Sesión 01- Interfaz DEL Programa Etabs V18 PDF

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CURSO DE ESPECIALIZACIÓN :

ANÁLISIS Y DISEÑO SISMORRESISTENTE EN CONCRETO ARMADO CON ETABS & SAFE

ESPECIALIZACIÓN SISMORRESISTENTE EN CONCRETO ARMADO ETABS & SAFE

SESIÓN 01: INTERFAZ DEL PROGRAMA ETABS V18.1

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CURSO DE ESPECIALIZACIÓN :

ANÁLISIS Y DISEÑO SISMORRESISTENTE EN CONCRETO ARMADO CON ETABS & SAFE

INTRODUCCIÓN AL CURSO En la actualidad se busca la necesidad de realizar diseños óptimos en la ingeniería estructural los cuales contengan modelos matemáticos reales que sean idealizados de acuerdo a las características de la estructura. El programa ETABS genera el modelo matemático y elabora el análisis estático y dinámico de los edificios de tal forma que nos permite determinar los parámetros para el diseño de la estructura. En el presente curso de especialización se realizará un proyecto completo de una edificación de 10 pisos aplicando el uso de los programas ETABS y SAFE junto a las hojas de cálculo, planos, normas vigentes, manuales de teoría, etc. La finalidad del curso es que el alumno obtenga los conocimientos necesarios para poder realizar el análisis y diseño sísmico de cualquier edificación de concreto armado, puesto que se le capacitará con un proyecto real desde un nivel básico hasta avanzado. Por lo general, se observa cursos que se enseña con edificaciones con fines “académicos”, los cuales son de pocos pisos, no se aplica todos los criterios de las normas, el modelado no se realiza de manera correcta, no se trabaja de manera escalonada, entre otros. En este curso de especialización se iniciará desde “cero” se enseñará como estructurar y predimensionar los elementos desde la base de un plano arquitectónico como se realiza en campo laboral. Asimismo, se avanzará de manera escalonada realizando el análisis y el diseño de toda la estructura, seguidamente predimensionar y diseñar la cimentación del edificio y finalmente obtener la memoria de cálculo del edificio.

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INTERFAZ DE ETABS V18.1 Se muestra la ventana principal del programa ETABS, el cual tiene las opciones de crear un nuevo modelo, abrir un modelo guardado y en la parte superior el menú de opciones.

INICIAR UN NUEVO MODELO Se pulsará en New Model para iniciar un nuevo modelo, se abre una ventana en la cual muestra la configuración por defecto del modelo: Unidades, código de diseño del concreto y acero.

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Se pulsa en la tercera opción para modificar las unidades que se trabajaran en el proyecto. Seleccionar la opción de Metric MKS.

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En esta configuración de unidades el proyecto se trabajará con el sistema MKS: Metros, kilogramos y segundos. Las otras opciones trabajan con el sistema inglés.

Se deja el código de diseño por defecto, cuando se encuentre en la etapa de diseño se aplicarán ciertas modificaciones al ACI-318 para que se asemeje a la norma vigente E.060.

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Al pulsar OK se muestra la siguiente ventana para elegir la plantilla predeterminada y editarla según se requiera.

Estas plantillas tienen la finalidad de agilizar el modelado dependiendo el tipo de estructura a modelar. Por lo general para edificaciones de concreto armado se usa la plantilla Grid Only.

En la parte superior se puede configurar el numero de grillas, el espaciamiento, el numero de pisos y la altura de entrepiso.

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Asimismo, se puede definir una configuración mas detallada del espaciamiento de las grillas por cada eje.

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Se puede editar el ID de las grillas y el espaciamiento según se requiera.

Para las alturas de entrepiso se aplica lo mismo.

Es posible editar el nombre de cada nivel, asignar la altura de entrepiso y es posible definir un piso maestro para que se replique todo lo modelado en dicho nivel a todos los pisos restantes.

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Se culmina con la configuración de las grillas y se muestra la siguiente ventana. Se presenta la visualización del interfaz de trabajo dividido en vista en planta y una vista 3D.

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Se observa en la parte inferior derecha la opción Units.

En esta opción es posible definir las unidades en la que se trabajará el proyecto, es decir, al iniciar el proyecto se escogió el sistema MKS, por lo que se debe asignar que unidad de fuerza y longitud se requiere: Toneladas, kilogramos, metros, centímetros, etc.

Se desplega las opciones y se elige las unidades metros y toneladas.

El programa ETABS presenta su cinta de opciones similar a cualquier programa. El menú de opciones se encuentra en la parte superior y las herramientas de dibujo en la parte izquierda.

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MENÚ DE OPCIONES Se mostrará cada pestaña de esta cinta de opciones, en las cuales se explicará los comandos más importantes que presenta el programa ETABS, los cuales serán de fundamental uso en el modelado, análisis y diseño de la edificación. Asimismo, habrá ciertos comandos que explicarán a detalle en el transcurso de las sesiones.

PESTAÑA FILE En pestaña se encuentra los comandos básicos de cualquier programa, crear un nuevo modelo, abrir un modelo guardado y guardar el modelo en una ruta especifica.

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Otro de los comandos importantes es Import, este comando permite traer plantillas, planos 2D, modelos 3D, entre otros. El uso más común es importar planos arquitectónicos desde AutoCAD con el fin de tener una base para el modelado, asimismo, la importación de un modelo de Revit estructuras para realizar el análisis y el diseño de la edificación. Para el uso de estos comandos se requiere que en los programas como AutoCAD o Revit se genere una correcta definición de las capas para que el ETABS lo importe de mejor manera.

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De la misma manera el uso del comando exportar lleva el modelo generado en ETABS a los programas Revit, AutoCAD u otro programa mediante un archivo IFC.

Las cuatro opciones enmarcadas en la imagen sirven para generar impresiones graficas del modelo, generación de un reporte con los resultados obtenidos al

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analizar el modelo y editar la información del proyecto como el nombre de la empresa, ingeniero a cargo, nombre del proyecto, etc.

PESTAÑA EDIT En la pestaña Edit se presenta la opción para poder editar las grillas en los ejes X, Y y Z que fueron definidos al iniciar un nuevo modelo.

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Pulsando en las opciones de modificar se entrará a la ventana de configuración de grillas.

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Grillas en planta: Ejes X y Y.

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Grillas por niveles: Eje Z.

La opción de Replicate es una de las más usadas cuando se modela los elementos.

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La opción Linear permite realizar copias de los elementos dibujados en los ejes X y Y. Se debe digitar la distancia donde se copiará, así como el número de réplicas del elemento seleccionado.

La opción Radial permite realizar copias de los elementos dibujados de manera radial asignando un ángulo, el punto de rotación y el numero de replicas a realizar.

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La opción de Mirror replica el elemento como un reflejo desde la posición seleccionada, por lo que se debe seleccionar dos puntos como referencia.

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Finalmente, la opción Story replica los elementos dibujados de cierto nivel a los otros niveles seleccionados en la ventana.

La opción Extrude permite crear elementos a partir de puntos o frames.

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Se debe selecciona los puntos a extruir y la longitud del elemento a crear como el numero replicas.

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A partir de los puntos seleccionados se genero la extrusión de los elementos frame a una distancia de 3 metros.

La opción de Move permite mover cualquier elemento punto, frame o Shell en cualquier eje que se defina.

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La opción de Edit Frames permite diversos comandos para realizar divisiones y uniones de estos elementos dependiendo la solicitación requerida.

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La opción Edit Shells permite realizar ediciones a cualquier elemento área, los cuales serían losas o placas.

El comando más común al seleccionar un elemento Shell o área es Divide Shells, el cual permite discretizar el elemento área en una cantidad definida por el usuario con el fin de que los resultados sean más exactos.

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Mientras mas dividido o discretizado el elemento Shell, los resultados serán más exactos pero el programa se demorará más en analizar el modelo.

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PESTAÑA VIEW Esta pestaña presenta comandos para visualizar vistas 3D, planta y elevaciones del modelo trabajado. Asimismo, hacer zoom a las vistas 3D o en planta que se esta trabajando

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La opción Set Display Options es uno de los comandos más usados en el programa, pues este permite la visualización de ciertas asignaciones a los joins, frames o Shells.

El uso de este comando se detallará a profundidad cuando ya se este realizando el modelado de la edificación.

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PESTAÑA DEFINE Esta pestaña presenta diversos comandos importantes, por lo que en esta primera sesión se explicará los más básico para iniciar el modelado, al avanzar con el proyecto se irá detallando a profundidad otros comandos que no fueron enseñados. Al iniciar un modelado es fundamental definir los materiales a usar, en este caso el curso está dirigido a edificaciones de concreto armado

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Se muestra la siguiente ventana con los materiales definidos por defecto, por lo que se recomienda modificar el material nombrado 4000 psi, el cual es un concreto de f’c=280 kg/cm2

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Se pulsa en la opción Add New Material y se selecciona el tipo concreto.

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Se edita el nombre del material dependiendo el concreto a usar, el tipo de material concreto y es un material isotrópico, el cual significa que sus propiedades mecánicas y terminas son las mismas en sus 3 direcciones X, Y y Z.

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Luego se define el peso especifico del concreto, el cual se sabe que es 2400 kg/m3. Asimismo, se define el módulo de elasticidad del concreto que se define mediante la fórmula: 𝑬 = 𝟏𝟓𝟎𝟎𝟎 ∗ √𝒇′ 𝒄 .

Se presiona la combinación de teclas Shift + Enter en la celda del modulo de elasticidad del concreto (E). Se abre la ventana que se muestra en la imagen y se configura las unidades de módulo de elasticidad kg/cm2 y se define la formula. Se presiona Calculate y se muestra el resultado de 217370.651 kg/cm2

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El módulo de Poisson para el concreto varia entre 0.15 y 0.20 dependiendo las solicitaciones iniciales.

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Finalmente, se define la resistencia del concreto f’c=210 kg/cm2

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Se define con sus unidades correspondientes kg/cm2

Si le es incomodo realizar dicha edición de unidades se puede ir a la parte inferior izquierda del programa y definir las unidades de kg-cm para definir los materiales.

Esta opción de Lightweight Concrete (Concreto Liviano), se aplica en ciertas normativas, en la que se le aplica un factor de reducción de esfuerzo. Sin embargo, para esta normativa vigente y la edificación a diseñar no aplicamos un concreto liviano.

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De la misma manera se debe asignar un material de acero de refuerzo del tipo ASTM A615 Grado 60.

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Se define el nombre del material, el peso especifico del acero 7850 kg/m3 y el modulo de elasticidad del acero E=2.1 x10^6 kg/cm2

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Finalmente, se modifica las propiedades del refuerzo f’y=4200 kg/cm2

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Se muestra los dos materiales definidos.

Una vez definido los materiales se procede a definir las secciones: Vigas, columnas, losas, placas, etc. Se inicia con la definición de los elementos Frame, los cuales se modela como elementos línea (vigas y columnas).

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Se selecciona el tipo de sección de concreto a definir.

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Se define el nombre, el material f’c=210 kg/cm2 y las dimensiones de las secciones, en este caso es una columna de 60x30 cm. Como se esta definiendo una columna se puede colocar cualquier dimensión en el ...