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CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ ANÁLISIS Y DISEÑO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS SESIÓN 04: MODELADO DE LA EDIFICACIÓN EN ETABS CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ CREACIÓN DE GRILLAS En base a la estructuración del encofrado típico de la edificación se procede a modelarlo en el programa ETABS. En primer lugar, se define los ejes según el espaciamiento en el plano de AutoCAD. Se realiza una configuración más detallada de las grillas en planta. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se define las alturas de los entrepisos, para el piso típico presenta una altura de 2.70 m y para el primer entrepiso se recomienda idealizar la base en un eje medio, siendo este desde el nivel de terreno natural. El valor de la altura es de 2.80 m. DEFINICIÓN DE MATERIALES Según las especificaciones técnicas para esta edificación se usará concreto con una resistencia a la compresión f’c=210 kg/cm2 y un acero de refuerzo con esfuerzo de fluencia fy=4200 kg/cm2. Se procede a definir los materiales en el ETABS, previamente cambiando las unidades a kg-cm para no transformar los valores. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Material Concreto f’c=210 kg/cm2 CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Material Albañilería Industrial f’m=65 kg/cm2 CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Material Acero Refuerzo f’y=4200 kg/cm2 CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ DEFINICIÓN DE ELEMENTOS Se procede a definir las secciones de los elementos Frame y Shell predimensionados en la sesión anterior. En la definición de los elementos viga se debe conocer ciertos criterios como despreciar la torsión, pues las vigas se diseñan principalmente a flexión y a corte, por lo que estas no deben presentar torsión. Si se deja la constante de torsión en “1” se hace suponer que las vigas presentan el mismo comportamiento que las columnas, lo cual es incorrecto, es por ello que la torsión debe definirse como despreciable en las vigas. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Por otro lado, el recubrimiento hasta el eje del acero de refuerzo es de 6 cm para cualquier viga peraltada típica. En el caso de las vigas soleras, vigas chatas o de borde, las cuales presentan un peralte igual al espesor de losa, se le asignará un recubrimiento de 3 cm. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se muestra las secciones definidas de los elementos Frame. Se procede a definir los elementos tipo Shell, las cuales serán las losas y muros. Losa aligerada H=20 cm CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se procede a definir los muros portantes “Soga” y “Cabeza”. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Finalmente, se configura la nominación de los diámetros de las barras de acero a pulgadas. MODELADO DE LA EDIFICACIÓN Se inicia con el dibujo de todos los elementos definidos, debido a que es un encofrado típico se puede replicar todo lo que se trabaje en una sola planta, por lo que se debe asignar en la parte inferior derecha All Stories. Asimismo, se cambiara las unidades a metros. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se dibujará los elementos en el primer nivel y se replicará en todos los niveles superiores. Se empezará modelando los elementos verticales (columnas y muros). Se procede con el modelado de las vigas principales, secundarias y chatas. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ ASIGNAR INSERTION POINT En el modelado de los elementos, el programa ETABS lo asigna al centro del eje de la grilla, por lo que en muchos casos visualmente no está correcto. Es por ello, que se usa la herramienta Insertion Point para acomodar el elemento según el plano estructural. Por ejemplo, se observa los elementos enmarcados en el plano que no se encuentran en el centro de los ejes. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se selecciona la columna del eje 8-A y se aplica el comando moviendo el elemento 13.5 cm en dirección X. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ De la misma se aplica para todas las columnas estructurales. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ ASIGNAR BRAZOS RIGIDOS En las estructuras las intersecciones de vigas y columnas se consideran que son nodos rígidos. Asimismo, al obtener los resultados de los diagramas de momentos y fuerza cortante en las vigas estas deben evaluarse a la cara de las columnas para un diseño óptimo, por lo que es necesario aplicar el brazo rígido a todos los nodos. Se selecciona toda la estructura modelada. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se asigna los brazos rígidos automáticos con un factor de rigidez de 0.5, ya que es el valor que recomienda el ETABS. Este valor significa que se está considerando un 50% rígido en el nodo, pues en la construcción de la edificación no se logra obtener un nodo rígido perfecto. Por otro lado, se observa que el brazo rígido en las columnas que fueron movidas con el comando “Insertion Point” no se ha asignado correctamente. Por ello, se deberá asignar los brazos rígidos de forma manual para estos pórticos. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ ASIGNAR RELEASES En toda estructura en donde se presente una unión o nodo de viga-columna o viga-placa tiene que cumplir una condición mínima de longitud de anclaje del acero para que pueda empotrar en dicha unión, si es que no se cumple con la condición mínimael extremo debe liberarse el momento, pues no se cumple con el empotramiento. Para obtener el ancho mínimo que pueda empotrar dependerá del concreto y del diámetro del acero asignado a la viga. Sin embargo, como aún no se realiza el diseño de los elementos se debe tener una idea de que acero se le podría asignar a dicha viga, con lo anterior se puede obtener la longitud de anclaje mediante la siguiente tabla extraído de la Norma E.060. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Si el nodo de encuentro de los elementos no cumple con esta longitud minima se debe liberar los momentos (Releases). Seleccionar la viga donde su extremo no empotre y se le aplica el Releases. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Asimismo, se debe aplicar los Releases en la intersección de viga-viga, si en caso no cumple con el mínimo requerido y de la misma manera para las vigas chatas, pues estos elementos se asignan simplemente apoyados. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Seguidamente, se procede a modelar las vigas soleras y losas aligeradas. MODELADO DE ESCALERA Para este proyecto de edificación se buscará idealizar la escalera con la única finalidad de que aporte su peso propio, mas no como elemento estructural. Primero se procede a definir las secciones de la rampa de escalera y el descanso. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Luego, se procede a definir un plano de referencia a 1.40 m, donde ira el descanso en el primer entrepiso. Asimismo, otro plano de referencia a 4.15 m, donde ira el descanso para el entrepiso típico. Se modela el descanso de 1 metro de ancho. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Luego, se procede a modelar las rampas de escalera usando los planos de referencia. Se modela también en el entrepiso típico y se replica para los niveles superiores. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ ASIGNAR RESTRICCIONES EN LA BASE Las edificaciones simuladas en el programa ETABS presentan la condición de un empotramiento perfecto en su base, pues en la intersección de columna-zapata se presenta un nodo rígido, el cual restringe el movimiento y giro en sus 6 grados de libertad generando un empotramiento. En el programa ETABS ir a la base y seleccionar todos los nodos o puntos que llegan a la cimentación. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se observa que todos los apoyos en la base de los muros y columnas se encuentran empotrados. ASIGNACIÓN DE LOS PIER Los muros portantes son modelados como elementos Shell, sin embargo, para obtener sus fuerzas internas y realizar el diseño de estas se debe definir y asignar como elementos “Pier”. A cada muro se le etiquetará el nombre según su dirección para que cuando se inicie el análisis poder obtener sus resultados según el Pier definido. Ir a Assign>Shell>Pier Label CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se define el Pier a todos los muros presentes en la estructura. Activando la opción All Stories se procede a seleccionar el muro, en la que se asignará el Pier. CURSO DE ESPECIALIZACIÓN: ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICACIONES DE SISTEMAS MIXTOS +51 946404530 www.ibmstructure.com /IBMStructure/ Se muestra la estructura en planta con las etiquetas de los Piers asignados en cada muro portante. Se culminó con el modelado de los elementos de la edificación; sin embargo, aún faltan comandos que definir y asignar para finalizar completamente el modelo y proceder a iniciar el análisis.
