247723127 manual-de-modelado-de-edificio-en-etabs-javier-guevara-davila

MODELADO DE EDIFICIO EN ETABS PROGRAMACION DIGITAL APLICADA
UNPRG
Página 1
1) CONSIDERACIONES INICIALES
Fig 1.1.-Estructura a analizar y diseñar
Se analizara la estructura dual tridimensional de concreto armado. El proyecto
consiste en una estructura de 5 niveles cuyas dimensiones geométricas en planta y
elevación se presentan en la fig 1.2 y 1.3.
1.1. Planos estructurales
Se presentan a continuación los esquemas en planta y elevaciones que nos
servirán para el dibujo del modelo.

UNPRG
Página 2

UNPRG
Página 3
Fig 1.2-Vista en planta

UNPRG
Página 4
Fig 1.3-Vista en altura

UNPRG
Página 5
1.2. Datos iniciales
a) Configuración Estructural
Tiene una configuración regular en planta, para evitar irregularidad geométrica
vertical o por discontinuidad en los sistemas resistentes, los elementos
estructurales verticales (columnas y muros estructurales), se modelarán sin cambio
de sección en toda la altura del edificio. Los elementos de accesibilidad vertical,
como escaleras o ascensores, se han tomado en cuenta para el modelo.
b) Sistema Estructural
Se definió como un Sistema Estructural de Concreto Armado Dual (pórticos +
muros estructurales).
c) Materiales de elementos estructurales
-Columnas: Concreto Armado, f’c = 210 Kg/cm2.
-Vigas: Concreto Armado, f’c = 210 Kg/cm2.
-Losas Maciza: Concreto Armado, f’c = 210 Kg/cm2.
-Acero: Grado 60 fy= 4200 Kg/cm2.
d) Sobrecarga de Diseño
-Entrepisos: 200 Kg/m2
-Azoteas: 100 Kg/m2.
e) Cargas Muertas
Piso Terminado de concreto: 0.05 cm x 2000 Kg/m2=100 Kg/m.
Tabiqueria equivalente: 150 Kg/m.
f) Dimensiones de elementos estructurales
-Columna 1 = 0.30 m x 0.30 m
-Columna 2 = 0.30 m x 0.30 m

UNPRG
Página 6
-Columna 3 = 0.30 m x 0.30 m
-Columna 4 = 0.25 x 0.25
-Columna 5 = 0.35 x 0.25
-Vigas 101= 0.30 m x 0.50 m
-Vigas 102= 0.25 m x 0.40 m
-Espesor de Losa Maciza= 0.15 m
-Espesor de Placa o Muro estructural= 0.25 m

UNPRG
Página 7
2) DEFINICIONES
En este parte del manual se estudiará el menú “Define”, que permite crear las diversas
secciones a usar, espesores de losas y muros estructurales, materiales, casos de cargas
espectro de respuesta, combinaciones de carga.
Se inicia el Etabs, y se tendrá acceso a la ventana principal del programa.
Procedemos a crear un nuevo modelo, usamos “New_Model”, o la combinación de teclas
“Ctrl+N”.
Luego, se cargará el cuadro de diálogo “Model Initialization”, que nos servirá para generar
y definir la grilla en tres dimensiones para usar en el dibujo del modelo.

UNPRG
Página 8
Elegimos la opción ¨Use Built- in Settings With¨ y en el Display de units escogemos la
opción Metric SI, para que las unidades sean las del Sistema Internacional de Unidades, y
hacemos click en OK.
2.1. EJES Y NIVELES
“Grid Dimensions (Plan)”
En la dirección “X” y “Y” tenemos ocho y nueve ejes respectivamente, estos valores los
ingresamos en “Number Line X Direction” y “Number Line Y Direction”. El espaciamiento
en ambas direcciones los dejamos en siete y ocho respectivamenet, luego podemos editar
a sus respectivas distancias. Luego seleccionamos “Custom Grid Spacing”.
“Story Dimensions”
El número de niveles lo especificamos en “Number of Stories”, en nuestro caso seis. En
“Typical Story Height” ingresamos el valor de tres, que es la altura que más presenta en

UNPRG
Página 9
los niveles superiores. En “Bottom Story Height” escribimos el valor de la altura del primer
nivel. Luego seleccionamos “Custom Story data”.
El siguiente paso será editar los ejes en las direcciones “X” y “Y”, o como denominaremos
la grilla del modelo. Hacemos click en “Edit Grid”, para poder editar las distancias de los
ejes, el que lo haremos en el cuadro de diálogo “Define Grid Data”. Al lado derecho en
“Displays Grid as” tenemos dos opciones para editar las separaciones entre ejes.
Por defecto las distancias se presentan acumuladas (opción “Ordinates”), pero más
conveniente es trabajar con las distancias entre ejes, tal como se nos presentan en los
planos, por lo que seleccionamos la opción “Spacing”.
Ingresamos las distancias entre ejes en las direcciones “X” y “Y”. Con las diferentes
opciones para los ejes, podemos indicar al programa que se nos oculten, su ubicación sea
a la derecha o izquierda o arriba o abajo, si deseamos que se consideren como ejes
secundarios, y también los nombres de cada eje. Una vez realizados los cambios hacemos
click en el botón OK para aceptar los cambios.

UNPRG
Página 10
Se editan las alturas de los niveles haciendo click en el botón “Edit Story Data”. Se
ingresan los valores correctos y se hace click en OK para aceptar los cambios realizados.
Que un nivel se seleccione con “YES” en la columna “Master Story” quiere decir que los
elementos que dibujemos en el nivel, se copien o borren automáticamente en los niveles
que tengan seleccionado dicho nivel en la columna “Similar To”.
Volviendo al cuadro “New Model Quick Templates”, seleccionamos el botón “Grid Only”.
Las otras opciones en “Add Structural Objects” nos permiten crear modelos automáticos
para otros sistemas estructurales. Se hace click en , y el programa nos presentará en la
pantalla principal el dibujo de la grilla en planta y en 3D.

UNPRG
Página 11
Cerramos la ventana ¨Model Explorer¨ haciendo clic en el botón X, por no ser de mucha
utilidad en estos primeros pasos del modelamiento del edificio.

UNPRG
Página 12
Configuramos las unidades para que estén en aquellas que nos parezcan más fáciles de
trabajar, aparte de ser las más comunes al momento de establecer las diferentes
propiedades y dimensiones de los materiales y elementos estructurales que utilizaremos.
Hacemos click en ¨Units¨ (parte inferior-derecha de la pantalla de trabajo) y elegimos la
opción ¨Consistent Units¨
En el cuadro de ¨Consistent Units¨ cambiamos las unidades como se muestra a
continuación.
2.2. Materiales
El Etabs trae por defecto materiales de acuerdo a sus módulos de diseño, se pueden
configurar otros materiales conociendo sus propiedades.
Para configurar un material ingresamos por el menú “Define/Materials Properties”.
En el cuadro “Define Materials” hacemos click en el botón “Add New Material” para
agregar como material un concreto que tenga como propiedad una resistencia a la
compresión igual de 210 Kg/cm2.

UNPRG
Página 13
En la ventana “Add New Material Property” configuramos las opciones como se muestra
en la imagen siguiente
Las propiedades que se necesitan modificar para configurar un nuevo material para el
modelo con el que estamos trabajamos, tendrá las siguientes propiedades:

UNPRG
Página 14
En el cuadro de ¨Modify / Show Material Property Design Data¨ hacemos click y
cambiamos el Specified Concrete Compressive Strengt, fc a 2100 ton/m2, la cual es
nuestra resistencia de 210 kg/cm2.Hacemos click en OK.
En la ventana ¨Material Property¨ hacemos click, con lo que guardamos nuestro material.
Para el material Acero grado 60 seguimos los msmos pasos, los cuales resumiré con las
siguientes imágenes:

UNPRG
Página 15
Hacemos click en OK y el material queda guardado.

UNPRG
Página 16
2.3. Secciones para columnas y vigas
Una vez que se ha definido un nuevo material, procedemos a definir las secciones que
usaremos en el modelo, como son las columnas y las vigas. El Etabs nos permite definir
estos elementos con objetos “Frame”.
En el modelo a dibujar tenemos 3 tipos de columnas, procederemos a definir la columna
C1. Ingresamos por el menú “Define/Section Properties/Frame Sections”, una vez en el
cuadro “Frame Properties” en la sección “Click To”, y hacemos click en Add New
Properties.
En la ventana ¨Frame Property Shape Type¨, vamos al cuadro Section Shape y elegimos la
opción concrete rectangular.
Elegimos la opción marcada con rojo y automáticamente se nos abrirá el formulario para
definir una nueva sección rectangular. Se debe de elegir como material el que hemos

UNPRG
Página 17
definido en el paso previo, una vez introducidas las dimensiones de la columna C1 (0.30 m
x 0.30 m), hacemos click en el botón ¨Modify/Show rebar¨
Cuando tengamos el cuadro de diálogo “Reinforcement Data”, verificamos que en “Design
Type” esté seleccionado “Column”, que la configuración del refuerzo sea rectangular
(“Configuration of Reinforcement”), de elegir una configuración del refuerzo en forma
circular la opción de estribos en espiral se activa, en “Cover to Rebar Center” ingresamos
el valor del recubrimiento (en este modelo 5 cm), en “Check/Design” se nos pide indicar si
queremos que el programa nos diseñe la sección o que nos revise una configuración dada.
Una vez realizados los cambios hacemos click en el botón, para volver al cuadro de diálogo
anterior.

UNPRG
Página 18
Nuevamente click en el botón y habremos finalizado con la creación de la columna C1.
De igual manera se procede con la creación de las columnas C2 y C3.
Para el caso de las vigas, se tendrán dos tipos.
La viga V101 tendrá una sección 0.30 m x 0.50 m, y la usaremos en la dirección “X”; la viga
V102 la usaremos en la dirección “Y” y tendrá como dimensiones 0.25 m x 0.40 m.
Para crear los dos tipos de secciones para las vigas se procede de manera similar a cómo
se hizo con las columnas. La variación está en que cuando se tenga que definir los datos y
forma del refuerzo, haciendo click en ¨Modify/Show rebar¨, en “Design Type” debemos de
seleccionar “Beam”, veremos que al cambiar a un diseño de sección como viga, el cuadro
también cambia. En “Concrete Cover to Rebar Center” ingresamos los valores del
recubrimiento, 6 cm. Haciendo click en, aceptamos el cambio de tipo de diseño de la
sección.

UNPRG
Página 19
Veremos que cuando se define una viga, el programa no asigna las varillas de refuerzo
como en el caso de las columnas. Nuevamente click en y habremos definido la sección V1.
De la misma manera se procede con la viga V102. Cuando se tengan los 2 tipos de
secciones definidas, hacemos click en, para aceptar y salir del cuadro “Frame Properies”.
2.4. Sección para losa maciza
Definiremos para la losa maciza una sección con espesor de 0.15m.
Por el menú “Define/Section Properties/SlabSection” ingresamos al formulario para
definir los elementos, que estarán formados por elementos finitos tridimensionales tipo
Shell. En el cuadro “Slab Properties”, en la sección “Click to” elegimos “Add New
Property”. En las propiedades del cuadro “Wall/Slab Property Data elegimos en material el
concreto que hemos definido anteriormente, en la sección “Modeling type” ingresamos
tanto para “Shell-Thin. Haciendo click en OK habremos definido la sección a usar en la losa
maciza.

UNPRG
Página 20
Cuando se tenga la seccion hacemos click en OK para cerrar el cuadro “Slab Properties” y
volver a la pantalla principal del Etabs.
2.5. Sección para muros estructurales
Definiremos para el muro estructural una sección con espesor de 0.25m.
Por el menú “Define/Section Properties/Wall Section” ingresamos al formulario para
definir los elementos, que estarán formados por elementos finitos tridimensionales tipo
Shell. En el cuadro “Wall Properties”, en la sección “Click to” elegimos “Add New
Property”. En las propiedades del cuadro “Wall/Slab Property Data elegimos en material el
concreto que hemos definido anteriormente, en la sección “Modeling type” ingresamos
tanto para “Shell-Thin. Haciendo click en OK habremos definido la sección a usar en la losa
maciza.
Cuando se tenga la seccion hacemos click en OK
para cerrar el cuadro “Wall Properties” y volver a la pantalla principal del Etabs.

UNPRG
Página 21
3) DIBUJO DEL MODELO DE EDIFICIO
El dibujo del edificio en ETABS puede ser variado, debido a la gran diversidad de opciones
y botones que brinda el programa, de las cuales propondré el siguiente procedimiento, a
continuación.
3.1. Dibujo de columnas
Antes que todo vamos al botón ¨One Story¨ y cambiamos esa opción a ¨Similar Stories¨
para que las secciones que dibujemos se realicen en todos los pisos que tengamos, a
excepción de la base que sirve para la cimentación.
Vamos al menú ¨Draw/Draw Beam /Colum/Brace Objects/Quick Draw Colums¨.
Del cuadro ¨Properties of Object¨, en la sección ¨Property¨ elegimos nuestra sección COL
1.

UNPRG
Página 22
Para dibujar a sección COL 1 vamos a la primera ventana de trabajo del ETABS (Plan View)
y hacemos click en el nodo 8A y el programa dibujara la COL 1 en el centro del nodo.
Realizamos el mismo procedimiento para el resto de columnas 1, quedando el modelo de
la siguiente forma.

UNPRG
Página 23
Hacemos el mismo procedimiento para el resto de columnas cambiando del cuadro
¨Properties of Object¨, en la sección ¨Property¨ la sección COL 2 y luego COL 3, quedando
el modelo de la siguiente manera.

UNPRG
Página 24
Para ver los elementos dibujados en 3d, vamos al icono Set Display Option ,
cambiamos la opción View by colors of a Section Properties, marcamos las opciones
Extrude Frames y Extrude Shells, y damos Apply, quedando el modelo de la siguiente
manera.

UNPRG
Página 25
3.2. Dibujo de vigas
Vamos al menú ¨Draw/Draw Beam /Colum/Brace Objects/Draw Beams/Colums/Brace¨
Del cuadro ¨Properties of Object¨, en la sección ¨Property¨ elegimos nuestra sección VIG
101.

UNPRG
Página 26
Para dibujar a sección VIG 101 vamos a la primera ventana de trabajo del ETABS (Plan
View) y hacemos click en el nodo 8A y luego en el nodo 8E, así el programa dibujara la VIG
101, tomando como limites los dos nodos mencionados.
Realizamos el mismo procedimiento para el resto de VIGAS 101, quedando el modelo de
la siguiente forma.

UNPRG
Página 27
Hacemos el mismo procedimiento para el resto de vigas cambiando del cuadro ¨Properties
of Object¨, en la sección ¨Property¨ la sección VIGA 102, quedando el modelo de la
siguiente manera.
3.3. Dibujo de losas
Vamos al menú ¨Draw/Draw Floor/Wall Objects /Draw Rectangular Floor ¨

UNPRG
Página 28
Del cuadro ¨Properties of Object¨, en la sección ¨Property¨ elegimos nuestra sección LOSA
15.
Para dibujar la sección LOSA 15 vamos a la primera ventana de trabajo del ETABS (Plan
View) y hacemos click en el nodo 8A y luego en el nodo 7E, así el programa dibujara la
LOSA 15, tomando como limites los dos nodos mencionados.
Realizamos el mismo procedimiento para el resto de LOSA 15, quedando el modelo de la
siguiente forma.

UNPRG
Página 29
Agregamos al 5to piso la losa entre los ejes 32 y DF los cuales confinan los muros
estructurales del ascensor.

UNPRG
Página 30
3.4. Dibujo de muros estructurales
Vamos al menú ¨Draw/Draw Floor/Wall Objects /Draw Walls(Plan)¨
Del cuadro ¨Properties of Object¨, en la sección ¨Property¨ elegimos nuestra sección
MURO 25.
Para dibujar la sección LOSA 15 vamos a la primera ventana de trabajo del ETABS (Plan
View) y hacemos click en el nodo 8A y luego en el nodo 7A, así el programa dibujara el
MURO 25, tomando como limites los dos nodos mencionados.

UNPRG
Página 31
Realizamos el mismo procedimiento para el resto de MUROS 25, quedando el modelo de
la siguiente forma.

UNPRG
Página 32
Para ver el resultado general del dibujo del modelado de edificio vamos al icono
Transparency Toggle, hacemos click y se muestra el edificio de la siguiente manera.
Como parte final del dibujo del modelo selecciono las vigas que están sobre los muros de
corte y las elimino, quedando como resultado, la estructura que se muestra a
continuación.

UNPRG
Página 33
4) RESTRICCIONES Y ELEMENTOS FINITOS
4.1. Asignación de Restricciones
Al dibujar las columnas, se aprecia que en el nivel Z=0, el programa automáticamente
dibuja apoyos en las bases, pero es necesario hacer el cambio a estos apoyos. Los apoyos
en la base son comúnmente modelados como apoyos empotrados.
Para cambiar el tipo de apoyos se tiene que trabajar con los puntos de apoyo que tienen
los elementos verticales en la base. Se seleccionan todos los puntos y por medio del menú
“Assign/Joint /Restraints” asignamos el tipo de soporte que se desea. En el cuadro
“Assings Restraints” podemos seleccionar si queremos realizar restricciones al
desplazamiento o al giro de los apoyos.
Como se quieren modelar apoyos con hipótesis de empotramiento perfecto, simplemente
seleccionamos las seis restricciones.

UNPRG
Página 34
Hacemos click en el botón y habremos finalizado con asignar los apoyos al modelo.
APOYOS EMPOTRADOS

UNPRG
Página 35
4.2. Asignación de Diafragmas Rígidos
El modelo por cargas concentradas en los entrepisos nos permite calcular con hipótesis
que todos los puntos en un nivel dado tengan los mismos desplazamientos.
Entonces debemos de asignar diafragmas rígidos al modelo. El Etabs permite asignar
diafragmas rígidos a los puntos del entrepiso o a las losas.
Seleccionamos las losas del modelo e ingresamos por el menú “Assigns/Shell
Area/Diaphragms”. Por defecto el programa nos muestra el “D1” ya creado que es un
diafragma rígido. Podemos añadir un diafragma distinto para cada nivel o usar un solo tipo
para todo el modelo.
Hacemos click en Apply y volviendo a la pantalla principal se nos presentarán los centros
de masa donde se concentra la masa para el cálculo sísmico.

UNPRG
Página 36
Continuamos con el mismo procedimiento, hasta asignar los diafragmas rígidos en los 5
pisos de la edificación modelada.

UNPRG
Página 37
4.3. Asignación de la Malla de Elementos Finitos
El método de los elementos finitos, es un método aproximado para el análisis estructural,
a menores dimensiones de los elementos es mejor la precisión. No se puede recomendar
la dimensión de estos elementos, ya que el proceso de ir remallando en elementos más
pequeños sobrecarga la computadora y toma más tiempo de ejecución. El proceso de
cálculo es iterativo en el que se necesita medir el error y la convergencia a valores
propuestos, al llegar a estos valores se asume que el modelo tiene una buena precisión,
entonces no podemos decir que si los elementos son de un metro se tiene una buena
aproximación.
 Para losas:
Seleccionamos todas las losas del primer a quinto piso haciendo solo click en ellas y vamos
a ¨Assign/Shell/Floor Auto Mesh Options¨
Activamos la opción ¨Mesh Object Into¨, y colocamos una malla de elementos de 4 x 4,
creando asi nuestra malla de elementos finitos para losas. Notese que se coloca
elementos de 4x4 para no volver pesado el programa y no sufra lags al momento de seguir
modelando la estructura.

UNPRG
Página 38
A continuación el programa nos entregará la visualización de la malla creada.

UNPRG
Página 39
 Para muros estructurales:
Seleccionamos todas las losas del primer a quinto piso haciendo solo click en ellas y vamos
a ¨Assign/Shell/Wall Auto Mesh Options¨
Activamos la opción ¨Mesh Object Into¨, y colocamos una malla de elementos de 4 x 4,
creando asi nuestra malla de elementos finitos para losas. Notese que se coloca
elementos de 4x4 para no volver pesado el programa y no sufra lags al momento de seguir
modelando la estructura.

UNPRG
Página 40
A continuación el programa nos entregará la visualización de la malla creada.
4.4. Asignación de elementos ¨Pier¨ a muros estructurales
Para la visualización de las fuerzas cortantes en los muros estructurales, los muros de
corte tendrán que ser asignados como elementos ¨Pier¨.
Para ello selecciono uno de mis muros de corte y voy al menú Shell/Pier Label, como se
muestra a continuación:

UNPRG
Página 41
En el cuadro que se presenta seleccionamos la opción P1, y damos OK, siendo asignado
nuestro muro de corte.
Hacemos lo mismo para el resto de nuestros muros de corte, obteniendo el siguiente
cuadro de elementos Pier de todos nuestros muros:
Para que se visualicen los diagramas de corte, las columnas que confinan a los muros
deben también ser asignados como elementos ¨Pier¨, por lo cual realizamos el mismo
procedimiento anterior para su asignación.
Para ello selecciono uno de mis muros de corte y voy al menú Frame/Pier Label, y
seguimos los pasos anteriores.

UNPRG
Página 42
5) CARGAS DE GRAVEDAD, ANALISIS SISMICO
ESTATICO Y DINAMICO
5.1. Asignación de Cargas Estáticas
Las cargas por peso propio de los elementos estructurales que aportan rigidez al sistema,
acabados, tabiquería móvil, sobrecargas, según las normas de diseño se combinan con
factores de mayoración. Es la razón para que se tengan distintos casos de carga.
Para definir los casos de carga ingresamos por el menú “Define/Load Patterns”. Por
defecto el programa define dos tipos de carga: “DEAD” en donde se acumularán todas las
cargas provenientes de los elementos estructurales que se pueden dibujar en el Etabs,
“LIVE” que nos servirá para las sobrecargas.
En el cuadro “Define Load Patterns”, vemos que los casos de carga se organizan con tipos.
El valor que se debe de ingresar en la columna “Self Weight Multiplier” para el caso
“DEAD” es uno, esto indicará al programa que en dicho caso de carga se ingresen los
pesos de los elementos estructurales que se puedan dibujar, si consideramos en el caso de
cargas “LIVE” un valor de uno el programa en dicho caso entregará el peso de los
elementos estructurales, es la razón por la que sólo un caso de carga debe de ser asignado
con un valor de uno (100% del peso de los elementos), de lo contrario se estaría
duplicando el peso, a no ser que por alguna razón o normativa se tenga que considerar
una combinación de los pesos propios en otros casos de carga.
Además de las cargas consideradas, agregamos dos cargas vivas más con los nombres de
LIVE 1 y LIVE 2, para realizar la alternancia de cargas en las losas y así conseguir los
esfuerzos máximos.

UNPRG
Página 43
5.2. Análisis sísmico Estático
Para el método de Fuerzas Horizontales Equivalentes definimos cuatro casos de carga, ya
que la excentricidad de las fuerzas aplicadas puede ser positivas o negativas, para cada
dirección de análisis se tendrán dos casos.
De igual manera que para los casos de cargas muertas y sobrecargas en azoteas, primero
ingresamos un nombre el primero lo llamaremos “SISMOXXPOS”, en “Type” elegimos
“SEISMIC”, al elegir este tipo que es una carga lateral, se nos desbloquea la columna “Auto
Lateral Load” y seleccionamos “User Coeficients”. Luego click en ¨Add new load¨ para
añadir el caso de sismo en la dirección “X” con una excentricidad positiva. Hacemos click
en ¨Modify Lateral Load¨ para poder editar este caso de carga. En el cuadro “User Defined
Seismic Loading”, elegimos en la sección “Direction and Eccentricity”; en “Ecc. Ratio (All
Diaph.) verificamos que el valor sea 0.05 (5%) para el cálculo de la excentricidad; en la
sección “Factors”, en “Base Shear Coeficient, C” ingresamos el valor pico de la aceleración,
que para nuestro caso es 0.2333g, el valor de “Build Height Exp. K” lo dejamos en uno ya
que la distribución de las fuerzas sísmicas tendrá una variación lineal. Hacemos click en y
habremos editado el primero de los casos sísmicos para el análisis estático.
La distribución de las fuerzas en los entrepisos y el valor de “K” se pueden apreciar en la
siguiente figura:
Los tres casos restantes se realizan de la misma manera, se debe de tener en cuenta la
dirección y la excentricidad para cada caso y el valor en “Base Shear Coeficient, C” de
0.2333g.

UNPRG
Página 44
Los cuatro casos para el análisis estático por fuerzas equivalentes quedarían de la
Siguiente manera:
SISMO XX POS
SISMO XX NEG
SISMO YY POS
SISMO YY NEG

UNPRG
Página 45
Hacemos click en OK y nuestras cargas han sido creadas.
5.3. Asignación de cargas
En este modelo sólo se presentan cargas distribuidas aplicadas a las losas de entrepisos.
El resumen de las cargas es el que se indica en la tabla siguiente:
DEAD LIVE
1er nivel 250 kg/cm2 200 kg/cm2
2do nivel 250 kg/cm2 200 kg/cm2
3er nivel 250 kg/cm2 200 kg/cm2
4to nivel 250 kg/cm2 200 kg/cm2
5to nivel 100 kg/cm2 100 kg/cm2
Seleccionamos la losa del quinto nivel, mediante el menú “Assign/Shell Load/Uniform”
podemos ingresar los valores a cada caso de carga. Ingresaremos el valor de las cargas
muertas en el quinto nivel, en la sección “Load Pattern Name” del cuadro “Shell Load
Asignament-Uniform” seleccionamos “Dead”, revisamos las unidades y en la sección
“Uniform Load” ingresamos el valor de 0.25 en “Load”, en “Direction” verificamos que sea
“Gravity” para que las cargas estén aplicadas en dirección de la gravedad (“-Z”). Hacemos
click en OK y habremos introducido las cargas muertas en el quinto nivel, siguiendo el
mismo procedimiento se ingresan el resto de cargas en sus respectivos casos.

UNPRG
Página 46
El Etabs a medida que se vaya ingresando las cargas, nos permitirá visualizar el valor de los
mismos.
Para el quinto nivel, como ya no se cuenta con tabiquería sobre ella, debido al modelo
arquitectónico, la carga muerta cambia de 0.25 t/m2 a 0.10 t/m2.Por lo que
seleccionamos las losas del quinto nivel en ¨One Story¨ y seguimos los pasos anteriores
para asignar la carga, con la salvedad de cambiar en el cuadro de ¨Load¨ el valor de 0.25 a
0.10, dándole click en OK y teniendo ya todas nuestras cargas muertas sobre la estructura.

UNPRG
Página 47
Para las cargas vivas se sigue el mismo procedimiento explicado para cargas muertas.
Para el caso de alternancia de cargas, se seleccionan las losas en forma de ¨damero¨ y se
asignaran las cargas igual que el procedimiento de asignación de cargas muertas,
cambiando la carga DEAD por las cargas LIVE 1 y LIVE 2 respectivamente.

UNPRG
Página 48
Fig-Selección de losas por piso en forma de damero

UNPRG
Página 49
Fig-Cargas LIVE 1 asignadas en forma de damero.
El mismo procedimiento se realiza para las cargas LIVE 2.
5.3. Calculo de la Masa de la edificación para el Análisis Estático y Dinámico
El Etabs hace el cálculo de los distintos casos de carga, pero según las normas de Diseño
Sísmico, se toman los casos de carga con porcentajes de participación. En el caso de NTE
E-030, se tiene los siguientes requisitos:
Para el modelo consideraremos el 100% de la carga muerta (“DEAD y el 25% de las cargas
vivas (“LIVE”)

UNPRG
Página 50
Para asignar estos porcentajes para su cálculo en el Etabs ingresamos mediante el menú
Define/Mass Source. En el cuadro de diálogo “Define Mass Source elegimos la opción
Specified Load Patterns y agregamos la combinación
Peso de la estructura= 100% DEAD + 25% LIVE
De la siguiente manera:
Hacemos click en Ok y el programa ya habrá calculado el peso de la edificación, que nos
servirá para el cálculo de fuerzas sísmicas estáticas y dinámicas.
5.4. Análisis sísmico Dinámico
La incorporación del Espectro de Diseño obedece estrictamente a la aplicación del Artículo
18.2 en su ítem b., el cual depende de varios factores, tal como se indica en la fórmula:
= /
= es el factor de zona, el cual lo encontramos en la Tabla N°1 de la E.030. Para propósitos
de este ejemplo, se supuso que el Edificio será construido en Lambayeque, entonces:
= .

UNPRG
Página 51
= es el factor de uso, depende de la categoría de la Edificación, en este caso del Tipo C, y
de acuerdo con la Tabla N°3 presentada anteriormente =
=es el factor de suelo, que tiene que ver con el estudio de suelos, de acuerdo a las
condiciones locales establecidas en la Tabla N°2, se supuso para este ejemplo un suelo
tipo S3, por lo tanto,
= .
= es el coeficiente de reducción de fuerza sísmica, que depende del sistema estructural y
material predominante, como la mayor parte del sistema está compuesto por muros, se
iniciará el análisis considerando que se trata de un sistema de MUROS ESTRUCTURALES.
R=6

UNPRG
Página 52
= es el factor de amplificación sísmica, que depende del periodo de la Estructura y del
Suelo. Como este valor depende de un periodo de tiempo T(s) y, el Espectro de Diseño se
traza en función del tiempo, entonces, se puede generar una Tabla de Valores de Sa/g –
Tiempo con Sa/g dependiente de C, entonces el Espectro de Diseño quedaría graficado tal
como se indica en la Figura siguiente, para los factores determinados anteriormente:
ESPECTRO DE DISEÑO- NTE E.030
Z 0.4
U 1
S 1.4
Tp 0.9
R 6
ZUS/R 0.08
T Sa C
0.01 0.23333333 2.5
0.02 0.23333333 2.5
0.03 0.23333333 2.5
0.04 0.23333333 2.5
0.05 0.23333333 2.5
0.06 0.23333333 2.5
0.07 0.23333333 2.5
0.08 0.23333333 2.5
0.09 0.23333333 2.5
0.1 0.23333333 2.5
0.2 0.23333333 2.5
0.3 0.23333333 2.5
0.4 0.23333333 2.5
0.5 0.23333333 2.5
0.6 0.23333333 2.5
0.7 0.23333333 2.5
0.8 0.23333333 2.5
0.9 0.23333333 2.5
1 0.21 2.25
2 0.105 1.125
3 0.07 0.75
4 0.0525 0.5625
5 0.042 0.45
6 0.035 0.375
7 0.03 0.32142857
8 0.02625 0.28125
9 0.02333333 0.25
10 0.021 0.225

UNPRG
Página 53
Para ingresar este espectro al ETABS debemos
seguir los siguientes pasos:
1. Copiar las columnas de T y ZUCS/R de tal manera que estén juntas, tal como se
muestra
2. Copiar y pegar esta tabla en un bloc de notas, y guardar el archivo.
3. En el ETABS, seguir la ruta que se indica en la Figura 6-2, luego, en la ventana que
se abre, donde dice ASCE7-10 desplegar y buscar la opción que dice “From File”,
así como en la Figura 6-3 para tener la opción de poder importar el espectro desde
el archivo guardado anteriormente.
4. Luego le damos clic en el botón ¨Add New Function¨, y en la ventana del espectro
cargamos el archivo de formato .txt dándole clic en el botón ¨Browse¨ y cargamos
el archivo de formato *.txt tal como se muestra en la Figura 6-4, dándole clic
finalmente en el botón ¨Abrir¨

UNPRG
Página 54
5. Finalmente veremos la gráfica del Espectro de Diseño que ha sido importado al
programa, la cual debe visualizarse asi como se observa en la Figura 6-5. Luego
aceptamos todo dándole clic en OK.
ASIGNACION DEL CORTANTE DINAMICO
Para determinar el Cortante Dinámico, producto de las aceleraciones espectrales y formas
modales, aplicando combinaciones modales y direccionales de CQC y ABS. Seguimos la
ruta que se muestra en la Figura y en seguida se abrirá la ventana “Load Cases” donde se
encuentran los casos de carga que hemos generado, producto de los patrones de carga
definidos anteriormente.

UNPRG
Página 55
En esta ventana vamos a generar los casos de carga Dinámicos del Tipo Response
Spectrum, para cada dirección de Análisis.

UNPRG
Página 56
SISMO XX DIN
SISMO YY DIN
Luego, aceptamos cada caso de carga generado mediante el botón, quedando los casos de
carga Estáticos y Dinámicos.

UNPRG
Página 57
+
5.5. Definición de Combinaciones de Carga
Luego de haber cargado la estructura con los sistemas de cargas actuantes, debe
realizarse las combinaciones de carga con la finalidad de ejercer los máximos efectos
sobre la estructura, se usaran las siguientes combinaciones de carga:
SISMO=SXX +SYY
1.4D + 1.7L
1.25D + 1.25L + SISMO
Para definir las combinaciones de carga a utilizarse, nos vamos a ¨Define/ Load
Combination¨

UNPRG
Página 58
Luego de seleccionada la opción Load Combination apareceré la siguiente ventana de
definición de combinaciones, como la que se muestra a continuación.
En esta ventana debe hacerse click en ¨Add New Combo¨, la cual mostrara la ventana para
generar las combinaciones de carga de diseño, tal como se muestra. Primero se debe
escribir el nombre de la combinación. Finalmente, se debe ingresar cada uno de los
términos que forman la combinación. Se da como ejemplo la COMB1
 NOTA: La combinaciones que da la norma E.060 Concreto Armado son del tipo
lineal y las combinaciones de sismo y envolvente de diseño son del tipo envelope.
Cambiar dichos términos en el cuadro ¨Load Combination Type¨
Se sigue el mismo procedimiento para todas las combinaciones restantes.

UNPRG
Página 59
Se creara una combinación aparte para observar el peso del edificio, la cual se
denominara PESO DE LA ESTRUCTURA. Esta tendrá los siguientes datos:
Además se creara una combinación que indique el valor de los desplazamientos
modificados por piso del edificio, la cual denominaremos DESPLAZAMIENTOS. Esta
tendrá los siguientes datos, no olvidar que esta combinación es del tipo ENVELOPE:
El valor Scale factor salió de 0.75R: 0.75 x 6 = 4.50
Teniendo todas nuestras combinaciones damos click en OK y ya estará definida por
completo la estructura.

UNPRG
Página 60
6) ANALISIS Y REVISION DE RESULTADOS
Hasta lo realizado en los ítems anteriores, es lo necesario para preparar el modelo antes
de ejecutar el cálculo.
En este parte del manual señalaremos los pasos y consideraciones para correr el modelo.
6.1. Análisis del modelo
Antes de realizar el análisis es necesario revisar si está presente algún error en el modelo,
ingresamos por el menú Analyze/Check Model. Y marcamos todas las opciones, click en
OK y el programa revisará si se presenta algún error (warning), de ser el caso nos indicará
que error hay que corregir.
Como paso siguiente nos queda correr el modelo, hacemos click en el ícono o
mediante el menú Analyze/Run Analysis o también por medio de la tecla “F5”. Se
mostrará un cuadro de diálogo donde se muestra el análisis. Cuando el programa finaliza
el proceso de análisis, mostrará en la ventana el modelo deformado.

UNPRG
Página 61
6.2. Visualización de desplazamientos
Para visualizar los desplazamientos vamos a Display/ Show Tables.
En este cuadro vamos a Analisys/Results/ Displacements/Diaphragm Drifts/OK y se
mostraran las ventanas que se muestran a continuación.

UNPRG
Página 62
Aparecerá el siguiente cuadro:
En la opción ¨Load Case/ Load Comb¨ escogemos la combinación ¨Desplazamientos¨ y
observaremos las derivas de piso corregidas por el valor 0.75R, las cuales se muestran a
continuación.
Comparamos con el valor de la Norma E.030 Diseño Sismorresistente, el cual dice que la
deriva máxima de piso es 0.007, para que nuestra estructura cumpla con los
desplazamientos permisibles y pase a la etapa de diseño. Al observar los desplazamientos
en la opción ¨Drift¨, estos son mayores que los de la norma y por tanto se tiene que
corregir la estructuración aumentando las longitudes de los muros de corte o de los
demás elementos estructurales.

UNPRG
Página 63
Para esto se propone el cambio del modelo a la siguiente estructuración:
Se agregó muros en la caja de escaleras y se cambió las de columnas a 0.40 x 0.40 m
Se tienen los siguientes desplazamientos, con la nueva estructuración:

UNPRG
Página 64
Las derivas de piso cumplen lo establecido a la norma y ya se puede diseñar la estructura.
6.3. Visualización de graficas de axiales, cortantes y flectores
Para ver los diagramas de fuerzas internas de la estructura vamos al icono Display Frame
En Load Combination elegimos nuestro combinación Envolvente y luego en Component
elegimos cualquier opción de fuerza interna q deseemos observar: axial (fuerzas de
compresión o tension),shear 2-2(fuerzas cortantes), momento 3-3(momentos
flectores).En Include elegimos la opción Frames.
Damos click en OK, y se visualizara los resultados en cualquier tipo de ventana (3d, planta
o elevación) que nosotros deseemos.
Diagrama de fuerzas axiales
Diagramas de fuerzas axiales

UNPRG
Página 65
Diagrama de fuerzas cortantes
Diagrama de momentos flectores
Para visualizar con mayor detalle las fuerzas en los elementos, debe hacerse click derecho
sobre cualquier elemento y se obtendrá el cuadro que visualiza resultados de fuerzas con
mayor detalle.

UNPRG
Página 66

UNPRG
Página 67
7) DISEÑO DE LA ESTRUCTURA
7.1. Definición de códigos de diseño
Vamos al menú Design/Concrete Frame Design/ View-Revise Preferences, como se
muestra en la imagen:
Cambiamos los factores 11 y 13 de la ventana, los cuales son los factores de resistencia de
compresión y torsiion. Luego hacemos click en OK.

UNPRG
Página 68
7.2. Selección de las combinaciones de diseño
Vamos al menú Design/Concrete Frame Design/Select Design Combinations, como se
muestra en la imagen:
En la ventana de Design Load Combination Selection hago click en la combinación
ENVOLVENTE, que será nuestra combinación de diseño. Luego hacemos click en y
habremos elegido nuestra combinación de diseño. Para terminar hacemos click en Ok.

UNPRG
Página 69
7.3. Calculo de cuantías de refuerzo en elementos estructurales
Seleccionamos toda la estructura y vamos al menú Design/Concrete Frame Design/Start
Design/Check, como se muestra en la imagen:
El programa mostrara las cuantías de acero de todos los elementos determinados por el
programa. Las cantidades parecerán pequeñas debido a que están m2, por lo que en
¨Units¨ cambiamos las unidades de m a cm, para obtener los valores correctos para las
cuantías de diseño.

UNPRG
Página 70
7.4. Diseño de columnas con el Section Designer
Vamos a Define/Section Properties/Frame Section, como muestra la imagen:
Luego hacemos click en Add New Property, en el cuadro siguiente hacemos click en
Section Designer, para podar diseñar nuestra columna

UNPRG
Página 71
Para el diseño de la columna 2, colocamos los siguientes datos:
Hacemos click en Section Designer y pasamos al diseño en sí de nuestra columna.
Hacemos click en Draw Rectangle y luego click en el centro de coordenadas.

UNPRG
Página 72
Hacemos click en Reshape Object y luego en el centro de coordenadas.

UNPRG
Página 73
Asignamos las siguientes características a nuestra columna, las cuales se muestran a
continuación. Luego obtenemos el dibujo de nuestra sección inicial.

UNPRG
Página 74
Hacemos click en el punto indicado y colocamos las características de nuestro modelado a
cada una de las barras de la sección dibujada.

UNPRG
Página 75
Cambiamos el espaciamiento de las barras de acero para que puedan entrar 4 barras
según el diseño realizado para la columna.

UNPRG
Página 76
Cambio el tipo de barra a los aceros faltantes y obtenemos el diseño completo de la
columna requerida.
Se sigue el mismo procedimiento para el resto de columnas C1, C3, CL as min para luego
asignar cada columna a su respectivo nudo, de acuerdo a la cuantia de acero necesaria.

UNPRG
Página 77
7.5. Diseño de muros de corte con el Section Designer
Para observar los Piers, vamos al menú / Other Assignments / Pier Assignments
/Labels, luego de ello en elevaciones, los pórticos quedaran de la siguiente manera:
Vamos a Design/Shear Wall Design/Select Design Combinations y seleccionamos la
envolvente como combinación de diseño:

UNPRG
Página 78
Luego para el diseño del muro se sigue el siguiente procedimiento, abreviado en
imágenes, debido a que se siguen pasos muy similares al diseño de una columna.

UNPRG
Página 79

UNPRG
Página 80
Imagen del muro al inicio del Section Designer

UNPRG
Página 81
Imagen del muro luego de haberlo diseñado en el Section Designer.

UNPRG
Página 82

UNPRG
Página 83
Luego de haber efectuado el diseño del muro se pasa al chequeo de cuantias y
comprobamos si el muro es o no lo suficientemente resistente a ala acción de las cargas
aplicadas sobre el, si no lo es se pasara a cambiar el refuerzo del acero.
Se realiza el mismo diseño de muros para el resto de elementos Piers de la estructura
realizada.

247723127 manual-de-modelado-de-edificio-en-etabs-javier-guevara-davila

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (20)

Similar a 247723127 manual-de-modelado-de-edificio-en-etabs-javier-guevara-davila

Similar a 247723127 manual-de-modelado-de-edificio-en-etabs-javier-guevara-davila (20)

Último

Último (20)

247723127 manual-de-modelado-de-edificio-en-etabs-javier-guevara-davila