sesiÓn n°01

SESIN N01

Eleccin y Configuracin de Unidades

Modelos Predeterminados y No Predeterminados

Sistemas de Coordenadas en Elementos

Estructurales

Sistema Espacial de Lneas y Ejes de Referencia

Planos de Referencia

Herramientas Bsicas y Avanzadas de Dibujo

Generacin de Elementos Curvos

Generacin de Ejes Curvos y en cualquier

Direccin

Alex Henrry Palomino Encinas

Cajamarca Per

CUPABRI S.R.L

Introduccin & Parte Grfica

Diseo de Edificios de Concreto Armado ETABS 2013

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Eleccin y Configuracin de Unidades

En todo proyecto de Diseo Estructural que se va a iniciar, ya sea con ETABS o

con cualquier otro programa, se debe seguir una serie de pasos para el correcto

anlisis y posterior diseo de dicho proyecto, de acuerdo con la secuencia de

construccin y generacin del modelo que tiene cada uno de ellos; en nuestro

caso particular, se usar durante el curso el programa ETABS en su versin 2013,

el cual abriremos y luego de una breve carga de este nos encontraremos en su

pgina de inicio, , muy similar a la Figura 1-1.

Figura 1-1. Pgina de Inicio Start Page que nos presenta el programa al abrirlo.

Debemos tener establecido para nuestro proyecto las unidades con las que

vamos a trabajar, ya que es lo primero que nos va a pedir ETABS cuando

empecemos un nuevo proyecto.

El programa trabaja principalmente con 03 Sistemas de Unidades, los cuales son

editables en cualquier momento para una mejor comodidad tanto en la

entrada de datos como lectura de resultados.

Figura 1-2. Sistemas de Unidades de trabajo del ETABS.


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La Figura 1-2 nos muestra los 03 Sistemas de Unidades de trabajo, cuya

descripcin de cada uno de ellos se detalla a continuacin:

U.S. Customary (Sistema de Unidades Habitual): Es el Sistema comn por

defecto con el que trabaja el programa, las unidades son imperiales, esto

es Lb, in, ft, F.

Metric SI (Sistema Mtrico Internacional): Es el Sistema basado en

unidades de longitud en metros, de fuerza en Newtons y temperatura en

C.


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Metric MKS (Sistema Mtrico MKS): Sistema que se basa principalmente

en unidades de Metros, Kilogramos y Segundos y grados Celsius.

De acuerdo a estas descripciones, nos conviene trabajar con el tercer sistema,

el MKS, ya que se adapta ms a nuestra forma de trabajo.

Modelos Predeterminados y No Predeterminados

Los Modelos Predeterminados son aquellos fciles de construir con ayuda de

plantillas en diferentes sistemas de piso que nos da el programa. Estos nos

ahorran tiempo al momento de elaborar nuestro modelo ya que nos

proporcionan ciertas caractersticas principales que debe tener, tales como:

Restricciones en la Base o tipos de apoyos.

Asignaciones de Diafragmas Rgidos, Semi-Rgidos o sin Diafragma.

Dos Tipos de Cargas/m2 que se asignarn a todos los pisos.

Dimensiones de las secciones de Columnas, vigas, losas.

Longitudes o extensiones de la losas fuera del permetro del modelo.

Al seleccionar el sistema Mtrico MKS como en la Figura 1-2 y darle clic al botn

se abrir la ventana de la Figura 1-3, el cual nos muestra datos bsicos

de configuracin de ejes, nmero de pisos y sus alturas, los que servirn para la

generacin del modelo en su fase inicial, mediante las plantillas que dispone el

programa.

Los Modelos No Predeterminados son los que construimos desde cero, a partir

de una configuracin de ejes y nmero de pisos y sus alturas; solo se dispone de

ejes en planta y altura, que servirn para el dibujo manual de todos nuestros

elementos estructurales.


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Figura 1-3. Configuracin bsica de ejes y pisos.

La Figura 1-4 muestra la plantilla de datos para un sistema de Piso con Losas

Aligeradas en 2 Direcciones, Waffle Slab, cuyas descripciones se explicaron

anteriormente.

Figura 1-4. Plantilla de Datos para la generacin de un modelo con sistema de Losa aligerada

en 2 Direcciones.

Construccin de Modelos Predeterminados

Generacin de Modelos No Predeterminados


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Sistemas de Coordenadas

a. Sistema Global.

Cuando se han definido los datos de la Figura 1-3 y/o 1-4 el programa nos llevar

al ambiente de trabajo donde veremos, a parte del modelo, el sistema Global

de coordenadas a partir del cual se va a dibujar el modelo.

Estos 03 ejes, denotados con las letras X, Y & Z son mutuamente perpendiculares

y cumplen la regla de la mano derecha.

Figura 1-5. Modelo generado en referencia al Sistema Global de Coordenadas.

ETABS siempre considerar la Direccin +Z hacia arriba. Por defecto la

gravedad acta en la Direccin Z.

Sistema Global

de

Coordenadas


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b. Sistema Local

Cada objeto en el modelo tiene su propio Sistema Local de Coordenadas usado

para definir propiedades, cargas y respuestas. Los ejes para cada Sistema Local

de Coordenadas son denotados como 1(rojo), 2(verde), y 3(azul). El sistema

local de Coordenadas no tiene asociacin con el sistema de ejes.

b.1. Elementos Frame

Las propiedades de la seccin son definidas con respecto al sistema Local de

Coordenadas del elemento tal como se muestra.

La direccin del eje local 1 es a lo largo del eje del elemento. Es Normal

a la seccin y sale a travez de las intersecciones de los 02 ejes neutros de

la seccin.

Las direcciones de los ejes Locales 2 y 3 son paralelos a los ejes neutros de

la seccin. Usualmente la direccin del Eje Local 2 se toma a lo largo de

la mayor dimensin (peralte) de la seccin, y la direccin del Eje Local 3

a lo largo de la menor dimensin (ancho) de la seccin, pero esto no es

requerido.

El eje Local 1 del elemento siempre ser longitudinal al eje del elemento, la

direccin positiva est dirigida desde los puntos I & J. Este eje esta siempre

localizado en el centroide de la seccin, y conectado mediante los nudos i & j.

Figura 1-6. Sistema Local de Coordenadas para un Elemento Frame.

b.2. Elementos rea

Cada Elemento Shell (y otros tipos de objetos/elementos rea) tiene su propio

sistema local de coordenadas, usado para definir propiedades del Material,

Cargas y Resultados. Los Ejes del sistema local son denotados como 1, 2 y 3. Los

dos primero ejes estn en el plano del elemento con una orientacin que usted

especifique; el tercer eje es normal.


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Es importante entender la definicin del sistema de ejes locales 1-2-3 del

elemento y relacionarlo al sistema de ejes globales X-Y-Z, Ambos sistemas de

coordenadas cumplen la regla de la mano derecha. La definicin del sistema

local simplifica la entrada de datos y lectura de resultados.

Figura 1-7. Sistema Local de Coordenadas para un Elemento Shell.

En muchas estructuras la definicin del sistema local de coordenadas del

elemento es extremadamente simple. Los mtodos provistos, sin embargo,

proveen suficiente potencia y flexibilidad para describir la orientacin de

elementos Shell en las situaciones ms complicadas.

El eje local 3 es siempre normal al plano del elemento Shell. Este eje est dirigido

hacia arriba cuando las juntas j1, j2 y j3 aparecen en forma anti horaria. Para

elementos cuadrilteros, el plano del elemento es definido por vectores que

conectan los puntos medios de los dos pares de caras opuestas.

Figura 1-8. ngulos en coordenadas del elemento rea con respecto a la orientacin por

defecto.

Fila Superior: ang = 45

2 Fila: ang = 90

3 Fila: ang = 0

4 Fila: ang = -90

Para todos los elementos,

el ejes 3 hacia afuera. Hacia

afuera del visor.


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Sistema Espacial de Lneas y Ejes de Referencia

En muchas ocasiones, cuando se tiene establecido nuestro sistema de ejes, es

necesario definir ejes adicionales para poder tener un dibujo ms preciso del

modelo que estemos trabajando.

Figura 1-9. Distribucin Arquitectnica en planta.

Esto ocurre con frecuencia cuando en nuestro proyecto se tienen muros

estructurales que por arquitectura tienen una pequea prolongacin fuera del

eje ya definido. Entonces surge la necesidad de generar ejes adicionales para

poder tener un modelo matemtico ms exacto.

Figura 1-10. Esquema de Muros Estructurales que tienen prolongaciones fuera de los ejes ya

establecidos.

Para satisfacer esta necesidad, en el programa se sigue la ruta del men Edit

que se muestra en la Figura 1-11, seleccionando el comando Edit Stories and

Grid Systems se abrir la ventana de Edicin de Pisos y Sistemas de Datos de

Ejes; para proceder con la adicin de ejes de referencia se modifica el sistema

de ejes mediante el botn e inmediatamente se abrir la

ventana de la Figura 1-12.


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Figura 1-11. Ruta para la insercin de nuevos ejes de referencia.

Figura 1-12. Cuadro de dilogo para la insercin de ejes de referencia.

Las lneas de referencia las generamos mediante Puntos de Referencia,

Reference Points, cuya ruta de acceso a este se muestra en la Figura 1-13, los

datos para su ubicacin tambin se muestran en la misma Figura. Su utilidad es

muy idntica al anterior y depende de cada usuario la eleccin de esta

herramienta.


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Figura 1-13. Ruta de Acceso al comando de Insercin de Puntos de Referencia y dibujo del punto.

Planos de Referencia

De la misma manera como se vio la necesidad de generar nuevos ejes de

referencia para poder realizar un modelamiento ms preciso, tambin existe la

necesidad de generar planos en distintos niveles que no corresponden a los ya

existentes.

Un claro ejemplo de esto es cuando se tienen techos que no son horizontales,

como los que se muestran en la Figura 1-14.

Figura 1-14. Modelo de estructura de un nivel con techo a 2 aguas.

Punto

Datos del Punto


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Esta necesidad es satisfecha con la generacin de planos de referencia,

Reference Planes, cuya ruta de acceso mediante el men Draw se muestra en

la Figura 1-15.

Figura 1-15. Ruta de Acceso y Datos para la generacin de Planos de Referencia.

De esta manera se dispone nuevos puntos snap para poder realizar un dibujo

del modelo ms acorde con la realidad. Un ejemplo de ello se muestra en la

Figura 1-16 donde fue necesario la creacin de dos Planos de Referencia.

Figura 1-16. Dibujo de Techo a 02 Aguas mediante la creacin de 02 Planos de Referencia.

(*)Los planos de referencia no interfieren para el clculo de los pesos ni en la

asignacin de diafragmas.

Lnea

Elevacin del Plano


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Herramientas Bsicas y Avanzadas de Dibujo

ETABS dispone de un men de Dibujo para poder realizar el Modelamiento de

cualquier proyecto sin complicacin alguna. La Figura 1-17 muestra comandos

o herramientas de dibujo ms usados.

Figura 1-17. Dibujo de Techo a 02 Aguas mediante la creacin de 02 Planos de Referencia.

Herramientas

de Dibujo ms

usadas

Herramienta de Seleccin, por defecto se encuentra activa al

iniciar cualquier modelo.

Herramienta de edicin de formas de objetos mediante puntos

Dibujo de Vigas/Columnas/Riostras (Planta, Elevacin, 3D)

Dibujo Rpido de Vigas, Columnas (Planta, Elevacin, 3D)

Dibujo Rpido de Columnas (Planta, 3D)

Dibujo Rpido de Vigas Secundarias (Planta, 3D)

Dibujo Rpido de Riostras (Planta, Elevacin, 3D)

Dibujo de Pisos/Muros (Planta, Elevacin, 3D)

Dibujo Rectangular de Pisos/Muros (Planta, Elevacin)

Dibujo Rpido de Pisos/Muros (Planta, Elevacin)

Dibujo de Muros (Planta)

Dibujo Rpido de Muros (Planta)

Dibujo de Aberturas de Muros (Planta, Elevacin, 3D)

Dibujo de Enlaces (Planta, Elevacin, 3D)

Dibujo de Conjunto de Muros (Planta, Elevacin, 3D)

COMANDOS DE SELECCIN Y

MODIFICACIN DE FORMAS

COMANDOS DE DIBUJO DE

ELEMENTOS FRAME

(VIGAS COLUMNAS RIOSTRAS)

COMANDOS DE

DIBUJO DE

ELEMENTOS REA

(LOSAS & MUROS)

COMANDOS DE

DIBUJO DE MUROS Y

ABERTURAS


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La utilidad y uso de cada comando se detalla en el vdeo que viene adjunto a

este documento. Se desarrollan ejemplos prcticos de modelamiento de

estructuras comunes.

Generacin de Elementos Curvos

En nuestra vida profesional nos encontraremos con proyectos que en su

arquitectura contemplan formas curvas de piso y es a veces un problema tener

que modelar esas formas; afortunadamente ETABS dispone de un comando que

nos ayuda a resolver este problema de manera muy sencilla.

La Figura 1-18 muestra la ruta de acceso para acceder a este comando, previa

seleccin de un elemento frame horizontal. Al darle clic a este comando se

abrir una ventana como la que se muestra en la Figura 1-19, luego, en donde

dice Frame Type, a manera de ejemplo escogeremos el segundo nombre,

Circular Curve, y en la parte derecha de esta ventana (Figura 1-19) se nos

muestran datos de Definicin de la Curva Circular; vamos a modificar los datos

tal como se muestran en la Figura 1-20 y finalmente refrescaremos las vistas con

el botn y aceptar este cambio con el botn .

La Figura 1-21 nos muestra el cambio que se le realiz a esta lnea y ahora tiene

forma curva.

Dibujo de Ejes mediante la marcacin de 02 puntos y un desfase establecido

Dibujo de Acotaciones

Dibujo de Puntos y lneas espaciales de Referencia mediante un desfase

Dibujo de Planos de Referencia mediante un desfase establecido

Dibujo Automtico de Revestimiento

Dibujo de Objetos punto


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Figura 1-18. Ruta de acceso al comando para la modificacin del tipo de lnea.

Figura 1-19. Cuadro de dilogo para generar un elemento curvo.

Figura 1-20. Cuadro de dilogo con datos para la lnea curva.

Elemento Seleccionado

Desplegar esta lista


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Figura 1-21. Elemento Curvo generado mediante el comando de modificacin de Lnea.

Esta caracterstica no solo es aplicable a elementos frame, sino tambin a

elementos Shell o rea tal como se puede observar en la Figura 1-21. Su

aplicacin a modelos reales se indica a detalle en el vdeo adjunto.

Generacin de Ejes Curvos y en cualquier Direccin

Figura 1-22. Ruta de Acceso al comando de Definicin de Elevacin en Desarrollo.

La creacin de ejes en cualquier direccin obedece ms al levantamiento de

elevaciones cuya forma la podemos definir de manera libre en el programa, por

Elemento Modificado

Losa con una Cara

Curvada

Muro

Curvo


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ejemplo, vayamos al men Draw y seleccionar el comando Draw Developed

Elevation Definition y se abrir la ventana de nombres de las elevaciones en

desarrollo que vayamos a crear.

Figura 1-23. Secuencia de Definicin de la Elevacin en cualquier Direccin.

Aceptamos el nombre por defecto que nos presenta el programa dndole clic

al botn , y en seguida el cursor del mouse se pondr en modo de

seleccin para darle clic a los nudos por donde pasar o se definir la

elevacin, la Figura 1-23 muestra la secuencia de seleccin de los nudos que

definieron la elevacin.

Figura 1-24. Vista en elevacin de la ELEVACIN Elev1 definida.

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Plano 3D de la Elevacin

Definida Nombre de la Elevacin

sesiÓn n°01

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