de Momentos Flectores de la Envolvente)

9. Diseño Preliminar



1. UNIDADES

Dentro del programa seleccionamos las unidades de acuerdo a las especificadas anteriormente, en este caso: Kg, m



2. GEOMETRÍA DEL PROYECTO

Dentro del menú file→New model aparecerá la siguiente ventana







Aparece la siguiente pantalla:













3. MATERIALES

Menu Definir → Propiedades de Materiales



Crenado material para las losas aligeradas

corregir las longitudes de paños:



4. SECCIONES

Menu Definir →Secciones Tipo Marco





Para el caso dela columna de 100x40cm se procederá de una manera similar

Para el caso de la columna circular:





Para las vigas de manera similar al procedimiento hecho para las columnas:



De igual forma se procede para crear el otro tipo de vigas



Creación de columnas T y L



Se abre una ventana con una cuadricula:

Menu Options Preferences





se hace click sobre todos los vértices de la sección y después del último click, apretar anticlick y ESC. Se tendrá la siguiente sección:

hacer anti click sobre la sección

Se tendrá finalmente el siguiente resultado:

oprimir DONE en la parte inferior derecha de la pantalla



De manera parecida se procederá a crear la sección de columna L

Finalmente se tendrá todas las secciones:



Creacion de Placas y losas aligeradas:

Menu Definir secciones tipo muro/los/deck



Creación de placas

Se procede de similar forma para las placas de 25 y 30 cm



DIBUJO DE ELEMENTOS

DIBUJO DE COLUMNA.- Para dibujar todas las columnas del edificio:



Al hacer click aparece la siguiente ventana:

Con un cuadro encerramos los ejes que deseamos dibujar la columna escogida por ejemplo:



Seleccionamos otro tipo de columnas:

Y se procede de la misma manera con el recuadro para escoger las intersecciones donde se dibujaran las columnas:



Se procede de forma similar para todas las columnas en caso de equivocación seleccionar las columnas y oprimir SUPR

Notese que automáticamente en la ventana de vista 3D se distingue la creación de las columnas desde la base hasta el piso superior:



Para rotar las columnas (columnas “T” eje A y columna eje L), seleccionarlas e ir al menú asignar Marco/Linea Ejes locales

Obteniéndose lo siguiente:



Para ver en perspectiva sólida en la vista 3D (hacer click dentro de cualquier parte de la ventana en 3D) hacer click en el boton:



Aparece el siguiente cuadro:



Aparecerá de la siguiente manera:



DIBUJO DE VIGA.- Para dibujar todas las vigas del edificio:



Aparece la siguiente ventana:

Seleccionar también mediante un cuadro eje por eje las vigas principales de la siguiente manera:



Otra opción es con el siguiente comando:



Hacer click eje por eje, intersección por intersección (comienzo y fin de la viga) anticlick para terminar e ir a otro eje



Se procede de la misma manera con las vigas principales y secundarias teniendo finalmente:



DIBUJO DE PLACA.- A)Para dibujar todas las placas que estén en un eje y delimitados por ejes perpendiculares (PLACA EJE B entre 1 y 1’):

Ir a la elevación correspondiente:



Con el comando siguiente:

Hacer click dentro de los espacios entre los ejes 1 y 1’





B) Para dibujar todas las placas que estén en un eje pero no esten delimitados por ejes (caso placa eje 1A)

dibujar muros en planta

anclar a líneas y bordes



Seleccionar el punto de inicio eje 1ª y direccionar verticalmente aproximando a una distancia de 0.85 (según dato del plano)

De la misma manera se procede para la parte horizontal:

Teniéndose los siguiente:



C) Para la creación de las otras placas se creara ejes auxiliares:

Anticlick en cualquier parte vacia de la ventana: Editar datos de la malla:






Para dibujar la placa restante se puede obtar por cualquier método descrito anteriormente



DIBUJO DE LOSAS.-

Preliminar mente ir a opciones de visualización de la vista en planta:

De esta manera al dibujar las losas se apreciara mucho mejor





Se hace click vértice por vértice (límites de la losa) considerar vanos como la escalera y otros:



Par rotar la losa seleccionarla

Menú asignarshell área ejes locales indicar un angulo de rotación de 90.

Se tendrá la siguiente figura, nótese la dirección de la flecha indica la dirección de carga hacia las vigas principales



5. APOYOS

Ir a la base con los botones:

Notese el cuadro de selección



Ir menú asignar nudo/punto restricciones (apoyos)



6. CARGAS

ANÁLISIS DINÁMICO

Ir al menú Definir funciones espectro de respuesta:





Definición de casos de espectro de respuesta:

Ir al menú Definir casos espectro de respuesta:



definiendo el seundo caso espectro de respuesta:



DEFINICIÓN DE CASOS DE CARGA ESTÁTICA

Ir menú definir casos de carga estáticos

Recomendable ES TENER LA CARGA MUERTA Y POR LO MENOS 3 VIVAS (Solo el multiplicador de peso propio es 1 solo en la carga muerta ya que considera el peso

de los elementos dibujados)

DEFINICIÓN DE MASA

Ir menú definir Procedencia de Masas



DEFINICIÓN DE COMBINACIONES DE CARGA

Ir menú definir combinaciones de carga



Combinación de carga U=1.4D+1.7L

El procedimiento es similar para todas las cargas vivas (viva 1, viva 2 y viva3)



Combinación de carga U=1.25 (D+L+S)

El procedimiento es similar para todas las cargas vivas (viva 1, viva 2 y viva3)



Definiendo la envolvente: la envolvente es el resultado de las 6 combinaciones (3 de la primera fórmula y 3 de la segunda) definidas anteriores

La envolvente solo se hace con las combinaciones definidas



Asignacion de cargas estáticas:

Seleccionar las áreas de las losas

Ir Menu asignar cargas de superficie uniforme

El procedimiento es el mismo para la carga viva



Para el caso de vigas que soporten muros y/o tabiquería

Seleccionar las vigas en planta:

Ir al menú asignar cargas lineales distribuidas



Para la superposición de cargas vivas:

Seleccionar todos los elementos del nivel con un recuadro:



Ir al menú editar dividir áreas

Se tendrá lo siguiente:



En la esquina inferior derecha escoger ONE STORY

Y se procede a seleccionar los paños intercaladamente por apaño y por piso para ingresar la carga viva:

Ir Menu asignar cargas de superficie uniforme



se tendrá lo siguiente:



Para la siguiente superposición se procederá de forma similar a la descrita pero seleccionando la carga viva 3.

7. DIAFRAGMAS Y ANÁLISIS

DEFINICIÓN DE DIAFRAGMAS

El procedimiento es piso por piso. Seleccionar todos los elementos del nivel.

Ir al menu asignar nudo punto diafragma




El punto que se muestra es el centro de rigidez del piso 1



Para los siguientes niveles se procede de la siguiente manera pero en la ventana:

El procedimiento es similar para los pisos restantes.



DEFINICIÓN DE NUDOS RÍGIDOS

Seleccionar el comando:



Ir al menu asignar marco línea longitud de brazos rigidos

DEFINICIÓN DE ANALISIS

Menu Analizar→ Establecer Opciones de analisis



Menú Analizar → Correr Análisis ó F5 Aparecerá la siguiente figura:



VERIFICACIÓN DE DISTORSIONES DE ENTREPISO:

Elegir cualquier vista de elevación:

Ir al menu mostrar mostrar configuración de deformada

Aparecerá la siguiente figura:



Cambiar las unidades a KG-cm y Hacer anticlick en el nudo superior extremo:

Aparecerá la ventana con los valores de deformada:

Estos valores se tabulan de la siguiente manera:



Las Distorsiones de entrepiso permisible es de 0.007 se nota que casi en su totalidad no cumple para ambos sentidos

Se sugiere la inclusión de placas en ambas direcciones para que cumpla esta condición.

Antes de proceder al diseño debe de corregirse las distorsiones de entrepiso

Δ= 0.007

Rx= 7

Ry= 7

Distorsion en X

(1) (1)*.75*Rx ∆i=∆piso -∆piso inferior h ∆i/h

Piso desplaz absoluto (∆) ∆*0.75*Rx desplaz relativo altura de piso distorsion obs

6 5.6078 29.44095 3.2613 300 0.01087 no pasa

5 4.9866 26.17965 4.2126 300 0.01404 no pasa

4 4.1842 21.96705 5.2794 300 0.01760 no pasa

3 3.1786 16.68765 6.1656 300 0.02055 no pasa

2 2.0042 10.52205 6.32835 300 0.02109 no pasa

1 0.7988 4.1937 4.1937 315 0.01331 no pasa

Distorsion en Y

Piso desplaz absoluto ∆*0.75*Ry desplaz relativo altura de piso distorsion obs

6 4.3367 22.767675 3.615675 300 0.01205 no pasa

5 3.648 19.152 3.9417 300 0.01314 no pasa

4 2.8972 15.2103 4.52235 300 0.01507 no pasa

3 2.0358 10.68795 4.677225 300 0.01559 no pasa

2 1.1449 6.010725 4.03935 300 0.01346 no pasa

1 0.3755 1.971375 1.971375 315 0.00626 OK

VERIFICACION DE DISTORSIONES DE ENTREPISO



8. RESULTADOS

Seleccionar la ventana de elevación (click en cualquier lugar)

Para el diagrama de Cortes

Menu Display→Show forces/stresses→Frame/cables



Para el diagrama de Momentos

Menu Display→Show forces/stresses→Frame/cables

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