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376017241-Etabs-2015-Basico-Sesion-01

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El participante al finalizar la sesión será capaz de:
 Conocer el entorno gráfico del Etabs 2015
 Manejar comandos de edición y visualización
del software
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I.- INTRODUCCIÓN
Etabs es un software integrado, completo para el modelado de estructuras de edificaciones,
analiza y diseña la estructura de su edificio usando el modelo que usted ha creado usando la
interface gráfica del usuario. El programa le proporcionará una rápida visión y descripción de
algunos de los componentes claves y su terminología asociada.
OPCIONES DE SALIDA Y EXHIBICIÓN
El modelo ETABS y los resultados del análisis y diseño pueden ser vistos y guardados de
diversas maneras; incluyendo:
-
Vistas Bi-tridimensional del modelo.
Entrada y salida de valores de datos en formato de texto y hoja de cálculo.
Reportes de diseño.
Los archivos generados por el programa ETABS 2015 tienen extensión *.EDB, y
adicionalmente se generan archivos diversos con el mismo nombre pero diferente
extensión. Además en algunos análisis puede ser necesario emplear archivos que
proporcionan información adicional necesaria, que generalmente son archivos de texto.
(*.txt).
Figura 1. Ventana del explorador mostrando la carpeta modelos
II.- ENTORNO GRAFICO
2.1.- INTERFAZ PRINCIPAL
Antes de iniciar con la configuración del programa, empezaremos por hacer una pequeña
y breve descripción de las funciones y características activas del programa cuando este
se abre.
La Figura 2-1 nos muestra una página de inicio, la cual nos describe de manera breve la
función de cada botón y pestaña de navegación.
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BARRA
PRINCIPAL
NOTICIAS
RECURSOS
MENU DE COMANDOS
PRODUCTOS LANZADOS
NUEVO MODELO
BARRA DE
HERRAMIENTAS
ABRIR MODELO EXISTENTE
PANEL DE VISUALIZACIÓN DE
MODELOS RECIENTEMENTE
REALIZADOS
Figura 2-1. Página de Inicio y Presentación
La página de inicio, tenemos dos campos bien diferenciados, uno a la izquierda y otro a la
derecha. En el de la derecha vemos las pestañas de navegación cuyo contenido se
detalla a continuación:
Latest News (Ultimas noticias): Aquí vemos las últimas actividades, usos de los
productos CSI (SAP2000, ETABS, SAFE, PERFORM, CSI COL) en cada diseño
efectuado, fechas de sus eventos y conferencias.
Resources (Recursos): Esta pestaña muestra de manera rápida los manuales de
usuario del programa (en idioma Ingles), videos tutoriales, Knowledge Base o “Bases de
conocimiento” (Disponible con conexión a internet) y la página CSI (Tambien disponible
con conexión a internet).
Product Releases (Productos Lanzados): En esta pestaña se muestran las últimas
versiones de los productos lanzados (SAP2000, ETABS, SAFE, PERFORM, CSI COL,
SECTION BUILDIER) y las correcciones y problemas de error registrados en las
versiones anteriores.
2.2.- INICIALIZANDO UN NUEVO MODELO
En el panel izquierdo, se nos muestra:
 File >>>
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PANEL PARA INICIAR UN NUEVO MODELO Y/O ABRIR UN MODELO EXISTENTE.
PANEL DE ACCESO RÁPIDO A MODELOS O PROYECTOS HECHOS
RECIENTEMENTE.
(Podemos acceder rápidamente al modelo del proyecto con tan solo darle clic a la
imagen).
Ahora que ya conocemos la página de inicio del programa, lo vamos a configurar de tal
manera que cada vez que lo abramos e iniciemos un nuevo modelo, este nos dé por
defecto unidades de trabajo ya establecidas, así como también el formato de ingreso
datos y lectura de resultados, por ejemplo, desplazamientos, momentos flectores,
cortantes, axiales, esfuerzos, pesos, masas, velocidades, aceleraciones, etc.
Empezaremos iniciando un nuevo modelo, para ello debemos darle clic al botón con la
hoja en blanco que dice “New Model” del panel superior izquierdo cuya figura se
muestra al inicio de esta página; luego, la página de inicio se cerrará y pondrá en blanco
para luego presentarse la ventana de inicialización del modelo así como la que se
muestra en la Figura 2-2
Utilizar valores
Predeterminados
Usar Configuración de
un archivo
Usar Configuración del
modelo con los valores
establecidos en la parte de
inferior
Figura 2-2. Ventana para la Inicialización de un Nuevo Modelo.
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Esta ventana nos da 3 opciones para inicializar un nuevo modelo, las cuales se describen
a continuación:
Use Saved User Default Settings (Usar configuraciones por defecto salvadas por el
usuario): Se inicia un modelo con las configuraciones que realizó el usuario y luego
fueron guardadas como configuraciones por defecto.
Use Setting from a Model File… (Usar configuración desde un modelo de archivo):
Se iniciará un modelo con las configuraciones y preferencias de un modelo ya existente.
Use Built-in Settings With: (Construir el Modelo con las Configuraciones
usando…): Esta es la opción más usada al momento de iniciar un modelo, ya que nos
proporciona sistemas de unidades ya establecidas y códigos de diseño para nuestro
proyecto.
De estas 3 opciones usaremos la primera de ellas (Use Built-in Settings With), ya que
obedece al objetivo de configurar el programa.
Etabs pedirá las unidades de trabajo mediante 3 sistemas por defecto, seleccionables a
través del ‘‘Display Units’’ como lo indica la Figura 2-3, además de contener la base de
datos de Perfiles en Acero, el Código de Diseño en Acero y en Concreto, fundamental en
el programa.
Figura 2-3. Ventana de Sistemas de Unidades de Trabajo Inicial en ETABS.
U.S. Customary (Sistema de Unidades Personalizado para los E.E.U.U): Sistema por
defecto con el que se instala el programa y de trabajo inicial. Se le conoce también como
sistema Imperial, las fuerzas y masas están en libras (lb), las distancias en pulgadas
(inch), in, y pies (feet), ft, la temperatura se mide en grados Fahrenheit.
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Metric SI (Sistema Métrico Internacional): Sistema adoptado por países de América
Latina y algunos países de oriente. En este sistema la Fuerza se mide en Newtons (N),
las distancias basadas en la unidad de 1.0 m, la temperatura en grados celcius (Cº).
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Metric MKS (Sistema Métrico MKS): Sistema modificado del S.I., sus unidades son las
unidades de longitud en metros (M), Kilogramos (Kg) y Tiempo en Segundos (S).
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Finalmente sea cual sea la elección del sistema de unidades, estas son todas las
unidades de entrada y salida de datos y/o resultados con las que ETABS trabajará
durante todo el proceso de modelado. Sin embargo, como se indicó al principio, cada una
de ellas puede ser modificada en de acuerdo a la mejor comodidad de usuario.
Le vamos a dar clic en el botón
plantillas para el dibujo rápido
Predeterminado.
de
, y en seguida se abrirá otra ventana con
cualquier Modelo Predeterminado o No
MODELOS PREDETERMINADOS Y NO PREDETERMINADOS
ETABS dispone de 2 formas de iniciar un proyecto de diseño, luego de haber elegido el
sistema de unidades, siendo estas a través de Modelos Predeterminados y No
Predeterminados.
Modelos Predeterminados, Son aquellos fáciles de construir con ayuda de plantillas a
través de 4 sistemas de piso que puede modelar el programa. Estos nos ahorran tiempo
en el modelamiento de nuestra estructura ya que nos proporcionan ciertas asignaciones y
definiciones que a continuación se indican:
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




Restricciones en la base o tipos de apoyos.
Asignaciones de Diafragmas Rígidos, Semi-Rígidos o sin Diafragma.
Tipos de carga que se asignaran en los entrepisos.
Dimensiones de las secciones de los elementos estructurales.
Longitudes o volados de losas fuera del perímetro del modelo.
Modelos No Predeterminados, Son aquellos que se construyen desde cero, que utiliza
a partir de una configuración de ejes en planta, número de pisos y su altura pueden
configurarse mediante un sistema espacial personalizado o desde un modelo en blanco.
Figura 2-4. Ventana de Inicio de un Nuevo Modelo mediante plantillas.
Como lo que queremos hacer es configurar al programa para lo ya indicado, dejaremos
todos estos datos tal como se muestra en la Figura 2-4, dándole clic en la plantilla de
modelo en Grid Only. En seguida le damos clic al botón para empezar.
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CONFIGURACIÓN EN PLANTA XY
Líneas en X, Paralelas al Eje X
Líneas en Y, Paralelas al Eje Y
Espaciamiento en X
Espaciamiento en Y
Etiquetas de Ejes
Edición de Ejes con
Distancias Aleatorias
CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN
Número de Pisos
Altura de Piso a Partir del 2 nivel
Altura de Piso 1 Nivel
Edición de Altura
de Entrepisos
DEFINICIÓN DE PLANTILLAS PREDETERMINADAS Y NO PREDETERMINADAS
1.- Blank: Pantalla sin definiciones.
2.- Grid Only: Son líneas paralelas a los ejes coordenados con el objetivo de ayudar a
dibujar, son las llamadas líneas de guía o ayuda.
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3.- Steel Deck: Estructura de Pórticos en Acero.
4.- Staggered Truss: Estructura de Acero utilizando armaduras espaciales.
5.- Flat Slab: Estructura de Concreto Armado utilizando losas macizas sobre capiteles.
6.- Flat Slab With Perimeter Beams: Estructura de Concreto Armado utilizando losas
macizas sobre capiteles y vigas perimetrales.
7.- Waffle Slab: Estructura de Concreto Armado utilizando losas reticulares y capiteles.
8.- Two Way or Ribbed Slab: Estructura de Concreto Armado con vigas en dos
direcciones y losas nervadas.
Plantilla que permite empezar un proyecto desde un sistema tridimensional de ejes.
Figura 2-5. Ambiente de Trabajo, ETABS v2015 desde plantilla Grid Only
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Ahora nos encontramos en el ambiente de trabajo del programa con 3 ventanas bien
ubicadas; viéndolas de izquierda a derecha, la primera, es el Explorador del Proyecto
, la segunda, una vista en planta
de un nivel del proyecto (en este caso el piso 4, Story 4), también se lee la altura del piso,
y finalmente la tercera ventana, una vista 3D del mismo
.
De estas 3 ventanas, las dos últimas tienen una particularidad que debemos tener
siempre en cuenta, la de la izquierda, que es la que tiene la vista en planta tiene el título
más encendido que la última, esto indica que es la ventana activa, lo cual indica que en
esta ventana se realizarán ciertos cambios gráficos, de asignaciones, de edición, etc.
Figura 2-6. Presentación en Planta y 3D de la Plantilla Grid Only
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Figura 2-7. Configuración de Altura de Piso
Figura 2-8. Presentación en Planta y 3D de la Plantilla Blank
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UNIDADES DE ENTRADA DE DATOS Y LECTURA DE RESULTADOS
En este apartado aprenderemos a configurar nuestras unidades de trabajo, tanto para
entrada de datos como para la lectura de resultados.
Entrada de Datos (Input): Son las unidades en las que vamos a ingresar cada dato, por
ejemplo, peso específico, módulo de elasticidad, resistencia a la compresión, espesores,
áreas de refuerzo, recubrimientos, cargas, aceleraciones, etc.
Lectura de Resultados o Salida de Resultados (Output): Son las unidades en las que
queremos visualizar los resultados, tales como, desplazamientos, momentos, cortantes,
axiales, esfuerzos, masas, centros de masas y rigideces, etc.
Para empezar a configurar nuestras unidades de trabajo debemos irnos al botón ubicado
en la parte inferior derecha de la ventana principal del programa tal como se indica en la
Figura 2-9.
Figura 2-9. Botón Units, que describe las unidades de Trabajo.
Al darle clic al botón se nos presentará una ventana con opciones de configuración de
unidades el cual nos servirá para establecer nuestras unidades de trabajo durante el
modelamiento, análisis y diseño estructural del proyecto que vayamos a realizar los
cuales se describen a continuación:
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U.S. Defaults (Sistema de Unidades por Defecto): Al darle clic en esta primera opción
todas las configuraciones anteriores de unidades que hayamos hecho regresan a ser
como antes cuando se instaló el programa y se abrió por primera vez.
Metric SI Defaults (Sistema Métrico Internacional por Defecto): El programa
establecerá como sistema de unidades el Sistema métrico Internacional.
Metric MKS Defaults (Sistema Métrico MKS por Defecto): El programa establecerá el
sistema de unidades Metro – Kilogramo – Segundo como sistema de unidades de trabajo.
Consistent Units… (Unidades Consistentes): Aquí podemos indicarle al programa de
manera muy rápida nuestras unidades básicas de trabajo, como son, Longitud – Fuerza –
Temperatura.
U. Longitud
U. Fuerza
U. Temperatura
Show Units Form… (Mostrar Fomato de Unidades): Es la opción que vamos a elegir
para configurar nuestras unidades de trabajo, ya que aquí es donde podemos indicarle al
programa como queremos que se nos muestren los datos de entrada y salida cuando
empecemos a trabajar.
La Tabla 1-1 se abrirá al darle clic en la última opción, la cual nos muestra las unidades
de Longitud, Fuerza y Temperatura para cada dato que proporciona el programa, además
el número de decimales y otros datos.
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Tabla 1-1. Unidades de Trabajo para la Entrada y Salida de Datos.
Las Tablas 1-2 al 1-4 muestran la configuración de las unidades de trabajo para cada
unidad de medida las cuales serán con las que vamos a trabajar en todo el transcurso de
este texto, por lo que se recomienda ingresar todos estos datos. Finalmente aceptamos
todos estos datos dándole clic al botón
.
Tabla 1-2. Unidades de Trabajo para Configuradas, 1° Parte.
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Tabla 1-3. Unidades de Trabajo para Configuradas, 2° Parte.
Tabla 1-4. Unidades de Trabajo para Configuradas, 3° Parte.
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Guardaremos esta configuración con el nombre de “Configuración_de_Unidades”
Unidades
Opción de Selección y
aplicación múltiple
Sistemas de
Coordenadas
Opción de Selección y Aplicación Múltiple: Permite seleccionar, asignar y realizar
cambios utilizando diferentes opciones tales como:
One Story: Aplica Sólo a un Piso.
All Story: Aplica a Todos los Pisos del Modelo.
Similar Stories: Aplica a los Pisos Similares.
LISTA GENERAL DEL MENÚ PANTALLA
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
Figura 2-10. Barra de Menús.
A.- INICIALIZACIÓN DE UN MODELO (FILE)
Para acceder a las plantillas o modelos genéricos de análisis, guardar, importar y
exportar, hacer click en el menú file.
Figura A. Menú File
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B.- EDICIÓN (EDIT)
Se utiliza para realizar los cambios al modelo, se debe seleccionar previamente los
objetos a editar. Para acceder a las operaciones de edición debemos, hacer click en
el menú edit.
Figura B. Menú Edit
C.- VISTA (VIEW)
Con este comando podemos generar vistas en perspectiva, acceder a las
herramientas de zoom, pan, anotación hacer click en el menú View.
Figura C. Menú View
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D.- DEFINICIÓN (DEFINE)
Mediante el menú define podemos definir los tipos de materiales, secciones, grupos,
tipos de cargas, funciones a utilizar en el análisis, combinaciones, etc. Hacer click en
el menú Define.
Figura D. Menú Define
E.- DIBUJO (DRAW)
Nos permite realizar el dibujo de los elementos estructurales, hacer click en el menú
Draw.
Figura E. Menú Draw
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F.- SELECCIÓN (SELECT)
En esta lista del menú tenemos opciones para la selección de objetos, sobre los
cuales se realizará unas acciones, hacer click en el menú Select.
Figura F. Menú Select
G.- ASIGNACIÓN (ASSIGN)
Nos permite asignar propiedades de cargas, objetivos previamente seleccionados,
restricciones a nudos, hacer click en el menú Assign.
Figura G. Menú Assign
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H.- ANÁLISIS (ANALYSE)
Después de haber construido el modelo en su totalidad, asignando geometría,
materiales, secciones, cargas, casos de análisis, funciones de espectro; se puede
calcular los desplazamientos, diagramas de fuerzas internas, reacciones de la
estructura, hacer click en el menú Analyze.
Figura G. Menú Analyze
I.- DESPLEGAR (DISPLAY)
El menú display nos permite visualizar las asignaciones de cargas en los objetos barra
o área, hacer click en el menú Display.
Figura I. Menú Display
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J.- DISEÑO (DESIGN)
En el menú diseño ETABS 2015 nos permite diseñar elementos, en concreto armado y
acero. Estos se realizan en función de los códigos de diseño previamente
seleccionados, y mediante combinaciones seleccionadas, hacer click en el menú
Design.
Figura J. Menú Design
K.- DETALLADO (DETAILING)
En el menú de detallado ETABS 2015, nos ofrece el detallado de los elementos
estructurales, bosquejo de los planos, hacer click en el menú Detailing.
Figura K. Menú Detailing
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L.- OPCIONES (OPTIONS)
Nos permite configurar unidades, tolerancias de dibujo entre elementos barra o área,
color de fondo de ventana de trabajo, etc., hacer click en el menú Options.
Figura L. Menú Options
M.- AYUDA (HELP)
En el menú de ayuda el diseñador tiene acceso a los archivos de ayuda que trae el
programa, acceso a la página web de la empresa que creo el programa, y la
visualización de la versión del programa, hacer click en el menú Help.
Figura M. Menú Help
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LISTA DE MENÚS DESPLEGABLES
NUEVO
MODELO
GUARDAR
EL MODELO
HACER Y
DESHACER
ABRIR UN
MODELO
OPCIONES DE
VISTAS
DESBLOQUEAR
EL ANÁLISIS
ACTUALIZAR
VISTA
RECORTADA
MOVERSE EN
LINEAS DE GRID
OPCIONES DE
ZOOM
ANALIZAR
MOVERSE EN
PANTALLA
DEFORMADAS, REACCIONES Y
DIAGRAMAS
DISEÑO
TABLA GENERAL DE OPCIONES
ACTIVAS EN PANTALLA
DETALLADO
DEL DISEÑO
HERRAMIENTAS
DE SELECCIÓN
HERRAMIENTAS
DE DIBUJO DE
NODOS, LÍNEAS,
ÁREAS Y
SÓLIDOS
HERRAMIENTAS
DE PRECISIÓN
Figura 2-11. Barra de Vistas.
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SISTEMA ESPACIAL DE EJES Y COORDENADAS
ETABS, SAP 2000, SAFE, trabajan con dos sistemas de coordenadas, Global y Local. El
primero enlazado totalmente con el sistema espacial de ejes que se define en la figura
2.6, mientras que el segundo con elementos Shell y Frame.
a) Sistema Global.
Todo modelo estructural se define respecto a un sistema de coordenadas globales. Es
un sistema tridimensional de coordenadas cartesiano (rectangular). Los tres ejes
denominados, X, Y y Z, son mutuamente perpendiculares, y cuyos colores característicos
se muestran en la figura 2-12.
SAP 2000 por defecto considera la dirección de la gravedad en el sentido –Z.
Los sistemas de coordenadas adicionales pueden definirse para ayudar al desarrollo y
vista del modelo. Para cada sistema de coordenadas, se deberá definir un sistema de
cuadricula tridimensional y ello consistirá en líneas de ‘‘construcción’’ que serán usadas
para localizar objetos en el modelo.
Figura 2-12. Modelo Generado en Referencia al Sistema Global de Coordenadas.
Por defecto, ETABS ubica el origen de coordenadas (X, Y, Z), en el punto inferior
izquierdo del sistema espacial de ejes, pudiéndose modificarse mediante edición.
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Los sistemas de coordenadas pueden ser cartesiano (rectangular) o tener un definición
cilíndrica y ser posicionado de forma relativa al sistema global.
La figura 2-13 muestra la ruta de acceso al comando de edición del sistema espacial de
ejes, en la que desde aquí es posible la configuración del sistema coordenado con el que
se desea trabajar.
Figura 2-13. Ruta de Acceso al comando de Edición de Sistema de Ejes y
Coordenadas.
Para configurar un sistema de ejes y coordenadas, debemos seleccionar G1 y a la vez
que nos permitira ingresar al cuadro de la plantilla Grid Onl, de esta
manera me permitira realizar cambios de medidas de acuerdo en los ejes de referencia
que se detallara mas adelante.
Para definir un sistema nuevo de coordenadas y de ejes espaciales cilindricos, debemos
dirigirnos al boton
e inmediatamente se abrirá una ventana de
definición de ejes y coordenadas globales de las cuales podemos ver claramente los dos
sistemas espaciales de ejes y coordenadas con lo que se puede trabajar.
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Figura 2-14. Definición de un Sistema Coordenado y de Ejes Espaciales Cilíndrico.
Las figuras 2-14 y 2-15 muestran la configuración y presentación de un Nuevo Sistema
G2 de ejes y coordenadas con una separación de X=3m y Y=7m del origen.
Figura 2-15. Presentación del Sistema Espacial de Ejes Cilíndricos.
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b) Sistema Local
Cada objeto en el modelo tiene su propio Sistema Local de Coordenadas usado para
definir propiedades, cargas y respuestas. Los ejes para cada sistema Local de
Coordendas son denotadas como Eje 1 (rojo), Eje 2 (verde) y Eje 3 (azul). El Sistema
Local de Coordenadas no tiene asociación con el sistema global de ejes.
 Sistema Local en Elementos Frame
Las propiedades de la sección son definidas con respecto al Sistema Local de
Coordenadas del elemento tal como se detalla a continuación:
 La dirección del eje local 1 (rojo), está orientada a lo largo del eje del elemento.
Es normal a su sección y sale a través de las intersecciones de los 02 ejes
neutros de la sección.
 Las direcciones de los ejes locales 2 (verde) y Eje 3 (azul), son paralelos a los
ejes neutros de la sección. Usualmente la dirección del eje local 2 se toma a lo
largo de la mayor dimensión (peralte) de la sección, y la dirección del eje local
3 a lo largo de la menor dimensión (ancho) de la sección, pero no
necesariamente se debe cumplir con esta característica.
El eje local 1 del elemento siempre será longitudinal al eje del elemento, la
dirección positiva está dirigida desde los puntos I & J. Este eje local estará
siempre localizado en el centroide de su sección, conectados mediante los nudos i
& j.
Figura 2-16. Sistema Local de Coordenadas para un elemento Frame.
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 Sistema Local en Elementos Área
Cada elemento Shell (wall y slab, elementos área de muros y losas), tiene su
propio sistema local de coordenadas, usados para definir propiedades del
material, cargas y resultados. Los ejes del sistema local son también igual que
para un elemento frame denotados con los números del Eje Local 1 (rojo), Eje
Local 2 (verde) y Eje Local 3 (azul). Los dos primeros (1 y 2) están en el plano del
elemento con una orientación que usted especifique, el tercer eje siempre será
normal o perpendicular al plano definido.
Es importante entender la definición del sistema ejes locales 1-2-3 del elemento y
relacionarlo al sistema de ejes globales X-Y-Z, ya que ambos sistemas de
coordenadas cumplen la regla de la mano derecha. La definición del sistema local
simplifica la entrada de datos y lectura de resultados.
Figura 2-17. Sistema Local de Coordenadas para un elemento Shell.
En muchas estructuras la definición del sistema local de coordenadas del
elemento es simple. Los métodos provistos, sin embargo, proveen suficiente
potencia y flexibilidad para describir la orientación de elementos Shell en las
situaciones más complicadas.
El eje local 3 tiene una característica peculiar al momento de dibujar el objeto, ya
que este se ubicará dirigido hacia arriba cuando los nudos j1, j2 y j3 aparecen en
forma anti horaria. Para elementos cuadriláteros, el plano del elemento es definido
por vectores que conectan los puntos medios de los dos pares de caras opuestas.
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Figura 2-18. Ángulos de Rotación de Coordenadas Locales del Elemento Área con
respecto a la Orientación por defecto.
EJES DE REFERENCIA EN EDIFICACIONES
Esta herramienta nos será de mucha utilidad para referenciar medidas y distancias que
no se encuentren dentro del sistema principal de ejes espaciales definidos. También se
usa para ubicar ejes estructurales secundarios y poder dibujar elementos estructurales en
dichos ejes.
Figura 2-19. Distribución Arquitectónica en Planta
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Generalmente cuando en nuestro proyecto se tienen muros estructurales que por
arquitectura tiene una pequeña prolongación fuera del eje ya definido.
Entonces surge la necesidad de generar ejes adicionales para poder tener un modelo
matemático más exacto.
Figura 2-20. Esquema de Muros Estructurales que tienen Prolongaciones fuera de
los Ejes Principales
Para poder incorporar ejes referenciales para dibujar los muros con sus distancias
precisas. Esto se realiza con el comando que se muestra en la Figura 2-21.
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Figura 2-21. Ruta de Acceso al Comando de Dibujo de Ejes de Referencia.
Figura 2-22. Dibujo de un Eje de Referencia.
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Una alternativa al dibujo de ejes de Referencia son las Líneas de Referencia que son
líneas verticales que se ubican en planta pero se dibujan en 3D. El comando que permite
esto es ‘‘Reference Points’’, cuya ruta de acceso a este se muestra en la Figura 2-23, los
datos para su ubicación también se muestran en la misma figura. Su utilidad es muy
idéntica a la anterior y depende del usuario el uso de cada herramienta.
Figura 2-23. Ruta de Acceso al Comando de Inserción de Puntos de Referencia.
Es necesario que ambas opciones se usen desde una vista en planta.
Tanto los ejes de referencia como los planos de referencia pertenecen al grupo de
comandos de dibujo con precisión, las cuales se pueden modelar elementos inclinados
cuya pendiente se defina mediante las alturas de inicio y llegada de estos; también para
modelar elementos que no necesariamente se encuentran al nivel de piso.
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Figura 2-24. Ruta de Acceso y Datos para la Generación de Planos de Referencia.
De esta manera se dispone nuevos puntos snap para poder realizar un dibujo del modelo
más acorde con la realidad. Un ejemplo de ello se muestra en la Figura 2-24 donde fue
necesario la creación de dos planos de Referencia.
HERRAMIENTAS BÁSICAS Y AVANZADAS DE DIBUJO
ETABS dispone de muchas herramientas que nos permiten realizar el dibujo de nuestro
proyecto de forma precisa y forma requerida; esta se encuentra alojadas en el Menú de
Dibujo, Draw.
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Figura 2-25. Herramientas Básicas de Dibujo.
Adicionalmente a todas estas herramientas presentadas que constituyen herramientas
básicas de dibujo, se disponen de herramientas que nos permiten tener un mejor control
en el dibujo de los elementos; uno de ellos lo conforman los comandos similares al
AutoCAD, Snap Options…,
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Figura 2-26. Snap Options para Dibujo con Precisión.
De la Figura 2-26 se distinguir tres grupos de herramientas:
Snap to
Aquí podemos encontrar todas las opciones para una mayor precisión del dibujo que a
continuación se describen:
Joints, Permite dibujar objetos Frame y Área mediante la marcación de puntos (nudos o
juntas). Cuando esta opción esta activa ETABS nos mostrará el nombre del punto por
donde se está pasando el cursor del mouse.
Line Ends and Midpoints, Permite el dibujo mediante la marcación de puntos medios y
llegadas de objetos en línea recta. Cuando esta opción se encuentra activada ETABS
mostrará los puntos finales y centrales al pasar el cursor del mouse por el objeto y el eje.
Grid Intersections, Permite realizar un dibujo teniendo en cuenta la intersección de las
líneas del sistema espacial de ejes.
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Line and Frames, Permite el dibujo de objetos teniendo en cuenta la cercanía del cursor
a los bordes de los objetos, ya sean Frame o Shell.
Edges, Permite dibujar desde cualquier parte de los bordes de los objetos Shell.
Perpendicular Projections, Permite realizar el dibujo mediante la proyección
perpendicular hacia el objeto donde se quiere hacer el dibujo.
Intersections, Permite el dibujo teniendo en cuenta la intersección de los elementos.
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Fine Grids, Permite realizar el dibujo considerando el mallado interno de espacio de
dibujo, tanto en planta como en altura.
Extensions, Permite el dibujo teniendo en cuenta una línea imaginaria de extensión.
Parallels, Permite el dibujo de objetos mediante la identificación de paralelismo.
Otras opciones de dibujo con presicion las encontramos en la ventana de propiedades del
objeto, Object Properties, que aparece debajo del explorador del modelo, Model Explorer,
cada vez que activamos un comando de dibujo.
Figura 2-27. Propiedades de Objeto para el Dibujo de Frames y Shell.
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Ambos poseen el mismo tipo de control de dibujo ‘‘Drawing Control Type’’ que nos
ayudará a dibujar distancias y ángulos precisos en la interfaz gráfica del programa.
Figura 2-28. Controles de Dibujo con Precisión en Elementos Shell y Frame.
Las siguientes figuras ilustran los distintos controles de dibujo con precisión que se
pueden realizar para cada una de estas.
Figura 2-29. Dibujo con Distancias Fijas en X e Y.
Figura 2-30. Dibujo con Longitud Fija.
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Figura 2-31. Dibujo Mediante un Ángulo Fijo.
Figura 2-31. Dibujo Paralelo al Eje Global X.
Figura 2-32. Dibujo Paralelo al Eje Global Y.
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2.3.- CONFIGURACIÓN Y CREACIÓN DE MATERIALES
Como el manual está enfocado al cálculo y diseño en concreto armado, entonces
debemos enfocarnos al Material Concreto y su Acero de Refuerzo, estableciendo y
definiendo cada parámetro de acuerdo a lo que indica el ACI y nuestra NTE E.060.
a) De acuerdo al ACI 318 - 14
La sección 5.1.1 del ACI indica que la resistencia característica a la compresión del
concreto será como mínimo de 𝑓𝑐′=2500 𝑝𝑠𝑖, que convertido a unidades de Kg/cm2 es
igual a 𝑓𝑐′=175.77𝐾𝑔𝑐𝑚2.
El módulo de Elasticidad, Ec, se obtiene mediante el uso de una de las dos fórmulas que
proporciona la sección 8.5.1 del ACI, de las cuales, en unidades inglesas y su conversión
exacta se muestran a continuación:
La Tabla 1-5 muestra los valores del módulo elasticidad para distintas calidades de
concreto.
De la misma manera, la sección 8.5.2 del ACI nos indica que el módulo de Elasticidad del
Acero de Refuerzo está permitido tomarse como 𝐸𝑆=29 000 000 𝑃𝑠𝑖 que convertido a
unidades de Kg/cm2 sería igual a 𝐸𝑆=2 038 901.92𝐾𝑔/𝑐𝑚2.
El módulo de Poisson, 𝑣, varia de 0.12 a 0.20.
El módulo de Corte es calculado de la siguiente relación:
𝐺𝑐=𝐸/2(1+𝑣)
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En cuanto al Acero de Refuerzo, si buscamos en la sección 3.5.1 del ACI, este nos exige
que deba ser corrugado, a excepción de espirales y acero de preesfuerzo en los cuales
podemos usar refuerzo liso.
Para este Manual se trabajará con Aceros Corrugados con Designación ASTM A-615
Gr60, de los cuales se tienen dos distribuidores acá en Perú, SiderPerú & Aceros
Arequipa, cuyo tamaño máximo de fabricación de las barras es de 9mts. Las
características de estas barras serán las que usaremos para el diseño que realizaremos
en el Capítulo 7.
Tabla 1-6. Tamaños y Características de barras fabricadas por Aceros Arequipa.
Tabla 1-7. Tamaños y Características de barras fabricadas por SiderPerú.
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Tabla 1-8. Propiedades Mecánicas de barras fabricadas por SiderPerú.
Luego de haber definido las propiedades del material concreto y su acero de refuerzo,
todo esto en concordancia con el ACI y las propiedades de Fabrica, podemos indicar las
siguientes características para un concreto de por ejemplo f’c = 280 Kg/cm2.
CONCRETO REFORZADO
(ACI 318 2014)
Nombre
ACI
Peso Específico:
Ƴc = 2400 Kg/m3
Resistencia a la Compresión:
f’c = 280 Kg/cm2
Esfuerzo de Fluencia del Acero: fy = 4200 Kg/cm2
Módulo de Elasticidad:
Ec = 252902.452 Kg/cm2
Módulo de Corte:
Gc = 105376.0217 Kg/cm2
Módulo de Poisson:
v = 0.20
b) De acuerdo a la NTE E.060 – Concreto Armado
De manera homogénea al ACI, la sección 5.1.1 de la NTE E.060 indica que la resistencia
característica a la compresión del concreto será como mínimo de 𝑓𝑐′=17 𝑀𝑃𝑎, que
convertido a unidades de Kg/cm2 es igual a 𝑓𝑐′=173.35𝐾𝑔/𝑐𝑚2.
De la misma manera como en la parte A) de este apartado, el módulo de Elasticidad del
concreto, Ec, se obtiene usando las formulas de la sección 8.5.1 de la NTE E.060, las
cuales están en Sistema métrico Internacional y su conversión exacta son las que se
muestran a continuación:
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La Tabla 1-9 muestra los valores del módulo elasticidad para distintas calidades de
concreto.
El peso específico del Concreto se tomó igual a 2300 Kg/m³ (ver sección 2.2-NTE E.060)
En cuanto al acero de refuerzo, el módulo de elasticidad según la sección 8.5.5 de la NTE
E.060, se debe considerar igual a 𝐸𝑆=200 000 𝑀𝑃𝑎 y que convertido a unidades de
Kg/cm2 es igual a 𝐸𝑆=2 039 432.38𝐾𝑔/𝑐𝑚2.
El módulo de Poisson, 𝑣, en concordancia con la ecuación mostrada en la sección 8.5.4
de la NTE E.060, se considera igual a 𝑣=0.15.
Luego, el módulo de Corte, Gc, del concreto se considera igual a:
𝐺𝑐=𝐸/2.3
El acero de refuerzo cumplirá con lo indicado en la sección 3.5.3.1 de la NTE E.060 y en
concordancia con las Tablas 1-6 a 1-8 estas cumplen con la norma ASTM A-615 Gr60.
Entonces las propiedades de un concreto de la misma calidad que en la parte A) serán
como se muestran:
CONCRETO REFORZADO
(ACI 318 2014)
Nombre
E060
Peso Específico:
Ƴc = 2400 Kg/m3
Resistencia a la Compresión:
f’c = 280 Kg/cm2
Esfuerzo de Fluencia del Acero: fy = 4200 Kg/cm2
Módulo de Elasticidad:
Ec = 251140.371 Kg/cm2
Módulo de Corte:
Gc = 109191.47 Kg/cm2
Módulo de Poisson:
v = 0.15
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CREACIÓN DEL MATERIAL CONCRETO EN ETABS
Para crear el material concreto debemos hacer uso del Menú “Define” y elegiremos la
primera opción, que es “Material Properties…” o mediante el ícono , tal como se presenta
en la Figura 2-8.
Figura 2-8. Menú Define y ubicación del comando “Material Properties…”.
Luego de esto se abrirá una ventana como la de la Figura 2-9 para la definición y
creación de Materiales, la cual contiene tres materiales por defecto de los cuales nos
interesan el segundo y tercero, ya que el que esta con el nombre de “4000Psi” es el
Material Concreto y el ultimo, que tiene el nombre “A615Gr60” nos refiere al Acero de
Refuerzo, ambos definidos anteriormente.
Figura 2-9. Ventana para la creación del Material Concreto.
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Vamos a iniciar modificando el Material “4000Psi” mediante el botón
, el
cual al darle clic nos abrirá una ventana de datos de propiedades del Material, aquí es
donde debemos ingresar cada valor de las propiedades del concreto definidas
anteriormente.
Empezaremos por ingresar los valores de las propiedades del material de concreto según
el ACI 318 2011 tal como se detalla en la Figura 2-10. Para ingresar el valor de f’c le
debemos dar clic al botón
datos dándole clic al botón
. Luego aceptamos estos
dos veces.
Figura 2-10. Definición del Material Concreto según el ACI 318 2014.
Notar que el nombre del material concreto de la Figura 2-9 que antes estaba con
“4000Psi” ahora esta como “ACI” ya que le cambiamos el nombre al material.
Ahora debemos crear el Material de concreto según la NTE E.060, para ello, estando en
la ventana de la Figura 2-9 vamos a darle clic en el botón , y se nos abrirá una nueva
ventana, luego, en donde dice “Material Type” desplegamos y elegimos el Material
“Concrete”, asi como se indica en la Figura 2-11.a) y en donde dice “Standard”
desplegamos y seleccionamos la opción “User”, tal como se está indicando en la Figura
2-11.b). Seguidamente le damos clic en el botón y se abrirá la misma ventana de la
Figura 2-10.
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a)
b)
Figura 2-11. Creación del Material Concreto.
Lo que nos está faltando definir es el Material de Acero de Refuerzo, que nos servirá al
momento de diseñar nuestros elementos estructurales. Para ello vamos a modificar el
material que lleva por nombre “A615Gr60” mediante el botón y configuraremos los
valores calculados anteriormente, según el ACI 318 2014.
Figura 2-12. Definición del Material Acero de Refuerzo, según ACI 318 2014.
Finalmente tendremos configurados nuestros materiales a usar quedando la ventana de
Definición de Materiales (Material Definition) tal como se muestra en la Figura 2-13.
Luego aceptaremos todo lo que hemos hecho con un clic en el botón
.
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Figura 2-13. Ventana con Materiales ya Creados y Definidos.
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