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UNIVERSIDAD DE LA SERENAFACULTAD DE INGENIERA
DEPARTAMENTO DE INGENIERA EN OBRAS CIVILES
MODELACIN, ANALISIS Y DISEO DE EDIFICIO EN ETABS 2013
CARLOS FELIPE PLAZA PLAZA
Trabajo para la asignaturaAPLICACIN PROGRAMA SAP2000 Y ETABS
Profesor:
Ing. Esteban Marcelo Guajardo Nieto
La Serena, 2013
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Introduccion
Como termino del ciclo del electivo, Aplicaciones SAP2000 y Etabs, presentar a
continuacion el ultimo informe que consta del diseo de una estructura de hormigon
armado que tiene como principal estructuracion un sistema de muros perimetral cuya
particularidad o principal enfasis es la geometria en planta con una rigidez mucho mayor en
la direccion de analisis Y respecto de la otra direccion de analisis.
Cabe tambien mencionar que mostrare en el informe la estructuracion del modelo en
base a la ultima actualizacion del softaware Etabs2013 y que mientras avance el informe,
los detalles que presenta este software y las bondades que posee.
Las imgenes capturadas se realizaron directo del programa por lo tanto se infiere el
orden cronologico del ingreso de datos, por lo tanto, la correcta estructuracion parte de una
secuencia logica de entrada de datos.
La imagen a continuacion es la ventana de inicio del programa que trae por
particularidad un menu de recurso el cual me hace un vinvulo directo con los manuales que
trae por defecto el software(fig.1)
Fig. 1
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Estructuracion Plantas
Se estructuro de tal manera que el modelo pudiese contener lo mas cercano posible
el centro de rigidez al centro de masa para que no tomase demasiado momento torsor en
planta.
Se muestra en las figuras 2, 3 y 4 correspondiente a las plantas 1,2,3 respectiva-
mente.
Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4
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Otra particularidad del software es la pestaa de exploracion(fig.5) que hace mas
accecible la entrada de datos, como tambien el panel de unidades(fig.6).
Fig. 6Fig. 5
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Entrada de Datos
La entrada de datos se hace por el menu Define (fig.7) de la misma manera que se
emplea en el software SAP2000. Desde este item en adelante se asume la entrada de datos
por cada comando desde el menuDefine.
Fig. 7
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Definicion de materiales
Fig. 8
Fig. 9
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Definir elementos Frame
Definir elementos Area
Losas
Fig. 10
Fig. 11
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Muros
Definir Espectros
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
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Definir Masas
Definir Cargas
Fig. 15
Fig. 16
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Casos de Carga
Fig. 17
Fig. 18
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Combinaciones de Carga
Cabe mencionar que las combinaciones adoptadas como PP y SC se refieren
directamente a los estados de carga MUERTA y VIVA respectivamente.
Fig. 19
Fig. 20
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Propiedades de asignacion a elementos SHELL
Piers y Spandrel
Fig. 21
Fig. 22 Fig. 23
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Auto mesh o Malla automatica de elementos finitos para losas
Opcion de Visualizacion
Fig. 24
Fig. 25
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Asignacion de Diafragmas Rigidos
Fig. 26
Fig. 27
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Asignacion de Piers a Muros
Fig. 28
Fig. 29
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Visualizacion 3D
Fig. 30
Fig. 31
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Resultados
ANALISIS DINAMICO
Propiedad de los materiales
Parmetros ssmicos
Tabla 1
Tabla 2
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Centro de Masas y Centro de Rigidez
TABLE: Centers of Mass and Rigidity
Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM
Cumulative
X
Cumulative
Y XCR YCR
tonf-
s/m
tonf-
s/m m m tonf-s/m tonf-s/m m m
Story1 D1 55,039 55,039 3,418 11,911 55,039 55,039 3,483 15,471
Story2 D2 49,606 49,606 3,519 12,221 49,606 49,606 3,379 18,044
Story3 D3 20,402 20,402 3,978 11,200 20,402 20,402 3,686 19,807
Tabla 3
Fig. 32
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Periodos Modales y Frecuencias
TABLE: Modal Periods and Frequencies
Case Mode Period Frequency Circular Frequency Eigenvaluesec cyc/sec rad/sec rad/sec
Modal 1 0,262 3,816 23,9743 574,7694
Modal 2 0,113 8,827 55,4644 3076,2961
Modal 3 0,103 9,682 60,8327 3700,6167
Modal 4 0,056 17,738 111,4536 12421,9037
Modal 5 0,049 20,378 128,0387 16393,9021
Modal 6 0,048 20,896 131,2951 17238,3942
Modal 7 0,039 25,574 160,6847 25819,5609
Modal 8 0,022 46,253 290,6173 84458,4378
Modal 9 0,018 57,061 358,5274 128541,9123
Tabla 4
Participacin Modal
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Case Mode Period UX UY Sum UX Sum UY RZ Sum RZ
sec
Modal 1 0,262 0 0,0001 0 0,0001 9,694E-07 9,694E-07
Modal 2 0,113 0,622 0,0003 0,622 0,0005 0,1639 0,1639
Modal 3 0,103 0,0011 0,0023 0,6231 0,0028 0,000004336 0,1639
Modal 4 0,056 0,154 0,0075 0,7771 0,0102 0,7183 0,8823
Modal 5 0,049 0,0024 0,0001 0,7795 0,0104 0,0137 0,8959
Modal 6 0,048 0,003 0,9008 0,7825 0,9112 0,0049 0,9008
Modal 7 0,039 0,1513 0,000001737 0,9337 0,9112 0,016 0,9168
Modal 8 0,022 0,0647 0,0018 0,9985 0,913 0,0043 0,9211
Modal 9 0,018 0,001 0,0851 0,9995 0,9981 0,0001 0,9212
Tabla 5
De la tabla de participacin modal se obtiene los T*x y T*y que son los periodos de
que llevan ms masa modal en la direccin de anlisis y se ajusta al espectro Sa de la
estructura.
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Propiedades Dinmicas
Periodo fundamental en la direccin X (seg) 0.113
Periodo fundamental en la direccin Y (seg) 0,048
Periodo torsional (seg) 0.056
Numero de modos considerados 7
Masa modal fundamental en la direccin X (%) 62,2
Masa modal fundamental en la direccin Y (%) 90.08
Masa modal torsional (%) 71,83
Masa modal total en la direccin X (%) 93,37
Masa modal total en la direccin Y (%) 91,12
Masa modal torsional total (%) 90,08
Tabla 6
Espectro de Diseo
Peso Ssmico (T/m2) 1,45
Factor de reduccin de respuesta (R*x) 3,25
Factor de reduccin de respuesta (R*y) 2,08
Tabla 7
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Diseo Estructural
Por consideracin especial del informe, diseare muros y vigas de Ejes F (fig.33),
Eje 1 (fig.34), Eje 2 (fig.35), Eje 7 (fig.36) y Eje 8 (fig.37) en elevacin ocupando la
metodologa del software y comparando con la teora mediante el mtodo de reduccin de
cargas.
Procedimiento de diseo en Etabs2013
Para elementos Piers
Seleccionar los elementos Pier a disear.
Seleccionar pestaaDesigne.
En tem Shear Wall Designeseleccionar el comandoAsigne Pier Sections luego,
Pinchar la opcin Uniform Reinforcing.
Fig. 33
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Una vez realizado la opcin de diseo de los elementos se procede a elegir
las combinaciones de carga para efecto de diseo. Siguiendo la secuencia en la
figura 34 y figura 35.
Fig. 34
Fig. 35
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Una vez realizada la configuracin para el mtodo de diseo por defecto del
software teniendo presente que la seleccin ejecutada anteriormente es uno de los 3
mtodos que da por opcin segn el cdigo de diseo americano ACI 318-11,
procederemos a ejecutar la pestaa Start Desing/Check (fig.36).
Fig. 36
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Diseo Pier Eje F
Fig. 33
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Diseo Pier Eje 1
Fig. 34
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Diseo Pier Eje 2
Fig. 35
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Diseo Pier Eje 7
Fig. 36
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Diseo Pier Eje 8
Fig. 37
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Diseo de vigas Eje 1
Fig. 38
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Diseo Vigas Eje 7
Fig. 39
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Diseo de Losa
Losa Piso 1
Detailing
Fig. 40
Fig. 41
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Rec= 2 cms
e= 15 cms
< min = 0,002 => As = 2,6 cm2
Fig. 42
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Losa Piso 2
Detailing
Fig. 42
Fig. 43
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Rec.= 2 cms
E= 15 cms.
< min = 0,002 => As = 2,6 cm2
Fig. 44
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Losa Piso 3
Detailing
Fig. 45
Fig. 46
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Rec. = 2 cm.
E= 12 cms.
< min = 0,002 => As = 2 cm2
Fig. 47
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Conclusin
Se puede concluir una vez realizado el informe lo complejo y determinante que
puede ser el mal ingreso de informacin respecto a un modelo estructural debido a lo
sensible que son los datos ya que un nudo no acoplado como debiese puede generar
periodos mayores, como consecuencia no encontrar un periodo propio correcto en la
estructura y por ende no tomar masas modales coherentes al espectro con el que se est
diseando.
Cabe destacar lo importante que es tener tambin un claro concepto de
estructuracin porque de ah depende si el modelo se ajusta a esfuerzos admisibles
tolerables del punto de vista de la economa de la estructura como tambin de esfuerzos.
Otra conclusin importante es la ventaja de manejar software tan poderosos en
funcin del tiempo que requieren los mandante ya que hace mas gil el desempeo del
Ingeniero Estructural no obstante tener presente que el diseo va de la mano con un buen
anlisis del modelo y por ende tener claro los conceptos estructurales como tambin el
dominio de la teora ya que un modelo mal estructurado desde un comienzo el Ingeniero
debe tener la capacidad de darse cuenta como estn solicitados los elementos de tal manera
tenga la capacidad de decisin de sanear la estructura de tal manera que las cargas se
distribuyan de la forma ms directa a la fundacin como tambin no tome muchos
esfuerzos debido a la torsin accidental.
El software como tal es una herramienta til que cualquier Ingeniero por lo tanto no
debe quedarse con los resultados que arroje el programa sino que tambin deber chequear
con sus mtodos mediante clculos manuales la veracidad de los resultados.
Otra conclusin con respecto al modelo es la poca rigidez que careciera respecto un
eje al otro produciendo as mas trabajo en muros debido a la masa que desplazaba en la
direccin corta.
Finalizando se agradece los conocimientos obtenidos durante el curso poniendo en
claro que uno como estudiante no puede quedarse con lo aprendido sino que debe instruirse
a lo largo de la vida profesional citando este dichouno nunca termina de
aprender.siendo autosuficiente en la medida que sea.-
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