duc ti lid ad

8/7/2019 Duc Ti Lid Ad

http://slidepdf.com/reader/full/duc-ti-lid-ad 1/84

Análisis de Estructura de una Edificación de Muros de Ductilidad Limitada (MDL)

de 5 Niveles

Análisis Lineal Elástico Sísmico por Superposición Modal Espectral - Versión 9

En el Perú, debido a la fuerte demanda de vivienda y a la política de gobierno de

construcción de estas, es frecuente la construcción de edificio de viviendas, estos de 5

niveles en su mayoría. Se analizará la estructura de 5 pisos mostrada en la figura, con

tanque elevado, estos cuya estructura son muros de concreto con malla de refuerzo de

acero, estos con espesores menores de 15cm.

Para este ejercicio se explicará como importar un archivo de dibujo DXF como ayuda

de dibujo del modelo estructural. También la creación de Objetos Area por la funciónExtrude Lines, así mismo el dibujo de escaleras con Area Rampa, definición de Pier

como auxilio de observación de resultados en Areas, definición de Diafragma Rígido y

el diseño de Secciones Muro.

Esta estructura para vivienda se encuentra ubicado en la ciudad de Tacna (Zona

Sísmica III) y su fundación es en suelo flexible categorizado por el código peruano

sismorresistente como S3.

1 Curso ETABS - CEIC



Fig1.- Imágenes de la edificación a modelar

Propiedades de materiales:

Concreto Armado

f’c = 210 kg/cm2

E = 2.E5 kg/cm2

= 2.4 t/mJ




Cargas Aplicadas Adicionales a las columnas, vigas y muros:

Acabados de piso y techo 100 kg/m

2

Cargas vivas (viviendas) 200 kg/m2 N.T.E. E-020

Techos 100 kg/m2 N.T.E. E-020

Datos para el Análisis Sísmico:

Zona sísmica 3 Z = 0.4

Categoría C U = 1

Perfil de suelo S3 S = 1.4

T0 = 0.9 s

Coeficiente de amplificación sísmica C = 2.5 (T1 < 0.4 s)

Reducción de la respuesta

R = 4x3/4 Muros de DuctilidadLimitada (transversal ylongitudinal, estructura irregular )

Para iniciar el programa:

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

se instaló 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 definición de unidades.

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

gris en la parte superior de la pantalla y haga click con el botón derecho del ratón.

Las barras de herramientas no son indispensables, pero simplifican la entrada de

datos.

Ejes de Referencia

Para poder importar las líneas del dibujo DXF, primero se creará lineas grillas que

ayuden a esta tarea

4. Menú FILE – New Model (o botón 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:

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

derecho.

x Estando marcado el botón Uniform Grid Spacing:

Number Lines in X Direction = 2

Number Lines in Y Direction = 2

Spacing in X Direction = 19.30

Spacing in Y Direction = 16.90

x En el cuadro Story Dimensions verifique que esté marcado Simple Story Data y

luego:

Number of Stories = 5

Typical Story Height = 2.52

Bottom Story Height = 2.52

x Marque la opción Custom Story Data y haga click en Edit Story Data. En el

cuadro Story Data no se requieren cambios. Cancel.




Fig5.-Definición de la grilla

x 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, así 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. Menú File – Save As ...

Seleccione la carpeta donde guardará su trabajo. Escriba el nombre del trabajo (sin

extensión) y haga click en Guardar.

Materiales

8. Menú DEFINE – Material Properties




Fig6.- Ubicación Material Properties

9. En el cuadro Define Materials marque CONC y luego haga click en Modify/Show

Material.

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

metros):

x Mass per unit Volume = 0.245

x Weight per unit Volume = 2.40

x Modulus of Elasticity = 2.E6

x Poisson’s ratio = 0.20

x Coeff of thermal expansion = 1.E-5

x Reinforcing yield stress = 42000

x Concrete strength = 2100

x Shear steel yield stress = 28000x En el cuadro Color escoja un gris claro.




x OK.

Fig7.- Cuadro de propiedad del material CONC210

11. Haga click en el botón Guardar (el que tiene dibujado un diskette)

Secciones de Elementos Lineales

Se define estos elementos para poder importar las líneas del archivo *.dxf

12. Menú DEFINE – Frame Sections.




Fig 8.- Dirección de Frame Sections

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

Rectangular:

Fig 9.- Ventana Define Frame Properties




14. En el cuadro Rectangular Section:

x Modifique el nombre de la sección a VMURO10

x Despliegue la lista de materiales y seleccione CONC (esto es muy importante).

x Depth = 0.10

x Width = 0.10

x Haga click en Reinforcement – Marque Beam y OK

x Haga clic en Display Color y escoja color rojo.

x OK (regresa al cuadro Define Frame Sections)

Fig 10.- Definición la sección del Frame VMURO10

15. Agregue en forma similar las secciones rectangulares VVANO10 y VMURO15 con

las dimensiones y colores mencionados arriba

16. Puede borrar todas las otras secciones, seleccionándolas con ayuda de la tecla

Shift (mayúsculas) y luego haciendo click en Delete Property.




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

cuadro Define Frame Sections.

18. Haga click en el botón Guardar (el que tiene dibujado un diskette).

Importación de líneas para dibujar modelo en ETABS

Para la importación de líneas, previamente se debe de tener las líneas de los ejes de

los muros de la estructura a modelar en el programa, se muestra el esquema de los

muros y sus vanos de ventanas con la línea de ejes en archivo DXF. (usado en el

programa AUTOCAD)

Fig.11 Esquema de los muros del primer nivel (muros color rojo : e=10cm, muros color

blanco : vanos e=10cm, muros color azul : e=15cm)




Fig.12 Dibuja en archivo *.dxf, con las líneas de los ejes de la planta del primer nivel

En el dibujo *.dxf se sugiere clasificar las líneas en sus tipos de muros que serán

modelados en capas respectivas:

Layer Muro10, color rojo

Layer Vano10, color blancoLayer Muro15, color azul

Se recomienda que el vértice 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

19. Menú FILE – Import – DXF File of 3D Model.




Fig.13.- Importación de la grilla por DXF File of 3D Model

20. En la ventana de Explorador ubicar el file *.dxf donde esta dibujado las líneas

bases.

21. Seleccionar la capa MURO10 en la ventana y la casillas derechas indicar en Beam

Properties la sección VMURO10




Fig.14.- Ventana de opciones para la importación del *.DXF

22. Hacer click en OK y la ventana se cerrara

23. Realizar la misma operación (pasos 19 al 22) para las capas MURO15 y VANO10

con sus respectivas sección de vigas VMURO15 y VVANO15.




Fig.15.- Lineas en BASE después de la importación

Para el segundo nivel se debe tener otro file en *.dxf donde debe de estar definido, de

forma semejante en capas al primer nivel, las distintas formas de muros, pero para este

segundo nivel, en el archivo dxf, las líneas deben de estar con z=2.52m (la altura del

piso del segundo nivel). El archivo dxf puede contener también las líneas de ambos

niveles pero no superponerse.




Fig.16 Esquema de los muros del segundo nivel (muros color rojo : e=10cm, muros

color blanco : vanos e=10cm, muros color azul : e=15cm)

Fig.17 Dibuja en archivo *.dxf, con las líneas de los ejes de la planta del segundo nivel

24. Para el segundo nivel, repetir los pasos 19 al 23




Fig.18.- Lineas en STORY1 después de la importación

Otra alternativa es con la opcion: Menu – File – Import – DXF Floor Plan e importar las

lineas indicando el plano o la planta a importar (que nivel importar), para esto, es

sugerible tener todos los dibujos en el archivo *.dxf en el plano Z=0 para una mejor

operación.




Fig.19.- Importación de la grilla por DXF Floor Plan




Fig.20.- Ventana de opciones para la importación del *.DXF

25. Para ver las vigas en colores dependiendo sus diferentes secciones, hacer clic al

check en la barra de herramientas y seleccionar Secctions en la columna View

by Colors, luego hacer clic.

Fig. 21.- Ventana de Set Building View Options


Secciones de Elementos de Area

27. Menú DEFINE – Wall / Slab / Deck Sections




Fig 22.- Dirección de Wall/Slab/Deck Sections...

28. En la ventana Define Wall / Slab / Deck Sections borrar SLAB1 y PLANK1 con el

botón Delete Section.

29. Seleccionar WALL1 y hacer click en Modify/Show Section…

Fig 23.- Ventana Define Wall/Slab/Deck Sections




30. En el cuadro Wall/Slab Section:

x Modifique el nombre a MURO10

x En la lista desplegable escoja el material CONC.

x Asegúrese que el espesor está indicado como 0.10, tanto en el cuadro

“Membrane” como en “Bending”.

x OK.

Fig 24.- Propiedades geométricas y de material de la sección MURO10

31. Escoja la opción Add new Wall y luego hacer click en Modify/Show Section

32. Repetir el paso 30 para MURO15 y VANO10.

33. Para las losa de techo (losa maciza) escoja la opción Add new Slab, luego hacer

click en Modify/Show Section… En el cuadro Wall/Slab Section:

x Modifique el nombre a LOSA12

x En la lista desplegable escoja el material CONC.




x Asegúrese que el espesor está indicado como 0.12, tanto en el cuadro

“Membrane” como en “Bending”.

x OK (regresa a la ventana Define Wall / Slab / Deck Sections)

34. Realizar el paso 33 para LOSA20 (losa maciza de 20cm de espesor)

35. OK (cierra la ventana)

Agregando Muros

36. Menú Select – by Frame Sections hacer click la seccion VMURO10 y luego haga

OK

37. Menú Edit – Extrude Lines to Areas para crear los muros en base a las vigas

ingresadas.

Fig 25.- Ubicación Extrude Line to Areas

38. Colocar en dx: 0, dy:0 y dz:2.52 (altura de entrepiso) y Number: 1 (1piso) y luego

hacer click en OK




Los muros creados por Extrude Lines to Areas tendrán por defecto la sección Null, de

forma semejante se puede crear lineas por medio de puntos, con la función Extrude

Point to Lines, y la sección de las líneas creadas serán Null.

Fig 26.- Ventana Extrude Lines to Areas

39. Seleccione los muros creados con el mouse arrastrandolo de derecha a izquierda

en la ventana de la derecha (vista en 3D) haciendo click y luego cambie de

sección: Menu – Assign – Wall/Slab/Deck Section, escoja MURO10 y haga clic en

OK.




Fig 27.- Ubicación Wall/Slab/Deck Section

40. De click en la ventana de la izquierda y haga click en el icono de figura de lapiz

(Refresh Windows), y luego para 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.

41. Repita los pasos 36, 37 y 38 para la viga VMURO15 para agregar los muros de

espesor 15cm42. Seleccione los muros recientemente creados (Haciendo a cada uno un clic encima

de ellos o en Menu - Select – by Area Object Type y en la ventana selecione Null).

43. Cambie de sección a MURO15 haciendo click y luego cambie de sección: Menu –

Assign – Wall/Slab/Deck Section, escoja MURO15 y haga clic en OK.


(Refresh Windows), y luego para 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.




45. Repita los pasos 36, 37 y 38 para la viga VVANO10 para agregar los vanos de

espesor 10cm, pero con dz = 1.50m

Fig 28.- Ventana Extrude Lines to Areas

46. Seleccione los muros recientemente creados (Haciendo a cada uno un clic encima

de ellos o en Menu - Select – by Area Object Type y en la ventana selecione Null).

47. Cambie de sección a VANO10 haciendo click y luego cambie de sección: Menu –

Assign – Wall/Slab/Deck Section, escoja VANO10 y haga clic en OK.


amarillo (Refresh Windows), y luego para 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.

49. Si desea, con la ventana derecha en 3D prendida, haga clic en el icono check (Set

Building View Options) y en la ventana emergente haga clic en View by Colors la

opción Materials (para ver los objetos en colores respecto a cada tipo de sección y

en Special Effects las casillas Object Fill y Object Edge, para ver el dibujo con

fondos llenos cada objeto. Haga tambien click en Apply to All Windows para realizar

los cambios en el formato de vista en ambas ventanas.Finalmente haga clic en OK.




Fig. 29.- Ventana de Set Building View Options


Apoyos

51. Ponga en foco la ventana con la vista en planta y haga click en el botón flecha haciaabajo, mostrando el plano Z = 0.

52. Seleccione todos los nudos del plano con una ventana extensible, teniendo cuidado

que la opcion OneStory en la parte inferior izquierda de la pantalla este prendida.

53. Haga click en el botón Assign Restraints (Supports) o menú ASSIGN - Joint -

Restraints. Se abre el cuadro “Joint Restraints”.

54. En el cuadro “Joint Restraints”:x Marque las casillas correspondientes a los seis grados de libertad. Lo mismo se

consigue más fácilmente haciendo click sobre el botón que muestra un

empotramiento.

x OK.




Fig. 30.- Vista del monitor al momento de empotrar los nudos de la base

Agregando Losas

55. Teniendo prendida la ventana de la vista en planta, vaya con las flechas celestes

(Move Up in List) ubicadas en el Menu, a la planta del primer nivel. En su defecto en

el botón Plan escoja STORY1.




Fig. 31.- Ventana de Select Plan Level

56. En la ventana “Properties of Objects” seleccionar LOSA12 (color magenta en la

figura)

57. Verifique que está en modo “One Story” y que la vista en planta corresponde al nivel

1.

58. Haga click en el botón “Draw Rectangular Areas (Plan.Elev)” (un cuadro celeste) o

bien menú DRAW - Draw Area Objects - Draw Rectangular Areas (Plan.Elev) y

dibuje los rectangulos de las áreas de forma como está indicada en la figura.

Fig. 32.- Ubicación Icono Draw Rectangular Areas (Plan,Elev)

59. Cambien de Opción de tipo de Propiedad para dibujar las secciones de LOSA20

(color amarillo en l figura)

60. Salga de esta modalidad de dibujo con la tecla ESC.

61. Ponga en foco la ventana con la vista 3D y haga click en el botón para refrescar la

ventana (un lápiz amarillo sobre fondo gris - Refresh Windows).




Fig 34.-Creación de los casos de carga estática.


Acciones de Sismo

67. Menú DEFINE – Response Spectrum Functions

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

el nuevo cuadro:

x Indique NTE030 (o cualquier otro nombre) en Function Name.

x Escriba en Time y Value los pares de valores que definen el espectro de seudo

aceleraciones. Después de ingresar cada par de valores haga click en Add:

0 2.289

0.90 2.289…

El espectro debe darse en m/s2. Sin embargo, podrían ingresarse aquí los valores

en g’s indicándose más adelante un factor de escala 9.81

x OK

69. Repita los pasos anteriores para definir otro espectro E030R3 - OK

x

Escriba en Time y Value los pares de valores:0 2.289




0.90 2.289

...

Fig 35.- Response Spectrum Funtions Definition

x OK

70. Menú DEFINE – Response Spectrum Cases

71. En el cuadro Define Response Spectrum presione el botón Add New Spectra.

x En el cuadro Response Spectrum Case Data:

x Escriba SX en Spectrum Case Name

x Observe que esté seleccionada la opción de combinación CQCx Escriba 0.05 en la casilla Damping




x Despliegue la lista en el cuadro U1 y seleccione NTE030

x Ingrese 1 (u otro factor, según sea necesario) en la casilla Scale Factor

x OK

Fig 36.- Response Spectrum Case Data para SX

72. Presione nuevamente el botón Add New Spectra.

73. En el cuadro Response Spectrum Case Data:

x Escriba SY en Spectrum Case Name

x Despliegue la lista en el cuadro U1 y seleccione el espacio en blanco




x Despliegue la lista en el cuadro U2 y seleccione NTE030

x Ingrese 1 (u otro factor, según sea necesario) en la casilla Scale Factor

x Mantenga los otros datos - OK

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

75. Menú DEFINE - Mass Source.

76. En la ventana “Define Mass Source”

x Marque “From Loads”

x Haga click en el botón ADD

x Despliegue la lista Load y escoja L

x A la derecha escriba 0.25

x Haga click en el botón Add.

x OK.

Fig 37.- Definiendo las Fuentes para las masas





Fig 42.- Definiendo COMB1

81. Repita definiendo las restantes combinaciones:

x COMB2 = 1.25 (D + L) + SX

x COMB3 = 1.25 (D + L) + SY

x COMB4 = 0.9 D + SX

x COMB5 = 0.9 D + SY

Fig 43.- Cuadro de Combinanciones de Carga




82. Finalmente, Add New Combo y en el cuadro Response Combination Data:

x Combination Name: E

x Desplegar la lista Load Combination Type y seleccionar Envelope

x Desplegar la lista Case Name y escoger COMB1. En la casilla Scale Factor

escribir 1. Add.

x Repetir para agregar COMB2 … hasta COMB5, siempre con factor 1.

x OK

83. Termine la definición de combinaciones haciendo OK y haga click en el botón

Guardar.

Cargas

84. Verifique que esté en foco la ventana donde se muestra una vista en planta del

primer nivel o STORY1 (puede usarse el botón “Plan View”).

85. Entre a la ventana de Set Buildings Options (icono de forma de check en el Menu) y

en la columna de Object Present in View quite el check de WALL(Area), esto para

apagar la capa de Muros y no cambiar sus propiedades

86. Seleccione todas las losas del primer nivel con y un barrido con el Mouse haciendoclic izquierdo.

87. En la barra de Menú haga click en el botón Assign Uniform Loads (tiene el dibujo de

una losa con cargas) o bien menú ASSIGN – Shell/Area Loads – Uniform.




Fig 44.- Ubicación de Shell/Area Loads - Uniform

88. En la ventana Uniform Surface Loads:

x En “load Case Name” escoja D

x Escriba 0.1(t/m2) en la casilla “Loads”

x Mantenga “Gravity” en el cuadro “Direction”.

x OK.

89. Seleccione las areas otra vez y repita los pasos 87 y 88 pero con Case

Name L y Load 0.2(t/m2)

90. Ubíquese en la segunda planta o STORY2 (puede usarse el botón “Plan View”).

91. repita los pasos 85 al 88 para las cargas en el Segundo nivel

92. Click en el botón Guardar




Otra forma puede ser seleccionando las áreas de losa en la ventana derecha en vista

3D y los pasos 85 al 88 hubiesen desarrollado una sola vez para ambas losas al mismo

tiempo.

Finalización del dibujo de la edificación

Se concluirá el dibujo de la edificación, agregándole los 3 pisos restantes superiores y

el tanque elevado.

Creación de Niveles 3, 4 y 5 con Opción Replicate

93. Teniendo prendida la ventana de la vista en planta, vaya con las flechas celestes

(Move Up in List) ubicadas en el Menu, a la planta del primer nivel. En su defecto en

el botón Plan escoja STORY2.

94. Asegúrese que se vean (o que su capa esté prendida) los muros y alfeizares del

segundo nivel en la ventana de Set Building View Options, (icono con un check), y

haga check en la segunda columna en Wall, y luego haga OK.

95. Asegurese que en los casilleros inferiores derecho, siga marcando One Store.(Para

que solo esté seleccionado o modificado elementos en el nivel presente de planta).

96. Seleccione todos los elementos del segundo nivel

97. Menu – Edit - Replicate




Fig 45.- Ubicación de Replicate

98. Clic en la pestaña Story y seleccionar STORY5, STORY4 y STORY3. Haga clic en

botón Options para verificar que todas las propiedades de materiales como de

cargas esté seleccionado para copiar todas sus propiedades




Fig 46.- Selección de niveles para replicar

Fig 47.- Propiedades a replicar de los objetos seleccionados

99. Ubíquese en la vista en planta (ventana izquierda) en STORY5 usando

cualquiera de las formas explicadas líneas arriba.

100. Agregue las losas que estan en la imagen en planta del 5to nivel,

adicionalmente de borrar la losa central haciéndole clik y apretando la tecla Delete.




Fig 48.- Losa del quinto nivel (azotea) todas las secciones: LOSA12

101. Como la losa de techo es azotea, todas las areas son de seccion LOSA12,

seleccione las areas LOSA20 (color amarillo), se sugiere hacer Zoom a las losas

para que no tenga incomodidad al seleccionarlos, y cambie de sección con el

icono Assign Wall/Slab/Deck Section que esun icono de una losa pandeada en la

barra Menu. O en su defecto Menu – Shell/Area - Wall/Slab/Deck Section, y

selecciones LOSA12. Luego clic en OK.

102. La carga viva L es de 0.1 t/m2 , por lo que, seleccione todas las losas

teniendo cuidado de no seleccionar los muros, siguiendo los pasos 85 al 88 pero

con la carga ahora indicada de azotea.

103. Vuelva la prender la capa de los muros de forma semejante al paso 94

104. Grabe el file haciendo clic en Guardar (icono de forma de disckette)

Asignación de Lineas Grilla

105. Se agregará lineas grilla para ver las elevaciones del la edificación, Menu –

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




Fig 49.- Ventana Edit Grid Data

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

semejantes a archivos *.xls (tablas de datos)

Gris Ordinate Line Type Visibility Bubble Loc.

A 0. Primary Show Top

A' 0.8 Primary Show Top

B 2.4 Primary Show Top

C 3.3 Primary Show Top

D 4.2 Primary Show Top

E 5.4 Primary Show Top

E' 5.8 Primary Show Top

E'’ 6.3 Primary Show Top

F 7.6 Primary Show Top

G 8.5 Primary Show Top

H 9.65 Primary Show Top

I 10.8 Primary Show Top

J 13.9 Primary Show Top

K 14.8 Primary Show Top

L 15.1 Primary Show Top

M 16. Primary Show Top

N 16.9 Primary Show Top




Fig 50.- Modificación de la grilla para el modelo

107. Clik en OK y luego otra vez OK en la próxima ventana.

Adición de dos niveles mas para el Dibujo de los niveles del Tanque

108. Se agregará dos niveles mas: una para el soporte del tanque (BTANQUE) y

otra para las paredes del tanque (TANQUE) para ver las elevaciones del la

edificación, Menu – Edit – Edit Story Data – Insert Story y coloque los nombres de

la figura. Se agregara dos niveles de grilla mas. En Store Height : 2; Number

Stories: 2; Insert of Above: STORY5; Replicate New Store: None




109. Menu – Edit – Edit Story Data – Edit Story, y modifique los nombres de los

niveles a BTANQUE para el 6to nivel y TANQUE para el 7mo nivel. Además

modifique en la columna Heigth el nivel de TANQUE a 1.85.

Fig 53.- Modificación en la altura de los niveles para el modelo

110. Haga clik en OK

111. Ubíquese en el nivel BTANQUE en la ventana de vista en planta usando

cualquiera de las formas explicadas líneas arriba.

112. Para agregar los muros, Haga click en el botón “Draw Walls Plan” (barra

horizontal celeste) o use el menú DRAW - Draw Area Objects - Draw Walls (Plan)”.




113. En la ventana “Properties of Objects” seleccionar MURO15

114. Haga click en la intersección de las grilla de los ejes E’’-13 y lleve el cursor

del Mouse a la intersección de las grillas F-13. Haga clic derecho para terminar de

dibujar ese muro y luego continué de forma semejante entre las intersecciones delas ejes F-13 al G-13. De forma similar para las intersecciones E’’-9 con F-9,

después F-9 con G-9

Fig 54.- Dibujando un muro de sección MURO15

115. Presione la tecla ESC.

116. adicionalmente, haga los mismos pasos 111 al 114 para los muros entre las

intersecciones de los ejes F-10 con G-10; su similar con F-12 con G-12, y a si

mismo F-10 con F-12 y G-10 con G-12.




Fig 55.- Dibujando un muro de sección MURO15

Otra opción era copiar los muros semejantes del 5to nivel(STORY5) hacia el nivel

BTANQUE, con la opcion Menu – Edit – Replicate.

117. Para los muros del tanque, ubicarse en la vista en planta del 7mo nivel

(TANQUE), luego repetir los pasos 111 al 114 para los muros entre las

intersecciones de las grillas: E’’-13 con F-13, F-13 con G-13; E’’-9 con F-9, F-9 conG-9 luego E’’-9 con E’’-13 y finalmente el cuarto muro G-9 con G-13.

118. Para agregar las losas, siga los pasos 55 al 60 para las losa de base de

tanque y para el techo de tanque (para la base del tanque se usa la seccion

LOSA20 (en el nivel BTANQUE) y para el techo del tanque, se usa LOSA12 (en el

nivel TANQUE). Agregue las losas siguiendo las vista a continuación:




Fig 58.- Vista de la edificación con el tanque dibujado

119. Cargue la losa de base del tanque de forma similar a los pasos 84 al 88

pero con carga muerta de D: 1.25t/m2 que es la carga repartida del agua

almacenada y ademas carga L: 0 t/m2. Para el techo del tanque cargue con D:

0.05t/m2

Creación de Planos de referencia para el dibujo de la escalera con planos en

diagonal (Rampa)

120. Para la escalera, se creará primero dos niveles de referencia, esto: Menu –

Edit – Edit Referente Plan y colocar para la coordenada en Z:




Fig 59.- Creación de Planos de Referencia

121. Haga Clik en OK

122. Definir las secciones áreas correspondientes a las escaleras, definir

sección ESC con espesor de 17.5cm(usando pasos de definición de áreas)

123. Para los descansos intermedios, ubicarse en la vista en planta en

REFP1(Z=0.875), haciendo click en el botón flecha hacia abajo, o en el icono de

vista en planta, seleccionando REFP1

Fig 60.- Buscando la vista en planta de REFPL1




124. Dibujar la losa de la escalera con el icono Draw Rectangular Areas

(Plan/Elev) entre los puntos intersecciones de las grillas E’’9-F10

125. Haga click en el botón flecha hacia arriba, mostrando el plano

REFP2(Z=1.575) y dibuje el otro descanzo en las intersecciones de las grillas E’’12

– F13.

126. Para dibujar los Objetos Area Rampa que son los tramos inclinados de la

escalera, se limitará la vista en ambas ventanas en Menu – View – Set Building

View Limits y colocando :

Fig 61.- Ventana para seleccionar las coordenadas de los límites de visualización

(Plan Limits) y de limites de visualización de niveles (Set Store Range)

127. Ubique en la ventana de la derecha la vista en planta BASE y en la ventana

de la izquierda REFP1, si no tiene dos ventanas, puede ir a Menu – Options –

Windows – Two Tiled Vertically y luego ubicarse en las plantas descritas.




128. En la ventana derecha (planta BASE), Haga click en el botón “Draw Areas

(Plan,Elev,3D)” (area de 4 lados no paralelos) o use el menú DRAW - Draw Area

Objects - Draw Areas (Plan,Elev,3D), con esta opción dibujará un área picando los

4 nudos de esta.

Fig 62.- Ubicación Draw Area (Plan,Elev,3D)

129. Para agregar las losas, en la ventana “Properties of Objects” seleccionar

ESC

130. Haga click en la intersección de las grilla de los ejes G-9 y lleve el cursor

del Mouse a la ventana izquierda o a la vista en planta de REFP1, diríjase a la

intersección de las grillas F-9, luego, en la misma planta REFP1 lleve el cursor del

Mouse a la intersección de la grilla F-10; para el cuarto punto dirija el cursor del

Mouse a la ventana de vista en planta BASE y haga clic en la intersección de la

grilla G-10, luego clic en enter. Con esto fue dibujada un area rampa.




Fig. 63.- Dibujando la sección ESC(Objeto Ramp) de la escalera.

131. Para el segundo tramo diagonal, ubíquese en la ventana derecha en la

vista planta REFP2, y dibuje el área entre las intersección de las grillas E’’10

(plano REFP1) al E’’-12(plano REFP2)(primer lado del área); luego a F-12(plan

REFP2)(segundo lado del área); después a F10(plano REFP1) (tercer lado del

área) y finalmente a E’’-10(plano REFP2) (cuarto lado del área). Con esto ya esta

dibujado el área rampa.





132. Para el tercer tramo diagonal, cual llega al nivel 1(STORY1), ubíquese en la

ventana izquierda en la vista planta STORY1, y dibuje el area entre las

interseccion de las grillas F-12 (plano REFP2) al F-13(plano REFP2)(primer lado

del area); luego a G-13(plan STORY1)(segundo lado del area); después a G-

12(plano BASE) (tercer lado del area) y finalmente a F-12(plano REFP2)(cuarto

lado del area). Con esto ya esta dibujado el area rampa.





133. Ubíquese en la ventana derecha y ponga vista 3D, podrá ver la escalera

que une el primer nivel con el segundo nivel. Puede hacer ZOOM, con el botón de

forma de lupa en la barra de Menu o rotar la imagen para su mejor observación

con el icono de circulo con punta de flecha triangular también en la barra de Menu.

134. Para crear el resto de los tramos de escalera vaya Menu – Select – by

Wall/Slab/Deck Section y en la ventana saliente escoja la seccion ESC. Haga clic

en OK. Luego Menu – Edit – Replicate y escoja la pestaña Story y seleccione losniveles STORY2, STORY3 y STORY4. Haga OK y estará creada las escaleras de

la edificación.




Fig. 66.-Vista de la escalera ya terminada.

135. Menu – Select – by Wall/Slab/Deck Section y en la ventana saliente escoja

la seccion ESC. Luego el icono Assign Uniform Loads y cargue las losas para D:

0.10 t/m2 y L: 0.20 t/m2, para volver a selccionar las areas de las escaleras, por ser

estas las ultimas seleccionadas, puede hacerlo con el icono Get Previous

Selection.

136. Menu – View – Set Building View Limits y escoja la opcion Show All para

las tres opciones, como podrá ver, tambien puede limitarse la visión (como apagar

capas) para pisos o niveles enteros.

137. Repita el paso anterior para la otra ventana.

Asignación del Diafragma Rígido




138. Para definir el Diafragma Rígido, primero cerciórese que ningún punto o

join esté seleccionado, puede ver la parte inferior izquierda donde indica los

cuantos y los tipos de objetos que están seleccionados.

139. Ponga en foco la ventana “Plan View”. Verifique que está en modo “OneStory” y que la vista en planta corresponde al nivel 1.

140. Seleccione todos los joins (no importa si selecciona también muros y losas)

y vaya a Menu – Assign – Point/Join – Diaphragms

Fig. 67.- Ubicación de Join/Point - Diaphrams

141. Haga OK




Fig. 68.- Diafragma Rígido Asignado

142. Repita el paso 139 pero para el nivel 2

143. Repita el paso 140 pero en esta ocasión antes de OK, de clik en Add New

Diaphragm, vera que por defecto aparece el nombre D2 en la casilla Diaphragm,

puede ponerle el nombre que desee. Para el ejemplo se dejará D2. Luego OK

144. De forma semejante al paso 142 y 143, haga para los diafragmas rígidos

del los niveles STORY3 (D3), STORY4(D4), STORY5(D5),

BTANQUE(D6),TANQUE(D7)

145. Click en el botón Guardar




Los Diafragmas rígidos en el programa ETABS, es representado por la constante

dimensión de las plantas, es decir, la planta podrá desplazarse, podrá girár, pero la

distancia horizontal (en el plano XY) siempre será constante ante cualquier tipo de

carga externa o interna.

Si tuvo un error en definir los diafragmas, puede seleccionar en los nudos o plantas

donde tuvo el error y en la ventana : Menu – Assign – Point/Join – Diaphragms, escoja

la opcion NONE. Con esto el nudo dejará su propiedad de Constrain o Diafragma

Rígido.

146. Seleccione todo los elementos (puede hacerlo con el icono Select All , cuya

figura es el texto all con un cursor)y haga clic en Menu – Assign – Shell/Area –

Area Object Mesh Options. Llene los siguientes casillas haciendo clik en Auto

Mesh Object into Structural Elements en Floor Meshing Options, seleccionando

todas sus casillas y escribiendo 1 en la ultima. Para Ramp and Wall Meshing

Options escoja las dos ultimas y escriba 1 en al casilla.

Fig. 69.- Subdivisión interna de los objetos Area




Los objetos área serán subdivididos internamente, teniendo mayor número grados de

libertad, pero haciendo el análisis algo mas preciso. El número 1 significa, además de

las opciones prendidas, que el programa subdividirá en áreas no mayores de 1m2

dichas áreas.

147. Para ver la subdivisión interna, haga clic en Set Building View Options y en

la casilla Other Special Ítems seleccione Auto Area Mesh. Si lo desea, puede ver

tambien los nudos a los cuales los unió con diafragma rígido con Diaphragm

Extent. Puede ver masas adicionales añadidas al modelo, pero en el presente

ejercicio no contiene masas adicionales. Esta opcion de masas adicionales ya no

es muy usado puesto que el ETABS en sus nuevas versiones metra la masa de laestructura para diferentes análisis dinámicos.

Fig. 70.- Ventana Set Building View Options

148. Click en el botón Show Undeformad Shape para ambas ventanas.




Asignación de Pier para grupos de muros

En los siguientes pasos, se agregará una propiedad a unos conjuntos de muros a la

vez, esta propiedad o característica adicional nos permitirá leer de mejor forma las

fuerzas locales de cada elemento muro o grupo de áreas q forman un muro, se leasignará el nombre de Pier a dicha propiedad.

149. Ponga en foco la ventana con la vista en elevación, 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 elevación A

Fig. 71.- Buscando elevación a colocar en ventana.

150. Seleccione los muros a los cuales les asignará la característica o función

Pier, en esta ocasión escoja los muros entre los ejes 1 y 4 en la elevación A, en la

totalidad de sus niveles, observe que esta seleccionando tres objetos área(para

cada nivel) que conformarán el Pier A-1

151. Menu – Assign – Shell/Area – Pier Label y primero seleccione P1 para

después aplicar el botón Delete. Luego Escriba en la casilla el nombre del Pier,

pudiendo ser cualquier nombre, se sugiere uno de fácil identificación. Para el

presente ejercicio se escribirá A-1 (Pier 1 del eje A), luego clic en Add New Name y

finalmente OK.




Fig. 72.- Definición de Label para Pier.

152. Repita los pasos 150 y 151 para los demás muros del eje A y luego prosiga

con los muros del eje B. De esta forma con los muros de las demás elevaciones.

Otra opción es poniendo en foco la ventana con la vista en planta y haga click en elbotón flecha hacia abajo, mostrando el plano Z = 2.52 (STORY1), verifique que está en

modo “All Stories” , y después seleccionar los muros en planta que conformarán el Pier.

De esta forma, todos los muros en planta.




Fig. 73.- Piers definidos en la primera planta

El Pier puede ser conformado por varios Objetos Área, pues al asignarse esta

característica a este grupo de muros, el programa considerará todas las fuerzas

internas de este grupo de muros para darnos valores de corte, momentos de flexión y/o

fuerzas axiales, valores que el diseñador necesita.

Opciones de Visualización

153. Si por motivos de impresión o visualización desea cambiar los colores de la

pantalla, diríjase a Menu – Options – Colors – Display y podrá escoger el fondo de

las ventanas (background), o los colores de las secciones Áreas o de las líneas, etc.

Así mismo podrá escoger el Nivel de Transparencia (Set Transparency) para los

diferentes objetos.




Fig. 74.- Asignando colores

154. Si desea usar comandos mas directos, puede ir a icono check en la barra

de menú (Set View Buildings Options...) o en su defecto Menu – View - Set View

Buildings Options... y en la columna de la izquierda (View by Colors of...)

seleccione la opción que desee, pudiendo ser B & W Printer, esto para imprimir

con colores oscuros la pantalla.

155. Si desea ver alguna propiedad o nombre asignado al modelo estructural,

puede repetir el paso 154, ir a Menu – View - Set View Buildings Options... y hacer

clic en la opción que desee, para ver el nombre de los muros: Area Label, o sus

ejes locales Area Local Axes o su sección Area Seccion, similarmente las líneas.

También puede ver los nombres de los piers haciendo clic en Pier Labels. Puede

activar estas opciones al mismo tiempo si lo desea pero puede verse muy

desordenada la pantalla. Esta opción no afecta al análisis de la estructura.

Tambien puede escoger ver o no ver la Grilla o planos de referencia, etc.




Fig. 75.- Ventana Set Building View Options

156. Si desea ver localmente las propiedades o caracteristicas asignadas a solo

un objeto (linea, Area, etc) haga clic derecho en el objeto y aparecerá una ventana

con tres pestañas, la primera (Location) muestra los puntos con sus coordenadas

que forman el objetos, la segunda pestaña (Assigment) muestra las propiedades

asignadas como Mesh, Pier, o diafragma rígidos, etc. La tercera casilla (Loads)

corresponde a las cargas asignadas. Puede cambiar de unidades para si mejor

entendimiento.




Fig. 76.- Propiedades asignadas a un elemento área.

El dibujo del edificio y su ingreso de datos se encuentra terminado para proceder con el

análisis estructural.

Análisis

157. Menú ANALIZE – Set Options

158. Marque la opción “Dynamic Analysis” y haga click en “Set Dynamic

Parameters”.




Fig 77.- Opciones de análisis en el programa

159. Escriba 21 en number of modes y luego haga OK.




Fig 78.- Definición del número de modos y del tipo de análisis, en este caso

Eigenvectors.

160. Marque la opción “Include P-Delta” y haga click en “Set P-Delta

Parameters”.

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

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




Fig 79.- Definición de los parámetros de para las iteraciones P-Delta

162. Botón Run (es similar a la tecla Play de una grabadora) – Run Now




Fig 80.- Ubicación del comando Run Analysis

163. 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 81.- Vista de la deformada a carga DEAD

164. Botón Display Static Deformed Shape (un pórtico con desplazamiento

lateral). Alternativa: menú DISPLAY – Show Deformed Shape

165. En cuadro Deformed Shape (icono en la barra de Menu de forma de pórtico

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 84.- Ventana de lectura de desplazamientos

168. Clic en el botón Lateral Drifts y verá las distorsiones resultantes del análisispor 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 distorsión para poder compararlos

con sus límites estipulados.

Fig 85.- Ventana de lectura de distorsiones por nivel

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

pórtico con sus diagramas de momentos flectores) escoja la opción

Frame/Pier/Spandrel Forces (pórtico con diagrama de momentos flectores). En su

defecto Menu - Display - Show Forces/Stresses - Frame/Pier/Spandrel Forces.

170. En el cuadro: Seleccionar Pier y deseleccione Frames. Luego Seleccionar SX en lista desplegable – Marcar Shear 2-2- OK




Fig 87.- Ventana donde se indica que respuesta o fuerza interna (en este caso

esfuerzo de corte S12) a leer resultado del análisis y a una combinación de carga

específica.




Fig 88.- Gráfico de esfuerzos de corte S12 para carga SY Spectra

175. Haga clic derecho encima de cualquier área y verá en una ventana

extendida los valores de esfuerzos, y recorriendo el cursor en esa área, leerá sus

valores. En el boton Switch Face verá los esfuerzos en la otra cara del area.




Fig 89.- Ventana Area Diagram donde se indica el esfuerzo de corte S12 de

lectura de resultados

Diseño

El diseño de Muros de ductilidad limitada no es concreto armado, pero su diseño es

semejante al de muros de concreto armado, por lo que el uso del diseño por el

presente programa sirve de referencia para el diseñador. Cada proyectista es

responsable del diseño que proponga para sus diferentes tipos de estructura que haga.

176. Defina los parámetros de diseño: Menú OPTIONS – Preferences –Concrete Shear Wall Design – Verifique que se usará ACI-318 – 05, ademas de

cambiar las unidades de respuesta unas de mayor comodidad, luego OK

Fig 90.- Parámetros de diseño en concreto armado para el ETABS

177. Para ver una sola ventana en toda la pantalla haga: Menú OPTIONS –

Windows – One

178. Menú DESIGN – Shear Wall Design - Start Design/Check …

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




180. Haga click sobre un pier con el botón izquierdo del ratón – Observar tabla

que indica el refuerzo.

Fig 91.- Resultados de diseño para piers en cada elemento

181. Haga click en el botón “Overwrite” – Puede Seleccionar o cambiar a tiempo

real el material y/o propiedades del pier para dar un refuerzo de inmediato. Esto lo

diseñará con las respuestas de fuerzas locales del análisis original. Termine con

OK




Fig 92.- Opciones de rediseño (Overwrite)

182. Haga click sobre “Combos“ – Seleccione las combinaciones de carga con

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

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

<Remove. Termine con OK

Fig 93.- Selección de combinaciones para el diseño.

183. Cierre la ventana. Guardar.




Si desea diseñar un solo Pier específico, seleccione dicho Pier y repita los pasos 173 al

180.

Tablas de Datos y de Resultados, Gráficas

184. Para imprimir resultados use el menú FILE – Print Tables - Analysis

Results. También puede usar el menú DISPLAY – Show Tables.

185. En la ventana emergente, seleccione los ítems 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 opción Selection Only.

Fig 94.- Selección de opciones para creación de tabla de resultados




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

resultados que desee obervar y si deseal puede exportarlo a un formato *.XLS,

esto seleccionando la tabla(no es necesario su totalidad) y luego Copiar (Ctrl + C)

para después Pegar en el formato *.xls(Ctrl + V). Tambien podría usar su interna

barra en Menu – Edit - Copy Entired Table.

Fig 95.- Ventana de tabla de resultados.

187. Las gráficas pueden imprimirse directamente. Sin embargo, es mejor

preparar un archivo gráfico en formato jpg. Con tal fin, use el menú 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. Paracambiar colores de fondo y otros use el menú OPTIONS – Colors.




REFERENCIAS

1.- PhD Hugo Scaletti Farina .- Analisis Estructural II Facultad de Ingeniería Civil -

Universidad Nacional de Ingeniería

2.- Computers and Structures Inc. (2003). Extended Three Dimensional Analysis of

Building Systems. Nonlinear Version 8.4.8.

3.- ININVI (2006). Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de

Edificación E-020 Cargas.

4.- ININVI (1989). Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de

Edificación E-060 Concreto Armado.

5.- SENCICO (2003). Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de

Edificación E-030 Diseño Sismo Resistente.

6.- SENCICO (2005). Reglamento Nacional de Construcciones. Especificaciones de

diseño para muros de ductilidad limitada.

duc ti lid ad

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