presentación de powerpointlatinamerica.midasuser.com/web/upload/sample/análisis_y_diseño... ·...

CAPACITACIÓN

midas Gen 2018

Estructuras en concreto bajo la norma

NSR-10

BIENVENIDOS

Tutorialmidas Gen

Análisis y Diseño Sísmico de un Edificio Residencial en Sistema Aporticado Basados en la NSR-10

midas

Gen

2018

MIDAS América [email protected]

Midas

Training

Series

mailto:[email protected]

Análisis y Diseño Sísmico de un Edificio Residencial en Sistema

Aporticado Basados en la NSR-10

Midas

Training

Series

Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado

Edificio de Concreto Reforzado

Introducción

Resumen

Materiales

Secciones

Geometría

Edificio

Cargas: Cargas Gravitacionales

Cargas: Cargas Laterales (NSR10)

Espectro de Respuesta (NSR10)

Análisis Dinámico Modal

Condiciones de Frontera

Resultados

Diseño (NSR-10)

Midas

Training

Series


Resumen

El propósito de este tutorial es realizar el análisis y diseño de un edificio de concretoreforzado sujeto a cargas verticales, cargas de viento y cargas sísmicas.

Propiedades

Material

- Concreto f’c = 210kg/cm2

- Concreto f’c = 280kg/cm2

Secciones

- Vigas 40x60 cm

- Vigas 25x60 cm

- Columnas 30x70 cm

- Columnas 50x80 cm

Midas

Training

Series


17.9 m

8.4m 17.5 m

PLANTA

6@3m

18m

ELEVACION

6.35m

4.8m

Midas

Training

Series


1. Pasos de modelado:

a) Definición de materiales y secciones.

b) Creación de nodos y elementos para un piso.

c) Definición y asignación de cargas cargas gravitacionales estáticas.

d) Generación del Edificio.

e) Aplicación de cargas laterales estáticas (Viento y Sísmica) por la norma NSR-10

f) Definición de espectro de Respuesta por la norma NSR-10 y los autovalorespor el método Lanczos son aplicados.

g) Condiciones de frontera incluyendo Panel Zone effect y rótulas.

2. Análisis

3. Revisión de Resultados

4. Diseño de vigas y columnas

Creación de Proyecto Nuevo

Midas

Training

Series


Definición deUnidades

Midas

Training

Series1. Cambie las unidades a 'kN' y 'm' en la barra de estado en la parte inferiorde la pantalla


Definición de Propiedades

Midas

Training

Series


Properties Material Properties

1. Clic en Add…

2. Seleccione Concrete en el tipo de diseño.

3. Seleccione ASTM(RC) en el estándar de concreto.

4. Seleccione Grade C3000 de la Base de Datos.

5. Clic OK.

6. Repita los pasos 1 al 5 para crear concreto Grade C4000.

2

3

4

5

1

Midas

Training

Series


Properties> Section> Add…

1. Clic en Add…

2. Clic en la pestaña DB/User.

3. Teclee V40x60 en Name y Section Type como Solid Rectangle.

4. Seleccione User e inserte las dimensiones H= 0.6m, B= 0.4m.

5. Clic en Apply.

6. Repita los pasos 3 al 5 para crear viga V25x60, y columnas C30x70 y C50x80.

7. Clic OK

8. Clic Close

4

5

1

2

3

Generación de la Geometría

Midas

Training

Series


Para generar la geometría en el midas Gen se pueden utilizar diferentes métodos:

• Grillas

• Nodo a nodo

• Importación desde CAD

• Wizard (Frame, Beam)

• Importación desde SAP2000 y STAAD

En este tutorial vamos a utilizar el método de importación desde CAD.-También se explicará el método de generación nodo a nodo.

Importación de un Archivo .dxf

Midas

Training

Series


Importación AutoCAD DXF

1

Midas

Training

Series


1.Menú Principal > Import > AutoCAD DXF file…2.Browse… > Seleccione el archivo Edificio 6 pisos3.V40x60 > Selected Layers4.Matl. > Grade C30005.Sect. > V40x606.En punto de origen digitar ‘3’ en coordenada Z (0,0,3)7.Clic Apply8.Quitar selección en Selected Layers9.V25x60 > Selected Layers10.Matl. > Grade C300011.Sect. > V25x6012.Clic OK

2

12

4

5

7

3


8

Midas

Training

Series



Consideraciones Importantes:➢ Líneas y Polilíneas en archivo dxf se importan como elementos Beam.➢Rectángulos en Polilínea en archivo dxf se importan como elementosplate.➢ Superfície en archivo dxf es importada como elemento plate.➢ Sólidos no pueden ser importados.➢ El sistema de unidades deber ser consistente.

importación

Line

Polyline Rectangle

importación

3-D Faceimportación

Elementos Beam

Elemento Plate

Midas

Training

Series



1. Vigas V40x60.2. Vigas V25x60.

1 2

Generación nodo a nodo

Midas

Training

Series


Creación de nudos

1.Node/Element > Create Nodes2.Inserte coordenadas 1: (0,-4.55,3)

3. Clic Apply

4. Repetir pasos 2 y 3 para crear los siguientes nudos:

2: (0,-2.24,3) 3: (0,-1.16,3) 4: (0,0,3)

5: (0,1.8,3) 6: (0,2.95,3) 7: (0,4.2,3)2

1

3

Midas

Training

Series


Creación de elementos

1.Node/Element > Create Elements2.Seleccionar material – Grade C3000

3. Seleccionar sección – V40x604.Haga clic en Nodal Connectivity y conecte los nudos 1 y 7 tal como se muestra en la imagen

2

1

4

3

Midas

Training

Series


Trasladar elementos

1.Node/Element > Translate Elements2.Seleccione todos los elementos3.Seleccione el modo copiar

4. Digite las coordenadas (3.05,0,0) para copiar los elementos 3.05m en la dirección X

5. Clic Apply6.Seleccione de nuevo los elementos previos

7.Repetir los pasos 4 al 6 para copiar los elementos en las siguientes coordenadas:

(4.20,0,0) (6.65,0,0) (7.95,0,0) (10.20,0,0) (14.25,0,0) (16.20,0,0) (17.90,0,0)

2

1

5

4

3

6

Midas

Training

Series


Creación de elementos

1.Node/Element > Create Elements2.Seleccionar material – Grade C3000

3. Seleccionar sección – V40x604.Haga clic en Nodal Connectivity y conecte los nudos tal como se muestra en la imagen

2

1

4

3

Midas

Training

Series


1. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen.2. Para seleccionar los elementos puede utilizar la barra de selección

Midas

Training

Series


Borrar elementos

1.Node/Element > Delete Elements2.Clic Apply para eliminar elementos seleccionados

1

2

Midas

Training

Series


Simetría de elementos

1.Node/Element > Mirror2.Seleccione todos los elementos3.Seleccione el modo copiar4.Seleccione reflexión en el plano z-x y aplique el plano en la coordenada 4.2m en Y5.Clic Apply6.Clic en Structure > Check/Duplicate Elements para borrar elementos duplicados

1

3

2

4

5

6

Midas

Training

Series


Unir elementos

1.Node/Element > Merge2.Seleccione todos los elementos3.Clic Apply para unir elementos

1

2

3

Midas

Training

Series


Modificar propiedades de elementos

1. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen

2.Clic sostenido en sección de viga V25x60 y arrastrar hasta el modelo 3D y soltar para asignar dicha sección en los elementos seleccionados3.Clic en vista extruída

2

1 3

Midas

Training

Series


Extruir elementos

1. Node/Element > Extrude elements

2. Seleccionar los nudos en rojo que aparecen en la imagen

3. Seleccione Node -> Line Element en el Extrude Type

4. Seleccionar material – Grade C4000

5. Seleccionar sección – C30x70

6. Seleccionar generación de tipo traslación

7. Digite las coordenadas (0,0,-3) para extruir los nudos 3m en la dirección Z hacia abajo

8. Clic en Apply4

2 1

5

6

7

3

8

Midas

Training

Series


Modificar propiedades de elementos

1. Seleccionar la vista isométrica del modelo

2. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen

3. Clic sostenido en sección de columna C50x80 y arrastrar hasta el modelo 3D y soltar para asignar dicha sección en los elementos seleccionados

4. Clic en vista extruída

2

3

1

4

Midas

Training

Series


Rotar elementos

1. Node/Element > Rotate elements

2. Seleccionar el elemento en rojo que aparece en la imagen

3. Seleccione el modo mover

4. Definir un ángulo de rotación de 90°

5. Seleccionar como eje rotación el eje Z

6. Seleccionar punto inferior de la columna como punto base de rotación

7. Clic en Apply

2

3

1

4

5

6

7

Midas

Training

Series


Rotar elementos

1. Seleccionar el elemento en rojo que aparece en la imagen

2. Seleccionar punto inferior de la columna como punto base de rotación

3. Clic en Apply

1

2

3

Asignación de Cargas

Midas

Training

Series


Load > Static Load Cases1. Inserte SW en Name.2. Seleccione Dead Load (D) en Type.3. Clic Add.4. Inserte DL en Name.5. Seleccione Dead Load (D) en Type.6. Clic Add.7. Inserte LL en Name.8. Select Live Load (L) en Type.9. Clic Add.10.Inserte FHEx en Name.11.Seleccione Earthquake (E) en Type.12.Clic Add.13. Inserte FHEy en Name.14. Seleccione Earthquake (E) en Type.15. Clic Add.16. Inserte Wx en Name.17. Seleccione Wind Load on Structure (W) en Type.18. Clic Add.19. Inserte Wy en Name.20. Seleccione Wind Load on Structure (W) enType.21. Clic Add y Close.

Midas

Training

Series


Load > Static Load Cases > Define Floor Load Type1. Inserte Residencial en Name.2. Seleccione DL en Load Case 1.3. Inserte -8.1 Kn/m2

4. Seleccione LL en Load Case 2.5. Inserte -1.8 Kn/m2

6. Clic Add.7. Inserte Cubierta en Name.8. Inserte -5.1 Kn/m2 en Load Case DL.9. Inserte -1.8 Kn/m2 en Load Case LL.10.Clic Add.11.Inserte Escaleras en Name.12.Inserte -5.1 Kn/m2 en Load Case DL.13.Inserte -3.0 Kn/m2 en Load Case LL.14.Clic Add y Close.

Midas

Training

Series


Load > Static Loads > Assign Floor Loads1. Seleccione el tipo de carga Load Type Residencial2. Seleccione Distribution One way3. Seleccione Load Direction Global Z4. Clic en Nodes Defining Loading Area:5. Clic en nodos 94, 81, 40, 61, 57, 22, 10, 11, 4, 66, 70, 69, 95, 90, 94

*Copy Floor Load (para copiar las carga en los pisos superiores) (seleccionando 'z’ indica que lasdistancias a copiar serán en el eje z) Si por ejemplo desea copiar 5 veces a una altura de 3.0 mpuede escribir [email protected] y esto copiará la carga en 5 pisossuperiores.

3

4

1

2

Midas

Training

Series


Load > Static Loads > Assign Floor Loads1. Seleccione el tipo de carga Load Type Escaleras2. Seleccione Distribution Two way3. Seleccione Load Direction Global Z4. Clic en Nodes Defining Loading Area:5. Clic en nodos 83, 47, 40, 81, 83

*Copy Floor Load (para copiar las carga en los pisos superiores) (seleccionando 'z’ indica que lasdistancias a copiar serán en el eje z) Si por ejemplo desea copiar 5 veces a una altura de 3.0 mpuede escribir [email protected] y esto copiará la carga en 5 pisossuperiores.

3

4

1

2

Midas

Training

Series


Midas

Training

Series


Structure Building Control Data BuildingGeneration1. Inserte Number of Copies 5.2. Inserte Distance (Global Z) 3.0 m.3. Clic Add.4. Seleccione todos los nodos y elementos en el modelo usando la herramienta Select All.5. Clic Apply y luego Close.

1

2

3

4

5

Midas

Training

Series


Midas

Training

Series


Structure Building Story…1.Clic Auto Generate Story Data…2. Clic OK para generar los datos de piso3.Verifique que el Diafragma de piso Floor Diaphragm es Consider para todos los pisos excepto 1F (Primer piso). Si el diafragma de piso es considerado, luego las cargas laterales (Viento y sísmicas) son aplicadas en el centroide de cada piso. Si no es considerado, el programa automáticamente distribuye la carga a las juntas de columnas en cada piso.4. Clic Close.

1

2

3

4

Midas

Training

Series


Load > Lateral Loads > Wind Loads > Add…1. Seleccione Wx en Load Case Name.2. Seleccione NSR-10 en Wind Load Code.3. Inserte los parámetros de viento:

Basic Wind Speed: 150 km/h Exposure Category: BMean Roof Height: 18 mImportance Factor (I): 0.87Directional Factor Kd: 0.85Gust Effect Factor G: 0.85

4. Inserte Scale factor para X-Dir 1 y Y-Dir 0.5.Clic en Wind Load Profile… para ver la fuerza cortante por piso, etc.6. Clic Close.7. Clic Apply.8. Cambie Load Case Name a Wy.9. Inserte Scale factor para X-Dir 0 y Y-Dir 110. Clic Apply y luego Close.

3

4

1

2

56

7

Midas

Training

Series


Structure StructureType1. Check en Convert Self-weight into Masses2. Seleccione Convert to X, Y3. Clic OK1

2

3

Midas

Training

Series


Load > Static Loads > Self Weight1. Seleccione Load Case Name SW2. Self Weight Factor -1 en dirección Z3. Clic Add4. Clic Close

Esta opción tiene en cuenta el caso de carga SW para considerar el peso propio de todos los elementos estructurales.

1

2

3 4

Midas

Training

Series


Load > Static Loads > Loads to Masses1. Seleccione Load Case DL2. Scale Factor 13. Clic Add4. Clic OK

Con esta función el programa convierte las cargas siguientes amasas: Nodal Load Beam Load Floor LoadPressure (Hydrostatic)

Hay que tomar en cuenta que no convierte la carga de la función Self-Weight a masas. Para eso hay que usar la función Convert Self Weight into Masses que vimos anteriormente.

1

2

3

Midas

Training

Series


Load > Lateral Loads > Static Seismic Loads > Add…1.Seleccione FHEx en Load Case Name.2. Seleccione NSR-10 en Seismic Load Code.3.Inserte los Seismic Load Parameters (parámetros de carga sísmica) como se muestra en la izquierda.4.Clic en Period Calculator y seleccioneformula #1 en X e Y (sistema aporticado).5.Clic OK6.Inserte Response Modification Coefficient (R): 1 en ambas direcciones (cortante basal).7. Inserte Scale factor para X-Dir 1 y Y-Dir 0.8.Clic en Seismic Load Profile… para ver la fuerza cortante por piso, etc.9. Clic Close.10.Clic Apply.11. Cambie Load Case Name a FHEy.12. Inserte Scale factor para X-Dir 0 y Y-Dir 1.13. Clic Apply y luego Close.

8

3

1

2

4

5

6

7

910

Midas

Training

Series


Load > Dynamic Loads > RS Functions > Response Spectrum Functions…> Add1.Clic en Design Spectrum2. Seleccione NSR-10 en Design Spectrum.3. Inserte los parámetros mostrados a la izquierda.4.Clic OK para generar el espectro de respuesta.5. Clic OK

1

2

3

4 5

Midas

Training

Series


Load > Dynamic Loads> Response Spectrum Load Cases…> Add1.Inserte Ex en Load Case Name2. Excitation Angle 0.3.Seleccione NSR-10 desde Function Name4.Seleccionar Acciental Eccentricity y hacer clic...5. Seleccionar Automatic y hacer clic en OK6. Clic Add7.Cambie el Load Case Name a Ey8.Cambie Excitation angle a 90.9. Clic Add.10.Clic en Eigenvalue Analysis Control…11.Seleccione Lanczos e inserte el número de frecuencias 9 y clic en OK.12. Clic Close.

1

3

5

2

4

6 10

11

12

Condiciones de Apoyo

Midas

Training

Series

Condiciones de Apoyo

Boundary > DefineSupports1.Clic en D-ALL and R-ALL2. Clic en la herramienta Select by Planeen la barra de selección3.Seleccione XY Plane e inserte 0 m paraZ Position.4. Clic Apply y luego Close5. Clic Apply y luego Close

1

2

3

45

Ejecución del Análisis

Midas

Training

Series

Ejecución del Análisis

Analysis > Perform Analysis1.Clic en Perform Analysis

Combinacionesde Carga

Midas

Training

Series

Combinaciones de Carga

Results > Load Combination1.Clic en pestaña Concrete Design2.Clic en Auto Generation…3. Seleccione NSR-10 en Design Code4.Clic en Consider Orthogonal Effect considerando la regla 100 : 30 y clic enSet Load Cases for Orthogonal Effect…5.Seleccione Ex en Load Case 1 y Ey enLoad Case 2 y clic en Add y luego OK6.Clic en OK

1

6

2

3

4

5

Resultados

Midas

Training

Series

Irregularidades

Results > Results Tables > Story > Irregularity Check Parameter..1.Seleccione la norma NSR-102.Clic en OK.

1

2

Midas

Training

Series

Irregularidades

Results > Results Tables > Story > Torsional Irregularity check1.Seleccione los casos de carga FHEx(ST) y FHEy(ST).2.Clic en OK.3.Se realiza el chequeo de irregularidad torsional en planta tipo1aP y 1bP de acuerdo a la norma NSR-10.

Nota: También es posible obtener los resultados de chequeo de las irregularidades en altura tipo 1aA y 1bA (Piso Flexible), y tipo 5aA y 5bA (Piso débil) de acuerdo a la norma NSR-10.

1

2

3

Midas

Training

Series

Derivas de Piso

Results > Results Tables > Story > Story Drift1.Seleccione los casos de carga Ex(RS) y Ey(RS).2.Clic en OK.3.Seleccione ‘Response Modification Coefficient’.4.Aplique un factor de escala de 4.5 (correspondiente a factor R).5.Defina límite de deriva de 0.01 (Límite 1% de acuerdo a NSR-10)6.Clic en OK.7.Se realiza el chequeo de derivas de piso de acuerdo a la NSR-10.

1

2

3

4

5

7

Midas

Training

Series

Resultados Modales

Results > Mode Shapes > Vibration Mode Shapes1.Clic en Botón para obtener el periodo, perticipación de masas.2.Clic en OK.3.Seleccionar Legend y Contour en la opción Display y clic en Apply.

1

2

3

Midas

Training

Series

Reacciones

Results > Reactions > Reaction Forces/Moments1.Clic en Botón para obtener las reacciones en una tabla.2.Seleccione el caso de carga o combinación de carga a revisar:

• FHEx(ST), FHEy(ST), Ex(RS), Ey(RS).3.Clic en OK.4.Seleccione Values y Legend en la opción Display y clic en Apply para visualizar reacciones por peso propio SW gráficamente.

1

3

2

4

Midas

Training

Series

Deformaciones

Results > Deformations > Displacement Contour1.Seleccione el caso de carga de peso propio SW2.Seleccione Deform > Real Deform y clic en OK3.Seleccione Legend4.Clic en Apply

1

2

3

4

Midas

Training

Series

Fuerzas

Results > Forces > Beam Diagrams1.Seleccione el caso de carga Ex2.Seleccione la componente My (Momento Flector)3.Seleccione Solid Fill4.Seleccione Contour y Legend en la opción Display5.Clic en Apply

1

2

3

4

5

Diseño

Midas

Training

Series

Selección del Código

Design > RC Design > Design Code1.Seleccione código de diseño NSR-102.Seleccione Apply Special Provisions for Seismic Design3.Seleccione DMO (Disipación de Energía Moderada) para sistema aporticado4.Clic en OK

1

2

3

4

Midas

Training

Series

Coeficientes de Reducción de Resistencia

2

Design > RC Design > Strength Reduction Factors1.Clic en Update By Code2.Clic en OK.

1

Midas

Training

Series

Materiales de Diseño

Design > RC Design > Modify Concrete Material1.Seleccione el 1er material Grade C30002.Rebar Selection > ASTM(RC)

• Grade of Main Rebar > Grade 60• Grade of Sub-Rebar > Grade 60

3. Clic en Modify4. Seleccione 2do material Grade C4000 y repita pasos 2 y 3

1

2

3

4

Midas

Training

Series

Selección de Barras de Refuerzo

1Design > RC Design > Design Criteria for Rebars1.Seleccione Rebar en Beam Design para seleccionar las barras a utilizarse en el diseño. Seleccione #4 a #82.Clic en OK3.Inserte recubrimiento superior e inferior de cara a eje de refuerzo

• dT: 0.055m, dB: 0.055m4.Repita pasos 1 al 3 para el diseño de columnas5.Clic en OK

25

4

3

Midas

Training

Series

Diseño de Vigas

Design > RC Design > Concrete Code Design > Beam Design

El programa realiza el diseño de todos los elementos viga

Midas

Training

Series

Diseño de Vigas

NSR-10 RC-Beam Design Result Dialog

1. Seleccione Property para mostrar una tabla con los resultados de diseño agrupado por tipo de viga, o seleccione Member para mostrar una tabla con los resultados de diseño de cada viga.

2. Seleccione All para mostrar todos los elementos diseñados, OK para mostrar solo los elementos que cumplen satisfactoriamente el diseño, o NG para mostrar los elementos que fallan.

1

2

Midas

Training

Series

Diseño de Vigas


1. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo viga.

2. Seleccione un elemento.

3. Haga clic en Graphic… para mostrar los resultados del diseño, dando unarecomendación de refuerzo y la capacidad a cortante y a momento para el refuerzo dado por el programa.

1

2

3

Midas

Training

Series

Diseño de Vigas


1. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo viga.


3. Haga clic en Detail… para obtener el reporte detallado con la formulación aplicada en el diseño de la viga, de acuerdo con el código de diseño NSR-10.

1

2

3

Midas

Training

Series

Diseño de Columnas

Design > RC Design > Concrete Code Design > Column Design

El programa realiza el diseño de todos los elementos columna

Midas

Training

Series

Diseño de Columnas

NSR-10 RC-Column Design Result Dialog

1. Seleccione Property para mostrar una tabla con los resultados de diseño agrupado por tipo de columna, o seleccione Member para mostrar una tabla con los resultados de diseño de cada columna.

2. Seleccione All para mostrar todos los elementos diseñados, OK para mostrar solo los elementos que cumplen satisfactoriamente el diseño, o NG para mostrar los elementos que fallan.

1

2

Midas

Training

Series

Diseño de Columnas


1. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo columna.


3. Haga clic en Graphic… para mostrar los resultados del diseño, dando unarecomendación de refuerzo y la capacidad a carga axial, cortante y momento para el refuerzo dado por el programa.

1

2

3

Midas

Training

Series

Diseño de Columnas


1. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo columna.


3. Haga clic en Detail… para obtener el reporte detallado con la formulación aplicada en el diseño de la columna, de acuerdo con el código de diseño NSR-10.

1

2

3

Gracias!

MIDAS América Latina [email protected]

mailto:[email protected]

presentación de powerpointlatinamerica.midasuser.com/web/upload/sample/análisis_y_diseño... ·...

Documents