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DISEÑO SISMORRESISTENTE DE EDIFICACIONES CON ETABS 2013 Extensión Profesional – Ingeniería Civil

M.I. José Velásquez V. ([email protected]) pág.1

ETABS

Análisis Tridimensional Extendido de

Sistemas de Edificios



Introducción

ETABS es un software integrado, completo para el modelado de estructuras de edificaciones para el Diseño como análisis estático, dinámico y No-lineal.

Al igual que el programa SAP2000, puede realizar análisis de estructuras complejas, pero la diferencia es que posee más opciones que nos permiten agilizar el proceso del modelado y diseño de edificaciones.

Características principales

o Cálculos automáticos de coordenadas de centro de masas y centros de rigidez.

o Calculo Automático de masas del edificio a partir de los casos de cargas elegidos.

o Optimizado para modelado de Edificios altos y de muchos niveles.

o Genera modelos complejos en 3D usando planta, elevación y vistas desarrolladas.

o Definición de las geometrías de modelos en forma rápida e intuitiva

o Cuenta con Extensas facilidades de análisis tridimensional.

o Modelaje rápido de múltiples pisos usando el concepto de pisos similares.

o Plantillas Automatizadas para estructuras típicas. o Fácil edición, duplicando y generando elementos con comandos “Move”,

“Merge” “mirror” , “Replicate” o Multiples vistas ortográficas y en perspectiva con Acercamientos y

referencia. o Asignación de propiedades, cargas y apoyos en pantalla. o Opciones Poderosas para agrupación selección y visualización de

miembros. o Opciones para cortar, Copiar y pegar. o Niveles ilimitados de deshacer y rehacer.



o Importación y exportación de la geometría del modelo por DXF de Autocad.

ENTORNO DEL ETABS 2013

Los archivos generados por el programa ETABS 2013 tienen extensión *.EDB, y adicionalmente se generan archivos diversos con el mismo nombre pero diferente extensión. Se pueden generar archivos de texto y hojas de cálculo con los datos ingresados y con los resultados de los análisis efectuados. Además, en algunos análisis puede ser necesario emplear archivos que proporcionan información adicional necesaria, que generalmente son archivos de texto. (*.txt) Al grabar los archivos del programa y/o archivos adicionales (de texto) debe tenerse especial cuidado: de preferencia se debe asignar nombres cortos y emplear caracteres comunes (evitar la Ñ y acentos). Es importante que todos los archivos utilizados se encuentren en la misma carpeta.

Figura 1. Ventana del explorador mostrando la carpeta modelos



Barra MENU DE COMANDOS Principal

Nuevo Modelo

Abrir modelo Existente

Barra de Herramientas

Barra de Estado



Inicializando un modelo

⇒ File >

Utilizar valores Predeterminados Usar configuración de un Archivo Usar la configuración del Modelo con los valores Establecidos en la parte De abajo



CONFIGURACION EN PLANTA XY

Líneas en X Paralelas al Eje Y

Líneas en Y Paralelas al Eje X

Espaciamiento en X

Espaciamiento en Y

Etiqueta de Ejes

Edición ejes con Distancias aleatorias

CONFIGURACION EN ELEVACION Número de pisos

Altura piso a partir del 2 nivel

Altura piso 1 nivel

Edición altura entrepisos



Plantillas predeterminadas

1. Steel Deck: Estructura de pórticos en Acero

2. Staggered Truss : Estructura de Acero utilizando armaduras espaciales

3. Flat Slab : Estructura de Concreto armado utilizando losas macizas sobre capiteles

4. Flat Slab with Perimeter Beams: Estructura de Concreto armado utilizando losas macizas sobre capiteles y vigas perimetrales.

5. Waffle Slab: Estructura de Concreto armado utilizando losas reticulares y capiteles.

6. Two Way or Ribbed Slab: Estructura de concreto armado con vigas en dos direcciones y losas nervadas.



Lista general de Menú pantalla

A B C D E F G H I J K L M Ubicación de menús Desplegables



ETABS trabaja con cuatro unidades básicas: fuerza, longitud, temperatura y tiempo. El programa ofrece diferentes sets de unidades compatibles de fuerza, longitud y temperatura para elegir como ¨Kip, in, F¨ o ¨ N, mm, C¨. El tiempo siempre se mide en segundos. Se hace una distinción entre masa y peso. La masa se usa para calcular la inercia dinámica y para todas las cargas causadas por la aceleración del suelo. El peso es la fuerza cuando se especifiquen valores de peso, unidades de masa al especificar valores de masa. Luego de iniciado el modelo, se requiere un ajuste del set de unidades, estas se convierten en las unidades base. Aunque después el usuario puede cambiar dichas unidades. La medida angular siempre usa las siguientes unidades Geometría: La orientación de cortes, siempre se mide en grado.

Los desplazamientos rotatorios: Se mide en radianes.

La frecuencia: Se mide en ciclos / segundos (Hz). U. Longitud

U. Fuerza U. Temperat.

Unidades

Sistema de coordenadas Opción de selección y aplicación múltiple : Permite seleccionar, asignar y realizar cambios utilizando diferentes opciones tales como: One Story: Aplica sólo a un piso All Story: Aplica a todos los pisos del modelo. Similar Stories: Aplica a los pisos similares.



A. Inicialización de un modelo (File)

Para acceder a la plantillas o modelos genéricos de análisis, guardar, importar y exportar, hacer click en el menú file.

Figura A. Menú File

B. Edicion (Edit) Se utiliza para realizar los cambios al modelo se debe seleccionar previamente los objetos a editar. Para acceder a las operaciones de edición debemos, hacer click en el menú edit.

Figura B. Menú Edit

C. Vista (View)



Con este comando podemos generar vistas en perspectiva acceder a las herramientas de zoom, pan, anotación hacer click en menú View

Figura C. Menú View

D. Definición (Define)



Mediante el menú Define podemos definir los tipos de materiales, secciones, grupos tipos de cargas, funciones a utilizar en el análisis, combinaciones, etc. Hacer click en el menú Define

Figura D. Menú Define

E. Dibujo (Draw)

Nos permite realizar el dibujo de los elementos estructurales hacer click en menú Draw

Figura E. Menú Draw

F. Selección (Select)



En esta lista de menú tenemos opciones para la selección de objetos sobre los cuales se realizara una acciones, hacer click en menú select.

Figura F. Menú Select

G. Asignación (Assign) Nos permite asignar propiedades de cargas, objetos previamente seleccionados, restricciones a nudos, hacer click en menú Assign.

Figura G. Menú Assign



H. Análisis (Analyze)

Después de haber construido el modelo en su totalidad, asignando geometría, materiales, secciones, cargas, casos de análisis, funciones de espectro; se puede calcular los desplazamientos, D.F.I., reacciones de la estructura, hacer click en menú Analyze.

Figura H. Menú Analyze

I. Desplegar (Display) El menú display nos permite visualizar las asignaciones de cargas en los objetos barra o área, hacer click en menú Display.

Figura I. Menú Display

J. Diseño (Design) En el menú diseño Etabs 2013 nos permite diseñar elementos, en concreto armado y acero. Estos se realizan en función de los códigos previamente seleccionados, y mediante combinaciones seleccionadas, hacer click en menú Design.



Figura J. Menú Design

K. Detallado (Detailing) En el menú de detallado Etabs 2013 nos ofrece el detallado de los elementos estructurales, bosquejo de los planos, hacer click en menú Detailing.

Figura K. Menu Detailing

L. Opciones (Options)

Nos permite configurar unidades, tolerancias de dibujo entre elementos barra o área, color de fondo de ventana de trabajo, etc., hacer click en Menú Options



Figura I. Menú Options

M. Ayuda (Help) En el menú de ayuda el diseñador tiene acceso a los archivos de ayuda que trae el programa, acceso a la página web de la empresa que creo el programa, y la visualización de la versión del programa, hacer click en Menú Help.

Figura M. Menú Help



EJEMPLO 1 – Modelo de un Edificio de 04 pisos.

En la Figura siguiente se muestra el esquema estructural de un edificio de 04 niveles, H=2.65m.

Edificio de Pórticos y Placas de Concreto armado de 04 niveles. Sistema de techos consistente de losas aligeradas armadas en una dirección.

Material: Concreto E = 2,2x106 ton/m2

V = 0.15

Las cargas a considerar para el edificio son:



Carga Muerta:

- Losa aligerada, h = 0.20 m. 300 kg/m2. - Piso terminado. 100 kg/m2.

Carga Viva:

- Sobrecarga. 250 kg/m2.

Realice las combinaciones de carga siguientes:

Carga de Servicio = 1.0 CM + 0.5 CV

Carga Última = 1.4 CM + 1.7 CV



Modelo Estructural



DESARROLLO

Edición de Líneas Guía

File ~ New Model ~ use built-in settings with: ~ ok



Definición de Materiales

Define ~ Material Properties



Definición de Secciones

Define ~ Frame Sections

Columna

Columna



Viga



Definición de Muros

Define ~ Section propertis / Wall section

Definición de Losa

Define ~ Section propertis / Wall section



Modelo de Análisis

Dibujando los Muros

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)...



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 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)



Dibujando Losas

En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar losas mediante la herramienta Draw ~ Draw Floor/Wall Objects... ~ Draw Rectangular Floor/Wall (Plan, Elev)...

Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los siguientes niveles:



Select ~ All...

Edit ~ Replicate...



Definición de las Cargas a Aplicar al Modelo

Cargas de Gravedad

Define ~ Load Patterns...

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