Anlisis de Estructura de Cofiguaracin Mixta: En base a prticos de Concreto Armado en una direccin y Muros de Albailera Confinada con Prticos de Concreto Armado en su direccin Perpendicular - con ETABS Anlisis Lineal Elstico Ssmico por Superposicin Modal Espectral - Versin 9 Como ejemplo prctico e inicial, se busca que el usuario opere y modele estructuras muy comunes a disear ac en Per como lo es Prticos de Concreto Armado y Muros de Albailera Confinada. Esta edificacin trata de un pabelln de uso de enseanza(educacin). Este ejercicio contemplar el modelamiento de Muros de Albailera, y tambin de prticos de concreto armado con secciones de columna no rectangulares, especficamente seccin T. La losa ser aligerada y se modelar con objetos Deck. La edificacin tendr 3 niveles. Esta estructura de pabelln se encuentra ubicado en la ciudad de Tacna (Zona

Ssmica III) y su fundacin es en suelo intermedio categorizado por el cdigo peruano sismorresistente como S2. Su uso es de Pabelln de un instituto de educacin superior.

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Fig1.- Imgenes de la edificacin a modelar Propiedades de los materiales:Concreto Armado fc = 210 kg/cm2 E = 2.E5 kg/cm2 = 2.4 t/m3 Mampostera (slida) fm = 45 kg/cm2 E = 2.E4 kg/cm2 = 1.8 t/m3

Cargas Aplicadas Adicionales a las columnas, vigas y muros: Peso de losas aligeradas (h=20cm) 300 kg/m2 Acabados de piso y techo Cargas vivas(Aulas) Pasadizos Techos 100 kg/m2 300 kg/m2 400 kg/m2 100 kg/m2

Datos para el Anlisis Ssmico: Zona ssmica 3 Categora A (esencial) Perfil de suelo S2 Z = 0.4 U = 1.5 S = 1.2 T0 = 0.6 s Coeficiente de amplificacin ssmica Reduccin de la respuesta C = 2.5 (T1 < 0.4 s) R = 3 (transversal, mampostera) R = 8 (longitudinal, prticos)

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Para iniciar el programa: 1. Haga doble click en el icono de ETABS en el escritorio o busque la carpeta donde se instal el programa y haga click en ETABS.exe. 2. En la lista desplegable de la esquina inferior derecha seleccione las unidades Tonm 3. Si fuera necesario modificar la barra de herramientas, coloque el ratn sobre el rea gris en la parte superior de la pantalla y haga click con el botn derecho del ratn. Las barras de herramientas no son indispensables, pero simplifican la entrada de datos.

Para iniciar el programa: 4. Haga doble click en el icono de ETABS en el escritorio o busque la carpeta donde se instal el programa y haga click en ETABS.exe.

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Fig2.- Ventana de inicio de programa 5. En la lista desplegable de la esquina inferior derecha seleccione las unidades Tonm

Fig3.-Ventana de definicin de unidades. 6. Si fuera necesario modificar la barra de herramientas, coloque el ratn sobre el rea gris en la parte superior de la pantalla y haga click con el botn derecho del ratn. Las barras de herramientas no son indispensables, pero simplifican la entrada de datos. Ejes de Referencia

Para poder importar las lneas del dibujo DXF, primero se crear lineas grillas que ayuden a esta tarea 7. Men FILE New Model (o botn New Model en la barra de herramientas) 8. En el formulario New Model Initialization indique NO

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Fig4.- New Model Initialization 9. En el formulario Building Plan Grid System and Story Data Definition: No se requiere modificar las unidades que se indican al centro, hacia el lado derecho. Estando marcado el botn Uniform Grid Spacing: Number Lines in X Direction = 9 Number Lines in Y Direction = 2 Spacing in X Direction = 3.8 Spacing in Y Direction = 5.8

En el cuadro Story Dimensions verifique que est marcado Simple Story Data y luego: Number of Stories = 3 Typical Story Height = 2.50 Bottom Story Height = 2.70

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Fig5.-Definicin de la grilla Marque la opcin Custom Story Data y haga click en Edit Story Data. Luego haga clic en Spacing En la lista inferior (Y Gris Data) cambie el valor de 5.8 por 1.8 ( en la primera linea casilla1). Luego clic en OK.

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Fig6.- Modificacin de la grilla para el modelo En el cuadro Story Data no se requieren cambios. . Cierre el formulario Building Plan haciendo click en OK Se abren dos ventanas, una con una vista tridimensional y otra plana. Para poner en foco una ventana haga click en cualquier lugar de la ventana. Use los botones XY, XZ, YZ y 3D, as como aquellos con una flecha hacia arriba o hacia abajo, para cambiar la vista. 10. Men File Save As ... Seleccione la carpeta donde guardar su trabajo. Escriba el nombre del trabajo (sin extensin) y haga click en Guardar. Materiales 11. Men DEFINE Material Properties 12. En el cuadro Define Materials haga click en Add New Material. 13. Escriba en Material Name CONC2107

14. En el cuadro Material Property Data indique (todas las unidades son toneladas y metros): Mass per unit Volume = 0.240 Weight per unit Volume = 2.40 Modulus of Elasticity = 2.E6 Poissons ratio = 0.20 Coeff of thermal expansion = 1.E-5 Reinforcing yield stress = 42000 Concrete strength = 2100 Shear steel yield stress = 28000 En el cuadro Color escoja un gris claro. OK.

Fig7.- Cuadro de propiedad del material CONC210 15. En el cuadro Define Materials haga click en Add New Material 16. En el cuadro Material Property Data indique (t,m): Material Name: ALBA8

Type of Design: None Mass per unit Volume = 0.18 Weight per unit Volume = 1.80 Modulus of Elasticity = 2E5 Poissons ratio = 0.25 Coeff of thermal expansion = 1.E-5 Type of Design: None En el cuadro color escoja un color rojo. OK.

Fig8.- Cuadro de propiedad del material ALBA

17. Haga nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Materials. 18. Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette).

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Secciones de Elementos Lineales 19. Men DEFINE Frame Sections.

Fig 9.- Direccin de Frame Sections 20. En la segunda lista desplegable del cuadro Define Frame Sections escoja Add Rectangular:

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Fig 10.- Ventana Define Frame Properties

21. En el cuadro Rectangular Section: Modifique el nombre de la seccin a V30x70 Despliegue la lista de materiales y seleccione CONC210 Depth(t3) = 0.70 Width(t2) = 0.30 Haga click en Reinforcement Marque Beam y OK OK (regresa al cuadro Define Frame Sections)

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Fig 11.- Definicin la seccin del Frame V35x70

22. Puede borrar todas las otras secciones, seleccionndolas con ayuda de la tecla Shift (maysculas) y luego haciendo click en Delete Property. 23. Agregue en forma similar las secciones rectangulares V35x70 y V25x20 y V35x40 24. En la segunda lista desplegable escoja Add Rectangular: 25. En el cuadro Rectangular Section: Modifique el nombre de la seccin a C30x60 Despliegue la lista de materiales y seleccione CONC210. Depth = 0.60 Width = 0.30 Haga click en Reinforcement Marque Column y OK OK (regresa al cuadro Define Frame Sections) 26. Repita para definir las seccin C30x90 27. En la segunda lista desplegable seleccione Add Tee.

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Fig 12.- Adicionando seccin T

28. En el cuadro Tee Section: Modifique el nombre de la seccin a T100x55 Despliegue la lista de materiales y seleccione CONC210. Outside stem t3 = 0.55 Outside Flange t2 = 1.00 Flange thickness tf = 0.30 Stem thickness tw = 0.35 Clic en Reinforcement y escoja Column OK (regresa al cuadro Define Frame Sections)

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Fig 13.- Definiendo la seccin T

29. Para la seccin de viga variable con su longitud, ir a Add Nonprismatic, esto en la barra de tipo de seccin. 30. En la ventana desplegable, escriba el nombre VAR40A70 y seleccione: Start Section : V35X40 End Section : V35x70 Length : 0.5 Length Type : Variable EI33 Variation : Linear EI22 Variation : Linear

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Fig 13.1.- Definicin de Viga Acartelada o de seccin variable

31. Al terminar con todas las secciones requeridas, vuelva a hacer OK para cerrar el cuadro Define Frame Sections. 32. Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette). Secciones de Elementos de Area 33. Men DEFINE Wall / Slab / Deck Sections

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Fig 14.- Direccin de Wall/Slab/Deck Sections...

34. En la ventana emergente Define Wall / Slab / Deck Sections borre las secciones SLAB1 y PLANK1 haciendo clic en el botn Delete Section. 35. Seleccionar WALL1 y hacer click en Modify/Show Section En el cuadro Wall/Slab Section: Modifique el nombre a MURO25 En la lista desplegable escoja el material ALBA. En las casillas correspondientes a Thickness, escriba el espesor del muro: 0.25, tanto en el cuadro Membrane como en Bending. Clic en OK.

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Fig 15.- Propiedades geomtricas y de material de la seccin MURO25 36. Para la losa aligerada, se crear la seccin ALIG20 con la ayuda del tipo de objerto area Deck. Seleccionar DECK1 y hacer click en Modify/Show Section cuadro Wall/Slab Section: Modifique el nombre a ALIG20 Marque la opcin Filled Deck. En la lista desplegable escoja el material CONC210. Slab Depth (tc) = 0.05 Deck Depth (hr) = 0.15 Rib Width (wr) = 0.10 Rib Spacing (Sr) =0.40 Unit Weight/Area = 0.09. Esto es el peso de los ladrillos del aligerado. Ignore el cuadro Composite Deck Studs OK (regresa a la ventana Define Wall / Slab / Deck Sections) En el

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El objeto Deck distribuye las cargas en dos direcciones, de forma semejante de cmo se considera reparte las cargas la losa aligerada.

Fig 16.- Propiedades geomtricas y de material de la seccin ALIG20

Otra forma de definir el aligerado es con la opcin Deck pero en Solid Slab, esto, con un espesor equivalente al peso de seccin, para esta ocasin hubiera sido (considerando 2.4t/m3 la densidad del concreto y 0.30t/m2 el peso por unidad de area del aligerado de h=0.20cm) e=2.4/0.30= 0.125cm

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Fig 17.- Propiedades geomtricas y de material de la seccin ALIG20, con la opcin Solid Slab

37. Haga clic en OK 38. Guarde el file haciendo clic en el icono con forma de disquete. Dibujo de los Objetos Lneas (Frames) 39. Ubiquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su defecto Menu View Set Plan View y escoja el nivel 1(STORY1). En la parte inferior derecha, despliegue la lista donde se indica el modo One Story, cambielo por All Stories

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Fig 18.- Set Plan View...

40. Haga click en el botn Create Columns in Region or at Clicks (un perfil W de color celeste con punto rojo al centro) o en su defecto Men DRAW - Draw Line Objects Create Columns in Region or at Clicks.

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Fig 19.- Create Columns in Region or at Clicks (Plan) 41. En la ventana Properties of Objects escoja la seccin C30x90; luego haga click en las posiciones C2, C3, E2, E3, G2 y G3. 42. En la ventana Properties of Objects escoja C30x60 y haga click en las posiciones A2, A3, I2 e I3.

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Fig 20.- Creando las columnas C30X60 43. Escoja T100x50, Angle 90 y haga click en B3, D3, F3 y H3. 44. Nuevamente T100x50, Angle -90 y haga click en B2, D2, F2 y H2.

Fig 21.- Properties of Object para columna T100x55 Si desea mover o cambiar de direccin el eje local de un objeto lnea ya dibujado, girando la linea respecto a su eje local1; primero seleccione dicho objeto linea o frame y Menu Assign Local Axes y en al ventana emergente cambie de ngulo (la casilla Angle corresponde al angulo de giro de al seccin respecto a su posicin original) en cambio Rotate by Angle gira respecto a su ultima posicin.

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Fig 22.- Axis Orientation : Menu Assign Local Axes 45. Para poder ver el dibujo sin asignaciones o subttulos en los objetos haga clic en el icono de Show Underformed Shape esto, para actualizar los cambios en dicha ventana. 46. Cambie la modalidad de dibujo haciendo click en el botn Create Lines in Region or at Clicks (botn sobre el anteriormente usado) o use el men DRAW - Draw Line Objects - Create Lines in Region or at Clicks. 47. Escoja la seccin V35x70 y haga click sobre las lneas de retcula en los ejes 2 y 3, esto en todos los ejes (desde el A hasta el I). 48. De forma semejante haga click sobre las lneas de retcula en los ejes 1 y 2, esto en todos los ejes (desde el A hasta el I) pero para la seccin VAR40A70. Para salir clic en Esc. Tambien pudo crear de forma semejante al paso 47, vigas V35x70 en los ejes 1 y 2, y luego seleccionando estas vigas recien creadas y cambiandole de seccin en Menu Assign Frame/Line Frame Section y escogiendo VAR40A70. 49. Repta el paso 44, cambie la seccin a V30x70 y con el Mouse con click izquierdo apretado, barra de izquierda a derecha el eje 3 en todas sus intersecciones con los ejes literarios. (de la A a la I), luego lo mismo para el eje 2 y finalmente para el eje 1

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Fig 23.- Dibujo de las vigas V30x70 50. Seleccione las vigas entre los ejes 2 y 3 en los ejes A, C, E, G, H e I (donde se encuentran los muros) Luego Menu Assign Frame/Line - Frame Sections... y escoja la viga V25x20, luego OK 51. Repita el paso anterior, pero antes seleccionando las vigas a lo largo del eje 1. Puede ir directamente al icono Assign Frame Sections en la barra Menu. 52. Aparecer los nombres de las nuevos Labels de las vigas, si le dificulta la visibilidad para el dibujo del modelo haga clic en el icono de Show Underformed Shape esto, para actualizar los cambios en dicha ventana. Apoyos 53. En la ventana de la izquierda cambie el modo Similar Stories por One Story. 54. Dirjase al nivel BASE (base del primer nivel) 55. Seleccione todos los objetos y borrelos con la tecla Delete.

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56. Selecciones los nudos en BASE, pudiendo usar la opcin Get Previous Selection en la barra izquierda de la pantalla y luego Menu Assign Join/Point Restrain y seleccione la opcion de perfecto empotramiento

Fig 24.- Opcin Restrain

Fig 25.- Restringiendo los desplazamientos y los giros en los tres ejes (empotramiento)

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57. Clic en OK 58. Guardar el File. Agregando Losas 59. Verifique que est en modo All Story y ubquese en la vista en planta corresponde al nivel 1(STORY1) 60. Haga click en el botn Create Areas at Clicks (un cuadro celeste con punto rojo al centro) o bien men DRAW - Draw Area Objects - Create Areas at Clicks.

Fig 26.- Comando Create Areas At Clic (Plan, Elev) 61. En la ventana Properties of Objects seleccionar ALIG20 62. Haga click en los 16 paos correspondientes a todas las losas del nivel 1

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Fig 27.- Dibujando las losas del aligerado. Tambien pudo dibujar las losas con el mismo comando pero barriendo con clic izquierdo presionado de izquierda a derecha. 63. Salga de esta modalidad de dibujo con la tecla ESC. 64. Vaya a la ventana de la derecha y onga en foco la ventana con la vista 3D si es que no lo est y haga click en el botn para refrescar la ventana (un lpiz amarillo sobre fondo gris). 65. En la ventana de la izquierda cambie el modo Similar Stories por One Story. 66. Dirjase al nivel BASE (base del primer nivel) 67. Seleccione todos los objetos y borrelos con la tecla Delete. 68. Guarde el file. Agregando Muros 69. Ubquese en la vista en planta STORY1. Verifique que est en modo All Stories

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70. Haga click en el botn Create Walls in Region or at Clicks (barra horizontal celeste con punto rojo al centro) o use el Men DRAW - Draw Area Objects - Create Walls in Region or at Clicks.

Fig 28.- Create Walls in Region or at Clic (Plan)

71. En la ventana Properties of Objects seleccionar MURO25 72. Haga click en los ejes A, C, E, G e I, entre los ejes 2 y 3.

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Fig 29.- Dibujo de los muros 73. Presione la tecla ESC. 74. Seleccione cada uno de los elementos de muro recientemente agregados. Puede hacerse con men SELECT - by Area Object Type - Wall - OK. La seleccin se evidencia por rectngulos con lneas segmentadas.

Fig 30.- Seleccin de los muros

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75. Men EDIT - Mesh Areas 76. En el cuadro Mesh Selected Areas: Mesh Quads/Triangles into 4 by 2

Fig 31.- Cuadro de division (Mesh) de las areas seleccionadas. Los muros sern divididos en 8 partes, 4 columnas de 2 pedazos por nivel y por muro, esto, para definir una columna de confinamiento en medio de los ejes 2 y 3 en los muros, y tambien y muy importante para tener mejor precisin en el clculo de respuestas de esfuerzos en los muros de albailera. 77. Clic en OK 78. Seleccionar todo con el botn ALL que se encuentra en la barra izquierda de la pantalla, en su defecto Menu Select All. 79. Men EDIT - Divide Lines 80. En el cuadro Divide Selected Lines, marcar la opcin Break at intersections with selected Lines and Points - OK. Las vigas y columnas quedarn divididas en forma consistente con los muros.

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Fig 32.- Divide Select Lines Los objetos lineas son divididos en varios pedazos para que tenga una adecuada conectividad con los muros divididos. 81. Ponga en foco la ventana con la vista 3D 82. En la ventana Set Building View Options (icono Check en la barra de Menu o en su defecto Menu View - Set Building View Options: En el cuadro View by Colors of marque Objects En el cuadro Special Effects marque Extrusion. OK

Fig 33.- Set Building View Options31

83. Puede girar la vista en 3D con el icono Rotate 3D o en su defecto Menu View Set 3D View y en ventana escriba los ngulos de giro para cada plano.

Fig 34.-Vista en 3D de la edificacin

84. Puede girar la vista en 3D con el icono Rotate 3D o en su defecto Menu View Set 3D View y en ventana escriba los ngulos de giro para cada plano. 85. Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette). Declaracin de Sistemas de Carga Estticos 86. Men DEFINE Static Load Cases 87. En el cuadro Define Static Load Cases: Seleccione DEAD y cmbielo por D. Mantenga el tipo DEAD y 1 en Self Weight Multiplier Haga click en Modify Load Seleccione LIVE y cmbielo por L1 (L1 ser la carga para las aulas)32

Mantenga el tipo LIVE y 0 en Self Weight Multiplier Haga click en Modify Load Escriba L2 en lugar de L1 (L2 ser la carga para los pasadizos) Haga click en Add new Load Escriba L3 en lugar de L2 (L3 ser la carga para la azotea) Haga click en Add new Load OK

Fig 5-Creacin de los casos de carga esttica.

88. Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette). Acciones de Sismo 89. Men DEFINE Response Spectrum Functions 90. En el cuadro Define Response Spectrum Functions, escoja Add User Spectrum.

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Fig 36-Define Response Spectrum Funtions 91. En el nuevo cuadro: Indique NTE030X (o cualquier otro nombre) en Function Name. Escriba en Time y Value los pares de valores que definen el espectro de seudo aceleraciones. Despus de ingresar cada par de valores haga click en Add: 0 0.60 El espectro debe darse en m/s2. Sin embargo, podran ingresarse aqu los valores en gs indicndose ms adelante un factor de escala 9.81 OK 2.2073 2.2073

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Fig 37.- Response Spectrum Funtions Definition 92. Repita los pasos anteriores para definir otro espectro NTE030Y - OK Escriba en Time y Value los pares de valores: 0 0.60 ... OK 93. Men DEFINE Response Spectrum Cases 94. En el cuadro Define Response Spectrum presione el botn Add New Spectra. En el cuadro Response Spectrum Case Data:35

5.886 5.886

Escriba SX en Spectrum Case Name Observe que est seleccionada la opcin de combinacin CQC Para Damping escriba 0.05 (amortiguamiento elstico concreto) Despliegue la lista en el cuadro U1 y seleccione NTE030X Ingrese 1 (u otro factor, segn sea necesario) en la casilla Scale Factor OK

Fig 38.- Response Spectrum Case Data para SX

95. Presione nuevamente el botn Add New Spectra.36

96. En el cuadro Response Spectrum Case Data: Escriba SY en Spectrum Case Name Para Damping escriba 0.07 (amortiguamiento elstico albailera) Despliegue la lista en el cuadro U1 y seleccione el espacio en blanco Despliegue la lista en el cuadro U2 y seleccione NTE030Y Ingrese 1 (u otro factor, segn sea necesario) en la casilla Scale Factor Mantenga los otros datos OK

Fig 39.- Response Spectrum Case Data para SY

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97. Nuevamente OK para cerrar el cuadro Define Response Spectrum. 98. Men - Define - Mass Source.

Fig.40.- Direccin de Mass Source 99. En la ventana Define Mass Source Marque From Loads Haga click en el botn ADD Despliegue la lista Load y escoja L1 A la derecha escriba 0.5 Haga click en el botn Add. Cambie L1 por L2 y nuevamente Add. Cambie L2 por L3, escriba 0.25 en lugar de 0.5, y nuevamente Add. OK

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Fig 41.- Definiendo las Fuentes para las masas

100.

Haga click en el botn Guardar (el que tiene dibujado un diskette).

Combinaciones

Para las combinaciones de carga, y al tener varios paos la edificacin se calcular las fuerzas internas o las respuestas de cada objeto con una variacin de ubicacin de las cargas vivas, siendo este mtodo semejante a las dovelas (intercalamiento de cargas segn piso y ubicacin) 101. 102. 103. 104. Men DEFINE Combinations En el cuadro Define Response Combinations, Click en Add New Combo En el cuadro Response Combination Data: Click en Add New Combo (COMB1) y en el cuadro Load Combination Data:

Desplegar la lista Combination Type y seleccionar Add. Desplegar la lista Case Name y escoger D. En la casilla Scale Factor escribir 1.5. Add.39

Desplegar la lista Case Name y escoger L1. En la casilla Scale Factor escribir 1.8. Add. Desplegar la lista Case Name y escoger L3. Add. OK

Fig 42.- Definiendo COMB1 105. Repita definiendo las restantes combinaciones:

COMB2 = 1.5 D + 1.8 L2 COMB3 = 1.5 D + 1.8 (L1 + L2 + L3) COMB4 = 1.25 (D + L1 + L2 + L3) + SX COMB5 = 1.25 (D + L1 + L2 + L3) + SY COMB6 = 0.9 D + SX COMB7 = 0.9 D + SY 106. Finalmente, Add New Combo y en el cuadro Response Combination Data:

Combination Name: E Desplegar la lista Load Combination Type y seleccionar Envelope

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Desplegar la lista Case Name y escoger COMB1. escribir 1. Add.

En la casilla Scale Factor

Repetir para agregar COMB2 hasta COMB7, siempre con factor 1. OK

Fig 43.- Cuadro de Combinanciones de Carga

107.

Termine la definicin de combinaciones haciendo OK y haga click en el botn

Guardar. Cargas 108. Ubiquese en la ventana izquierda en Plan View. O en su defecto Menu View

Set Plan View y escoja el nivel 1(STORY1). En la parte inferior derecha, despliegue la lista donde se indica el modo One Story, cambielo por All Stories 109. Seleccione las vigas de los ejes 2 y 3. (no importa si para una seleccin mas

rpida tenga que tambien seleccionar las losas, pues se le dar carga a la viga, mas no a la losas o area) 110. Haga click en el botn Assign Frame Distributed Loading (tiene el dibujo de una

viga con cargas) o bien men ASSIGN Frame/Line Loads Distributed.

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Fig 44.- Ubicacin Fame/Lines Loads

111.

En el cuadro Frame Distributed Loads:

Asegrese que se indica D en la casilla Load Case Name. Escoger Gravity en la lista desplegable para Direction. En la casilla Unit Load ingresar 0.378 OK, con lo que se cierra el cuadro y se borra la seleccin.

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Fig 45.- Definicin de la carga de alfeizer (Carga Muerta D)

112.

Repetir para las vigas del eje 1, con la carga 0.324, lo mismo para las vigas

entre los ejes 2 y 1 en el Eje I. 113. Men Select - By Area Object Type - Floor OK

Fig 46.- Tipos de Objetos rea a seleccionar

114. Haga click en el botn Assign Uniform Load (icono en la barra de menu de forma de area con flechas encima) o en su defecto Menu - Assign - Shell/Area Loads Uniform.43

Fig 47.- Ubicacin de Shell/Area Loads - Uniform

115. Verifique que el caso de carga sea D (muerta), luego en la ventana Uniform Surface Loads escribir 0.1 en la casilla Loads. Despus clic en OK.

Fig 48.- Definicin de la carga muerta D uniformemente repartida para las losas

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116. Seleccione las losas entre los ejes 2 y 3. 117. Haga click en el botn Assign Uniform Load o men ASSIGN - Shell/Area Loads Uniform. 118. En la ventana Uniform Surface Loads: En load Case Name escoja L1 (caso de carga para las aulas) Escriba 0.3 en la casilla Loads(segn NTE-020 carga viva para aulas de centros educactivos) Mantenga Gravity en el cuadro Direction. OK. 119. Repita los pasos 113 al 115 para las losas entre los ejes 1 y 2, con caso de carga L2 (caso de carga para los pasadizos, y con carga de 0.4 t/m2(segn NTE-020 carga viva para corredores) 120. Despliegue la lista donde se indica el modo All Story, cambielo por One Story

y ubiquese en la vista en planta del nivel3 (STORY3) 121. Seleccione las vigas de ese nivel y defina como carga para frame Delete (puesto

que en la azotea no se encuentra parapeto o alfeizar alguno. 122. Seleccione las losas del nivel3 (STORY3) 123. Nuevamente haga click en el botn Assign Uniform Load o men ASSIGN Shell/Area Loads - Uniform. 124. En la ventana Uniform Surface Loads: En load Case Name escoja L3 Escriba 0.1 en la casilla Loads( segn NTE-020 carga viva para azoteas) Mantenga Gravity en el cuadro Direction. OK y click en el botn Guardar

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Fig 49.- Definicin de la carga viva para la azotea (L3)

125. Vaya al nivel BASE y repita los pasos 56 y 57 (definiendo apoyo empotrado para la base de los muros divididos)

Asignacin del Diafragma Rgido

126. Para definir el Diafragma Rgido, primero cercirese que ningn punto o join est seleccionado, puede ver la parte inferior izquierda donde indica los cuantos y los tipos de objetos que estn seleccionados. 127. Ponga en foco la ventana Plan View. Verifique que est en modo One Story y

que la vista en planta corresponde al nivel 1.

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128.

Seleccione todos los joins (no importa si selecciona tambin muros y losas) y

vaya a Menu Assign Point/Join Diaphragms

Fig 50.- Ubicacin del comando Diaphragms 129. Haga OK

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Fig 51.- Definicin del Diaphragms

130. Repita el paso 139 pero para el nivel 2 131. Repita el paso 140 pero en esta ocasin antes de OK, de clik en Add New Diaphragm, vera que por defecto aparece el nombre D2 en la casilla Diaphragm, puede ponerle el nombre que desee. Para el ejemplo se dejar D2. Luego OK

Fig 52.- Ventana Diaphragm Data, donde se escribe el nombre del diafragma de un nivel dado.48

132. De forma semejante al paso 142 y 143, haga para los diafragmas rgidos del nivel STORY3 (D3) 133. Click en el botn Guardar Los Diafragmas rgidos en el programa ETABS, es representado por la constante dimensin de las plantas, es decir, la planta podr desplazarse, podr girr, pero la distancia horizontal (en el plano XY) siempre ser constante ante cualquier tipo de carga externa o interna. Si tuvo un error en definir los diafragmas, puede seleccionar en los nudos o plantas donde tuvo el error y en la ventana : Menu Assign Point/Join Diaphragms, escoja la opcion NONE. Con esto el nudo dejar su propiedad de Constrain o Diafragma Rgido.

Opciones de Fuerzas Estticas en Diafragmas Rgidos Para agregar fuerzas horizontales estticas a cada nivel, correspondientes a cualquier evento, ene. Presente caso, evento ssmico, se agregan las cargas mediante la ventana de definicin de casos de carga estticos. Para esto, vaya a Menu Define Static Load Cases y en la ventana emergente, semejante al paso 87 escriba SESTX, como caso de caga(Type) QUAKE, y para Auto Lateral Load, elija User Loads, de igual manera para SESTY.

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Fig 53.- Definicin de los casos de carga estticos para sismo con fuerzas estticas

Luego Clik en Modify Lateral Load y agregue las fuerzas horizontales estticas correspondientes a las fuerzas de Sismo, esto para el anlisis ssmico esttico. Puede agregar dems fuerzas en Y o momentos en el Eje Z, as mismo como las coordenadas de las fuerzas agregadas, pero tambin si lo desea, el programa aplica automticamente las fuerzas ingresadas para el centro de masas que tambin calcular, esto haciendo click en Apply at Center of Mass, y adicionalmente aplicar las fuerzas a un % de excentricidad respecto a dicho centro por varios motivos, en el presente y tambin estipulado en el cdigo peruano sismorresistente, la excentricidad accidental.(5%). De forma semejante para SESTY, se agrega las fuerzas laterales estticas (en este caso ssmicas), y con clic en Apply at Center of Mass.

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Fig 54.- Ingreso de datos para las fuerzas para el caso de sismo esttico en la direccin X aplicado en su centro de masas, fijarse en la casilla inferior con el % de excentricidad accidental

Fig 55.- Ingreso de datos para las fuerzas para el caso de sismo esttico en la direccin Y aplicado en su centro de masas, fijarse en la casilla inferior con el % de excentricidad accidental

Opciones de Visualizacin 134. Si por motivos de impresin o visualizacin desea cambiar los colores de la

pantalla, dirjase a Menu Options Colors Display y podr escoger el fondo de las ventanas (background), o los colores de las secciones reas o de las lneas, etc.

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As mismo podr escoger el Nivel de Transparencia (Set Transparency) para los diferentes objetos.

Fig 56.- Ventana de seleccin de colores a ver para los objetos.

135. Si desea usar comandos mas directos, puede ir a icono check en la barra de men (Set View Buildings Options...) o en su defecto Menu View - Set View Buildings Options... y en la columna de la izquierda (View by Colors of...) seleccione la opcin que desee, pudiendo ser B & W Printer, esto para imprimir con colores oscuros la pantalla. 136. Si desea ver alguna propiedad o nombre asignado al modelo estructural, puede repetir el paso 154, ir a Menu View - Set View Buildings Options... y hacer clic en la opcin que desee, para ver el nombre de los muros: Area Label, o sus ejes locales Area Local Axes o su seccin Area Seccion, similarmente las lneas. Tambin puede ver los nombres de los piers haciendo clic en Pier Labels. Puede activar estas opciones al mismo tiempo si lo desea pero puede verse muy52

desordenada la pantalla. Esta opcin no afecta al anlisis de la estructura. Tambien puede escoger ver o no ver la Grilla o planos de referencia, etc.

Fig 57.- Ventana Set Building View Options

137. Si desea ver localmente las propiedades o caracteristicas asignadas a solo un objeto (linea, Area, etc) haga clic derecho en el objeto y aparecer una ventana con tres pestaas, la primera (Location) muestra los puntos con sus coordenadas que forman el objetos, la segunda pestaa (Assigment) muestra las propiedades asignadas como Mesh, Pier, o diafragma rgidos, etc. La tercera casilla (Loads) corresponde a las cargas asignadas. Puede cambiar de unidades para si mejor entendimiento.

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Fig 58.- Informacin de cada objeto con clic derecho encima de cada objeto

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Fig 59.- Ingreso de datos para las fuerzas para el caso de sismo esttico en la direccin X aplicado en su centro de masas, fijarse en la casilla inferior con el % de excentricidad accidental

El dibujo del edificio y su ingreso de datos se encuentra terminado para proceder con el anlisis estructural.

Anlisis 138. Men ANALIZE Set Options 139. Marque la opcin Dynamic Analysis y haga click en Set Dynamic Parameters.

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Fig 60.- Opciones de anlisis en el programa

140. Escriba 9 en number of modes y luego haga OK.

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Fig 61.- Definicin del nmero de modos y del tipo de anlisis, en este caso Eigenvectors.

141. Marque la opcin Include P-Delta y haga click en Set P-Delta Parameters. 142. En la ventana P-Delta Parameters indique 3 en el cuadro iterations, luego haga OK (aceptando lo estndar del programa ) y nuevamente OK.

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Fig 62.- Definicin de los parmetros de para las iteraciones P-Delta

143. Botn Run (es similar a la tecla Play de una grabadora) Run Now

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Fig 63.- Ubicacin del comando Run Analysis

144. Al finalizar: OK. Se muestra la deformada para el sistema de cargas D. Use los botones en la parte inferior derecha para mostrar otros casos.

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Fig 64.- Vista de la deformada a carga DEAD en vista en planta STORY1

145. Botn Display Static Deformed Shape (un prtico con desplazamiento lateral). Alternativa: men DISPLAY Show Deformed Shape 146. En cuadro Deformed Shape (icono en la barra de Menu de forma de prtico deformado) Seleccionar SY Spectra OK. En su defecto Menu Display Show Deformed Shape. En la casilla Scale Factor puede precisar la escala de aumento en visibilidad de la deformada.

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Fig 65.- Ventana de seleccin de vista de deformada

147. Puede girar la vista en 3D con el icono Rotate 3D o en su defecto Menu View Set 3D View y en ventana escriba los ngulos de giro para cada plano.

Fig 66.- Posicionando con ngulos definidos la vista en 3D

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Fig 67.- Vista de la deformada a carga SY Spectra 148. Para leer desplazamientos y giros, hacer click en el join donde se desea leer estas respuestas, y para ejes X, Y, Z leer los resultados

Fig 68.- Ventana de lectura de desplazamientos

149.

Clic en el botn Lateral Drifts y ver las distorsiones resultantes del anlisis por nivel respecto a un eje vertical del nudo selecionado, esto para el control de desplazamiento exigido por el codigo peruano sismorresisntente. No olvidar62

multiplicar por el R usado a estos valores de distorsin para poder compararlos con sus lmites estipulados.

Fig 69.- Ventana de lectura de distorsiones por nivel

150. Haciendo clic en Show Members Forces/Stress Diagram (icono de forma de prtico con sus diagramas de momentos flectores) escoja la opcin

Frame/Pier/Spandrel Forces (prtico con diagrama de momentos flectores). En su defecto Menu - Display - Show Forces/Stresses - Frame/Pier/Spandrel Forces. 151. En el cuadro: Luego Seleccionar COMB3 en lista desplegable Marcar Moment 3-3

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Fig 70.- Ventana donde se indica que respuesta o fuerza interna a leer resultado del anlisis y a una combinacin de carga especfica.

152. Luego Clic en OK 153. Hacer click con el botn derecho sobre cualquier Frame y podr leer el corte en cada Frame (viga o columna) los momentos calculados para esa combinacin de carga. Tambien podr leer las fuerzas cortantes (Shear V2) de respuesta, asi como la data de cargas distribuidas recibidas por la viga a estudiar y en el ltimo recuadro la deformada de las viga, segn ubicaciones relativas respecto a la deformacin globlal de la edificacin o respecto a sus puntos base(nudo I y nujo J)

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Fig 71.- Ventana donde se puede leer diferentes respuestas del anlisis

154. Para limpiar la imagen clik en Show Underformed Shape 155. Para ver grfica de esfuerzos en los objetos rea, ubquese en vista en elevacin, (Set View Elevation) y coloquese en elevacin E, luego en haciendo clic en Show Members Forces/Stress Diagram (icono de forma de prtico con sus diagramas de momentos flectores) escoja la opcin Shell Stress Forces (prtico con diagrama de momentos flectores). En su defecto Menu - Display - Show Forces/Stresses Shell Stress Forces.

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156. Selecciones la SY Spectra y los esfuerzos de corte S12, clik en OK. Si desea ver los grficos de esfuerzo y la deformada de los muros a la carga seleccionada(en este caso SY), clik en Display on Deformed Shape.

Fig 72.- Ventana donde se indica que respuesta o fuerza interna (en este caso esfuerzo de corte S12) a leer resultado del anlisis y a una combinacin de carga especfica.

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Fig 73.- Grfico de esfuerzos de corte S12 para carga SY Spectra

157. Haga clic derecho encima de cualquier rea y ver en una ventana extendida los valores de esfuerzos, y recorriendo el cursor en esa rea, leer sus valores. En el boton Switch Face ver los esfuerzos en la otra cara del rea.

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Fig 74.- Ventana Area Diagram donde se indica el esfuerzo de corte S12 de lectura de resultados

Diseo en Para Elementos de Concreto Armado 158. Defina los parmetros de diseo: Men OPTIONS Preferences Concrete Frame Design Verifique que se usar ACI-318 05, ademas de cambiar las unidades de respuesta unas de mayor comodidad, luego OK

Fig 75.- Parmetros de diseo en concreto armado para el ETABS

159. Para ver una sola ventana en toda la pantalla haga: Men OPTIONS Windows One 160. Men DESIGN Concrete Frame Design - Start Design/Check 161. Cambie unidades a Ton-cm. Refrescar las ventanas.

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Fig 76.- Resultados de diseo para frames en cada elemento, indicando el rea en acero necesario

162. Haga click sobre una viga con el botn derecho del ratn Observar tabla que indica el refuerzo para cada combinacin y para cada estacin o distancia respecto al nudo I de la viga o inicio de viga.

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Fig 77.- Ventana Informacin por estacin del rea de refuerzo

163. Seleccione una combinacin para una seccin - Haga click en el botn Summary Despus de observar los resultados, cierre el cuadro haciendo click en la esquina superior derecha.

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Fig 78.- Ventana de detalles de diseo.

Puede cambiar de unidades en el cuadro superior derecho para su fcil lectura de resultados

164. Haga click en el botn Overwrite Puede Seleccionar o cambiar a tiempo real el material y/o propiedades del frame para dar un refuerzo de inmediato. Esto lo disear con las respuestas de fuerzas locales del anlisis original. Termine con OK

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Fig 79.- Opciones de rediseo (Overwrite)

165. Haga click sobre Combos Seleccione las combinaciones de carga con la que Ud usuario desea o cree conveniente calcular y/o disear, seleccionando estas en la columna izquierda y luego Add>. Para remover combinaciones