UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

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SEGUNDO EJEMPLO DISEADO

Primero abrimos nuestro plano en Autocad, observando los planos de estructuras, de arquitectura, y elevaciones:

Abrimos el Software ETABS, seguidamente hacemos clic en File, y New Model para abrir un nuevo modelo:

Se abrir una ventana que dice: Model Initialization, hacemos clic en el tercer botn que dice Use Built-in Settings with:

Seguidamente hacemos clic en Display Units y seleccionamos Metric MKS para elegir las unidades con las que trabajaremos

Damos clic en OK, y seguidamente se abrir la ventana que dice: New Model Quick Templates, en la cual podremos ajustar nuestra grilla y alturas de piso.

Hacemos clic en Custom Grid Spacing, para que de esta manera nosotros podamos ajustar la grilla de acuerdo a nuestro plano

En esta ventana que se ha abierto hacemos clic en Display Grid Data as Spacing para que de esta manera coloquemos las distancias de eje a eje. Lo hacemos as para X y Y, como se observa en la imagen las distancias ya se han colocado, hacemos clic en OK.

Seguimos en la ventana New Model Quick Templates, en la cual en la parte derecha hay 3 cuadros que debemos cambiar de acuerdo a nuestro plano, como se observa el primero dice Number of Stories (nmero de pisos) en el cual escribimos 1 ya que modelaremos un piso y luego lo duplicaremos, tambin dice Typical Story Height ( altura de piso) en la cual segn nuestro plano es 2.90 m, y en Bottom Story Height (altura piso inferior) colocamos tambin 2.90 m. Finalmente seleccionamos Grid Only y OK.

Como se aprecia nuestra grilla se ha dibujado:

Podemos Cambiar las unidades con las que trabajamos con la opcin Units y dndole clic en Consistent Units que se encuentra en la parte inferior derecha.

Nos aparece el siguiente recuadro en donde podemos cambiar de mm a m.

De N a Kg

Y verificamos que Temperature Unit este en C

Ahora para definir nuestro material nos vamos Define y luego damos clic en la opcin Material Properties.

Y damos clic en Add New Material para crear nuestro material.

Y nos aparece el siguiente cuadro, en Region utilizamos la opcin User.

En Material Type escogemos la opcin Concreto

Y damos clic en Ok. Se abre una ventana Material Property DataEn Material Name escribimos el nombre: Concreto210; En Material Type escogemos Concreto; Luego escogemos la opcin Specify Weight Density y en Weight per Unit Volume ponemos 2400 (peso del material); y En Modulus of Elasticity ponemos el mdulo de elasticidad con el que estamos trabajando.

En la opcin Modify /Show Material Property Design Data ponemos nuestro fc (para nuestro caso ser 2100000) y damos Ok hasta que se cierre esta ventana.

Seguidamente vemos en nuestro plano en Autocad, la seccin de nuestras columnas para crearlas. Hacemos clic en Define, Section Properties y Frame Sections

En esta ventana hacemos clic en Delete Multiple Properties para borrar todas las secciones que no necesitamos .

De esta forma vamos borrando todas

Luego que se ha borrado todo, en esa ventana damos clic en Add new Property

En Section Shape elegimos Rectangular, y damos clic en la primera imagen donde dice Concrete

Se abrir una ventana en la cual llenaremos con nuestros datos de acuerdo al plano, nuestra primera columna es de 25 cm x 25 cm as que le asignamos ese nombre, el Material es el que ya creamos Concreto210, y luego le damos la dimensin, ya que est en metros ser Depth = 0.25 m y Widht = 0.25 m. luego OK

De esta manera tambin creamos nuestra otra columna de 0.30 x 0.15, hay que tener en cuenta que nuestro eje 2 y eje 3 ( x y y) estn en otra direccin as que nuestra columna debe tener el Depth de 0.15m y el Width de 0.30m

Y la siguiente columna de 0.25 x 0.30m

Luego tenemos una columna circular para dibujarla solo le damos clic a la regin que es un crculo, y en la otra ventana escribimos 0.25 m (dimetro)

Seguidamente hacemos la seccin de las vigas con las dimensiones de acuerdo al plano, el procedimiento es el mismo que para el de una columna excepto que ac si nuestros ejes 2 y 3 estn bien ubicados as que la dibujaremos igual que como esta en el plano, Depth = 0.20m Width = 0.30 m

Ya que esta seccin es una viga hacemos clic en Modify/Show , para de esta manera asignarle la caracterstica de viga

Se abrir esta ventana, en la cual haremos clic en M3 Design Only (Beam) ya que Beam significa Viga , luego OK.

Para la siguiente viga hacemos el mismo procedimiento:

La siguiente:

Y la siguiente:

Y la ultima

Finalmente vemos que estn creadas nuestras secciones ( columnas y vigas)

Como ya terminamos de crear nuestras secciones ahora tenemos que dibujarlas o crearlas de acuerdo al plano. Hacemos clic en el botn de la parte izquierda llamado Quick Draw Columns , con el cual podremos dibujar las columnas.

En la ventana que aparece elegimos la columna con la que trabajaremos

Y hacemos clic en nuestros ejes en donde estarn esas columnas, de esta manera se van dibujando.

Luego utilizamos otra diferente columna y vamos dibujando:

Dibujamos de nuevo unas de 0.25x0.25

Tenemos nuestras columnas dibujadas

Sin embargo tenemos columnas que de acuerdo al plano deberan estar rotadas 90, para lo cual, las seleccionamos

Y hacemos clic en Assign, Frame, Local Axes

En esa ventana escribimos 90, clic OK:

Y vemos que rotaron 90

Luego vamos a dibujar las vigas, vamos al botn Draw Beam (dibujar vigas)

Y seleccionamos la que vamos a trabajar

Y vamos dibujando

Luego que hemos dibujado esas, elegimos otra seccin de viga

Y la siguiente

Luego Seguimos

Finalmente hemos terminado de dibujar nuestras vigas y columnas y podemos verlo en 3D (la vista del lado derecho)

Seguidamente hacemos clic en el botn ALL de la barra de herramientas izquierda, al hacer clic se seleccionar todo nuestro modelo y seguidamente vamos a Assign, Frame, End Length Offsets

Nos saldr este cuadro en donde colocaremos 0.5

Ahora volvemos a hacer clic en el botn ALL (botn en la barra de herramientas izquierda) y vamos a Assign, Joint, Restraints En esta ventana hacemos clic en la figura del nudo

Ya que nuestra base es empotrada tenemos que hacer clic en ese botn que es una flecha hacia abajo, una vez que estemos en la base con el cursos seleccionamos todo y vamos a Assign, Joint, Restraints y hacemos clic en la imagen de empotrado.

Luego vamos a Edit , Edit Stories and Grid Systems, Se abrir esta ventana, en la cual hacemos clic en Modify /Show Story Data Se abrir esta ventana en la cual hacemos clic derecho en el icono saldr unas opciones en las cuales haremos clic en Add Story y Keep Existing Story Heights

Se abrir esta otra ventana en la cual pondremos la altura del piso, en este caso 2.70 m , clic en OK

Y as iremos aadiendo pisos

Y si lo vemos en la vista 3D, se notan ya los pisos

Nos dirigimos a la planta de la azotea, ya que segn nuestro plano de Autocad, hay vigas dibujadas que no existen en la Azotea.

Vamos recortando algunas vigas y columnas (hacemos clic encima de las vigas y columnas y apretamos el botn del teclado SUPR para borrarlas)

Con nuestra Viga de 20x20 vamos dibujando

Ya se dibuj la viga, sin embargo segn nuestro plano, est a 0.55 m ms a la derecha, lo que haremos ser seleccionar la viga, vamos a Edit, Replicate y nos saldr este cuadro, en el cual en dx escribimos 0.55m

Hacemos clic en OK, y se ha movido. Eliminamos la viga que seleccionamos

Seguimos en la Azotea, y nos falta una viga que ira en el eje 2, seleccionamos la viga de 30x20 y la dibujamos:

Tenemos nuestro edificio en vista 3D:

DATO: Siempre es bueno ir guardando nuestro modelo. Para guardarlo vamos a File, Save as, y en la ventana que aparece elegimos donde queremos guardarlo y con un nombre especifico.

Luego vamos a Define, Load Patterns

Se abre esta ventana en la cual pondremos nuestras cargas, la CargaMuerta (Dead) , la carga de Vivienda (live) y la de Techo (live)

Seguidamente para crear la losa vamos a Define, Section Properties, Deck ...

Hacemos clic en Add new y se abrir esta ventana en donde vamos llenando los cuadros con los datos, en el nombre ser Losa Aligerada, en el material buscamos el Concreto210, y los datos de Property Data como se observa en la imagen, luego haremos clic en OK hasta que se cierre la ventana.

Nos ubicamos en PISO1, vamos dibujando las losas por cada tramo con el botn que se observa en la imagen, a la vez seleccionaremos en la ventana que se abre Losa Aligerada ya que esa usaremos.

Para losa de diferentes formas como esa, se dibuja la losa con el botn de la izquierda que esta seleccionado. De igual manera se har para el piso 2,3 y en el caso de azotea as como se observa:

Volvemos al piso 1 y Seleccionamos todo el piso:

Vamos a Joint, Diaphragms, en esa ventana que se abre haremos clic en Modify / show definitions, y en la otra ventana Add new

Escribimos LOSA1 y damos OK hasta que se cierren todas las ventanas

Observamos que todo el primer piso se ha asignado una LOSA1:

Seleccionamos todo el primer piso y vamos a Asign, Shell, Diaphragms Se abrir una ventana en la cual hacemos clic en la LOSA1 que creamos anteriormente y ponemos OK, se observa en la imagen que se volvi a asignar LOSA1 para el primer piso Hacemos el mismo procedimiento para PISO 2 ,PISO3 y AZOTEA, solo cambiamos el nombre de Losa1, a Losa 2, 3 , 4 , dependiendo del piso.Hacemos clic en Define, Mass Source:

Se abrira esta ventana en la cual hacemos clic en la segunda opcion es : From Loads, y vamos agregando segn la norma es 50% de carga viva para esta clase de edificacion asi que agregamos la Carga Muerta 1 , Vivienda = 0.25, Techo= 0.25. y colocamos OK.

Nos ubicamos en el PISO 1 y seleccionamos las losas, vamos a Assign, Shell Loads, Uniform (para asignarles cargas uniformes) Nos saldr esta ventana en la cual seleccionamos la CargaMuerta y le asignamos 150 kgf/m2 de carga ya que por norma son 100 y le agregamos 50 ms para el peso de la tabiqueria, por eso es 150:

Volvemos a seleccionar las losas y le agregamos una carga viva de VIVIENDA de 200 kgf/m2, esto es por norma. Hacemos el mismo procedimiento para el piso 2 y piso 3.

Sin embargo para azotea esta solo tendra de CargaMuerta 100 kgf/m2 ya que no hay pisos encima:

Y una carga de techo de 100 kgf/m2:

Procedemos a colocar los modos de vibracion, por piso son 3 asi que vamos a Define, Modal Cases, en donde nos abre esta ventana a la cual hacemos clic en Modify/ Show Case, para modificar cuantos modos debe tener.

En esta ventana, escribimos 12 modos ya que por piso son 3 y tenemos 4 pisos:

Seguidamente vamos a Analyze, Set Active Degrees of Freedom y hacemos clic en FULL 3D , OK.

Una vez guardado nuestro modelo procedemos a correrlo, es decir hacemos clic en la opcin de la barra de herramientas superior que es: Run Analysis

Una vez que corri nuestro modelo hacemos clic en la opcin Deformed Shape y nos abrir una ventana en la cual hacemos clic en Modal Case y elegimos 1 para ver nuestro primer modo:

Observamos que nuestro primer periodo es de 0.288, y se desplaza en X. El periodo mximo por piso debe salir 0.1 y ya que tenemos 4 pisos el mximo permitido es de 0.4 sin embargo nuestro periodo sali inferior y esta correcto.

Nuestro segundo periodo sali 0.219 y se desplaza en el eje Y:

Una vez que observamos que nuestros periodos estn correctos, desbloqueamos nuestro modelo, para seguir modificndolo:

Luego para hacer el Espectro de Respuesta vamos a nuestro Excel de donde hemos sacado los valores usando los Parmetros Ssmicos de tal forma que C=2.5 (Tp/T) y no puede ser mayor a 2.5, luego Sa=ZUSCg/R, segn norma.

Seguidamente en el Etabs vamos a Define, Functions, Response Spectrum:

En el cual se abrir una ventana, buscamos la opcin USER, ya que el espectro que colocaremos es segn nuestros datos del usuario.

Se abrir una ventana en la cual colocaremos los datos del Excel , para un periodo de 0.01 un valor de 2.24 y para 0.6 igual.

Seguidamente vamos a Define, Load Cases y se abrir una ventana:

En esta ventana hacemos clic en Add New Case, para aadir uno nuevo:

Vamos llenando con nuestros datos as como se ve en la imagen, hay que tener en cuenta que en Loads Appled, para nuestro sismo en X tenemos que seleccionar U1 ya que esta opcin es para X, tambin debemos seleccionar en Function nuestro espectro que hemos creado, en este caso seleccionamos espectroo, y finalmente un factor de escala de 1 ya que no necesitamos multiplicarlo con algo ms. Finalmente verificar que nuestra combinacin modal es de CQC, y la de Directional Combination Type es de SRSS:

De la misma manera para el Sismo en Y, hay que darnos cuenta que escogeremos U2 ya que el desplazamiento es en Y.

Para ver como se deforma en ambos sismos asignados vamos a Deformed Shape y elegimos en Load Case: Sismo x o Sismoy, dependiendo del caso.

Y en esta imagen se observa nuestro desplazamiento en sismo X:

Finalmente tenemos que ir a tablas de resultados para lo cual hacemos clic en Display, show tables y en la ventana seleccionamos Analysis: Aparecern las tablas en la parte inferior, para la primera tabla buscamos y hacemos clic en Story Drifts:

Seguidamente se abrir la tabla mostrndonos las distorsiones:

Aca se observan mejor la tabla con los pisos y sus Drifts:

Para lo cual tenemos que copiar estos datos a nuestro Excel, para poder normalizarlo, esto se hace multiplicando las distorsiones en x y y y por 0.75 y por R (dato de norma), y verificar si cumple es decir , que sea menor a 0.007

Ahora para tener el peso de nuestra edificacin debemos ir a Display, Show Tables: Y en las tablas escogemos la opcin de Centers of Mass and Rigidity, para que de esta manera tengamos los datos de la masa por cada piso:

Nos saldr esta tabla con los datos de la masa por piso:

Y estos valores de la tabla debemos copiarlo al Excel de tal forma que para obtener la masa total de la edificacin, sumamos las masas de los 4 pisos y luego este valor lo multiplicamos x la gravedad para obtener el Peso. Obteniendo para este modelo un peso total de 205700.20Tenemos que hallar el valor de nuestro Cortante Esttico (Ve) el cual es igual a Ve= ZUCSP/R.

Seguidamente en las tablas buscamos Story Forces para poder obtener nuestro valor de cortante dinmico:

Nos salen estos valores en la tabla, ya que nosotros queremos hallar el cortante dinmico, obtenemos el valor del PISO 1

Para finalizar, estos valores los copiamos en el Excel y ahora si podemos analizarlo ya que segn la norma nuestro Cortante Dinmico (Vd) debe ser mayor al 90% de nuestro Cortante Esttico (hallado anteriormente) segn la E030, en ambos casos no cumple, es por ello que debemos Escalarlo, es decir conseguir un nmero que multiplicado por el Vd cumpla con la norma.

DISEO SISMORRESISTENTE EN EDIFICACIONESPgina 3