Clase Final

ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICACIONES CON ETABS 2013 Extensión Profesional – Ingeniería Civil

Ing° Erik j. Barreto Zavaleta – [email protected] Página 1

-IMPORTACION LINEAS GUIAS DESDE AUTOCAD ARCHIVO DXF

CLASE 5 Análisis de cargas de gravedad y cargas sísmicas de un edificio 6 niveles.

En la Figura siguiente se muestra la planta arquitectónica típica de un edificio de 06 niveles.

Figura 1 – Planta Arquitectónica del Piso Típico Ver en Archivo Ejem05.DWG para mayor detalle

El edificio cuenta con las siguientes características:

- Muros de concreto armado de 20,25y30 cm de espesor. - Concreto en losas y muros: f’c = 210 kg/cm2. - Losas aligeradas en una dirección de 20 cm de espesor. - Muros de albañilería ver Plano arquitectura Ejem05.DWG. - Altura de piso a fondo de losa 1° nivel = 3.30 m. - Altura de piso a fondo de losa 2° nivel a 6° nivel = 2.95m. - Ubicado en la costa, suelo rígido, destinado a:

o Primer piso : Salón de Exposiciones o Segundo piso: Mezamine o Tercer piso : Salón de reuniones y baile o Cuarto piso al sexto piso: departamentos.

mailto:[email protected]



Figura 2 – Esquema estructural Techo 1° nivel

Figura 3 – Esquema estructural Techo Típico




Las cargas a considerar para el edificio son:

Carga Muerta: - Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2. - Losa maciza, h = 0.20 m. 480 kg/m2. - Piso terminado. 100 kg/m2.

Carga Viva:

- Techo 1° nivel. 400 kg/m2. - Techo 2° nivel. 400 kg/m2. - Techo 3°,4°,5° nivel. 200 kg/m2. - Azotea. 100 kg/m2.

Realizar el análisis de cargas de gravedad y cargas sísmicas de acuerdo con los lineamientos de la Norma de Diseño Sismorresistente NTE.E030.

Resumen de pasos a Seguir en el análisis y diseño

- Crear archivos dxf. Del predimensionamiento de nuestra estructura (Que

contenga líneas guía para ejes, vigas curvas, placas curvas).

- Importar líneas guía (Configurar ejes de acuerdo a nuestro proyecto).

- Definición de materiales.

- Definición de secciones de elementos estructurales (Columnas, placas,

muros de corte, vigas, losas, etc.).

- Dibujo muros, columnas y vigas, para elementos curvos importar de

archivo dxf. Layer con asignación de: Vigas curvas, placas curvas o

muros curvos.

- Dibujo de losas aligeradas y losas macizas.

- Replica de pisos.

- Asignación de cargas y sobrecargas en losas.

- Importación de líneas nulas de archivo dxf. para asignación de cargas

distribuidas de muros.

- Realizar el checheado del modelo

- Definición de diafragmas rígidos.

- Asignación de brazos rígidos.

- Definición de masas.

- Definición de Espectro pseudo aceleración

- Definición número de modos.

- Definición combinaciones de diseño

- Análisis Dinámico

- Comparación análisis estático.

- Diseño elementos estructurales.

Nota: se recomienda que se realice el chequeado del modelo de forma

parcial para detectar los errores y se puedan arreglar con facilidad.




DESARROLLO

1. Debemos crear previamente un archivo DXF. Que contenga nuestras líneas

guías que hará el proceso del modelamiento más sencillo ver archivo Ejempl5.

2. Importaremos nuestras líneas de referencia

File ~ Import ~ . DXF/.DWG File of Architectural Grids . . .

Figura 01. Ubicamos Nuestro archivo.




Figura 02 Realizamos las siguientes configuraciones

Figura 03 Se puede apreciar nuestra rejilla importada




Figura 04 Debemos guardar nuestro modelo

Debemos realizar las propiedades de edición de nuestra rejilla en elevación y en planta (cambio nomenclatura de ejes en planta y elevación)

Edit ~ Edit Stories and Grid Systems . . .

Edicion en elevacion

Edicion en planta

Figura 05 Realizar la edición correspondiente




Figura 06 En esta figura se muestra la edicion en elevacion de nuestros pisos (Debemos considerar el T 3 nivel como piso maestro a

sus pisos superiores)

Figura 07 En esta figura se muestra la edicion en planta de nuestros ejes .




3. Definición de materiales

Define ~ Material Properties




4. Definición de Secciones

Define ~ Frame Sections Vigas:

V-25X30 cm

V-25X35 cm

V-25X40 cm

VCH1-25X20 cm

Columnas Col 25x40 cm

Col 25x30 cm

Col 25x25 cm

Col 30x45 cm

Col 30x30 cm

Col d=30cm

Placas

Pl- 20cm

Pl-25cm

Pl-30cm

Definición de columnas




Definición de vigas




Definición de Muros Define ~ Section propertis / Wall section




Definición de Losa Define ~ Section propertis / slab section




5. Dibujo de muros, columnas y vigas

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

Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural (muros)

Dibujando los Muros curvos

Debemos importar de nuestro archivo DXF File ~ Import ~ DXF/.DWG File of Floor Plan . . .




Importaremos vigas que nos serviran como guia para el dibujo de nuestros muros curvos

Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural (muros)




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




Dibujando las Vigas.

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

Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural (vigas)

Dibujando vigas curvas

Debemos importar de nuestro archivo DXF File ~ Import ~ DXF/.DWG File of Floor Plan . . .




Importaremos vigas

Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural (vigas)




Modelo de Análisis – Dibujando las Losas. En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar las losas mediante las herramientas:

DraW ~ Draw Area Objects... ~ Draw Rectangular Areas (Plan, Elev)..

DraW ~ Draw Area Objects... ~ Draw Areas (Plan, Elev, 3d)..

Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural (losas) 1° NIVEL




Replicando el primer piso ya modelado, al segundo nivel para posteriormente realizar operaciones de edición con el fin de completar el 2° nivel :

Select ~ All... Edit ~ Replicate...




Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural 2° NIVEL Definición de las Cargas a Aplicar al Modelo




Replicando el segundo piso ya modelado, al tercer nivel para posteriormente realizar operaciones de edición con el fin de completar el 3° nivel:





Finalmente se replicara el 3 nivel a los niveles faltantes:





Cargas de Gravedad

Define ~ Load Patterns...

Para poder seleccionar las losas a las que se les aplicará las cargas de gravedad, se empleará:

View ~ Set display Options




Asignamos la carga muerta:

Assign ~ Shell loads/ ~ Uniform...

CM En losas aligeradas e=20cm

CM En losas macizas e=20cm

CV Techo 1 nivel y Techo 2 Nivel




CV Techo 3,4,5 Nivel

CV Azotea




Asignación de cargas en losas del piso típico: carga muerta (1° nivel y 2° nivel)

Asignación de cargas en losas del piso típico: carga muerta (3° nivel a azotea)




Asignación de cargas en losas del piso típico: carga viva (1° nivel y 2° nivel)

Asignación de cargas en losas del piso típico: carga viva (3° nivel y azotea)




Cargas en tabiques y parapetos

Previamente debemos dibujar con líneas nulas la ubicación de los muros para su respectiva asignación de carga lineal (Importaremos desde AutoCAD la ubicación de nuestro muros).

Assign ~ Frame Loads ~ Distributed...




Edición del Modelo

Se procederá a identificar cada muro como una pila (Pier Labels) de manera de tener las fuerzas internas calculadas (integradas matemáticamente) de estos elementos como si se trataran de barras.

Para poder seleccionar muros en todos los niveles, se empleará:

View ~ Set Display Options

Select ~ All... View ~ Set 3D View




En una vista en planta se seleccionarán los muros a los que se les asignará los nombres de pila (pier label)

Assign ~ Shell/Area ~ Pier Label...




..

Asignación de Diafragma

A continuación se deberán asignar los diafragmas de entrepisos Assign ~ Shell/ Diaphragm.

Figura 10 – Asignación de diafragmas rígidos




Edición del Modelo

Definición de Masas

Se procederá a indicar a partir de qué cargas se calculará la masa para los procedimientos de análisis de cargas sísmicas.

Define ~ Mass Source...

Analyze ~ Set active Degrees of Freedom…




Edición Analisis modal

Define ~ Modal Case




Análisis Dinámico

Definición del Espectro de Pseudoaceleración

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

Parámetros Generales Factor de zona, Z : 0,4 (Costa Peruana) Factor de Suelo, S : 1.00; Tp = 0,40 seg. Factor de Importancia, U : 1,00 (Edificación Común) Factores de Reducción, R : RX = ¾ (7) = 5.25 (Dual *)

RY = ¾ (7) =5.25 (Dual *) Coeficiente sísmico, C : 2,50; para períodos menores a Tp : 2,50 x (Tp/T) para períodos mayores a Tp

(* Considerado como una estructura irregular)

Define ~ Functions ~ Response Spectrum

Define ~ Load Cases



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Combinaciones de Cargas

Definición de las Combinaciones de Cargas

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

Define ~ Load Combinations...

CU1 = 1,4 CM + 1,7 CV

CU2x = 1,25 CM + 1,25 CV + CSx

CU2y = 1,25 CM + 1,25 CV + CSy

CU3x = 0,90 CM + CSx

CU3y = 0,90 CM + CSy

NOTA: de acuerdo con la comparación entre el análisis estático y dinámico se determinará el factor de escala por el que hay que multiplicar los casos de carga sísmica (CSx y CSy



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