manual básico de análisis y diseño estructural con etabs empleando el reglamento nacional de...

Manual Básico De Análisis Y Diseño

Estructural Con ETABS empleando el

Reglamento Nacional de Edificaciones

Editado por Richard Vicente Quispe Castillón

([email protected])

mailto:[email protected]

QuispeC.S.A.C. MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS

QuispeC

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Presentación

Este manual está basado en apuntes, recopilación bibliográfica de libros,

artículo técnico y el reglamento vigente hasta la fecha relacionados al análisis

de edificaciones de concreto armado, empleando el software de análisis

computacional ETABS. El objetivo de este manual es desarrollar una

metodología de empleo del software para el análisis de estructuras de

concreto armado empleando el reglamento nacional de edificaciones,

empleando ejemplos prácticos y aplicados en el campo de la ingeniería civil.

En los primeros Capítulos veremos los datos necesarios que debemos obtener

para el análisis de edificaciones, en los últimos capítulos se darán ejemplos

aplicativos de análisis de edificaciones.

Richard Vicente Quispe Castillón Huancayo, 2010

QuispeC.S.A.C. MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS

QuispeC

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Contenido

Capitulo Uno (Análisis de la estructura)

I. Análisis del plano Arquitectónico

1. Categoría de la obra

2. Configuración Estructural

3. Sistema Estructural

4. Cargas

5. Material

6. Esquematización

II. Dimensionamiento

1. Dimensionamiento de Losas

2. Dimensionamiento de vigas

3. Dimensionamiento de Columnas

4. Dimensionamiento de muros o placas

III. Metrado De Cargas

1. Metrado de Cargas Distribuidas en Áreas

2. Metrado de Cargas Distribuidas lineales

3. Metrado de Cargas puntuales

IV. Análisis Dinámico empleando espectro respuesta

1. Definición de la Masa Concentrada

2. Ubicación de la Masa Concentrada

3. Espectro Respuesta según RNE

Capitulo Dos (Introducción a Etabs)

I. Familiarización al entorno del programa ETABS

II. Edificio de 4 pisos

CAPITULO UNO (Análisis de la Estructura)

QuispeC.S.A.C. MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I

QuispeC

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I. Análisis del plano Arquitectónico

Para una buena estructuración se deberá de buscar una buena configuración tanto en planta como

en elevación, es decir, buscar estructuras regulares y no irregulares, en caso contrario tomar

medidas en el diseño y verificar que cumplan los desplazamientos y torsiones entre pisos que

indican las normas correspondientes.

De la arquitectura se tendrá que sacar los siguientes datos:

1. Categoría de la obra: se indicara en que categoría se encuentra la estructura, según la norma

E.030 artículo 10.

(Fuente RNE)


QuispeC

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2. Configuración Estructural: se indica si la estructura presenta irregularidad en planta como en

altura con el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados

del factor de reducción de fuerza sísmica, tal como lo indica en la norma E.030 artículo 11.

a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a cargas laterales.

b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o más de las características indicadas en la Tabla N°4 o Tabla N° 5.

(Fuente RNE)


QuispeC

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3. Sistema Estructural: Se definirá el mejor sistema estructural para el proyecto de acuerdo al

material, tecnología, etc. existentes en el lugar de la obra, esta clasificación se realizara según la

norma E.030 artículo 12.

(Fuente RNE)

4. Cargas: Se obtendrá las cargas que actúan en la edificación, clasificándolo en cargas vivas,

muertas, de viento, de presión entre otras, para esto emplearemos la Norma E.020 de cargas.


QuispeC

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(Fuente RNE)

5. Material: Se tendrá que definir las propiedades de los elementos a emplearse, tales como, las

vigas, las columnas, las zapatas, la albañilería, entre otros.

Ej.:

- Zapatas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Columnas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Viga: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Losa maciza: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Acero de grado 60 = 4,200 Kg/cm2.

- Muro de Albañilería = 60 Kg/cm2.

6. Esquematización: Se deberá definir los ejes por donde pasaran los ejes, las alturas de las

columnas, es decir, se tendrá que plantear la mallas en 3D

- En Planta: los ejes deberán pasar por el centro de gravedad de las columnas definidas.

Fig. 1.1


QuispeC

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- En elevación: para representar la elevación hay 2 procedimientos.

El primero caso: consisten comenzar desde el punto de empotramiento de la columna

generalmente ese punto es la parte superior de la zapata. En algunos casos se pude

considerar que el piso y el falso piso generen otro punto de empotramiento, en tal caso se

podría considerar es punto como el inicial.

Para ser más conservador se asumirá que en punto de empotramiento es la parte superior

de la zapata.

Para el resto de los pisos se considera que el eje pasara por el centro de gravedad de la viga

(ver fig. 1.2).

El segundo caso: se tiene la misma consideración para el apoyo que el caso anterior, con la

diferencia que para el resto pisos el eje pasara por encima de la viga (ver fig. 1.3).

Fig. 1.2 Fig. 1.3

Este método es aplicado debido a que ETABS colocara la viga la viga justo por debajo del eje

de pisos.

La diferencia de alturas entre el primer caso y el segundo caso es minino se puede trabajar

con el que más le perezca conveniente.

Nota: en caso de existir vigas de cimentación el apoyo no será empotrado sino fijo y se

tendrá que representar la viga de cimentación en al nivel del apoyo.


QuispeC

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Ejemplo: A continuación se muestra una edificación en planta y elevación y sus respectivas

propiedades

Primera planta

Segunda Planta


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Elevación

Corte


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1. Esquematización:

a. En Planta:

b. En Elevación:

CALIFICACIÓN DESCRIPCIÓN 2. Categoría de la obra “A”

3. Configuración Estructural “Estructura Regular”

4. Sistema Estructural: Concreto Armado - Pórtico

5. Cargas: Carga viva - Aulas = 300 kg/cm2 - Corredores = 400 kg/cm2 - En techo = 50 kg/cm2

Carga muerta - Tabiquería = 100 kg/cm2 - Acabados = 100 kg/cm2 - LOSA Aulas = 300 kg/cm2 - Arcilla cocida sólidas = 1800 kg/cm3

6. Material: - Zapatas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Columnas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Viga: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Losa maciza: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2. - Acero de grado 60 = 4,200 Kg/cm2.


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II. Pre dimensionamiento

1. Dimensionamiento de Losa: Para el dimensionamiento de la losa se tendrá las cargas que

convergen en ella y también la luz de los paños. Para este casos se dan las siguientes

recomendaciones de según la luz de la losa, en caso de la losa sea reforzado en ambos sentidos

el largo no deberá ser mayor a dos veces el ancho.

LOSAS ALIGERADAS EN UNA DIRECCIÓN PARA S/C HASTA 350 KG/CM2

LUZ PERALTE (cm)

ESPESOR DE CONCRETO (cm)

ESPESOR DE LADRILLO (cm)

Menor a 4 m 17 5 12

5-5.5. m 20 5 15

5-6.5 m 25 5 20

6-7.5 m 30 5 25

LOSAS ALIGERADAS EN DOS DIRECCIONES PARA S/C HASTA 350 KG/CM2

LUZ PERALTE (cm)

ESPESOR DE CONCRETO (cm)

ESPESOR DE LADRILLO (cm)

6.5-7.5 m 25 5 20

7 - 8.5 m 30 5 25

LOSAS NERVADA EN UNA DIRECCIONES

LUZ PERALTE (cm)

ANCHO (cm)

SEPARACIÓN ENTRE EJES (cm)

Menor a 7.5 m 35 10 - 15 70

Menor a 8.5 m 40 10 - 15 70

Menor a 9.5 m 50 10 - 15 70


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LOSA MACIZA EN UNA DIRECCIÓN

LUZ PERALTE (cm)

Menor a 4 m 12 Ó 13

Menor a 5.5 m 15

Menor a 6.5 m 20

Menor a 7.5 m 25

Para losa que posean mayores cargas se recomienda elegir el inmediato superior en peralte

para un adecuado diseño.

2. Dimensionamiento de Vigas: El dimensionamiento de la viga se realizar teniendo en cuenta el

efecto sismo resistente por lo cual las vigas principales como las secundarias tendrán el mismo

peralte con la única diferencia de que las principales tendrán un mayor ancho.

La forma más usual de dimensionar de los elementos son dividiendo la luz libre entre un factor

para el peralte y el ancho tomando un promedio entre 25 a 50 cm de ancho.

TIPO DE COBERTURA PERALTE

LIVIANA l/14

NORMAL l/10 ó l/12

Donde: l es la luz libre de viga

Se indica a continuación dimensiones usuales en vigas.

LUZ SECCIONES

Menor a 5.5 m 25x50, 30x50

Menor a 6.5 m 25x60, 30x60, 40x60

Menor a 7.5 m 25x70, 30x70, 40x70, 50x70

Menor a 8.5 m 30x75, 40x75, 30x80, 40x80

Menor a 9.5 m 30x85, 30x90, 40x85, 40x90 (Edificaciones y estructuración de edificaciones de concreto armado de Antonio Blanco Blasco)


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3. Dimensionamiento de Columnas: las columnas serán dimensionadas asumiendo que soportan

carga axial tal como se muestra a continuación

Para columnas centrales:

𝐴𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 =𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜0.45𝑓′𝑐

Para columnas exteriores o esquineras:

𝐴𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 =𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜0.35𝑓′𝑐

Para edificaciones hasta 3 ó 4 pisos se recomendara usar un área de 1,000 cm2 a 2,000 cm2, y

según RNE no será menor 30x30cm2 para elementos que pertenezcan al pórtico.

Las secciones más comunes empleadas son 30x30, 35x35, 40x40 25x50, 30x60, 30x40, 30x50, o

circulares de 40 ó 50 cm de diámetro.

Nota: la relación entre la longitud más larga y la más corta deberá menor o igual 4(𝑡/𝑏 ≤ 4)

4. Dimensionamiento de Muros ó Placas: Para el dimensionamiento del ancho se asumirá como

mínimo hasta 10 cm, pero, generalmente se toma el espesor de muro para no producir

distorsiones en la arquitectura, para edificaciones de grandes alturas se optara por dimensiones

de 20, 25, 30, 40, 50, 60 cm.

Por experiencia se sabe que hasta un máximo de 20 pisos se puede emplear un espesor de

25cm.

La longitud de la placa no se puede pre dimensionar ya está en función de fuerza sísmica que

actué en la estructura, por lo tanto, esta longitud deberá ser definida por el ingeniero

estructurita.

Nota: la relación entre el largo y el espesor deberá mayor o igual 4(𝑙/𝑒 ≥ 4)


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III. Metrado de Cargas

A diferencia de otro software de análisis el ETABS trabaja perfectamente con cargas distribuidas

sobre elementos planos como losa, muros etc.

1. Metrado de Cargas Distribuidas en Áreas:

Se considera generalmente cargas como de acabados tabiquería y sobrecargas y entre otros

sobre la losa.

2. Metrado de Cargas Distribuidas lineales:

Se considerara cargas Muros portantes y similares que afecten directamente a las vigas.

3. Metrado de Cargas puntuales

Se considerara cargas de elementos que se apoyen en un punto especificado sobre las vigas o

columnas como las cargas de tijerales y otros.


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IV. Análisis Dinámico empleando espectro respuesta

Para obtener la fuerza sísmica que actúa en cada nivel se deberá conocer la masa concentrada en

cada nivel y su respectiva posición, también será necesario conocer la aceleración producida por el

espectro en cada sentido de la edificación (aX, aY)

1. Definición de la Masa Concentrada: La masa a tomar en cuenta será el 100% de masa muerta

más un porcentaje de la masa viva, este porcentaje esta en el artículo 16.3 de la E.030 del RNE

(Fuente RNE)

2. Diafragma Rígido: Por lo general, los pisos horizontales en cualquier nivel son modelados como

un diafragma horizontal rígido, con una rigidez infinita en su plano, pero sin rigidez fuera de su

plano. Pueden haber uno o más elementos Floor Diaphragms (diafragmas) asociados con un

solo nivel o piso, como se muestra en la Figura 3. Este plano horizontal está conectado a los

ejes de columnas asociados con el diafragma. En consecuencia, todos los ejes de columnas

conectados a un diafragma rígido no podrían tener desplazamientos independientes entre sí.

Algunos ejes de columnas pueden ser desconectados del diafragma rígido, para permitir

desplazamientos independientes en las columnas. Un elemento diafragma puede tener rigidez

infinita, no tener rigidez o tener una rigidez intermedia, mediante el uso de elementos flexibles.

Los diafragmas rígidos deben ser horizontales; los diafragmas flexibles pueden tener una

inclinación.

Las masas requeridas para el análisis dinámico están asociadas con los diafragmas rígidos. Las

masas son concentradas en los centros de masas de los diafragmas correspondientes. Las


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masas de los elementos son incluidos automáticamente en una masa de diafragma conjunto,

con la contribución correspondiente a los momentos de inercia de masa. El número de

elementos diafragma en un nivel particular dependerá de la distribución de masas en el piso.

(Fuente: MODELAMIENTO DE ESTRUCTURAS MEDIANTE PROGRAMAS DE CÓMPUTO)

Centro del diagrama

rígido


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1. Espectro Respuesta Según RNE: Para obtener el espectro se recurrirá al E.030 del RNE. De la

cual se regenerara de la siguiente manera, tanto en el eje X-X como en el eje Y-Y

CAPITULO dos (Introducción a Etabs)

QuispeC.S.A.C. MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II

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I. Familiarización al entorno del programa ETABS

La interface grafica del usuario de ETABS que se muestra en la Figura 3-1 incluye la ventana principal, barra principal, barra de exhibición de titulo, barra de menú, barra de Herramientas, ventanas de exhibiciones, barra de estado, coordinar la posición del apuntador del mouse y las unidades en uso. Cada uno de estos elementos se describe en la lista enumerada que se presenta a continuación.

BARRA DE TITULO BARRA DEL MENÚ

BARRA DE HERRAMIENTAS Y

BOTONES

VENTANAS DE EXHIBICIÓN VENTANAS DE EXHIBICIÓN

SISTEMA DE COORDENADAS

OPCIÓN DE DIBUJO UNIDADES EN CURSO

COORDENADAS DE LA POSICIÓN

DEL CURSOR DEL MOUSE


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Barra Principal Esta barra incluye el programa y los nombres de los modelos. La barra principal esta resaltada cuando el programa está en uso. La ventana principal puede moverse dando clic izquierdo al mouse en la barra principal y sosteniendo el botón del mouse mientras se arrastra la ventana por la pantalla. Barra del Menú. La barra del menú contiene todos los menús del programa. Barras de herramientas y Botones. La barra de herramientas está compuesta de botones. Estos botones proporcionan acceso a los comandos más usados a través de “un-clic”. Manteniendo el cursor del mouse posicionado sobre un botón de la barra de herramientas por unos segundos sin dar clic o presionar alguno de sus botones dará como resultado la aparición de una pequeña caja de texto que contiene una la descripción de la función que realiza dicho botón. Ventanas de exhibición. Una ventana de exhibición muestra la geometría del modelo y puede también incluir exhibiciones de características, carga y análisis o los resultados del diseño. Se pueden exhibir hasta cuatro ventanas en cualquier momento. Coordenadas de la posición del cursor del mouse. Las coordenadas que refieran la posición del cursor del mouse. En un plano bidimensional o en una vista de dos dimensiones de la elevación, las coordenadas de la posición del cursor del mouse son exhibidos siempre. En una visión tridimensional, las coordenadas de la posición del cursor del mouse se exhiben solamente cuando el cursor del mouse se encaja a presión a un punto o a una intersección de la línea de una cuadrícula. Unidades en Curso. Las unidades en uso se exhiben en una caja drop-down que se localiza en la parte derecha de la barra de estado. Las unidades pueden ser cambiadas en cualquier momento de la creación del modelo. Opción de Dibujo. Se define si el dibujo será en plano actual, en planos similares o en todos los planos


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II. Comandos Básicos

Para conocer mejor a Etabs veremos algunos de los comandos más usados por los usuarios del

software.

1. Menú de Dibujo

Seleccionar objeto :

El modo de seleccionar permite seleccionar objetos y es usado para operaciones de

edición, hacer asignaciones de objetos y resultados de vista o impresión. De forma

automática, el programa se encuentra en modo de seleccionar.

Dar objeto :

El modo de dar objeto permite seleccionar todos los objetos que concurren el punto de

selección.

Seleccionar

Objeto

Dar Objeto

Dibujar línea Dibujar línea

en regiones

Dibujar columnas

en regiones

Dibujar vigas

secundarias

Dibujar áreas

Dibujar áreas

rectangulares

Dibujar áreas

en regiones

Dibujar muro

en planta

Dibujar muro en

regiones y en planta

Dibujar ventanas

Dibujar puertas

Acotar

Más comandos


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Dibujar Línea :

El modo de dibujar línea permite dibujar elementos frame (vigas o columnas), ya sea en

2D o 3D. Al seleccionar este modo presenta el siguiente cuadro de propiedades para

definir las propiedades del elemento dibujar

Picando en 1 y luego en 2 resultado

Dibujar Línea en regiones en regiones :

El modo de dibujar línea en regiones permite dibujar elementos frame en 2D o 3D en

todas las mallas que se encuentren en el interior de la selección (Región).

Seleccionando la región resultado

Tipo de Línea

Propiedad de sección:

Elegir con sección con la

que desee trabajar

Dibujar en plano paralelo:

Define la distancia

perpendicular donde se

dibujara la sección


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Dibujar columna en regiones :

El modo de dibujar columnas en regiones permite dibujar elementos tipo columna en

planta en todas las intersecciones de los que se encuentren en el interior de la

selección (Región).


Dibujar vigas secundarias :

El modo de dibujar vigas secundarias te permite dibujar vigas paralelas con

separaciones uniformes entre ellas, los que se encuentren en el interior de la selección

(Región).

Se puede definir de 2 formas mediante una separación máxima entre vigas o el numero

de vigas debe de ir entre ejes, también, se pude definir el sentido de las vigas (Eje X-X

Eje Y-Y).


Seleccionar la Sección

Seleccionar el tipo de

espaciamiento

Numero de vigas Sec.

5 Vigas secundarias

paralelas al eje X-X


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Dibujar área :

El modo de dibujar área se puede dibujar una región a partir de puntos, el mínimo de

puntos (clic) es de 3 (Región).

Picando 3 puntos resultado

Dibujar área en regiones :

El modo de dibujar área se puede dibujar una región rectangular a partir de 2 puntos,

tanto en plata elevación y en 3D


Seleccionar la Sección

Sentido del eje axial de la

región (para losas en una

dirección es el sentido de

transmisión de cargas)


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Dibujar área en regiones :

El modo de dibujar área en regiones permite dibujar regiones de áreas divididas por las

rejillas a partir de dentro de la selección, tanto en plata y en elevación.


Acotar :

Inserta la distancia entre 2 puntos con formato de acotación



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III. Menú Estándar

Los menú vienen a ser una agrupación de comandos o herramientas que tienen una determinada

función para ello se presentan los diferentes menú que presenta el software.

1. Menú File (Archivo): En este menú se encuentran todas las opciones para almacenar, abrir,

exportar, impresión, etc.

Nuevo Modelo

Abrir

Guardar

Guardar como…

Importar y exportar

Capturar en formato DXF

Capturar Imagen


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2. Menú Edit. (Edición): En este menú se encuentran todas los comandos para modificar las

líneas, áreas, las cuadriculas

Replicar

Editar rejillas Editar pisos

Editar planos de Referencial ales

Editar línea de Referencial ales

Unir puntos

Alinear puntos, líneas

Mover puntos, líneas y Áreas

Unir áreas

Dividir áreas

Unir líneas

Dividir líneas

Extrudir de punto a línea

Extrudir de línea a Área

R


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3. Menú View (Menú vista): En este menú se encuentran todos los comandos para la

configuración de vistas tanto en plata, elevación y 3D, también los zoom y entre otros.

Selección de vista

3D, planta y Elevación

Configuración las

opciones de Vista

Opciones de Zoom

Actualizar ventana


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4. Menu Define (Menú Definicion): En este menú se encuentran todos los comandos para la

configuración y definición de materiales, secciones, diafragmas, Espectros Respuestas,

Combinación de Cargas, Definición de masa, etc.

Propiedades de Materiales

Definir Secciones de Elementos lineales

Definir Secciones de Elementos Área

Definición de Diafragmas rígidos y semi rígido

Definición del espectro respuesta

Definición Tiempo historia

Definición de cargas estáticas

Colocación del espectro respuesta

Combinación de Cargas

Definición para el análisis de la masa concentrada


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5. Menú Draw (Menú Dibujo): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios para

dibujo del modelo que usted necesita tal como dibujar puntos, líneas, áreas y acotaciones.

6. Menú Select (Menú Selección): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios

para seleccionar los objetos, ya sea por tipo por sección, por propiedad etc.

Selección de objeto

Modificar de objeto

Dibujar Puntos, líneas y

áreas

Acotar

Dibujar punto de referencia

Punto de Selección

Selecciona los objetos que intersecta una línea

Selecciona objetos por grupos

Selecciona objetos por Secciones de vigas y columna.

Selecciona objetos por Secciones muros, losas

Selecciona todos los objetos

Invertir Selección de todos los objetos

Selecciona los elementos anteriormente

seleccionados


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7. Menú Assign (Menú Asignar): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios para

adicionar la propiedad a los elementos como secciones, carga, copiar y pegar propiedades de

un elemento a otro.

a) Joint/point: adiciona propiedades al punto tales diagrama a un grupo de puntos,

propiedades de conexión entre viga y columna, restricciones, adicionar masa en un punto,

entre otros.

Adiciona el Diafragma rígido y semi rígido

Adiciona el Restricciones a nudo

Adiciona masa en el punto para el análisis sismo

resistente

Adicionar, modificar grupos de objetos

Eliminar asignaciones sobre el objeto seleccionado

Copiar propiedades de los objetos seleccionados

Pegar propiedades en los objetos seleccionados


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b) Frame/Line: adiciona propiedades a las líneas o para modificarlas tal sección del elemento,

brazo rígido, giro respecto al eje local, etc.

c) Shell/Area: adiciona propiedades a las áreas o para modificarlas tal sección del diafragma

giro respecto al eje local, etc.

Modificar la sección del elemento (sección viga y columna.)

Adicionar grados de libertar en los nudos de los

elementos Adicionar tipo especial de momentos en vigas

Adicionar Brazo rígido

Adicionar giro respecto al eje axial

Adicionar subdivisiones en elemento

Adicionar tipo de sección

Adiciona el diafragma a la losas

Adiciona el giro o sentido de losas en una dirección

Adiciona las subdivisiones en objeto


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d) Joint/point loads: adiciona, modifica o elimina fuerzas y desplazamiento sobre el punto.

e) Frame/line loads: adiciona, modifica o elimina fuerzas y desplazamiento sobre los objetos

frame.

f) Shell/line loads: adiciona, modifica o elimina fuerzas y desplazamiento sobre los objetos

Shell.

8. Menú Analyze (Menú Analizar): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios

para analizar la estructura así como de algunas opciones para el análisis.

Modifica las fuerzas sobre el punto

Modifica las deformaciones iniciales sobre el punto

Modifica la temperatura sobre el punto

Modifica las fuerzas puntuales sobre vigas y

columna. Modifica las fuerzas distribuidas sobre vigas y

columna. Modifica la temperatura sobre vigas y columna.

Modifica las fuerzas distribuidas sobre losas y muros

Modifica la temperatura sobre losas y muros

Modifica la carga de viento sobre muros

Opciones de análisis

Chequear si hay problemas en el modelo

Iniciar el análisis


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9. Menú Display (Menú Mostar): En este menú se encuentran todas las opciones de Mostar el

modelo las cargas, diagramas de fuerzas y momentos tablas de analisis, etc.

10. Menú Design (Menú Diseño): En este menú se encuentran todas las opciones para los

diferentes tipos de diseño: en acero, concreto, mistas, etc.

Muestra el modelo inicial

Muestra las cargas aplicadas en los objetos,

tal como, cargas en nudos, las distribuidas

en líneas y áreas

Muestra las deformaciones.

Muestra los desplazamientos según los

paridos

Muestra los diferentes diagramas de fuerzas

y momentos

Muestra tablas donde se encuentran toda la

información del modelo, tales como, las

cargas, desplazamientos, masas y del

análisis


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11. Menú Options (Menú Opciones): En este menú se encuentran todas las opciones de

confutación de la pantalla de Etabs.

12. Menú Design (Menú Diseño): En este menú se encuentran todas las opciones de ayuda

respecto al programa.


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CAPITULO TRES (Análisis de Edificaciones)


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I. Creación del modelo para el análisis con Etabs

Iniciaremos el programa ETABS, haciendo doble clic en icono

Doble clic en el programa

ETABS


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Una vez dentro del programa elegiremos las unidades más apropiadas para nuestro modelo haciendo clic en la barra “unidad en curso”, generalmente se trabaja con Tn-m

Ahora crearemos el nuevo modelo haciendo clic file/New Model…

En la pantalla aparece un cuadro de dialogo que nos pregunta si las propiedades del nuevo modelo se pueden obtener de un archivo existente. Para nuestro caso crearemos un modelo desde cero para eso hacemos clic en “No”

Nota: Si usted ha trabajado con un modelo similar entonces puede importar ciertas propiedades tales como el material, secciones, combinación de cargas, espectros, etc.

Buscar el archivo

Trabajar con propiedades

por defecto del sistema


41

El siguiente cuadro definiremos el sistema de Cuadricula y la forma de definición de información del piso.

El ejemplo es un colegio de 2 niveles con techo inclinado donde la geometría en planta es la que se muestra.

Numero de ejes en X

Numero de ejes en Y

Espaciamiento

entre ejes en Y

Espaciamiento

entre ejes en X

Etiquetas de eje

Editar rejilla

Número de Pisos

Altura de pisos

típicos

Altura del primer

piso

Editar información

de los piso


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Para definir el modelo introduciremos la siguiente información

Hacemos clic en Custom Grid Spacing luego clic en Gid Labels…

Clic en ok

Etiqueta Del Eje X-X Comenzara En “1”

Etiqueta Del Eje Y-Y Comenzara En “A”

Etiqueta Comenzara izquierda a derecha

Etiqueta Comenzara derecha a izquierda

Etiqueta Comenzara abajo a arriba

Etiqueta Comenzara arriba a abajo


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Después clic en Edit Grid…, en la opcion Display Grids as elegimos Spacing (espaciamiento entre ejes)

En la ventana principal introducimos la información del pórtico en planta, no necesario trabajar las distancias con una gran exactitud se puede hacer redondeos para facilitar el modelaje de la estructura, tal como se muestra.

Una vez acabado de introducir la información hacemos clic en Ok. La planta de la estructura ya esta definida y lo queda es definir los niveles de pisos, para eso, en la casilla Story Dimensions


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Click en Custom Story Data/Edit Story Data… Clic en ok, luego clic en grid only y luego clic en ok


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II. Definición de Materiales y Secciones

Primero definiremos los materiales a usar como concreto f’c=210 kg/cm2, albañilería fb=65 kg/cm2, etc. Luego se definirá las secciones a emplear en el modelo como viga30x40 columna 40x50, losa aligerado E=20 cm, etc.

2.1. Definicion de Materiales: Para el ejemplo el unico material que tememos es concreto de f’c=210 kg/cm2

Clic en Define/Material Properties…

Selecciones en OTHER y luego clic en Add New Material…

En la opción type of design en la opción design elija concrete (tipo de material)


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Ahora rellenaremos de información como se muestra, no debemos de olvidar que las unidades son para masa Tn, fuerza Tn, Modulo de Elasticidad Tn/m2, f’c en Tn/m2, etc.

En la casilla de masa por unidad de volumen (Mass per unit Volume) =2.4/9.81

Para Modulo de Elasticidad (Modulus of Elasticity) usaremos la formula siguiente 𝐸 =

15,000√𝑓’𝑐 ∗ 10Tn/m2 donde f`c en Kg/cm, E=15,000*210^0.5*10

Clic en ok y luego clic en ok

2.2. Definicion de Secciones de Vigas y Columnas: Las secciones a crear son las siguientes:

Viga30x60

Viga25x50

Columna25x25

Columna T 25x70-35x50

Columna L 25x55-35x50


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Clic en Define/Frame Secctions…

Primero eliminaremos todas las secciones que no usaremos en el modelo, para ello selecciones todas y clic en delete Property, notara que dejo uno sin borrar.

En la sección de Click to: en la segunda lista desplegable elija Add Rectangular (añadir Sección Rectangular).

En Section Name ponga el nombre del primer elemento (Viga30x60)

En la casilla de material elija CONC210 Ponga las dimensiones en Depth (Peralte) y Width (ancho) Para definir si se va ha considerar como viga o columna clic en Reinforcement…


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En design type (tipo Elemento: columna o viga) elija Beam (viga) En Concrete Cover to Rebar Center (distancia desde la cara hasta centro de gravedad del acero longitudinal) Clic en ok

Clic en ok. Para la Viga25x50 repita el procedimemiento. Ahora para la columna estando aun dentro de definicion de secciones, Haga seccione en Click to: en la segunda lista desplegable elija Add Rectangular (añadir Sección Rectangular). En Section Name ponga el nombre del primer elemento (Columna25x25) En la casilla de material elija CONC210


49

Ponga las dimensiones en Depth (Peralte) y Width (ancho) Para definir si se va ha considerar como viga o columna clic en Reinforcement… En design type (tipo Elemento: columna o viga) elija Column (Columna)

En Concrete Cover to Rebar Center (distancia desde la cara hasta centro de gravedad del acero longitudinal)

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