Manual Rápido ETABS 9

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

Guía ETABS. Hormigón Armado II

Contenido 0_ Definir el punto como separador decimal. ..........................................................................................................2 Procedimiento para Window 7.............................................................................................................................2 1_ Cambiar unidades. ...............................................................................................................................................2 2 _Abrir un Nuevo Archivo .......................................................................................................................................3 3_Definir Materiales. ................................................................................................................................................4 4_Editar Grilla y Pisos. ..............................................................................................................................................5 Editar Grilla, Vista en Planta. ................................................................................................................................5 Editar Pisos, Vista en Elevación. ...........................................................................................................................6 Agregar Pisos. .......................................................................................................................................................7 5_ Definición de Elementos ......................................................................................................................................8 A)

Vigas y Columnas ..........................................................................................................................................8

B)

Muros y Losas. ..............................................................................................................................................9

6_Dibujo. ............................................................................................................................................................... 10 7_Estados de Carga Estáticos. ............................................................................................................................... 10 8_Asignar cargas distribuidas en losas. ................................................................................................................. 11 9_Definición del Tipo de Apoyo............................................................................................................................. 11 10_Compatibilidad de Deformaciones. ................................................................................................................. 12 A)

Asignar un Diafragma Rígido. .................................................................................................................... 12

B)

Compatibilidad de Deformaciones. ........................................................................................................... 12

11_Subdivisión por Elementos de Análisis. ........................................................................................................... 13 A)

Losas .......................................................................................................................................................... 13

B)

Vigas........................................................................................................................................................... 14

C)

Muros. ....................................................................................................................................................... 14

12_Definición del Espectro. ................................................................................................................................... 15 13_ Definir Direcciones de Análisis del Espectro. ................................................................................................. 16 14_Combinaciones de Cargas................................................................................................................................ 17 15_Masa Sísmica para el Modelo. ......................................................................................................................... 18

0_ Definir el punto como separador decimal. Procedimiento para Window 7. Panel de control > Configuración Reloj, idioma y región > click en Cambiar teclado u otros métodos de entrada > Formatos > Configuración adicional, en la primer pestaña, Símbolo decimal, en el recuadro cambiar la coma por el punto y aceptar.

1_ Cambiar unidades. Se asigna las unidades para trabajar en el modelo. Por lo general se escogen en Toneladas – Metros.

2 _Abrir un Nuevo Archivo File – New Model –> Default.edb.- >Grid Dimensions (Plan) –> Seleccionar Grid Only –>OK.

Grid Dimensions (Plan). Se puede modificar la grilla a través de la plataforma Grid Dimensions, definiendo el número de ejes, el espaciamiento en ambas direcciones, el número de pisos y la altura de entre pisos. También se puede diferenciar la altura del primer piso en casos especiales. Por ahora se deja por defecto y se selecciona Grid Only – OK, más adelante se explica cómo se modifica la grilla tanto en elevación como en planta.

3_Definir Materiales. Propiedades de los materiales – >Define –>CONC -> Modify/Show Material.

Ejemplo: Hormigón de Resistencia H25.  Mass per unit Volume/ Masa por unidad de Volumen, la densidad del hormigón se define como: 2.5 /9.81 [T fuerza/m3/m/s2]  Weight per unit Volume/ Peso por unidad de Volumen o peso específico 2.5 [T fuerza /m3].  Módulo de Elasticidad E=15100*sqr(200)*10 [T/m2] (ETABS posee una calculadora interna).  Poisson para hormigón 0.2, acero 0.3.  Coeff of Thermal Expansion : No se modifica.  Shear Modulus: Se calcula por defecto.  f’c=2000 [T/m2]. Los siguientes parámetros se pueden dejar por defecto si es un modelo para análisis, pero si se utiliza ETABS para diseño se debe especificar la fluencia del refuerzo:  Bending Reinf. Yield Stress, Esfuerzo de fluencia del refuerzo longitudinal, fy=4200[T/m2].  Shear Reinf. Yield Stress, Esfuerzo de fluencia del refuerzo transversal, fy=4200 [T/m2].

4_Editar Grilla y Pisos. Editar Grilla, Vista en Planta. Click Derecho en la pantalla de visualización (Plan View ó 3 D View)->Edit Grid Data -> Modify/Show System.

Se pueden modificar las distancias de forma acumulativa (Ordinates) o mediante el espaciamiento entre ejes (Spacing). También se pueden colocar valores negativos considerando un eje desfasado.

Editar Pisos, Vista en Elevación. Click Derecho en la pantalla de visualización (Plan View ó 3 D View)->Edit Story Data. En la plataforma mostrada se puede cambiar la altura de entre piso de manera particular o dejar una de forma general (si la altura no cambia). Además existe la opción de señalar un piso maestro (Master Story), el cual es de ayuda cuando se deba dibujar los elemento con un formato similar para ciertos pisos o cuando el edificio es simétrico. Se activa seleccionando la opción Simillar Story, haciendo click en el recuadro inferior derecho. Además Se puede tener más de un piso maestro.

También existen las opciones, para el momento de dibujar los elementos, One Story la cual modifica sólo el piso en que se trabaja y All Stories que afecta a los demás niveles.

Agregar Pisos. En el menú superior se ingresa a Edit ->Edit Story Data ->Insert Story.

Donde se coloca la identificación de los pisos siguientes (Story ID), la altura (Story Height) y el número de pisos adicionales (Number of Stories). Indicando en que piso se agregan los siguientes niveles (Insert Above Level). Adicionalmente en la misma sección se pueden eliminar pisos.

5_ Definición de Elementos A) Vigas y Columnas. Para definir una sección rectangular de viga o columna, vamos a Define -> Frame Section -> Click to-> Add Rectangular.

Aparece el recuadro de la siguiente imagen, donde se define el nombre de la sección (Section Name), el material que la constituye (Material), la altura (Depth t3) y el ancho (Width t2). Adicionalmente se puede acceder a las propiedades de la sección en Section Properties y también modificar alguna de las cualidades mediante un coeficiente en Set Modifiers, el cual se puede usar al modificar el área de la sección agrietada o que algún elemento no tenga peso por ejemplo. La opción Reinforcement se utiliza en diseño. Para efectos del curso queda aparte por el momento.

B) Muros y Losas. Al definir un muro o losa en Define -> Wall/Slab/Deck Sections -> Click to-> Add New Wall (Slab o Deck). Aparece la plataforma para definir la sección donde ingresamos el nombre (Section Name), el material (Material) y el espesor (Thickness), indicando el mismo valor para ambos casos, en flexión (Bending) y en corte, como elemento membrana (Membrane).

Para losas y muros se tienen dos tipos de elemento (Type), los que dependen de los grados de libertad a considerar. Los elementos membrana solo tienen grados de libertad en su plano, en cambio los elemento Shell considera además fuera del mismo plano. Por ejemplo para un elemento rectangular (4 nodos), el elemento membrana tiene 3 grados de libertad, en cambio para Shell posee 3 grados por nodo. Para efectos de análisis se considera Shell para losas y muros, al ser más general. También se tiene la opción de modificar los parámetros de la sección con Set Modifiers.

6_Dibujo. Primero para comenzar a dibujar, si el edificio presenta una forma regular en todos sus pisos podemos seleccionar la opción Similar Stories para facilitar el trabajo, de lo contrario se debe seleccionar One Story. La barra de herramientas de dibujo, al lado izquierdo de la pantalla, se compone de los siguientes elementos que se consideran más relevantes para efectos de la tarea: Define vigas a través de dos puntos de la grilla, pero se puede modificar el largo. Define vigas a través de un click entre dos ejes de la grilla. Define columnas a través de un click en un punto de la grilla. Dibuja series de vigas en paralelo. Dibuja losas definiendo todos los puntos de apoyo. Dibuja losas con un click en la región del dibujo. Dibuja muros con dos puntos, variando su longitud. Dibuja muros a través en un click en una sección.

7_Estados de Carga Estáticos. Define-> Static Loads Cases. Se indican las cargas de peso propio (PP) y carga viva (LIVE), sin considerar el peso muerto de cada elemento (DEAD). Para ello en Self Weight Multiplier se coloca cero para la cargas PP y Live, luego Add New Load en cada caso. También se pueden indicar cargas de sismo, viento y otros.

8_Asignar cargas distribuidas en losas. Select ->by Wall/Slab/Deck Sections-> Se indica el elemento de interés, en este caso son todas las losas (También se puede hacer de manera independiente). Luego en Assign -> Shell/Area Loads -> Uniform.

9_Definición del Tipo de Apoyo. Se cambia la vista y se selecciona la base en View -> Set Plan View-> Base (También existe un botón de acceso rápido plan), luego seleccionar todos los puntos de la base. Después en Assign -> Joint/Point -> Restrains (Supports), indicar el tipo de apoyo.

10_Compatibilidad de Deformaciones. Para poder generar una compatibilidad de deformaciones y así transferir las cargas a los elementos verticales se debe realizar lo siguiente: A) Asignar un Diafragma Rígido. En Select -> All->Assign-> Shell/Area -> Diaphragm y se modifica el formato D1. Se modifica el que aparece como D1 en Modify/Show Diaphragm, teniendo la opción de ser rígido (Rigid), para edificios principalmente de muros y semirrígido (Semi Rigid), para construcciones con menos cantidad de muros o conformadas por marcos en su mayoría. Finalmente OK.

B) Compatibilidad de Deformaciones. En Select -> All->Assign-> Shell/Area -> Auto Line Constraint -> Create Line Constraints around.

11_Subdivisión por Elementos de Análisis. A) Losas Select -> All->Assign-> Shell/Area ->Area Object Mesh Options. Al ser las losas definidas de tipo Shell, se deben subdividir en elementos considerando las vigas, los muros y adicionalmente definiendo un subdivisión adicional a una cierta medida. Para ello se marca la opción Auto Mesh Object into Structural Elements, junto con las opciones de Mesh Beams…, Mesh at Wall … y Further Subdivide Auto Mesh with Maximum Elements Size of…, indicando un valor adecuado. Si las losas se hubieran definido como Membrane, no hubiera sido necesario hacer este procedimiento y se deja por defecto. Los muros por el momento no se subdividen, a menos que presenten alguna irregularidad en la altura.

B) Vigas. Primero para indicar el número de puntos donde me muestre resultados en una viga, se realiza el siguiente procedimiento: Select -> All->Assign-> Frame/Line ->Frame Output Stations. Indicando el valor mínimo de puntos en que muestra los resultados del análisis.

Para considerar la subdivisión anterior en cada viga, se debe adecuar el desarrollo del análisis por el elementos como: Select -> All->Assign-> Frame/Line -> Automatic Frame Subdivide-> Auto Mesh at Intermediate Points and Intersecting Lines/Edges-> OK.

C) Muros. Cuando los muros presentan irregularidades en la elevación, tales como cambio en la altura de entre pisos, o algún tipo de sacado o perforación (muros bandera por ejemplo). Se recomienda cambiar la vista a una elevación, seleccionar las áreas de muro a subdividir e ir a Edit->Mesh Areas-> Mesh Quads/ Triangles into: Definir una medida como unidad de subdivisión, la cual debe coincidir con la subdivisión hecha a las losas.

12_Definición del Espectro. Cargar un archivo de tecto, con el registro de aceleraciones obtenido de la norma NCh 433 Of 2009. Define-> Response Spectrum Fuctions-> Choose Function Type to Add->Spectrum from File->Add New Function->Brows (Cargar el archivo .txt) -> Values are: Period vs Value-Display Graph. El Damping se deja en 0.05.

Si el procedimiento se deja hasta este punto, cada vez que se abre el archivo se tendría que repetir y cargar el espectro nuevamente. Para adicionar los datos al archivo del modelo en ETABS, se hace click en Convert to User Defined.

13_ Definir Direcciones de Análisis del Espectro. Vamos a Define-> Response Spectrum Cases->Add New Spectrum. Se indica el nombre de la dirección de análisis en Spectrum Case Name. Ejemplo: SPECTX. Damping: 0.05. Modal Combination: CQC. Directional Combination: SRSS. Input Response Spectra: Dependiendo de la dirección x (U1), y (U2) ó z (UZ), es donde se cargara el espectro guardado (Function). Además se debe señalar el factor de escala (Scale Factor), dependiendo si los datos están multiplicados por la aceleración de gravedad es 1, sino 9.81. Finalment en Eccentricity->Ecc. Ratio (All Diaph): 0.05, la excentricidad para considerar la rigidez torsional de acuerdo a normativa.

Dirección X U1.

Dirección Y U2.

14_Combinaciones de Cargas. De acuerdo a la NCH 3171 Of 2010 se definen combinaciones de cargas, las que se agregan de la siguiente forma: Define-> Load Combinations->Add New Combo: Load Combination Name: Combo1, nombre de la combinación. Load Combination Type: ADD, para que sumar las combinaciones de carga modificadas por un factor. Define Combination: Dependiendo del tipo y del caso es el factor a colocar.

Se crean adicionalmente dos casos de carga para los espectros en dirección x e y. De esta manera poder modificar, una vez corrido el programa, las combinaciones de carga con el factor de reducción que establece la NCh 433 a este caso. Después en las otras combinaciones de carga, se llama al caso creado de sismo para ambas direcciones.

15_Masa Sísmica para el Modelo. Se debe considerar, para el modelo estructural, la contribución al sismo de cada masa en el sistema de la siguiente manera: Define->Mass Source->Existen tres opciones: 1) From Self and Specific Mass: Solo considera el peso muerto. No se usa debido a la normativa. 2) From Loads: Se debe especificar de acuerdo a la sección 5.5.1 de la NCh 433, el porcentaje de sobrecarga. Si es de uso habitacional la combinación debe ser: Dead +PP+0.25Live. 3) From Self and Specific Mass and Loads: No se añade el peso muerto debido a que en esta opción lo considera por defecto. Siguiendo el caso anterior la combinación sería: PP+0.25Live.

Ya definiendo lo anterior como base para el análisis, se puede correr el programa.