etabs 2013 para capi - parte 1.pdf

DISEO SISMORRESISTENTE DE EDIFICACIONES CON ETABS 2013 Extensin Profesional Ingeniera Civil

M.I. Jos Velsquez V. ([email protected]) pg.1

ETABS

Anlisis Tridimensional Extendido de

Sistemas de Edificios



Introduccin

ETABS es un software integrado, completo para el modelado de estructuras de edificaciones para el Diseo como anlisis esttico, dinmico y No-lineal.

Al igual que el programa SAP2000, puede realizar anlisis de estructuras complejas, pero la diferencia es que posee ms opciones que nos permiten agilizar el proceso del modelado y diseo de edificaciones.

Caractersticas principales

o Clculos automticos de coordenadas de centro de masas y centros de rigidez.

o Calculo Automtico de masas del edificio a partir de los casos de cargas elegidos.

o Optimizado para modelado de Edificios altos y de muchos niveles.

o Genera modelos complejos en 3D usando planta, elevacin y vistas desarrolladas.

o Definicin de las geometras de modelos en forma rpida e intuitiva

o Cuenta con Extensas facilidades de anlisis tridimensional.

o Modelaje rpido de mltiples pisos usando el concepto de pisos similares.

o Plantillas Automatizadas para estructuras tpicas. o Fcil edicin, duplicando y generando elementos con comandos Move,

Merge mirror , Replicate o Multiples vistas ortogrficas y en perspectiva con Acercamientos y

referencia. o Asignacin de propiedades, cargas y apoyos en pantalla. o Opciones Poderosas para agrupacin seleccin y visualizacin de

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



o Importacin y exportacin de la geometra del modelo por DXF de Autocad.

ENTORNO DEL ETABS 2013

Los archivos generados por el programa ETABS 2013 tienen extensin *.EDB, y adicionalmente se generan archivos diversos con el mismo nombre pero diferente extensin. Se pueden generar archivos de texto y hojas de clculo con los datos ingresados y con los resultados de los anlisis efectuados. Adems, en algunos anlisis puede ser necesario emplear archivos que proporcionan informacin adicional necesaria, que generalmente son archivos de 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 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 configuracin de un Archivo Usar la configuracin del Modelo con los valores Establecidos en la parte De abajo



CONFIGURACION EN PLANTA XY

Lneas en X Paralelas al Eje Y

Lneas en Y Paralelas al Eje X

Espaciamiento en X

Espaciamiento en Y

Etiqueta de Ejes

Edicin ejes con Distancias aleatorias

CONFIGURACION EN ELEVACION Nmero de pisos

Altura piso a partir del 2 nivel

Altura piso 1 nivel

Edicin altura entrepisos



Plantillas predeterminadas

1. Steel Deck: Estructura de prticos en Acero

2. Staggered Truss : Estructura de Acero utilizando armaduras espaciales

3. Flat Slab : Estructura de Concreto armado utilizando losas macizas sobre capiteles

4. Flat Slab with Perimeter Beams: Estructura de Concreto armado utilizando losas macizas sobre capiteles y vigas perimetrales.

5. Waffle Slab: Estructura de Concreto armado utilizando losas reticulares y capiteles.

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



Lista general de Men pantalla

A B C D E F G H I J K L M Ubicacin de mens Desplegables



ETABS trabaja con cuatro unidades bsicas: fuerza, longitud, temperatura y tiempo. El programa ofrece diferentes sets de unidades compatibles de fuerza, longitud y temperatura para elegir como Kip, in, F o N, mm, C. El tiempo siempre se mide en segundos. Se hace una distincin entre masa y peso. La masa se usa para calcular la inercia dinmica y para todas las cargas causadas por la aceleracin del suelo. El peso es la fuerza cuando se especifiquen valores de peso, unidades de masa al especificar valores de masa. Luego de iniciado el modelo, se requiere un ajuste del set de unidades, estas se convierten en las unidades base. Aunque despus el usuario puede cambiar dichas unidades. La medida angular siempre usa las siguientes unidades Geometra: La orientacin 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 Opcin de seleccin y aplicacin mltiple : Permite seleccionar, asignar y realizar cambios utilizando diferentes opciones tales como: One Story: Aplica slo a un piso All Story: Aplica a todos los pisos del modelo. Similar Stories: Aplica a los pisos similares.



A. Inicializacin de un modelo (File)

Para acceder a la plantillas o modelos genricos de anlisis, guardar, importar y exportar, hacer click en el men file.

Figura A. Men File

B. Edicion (Edit) Se utiliza para realizar los cambios al modelo se debe seleccionar previamente los objetos a editar. Para acceder a las operaciones de edicin debemos, hacer click en el men edit.

Figura B. Men Edit



C. Vista (View) Con este comando podemos generar vistas en perspectiva acceder a las herramientas de zoom, pan, anotacin hacer click en men View

Figura C. Men View

D. Definicin (Define) Mediante el men Define podemos definir los tipos de materiales, secciones, grupos tipos de cargas, funciones a utilizar en el anlisis, combinaciones, etc. Hacer click en el men Define

Figura D. Men Define



E. Dibujo (Draw) Nos permite realizar el dibujo de los elementos estructurales hacer click en men Draw

Figura E. Men Draw

F. Seleccin (Select) En esta lista de men tenemos opciones para la seleccin de objetos sobre los cuales se realizara una acciones, hacer click en men select.

Figura F. Men Select

G. Asignacin (Assign) Nos permite asignar propiedades de cargas, objetos previamente seleccionados, restricciones a nudos, hacer click en men Assign.



Figura G. Men Assign

H. Anlisis (Analyze) Despus de haber construido el modelo en su totalidad, asignando geometra, materiales, secciones, cargas, casos de anlisis, funciones de espectro; se puede calcular los desplazamientos, D.F.I., reacciones de la estructura, hacer click en men Analyze.

Figura H. Men Analyze

I. Mostrar (Display) El men Display nos permite visualizar las asignaciones de cargas en los objetos barra o rea, hacer click en men Display.



Figura I. Men Display

J. Diseo (Design) En el men diseo Etabs 2013 nos permite disear elementos, en concreto armado y acero. stos se realizan en funcin de los cdigos previamente seleccionados, y mediante combinaciones seleccionadas, hacer click en men Design.

Figura J. Men Design

K. Detallado (Detailing) En el men de detallado Etabs 2013 nos ofrece el detallado de los elementos estructurales, bosquejo de los planos, hacer click en men Detailing.



Figura K. Menu Detailing

L. Opciones (Options)

Nos permite configurar unidades, tolerancias de dibujo entre elementos barra o rea, color de fondo de ventana de trabajo, etc., hacer click en Men Options

Figura I. Men Options

M. Ayuda (Help)

En el men de ayuda el diseador tiene acceso a los archivos de ayuda que trae el programa, acceso a la pgina web de la empresa



que creo el programa, y la visualizacin de la versin del programa, hacer click en Men Help.

Figura M. Men Help



EJEMPLO 1 Modelo de un Edificio de 04 pisos.

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

Edificio de Prticos y Placas de Concreto armado de 04 niveles. Sistema de techos consistente de losas aligeradas armadas en una direccin.

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 ltima = 1.4 CM + 1.7 CV



Modelo Estructural



DESARROLLO DEL EJEMPLO 1

Edicin de Lneas Gua

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



Definicin de Materiales

Define ~ Material Properties



Definicin de Secciones

Define ~ Frame Sections

Columna

Columna



Viga



Definicin de Muros

Define ~ Section propertis / Wall section

Definicin de Losa




Modelo de Anlisis

Dibujando los Muros

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



Dibujando Columnas En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar columnas mediante la herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/Brace Objects... ~ Quick Draw Columns (Plan, 3D)

Dibujando Vigas En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar vigas mediante la herramienta herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/Brace Objects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev, 3D)



Dibujando Losas

En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar losas mediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~ Draw Rectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...

Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los siguientes niveles:



Select ~ All...

Edit ~ Replicate...



Definicin de las Cargas a Aplicar al Modelo

Cargas de Gravedad

Define ~ Load Patterns...



EJEMPLO 2 Modelo de un Edificio de 03 pisos de

Prticos y Albailera.

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

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

El sistema de techos consistente de losas aligeradas armadas en una direccin.

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

V = 0.15

Material: Albailera 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 DEL EJEMPLO 2

Edicin de Lneas Gua

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



X Grid Data

Grid ID

X Spacing Visible

Bubble Loc

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 ID

X Spacing Visible

Bubble Loc

1 2.225 Yes Start

2 0.425 Yes Start

3.2 Yes Start

4.05 Yes Start

0.425 Yes Start

3 0 Yes Start



Definicin de Materiales

Define ~ Material Properties



Definicin de Secciones

Define ~ Frame Sections

Columna



Viga



Definicin de Muros

Define ~ Section properties / Wall Section



Definicin de Losa




Modelo de Anlisis

Dibujando los Muros

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

Dibujando Columnas

En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar columnas mediante la herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/Brace Objects... ~ Quick Draw Columns (Plan, 3D)



Dibujando Vigas

En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar vigas mediante la herramienta herramienta Draw ~ Draw Beam / Column/Brace Objects... ~ Draw Beam/Column/Brace (Plan, Elev, 3D)

Dibujando Losas

En una vista de planta del primer piso se proceder a dibujar losas mediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~ Draw Rectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...



Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los siguientes niveles:

Select ~ All...

Edit ~ Replicate...



Definicin 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 bien los 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 0.25 para los permetros y de 0.15 para los interiores, entonces se obtiene cargas de 0.4125t/m y 0.2475t/m respectivamente.



Restriccin en la Base

Assign/Joint ~ Restraints

Asignacin de Diafragma

A continuacin se debern asignar los diafragmas de entrepisos

Assign ~ Join/ Diaphragm...



Definicin de Masas

Se proceder a indicar a partir de qu cargas se calcular la masa para

los procedimientos de anlisis de cargas ssmicas.

Define ~ Mass Source...

Analyze ~



Anlisis Dinmico

Definicin del Espectro de Pseudoaceleracin

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

Parmetros Generales

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

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

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

Factores de Reducci R : RX = 8,00 (Prtico)

RY =3,00 (muros albailera)

Coeficiente ssmico C : 2,50 Para perodos menores a Tp

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

Define ~ Functions



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

Define ~ Load Case



Distorsiones (drifts) mximas de entrepiso

Display ~ Show Tables...



Fuerzas Cortantes de piso

Display ~ Show tables...

Analysis Results Building Output Building Output Story Shears

Definicin de las Combinaciones de Cargas

A partir de las cargas aplicadas se definieron las siguientes combinaciones de diseo:

Define ~ Load Combinations...



Proceso Constructivo

Para definir la secuencia constructiva se deber emplear:

Define ~

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