Manual ETABS: Análisis y Diseño Estructural RNE

Manual Básico De Análisis Y Diseño
Estructural Con ETABS empleando el
Reglamento Nacional de Edificaciones
Editado por Richard Vicente Quispe Castillón
([email protected])
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS
QuispeC
Presentación
Este manual está basado en apuntes, recopilación bibliográfica de libros,
artículo técnico y el reglamento vigente hasta la fecha relacionados al análisis
de edificaciones de concreto armado, empleando el software de análisis
computacional ETABS. El objetivo de este manual es desarrollar una
metodología de empleo del software para el análisis de estructuras de
concreto armado empleando el reglamento nacional de edificaciones,
empleando ejemplos prácticos y aplicados en el campo de la ingeniería civil.
En los primeros Capítulos veremos los datos necesarios que debemos obtener
para el análisis de edificaciones, en los últimos capítulos se darán ejemplos
aplicativos de análisis de edificaciones.
Richard Vicente Quispe Castillón
Huancayo, 2010
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS
Contenido
Capitulo Uno (Análisis de la estructura)
I.
II.
III.
IV.
Análisis del plano Arquitectónico
1. Categoría de la obra
2. Configuración Estructural
3. Sistema Estructural
4. Cargas
5. Material
6. Esquematización
Dimensionamiento
1. Dimensionamiento de Losas
2. Dimensionamiento de vigas
3. Dimensionamiento de Columnas
4. Dimensionamiento de muros o placas
Metrado De Cargas
1. Metrado de Cargas Distribuidas en Áreas
2. Metrado de Cargas Distribuidas lineales
3. Metrado de Cargas puntuales
Análisis Dinámico empleando espectro respuesta
1. Definición de la Masa Concentrada
2. Ubicación de la Masa Concentrada
3. Espectro Respuesta según RNE
Capitulo Dos (Introducción a Etabs)
I.
Familiarización al entorno del programa ETABS
II.
Edificio de 4 pisos
3
QuispeC
CAPITULO UNO
(Análisis de la Estructura)
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
I.
QuispeC
Análisis del plano Arquitectónico
Para una buena estructuración se deberá de buscar una buena configuración tanto en planta como
en elevación, es decir, buscar estructuras regulares y no irregulares, en caso contrario tomar
medidas en el diseño y verificar que cumplan los desplazamientos y torsiones entre pisos que
indican las normas correspondientes.
De la arquitectura se tendrá que sacar los siguientes datos:
1. Categoría de la obra: se indicara en que categoría se encuentra la estructura, según la norma
E.030 artículo 10.
(Fuente RNE)
5
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
2. Configuración Estructural: se indica si la estructura presenta irregularidad en planta como en
altura con el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados
del factor de reducción de fuerza sísmica, tal como lo indica en la norma E.030 artículo 11.
a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o
verticales en su configuración resistente a cargas laterales.
b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan
una o más de las características indicadas en la Tabla N°4 o Tabla N° 5.
(Fuente RNE)
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
3. Sistema Estructural: Se definirá el mejor sistema estructural para el proyecto de acuerdo al
material, tecnología, etc. existentes en el lugar de la obra, esta clasificación se realizara según la
norma E.030 artículo 12.
(Fuente RNE)
4. Cargas: Se obtendrá las cargas que actúan en la edificación, clasificándolo en cargas vivas,
muertas, de viento, de presión entre otras, para esto emplearemos la Norma E.020 de cargas.
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
(Fuente RNE)
5. Material: Se tendrá que definir las propiedades de los elementos a emplearse, tales como, las
vigas, las columnas, las zapatas, la albañilería, entre otros.
Ej.:
-
Zapatas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Columnas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Viga: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Losa maciza: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Acero de grado 60 = 4,200 Kg/cm2.
Muro de Albañilería = 60 Kg/cm2.
6. Esquematización: Se deberá definir los ejes por donde pasaran los ejes, las alturas de las
columnas, es decir, se tendrá que plantear la mallas en 3D
-
En Planta: los ejes deberán pasar por el centro de gravedad de las columnas definidas.
Fig. 1.1
8
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
-
QuispeC
En elevación: para representar la elevación hay 2 procedimientos.
El primero caso: consisten comenzar desde el punto de empotramiento de la columna
generalmente ese punto es la parte superior de la zapata. En algunos casos se pude
considerar que el piso y el falso piso generen otro punto de empotramiento, en tal caso se
podría considerar es punto como el inicial.
Para ser más conservador se asumirá que en punto de empotramiento es la parte superior
de la zapata.
Para el resto de los pisos se considera que el eje pasara por el centro de gravedad de la viga
(ver fig. 1.2).
El segundo caso: se tiene la misma consideración para el apoyo que el caso anterior, con la
diferencia que para el resto pisos el eje pasara por encima de la viga (ver fig. 1.3).
Fig. 1.2
Fig. 1.3
Este método es aplicado debido a que ETABS colocara la viga la viga justo por debajo del eje
de pisos.
La diferencia de alturas entre el primer caso y el segundo caso es minino se puede trabajar
con el que más le perezca conveniente.
Nota: en caso de existir vigas de cimentación el apoyo no será empotrado sino fijo y se
tendrá que representar la viga de cimentación en al nivel del apoyo.
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
Ejemplo: A continuación se muestra una edificación en planta y elevación y sus respectivas
propiedades
Primera planta
Segunda Planta
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
Elevación
Corte
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QuispeC
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
1. Esquematización:
a. En Planta:
b. En Elevación:
CALIFICACIÓN
2. Categoría de la obra
3. Configuración Estructural
4. Sistema Estructural:
5. Cargas:
6. Material:
DESCRIPCIÓN
“A”
“Estructura Regular”
Concreto Armado
Pórtico
Carga viva
Aulas = 300 kg/cm2
Corredores = 400 kg/cm2
En techo = 50 kg/cm2
Carga muerta
Tabiquería = 100 kg/cm2
Acabados = 100 kg/cm2
LOSA Aulas = 300 kg/cm2
Arcilla cocida sólidas = 1800 kg/cm3
Zapatas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Columnas: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Viga: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Losa maciza: Concreto Reforzado, f’c = 210 Kg/cm2.
Acero de grado 60 = 4,200 Kg/cm2.
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
II.
QuispeC
Pre dimensionamiento
1. Dimensionamiento de Losa: Para el dimensionamiento de la losa se tendrá las cargas que
convergen en ella y también la luz de los paños. Para este casos se dan las siguientes
recomendaciones de según la luz de la losa, en caso de la losa sea reforzado en ambos sentidos
el largo no deberá ser mayor a dos veces el ancho.
LUZ
Menor a 4 m
5-5.5. m
5-6.5 m
6-7.5 m
LUZ
6.5-7.5 m
7 - 8.5 m
LOSAS ALIGERADAS EN UNA DIRECCIÓN
PARA S/C HASTA 350 KG/CM2
PERALTE
ESPESOR DE
ESPESOR DE
(cm)
CONCRETO (cm)
LADRILLO (cm)
17
5
12
20
5
15
25
5
20
30
5
25
LOSAS ALIGERADAS EN DOS DIRECCIONES
PARA S/C HASTA 350 KG/CM2
PERALTE
ESPESOR DE
ESPESOR DE
(cm)
CONCRETO (cm)
LADRILLO (cm)
25
5
20
30
5
25
LOSAS NERVADA EN UNA DIRECCIONES
PERALTE
ANCHO
SEPARACIÓN
(cm)
(cm)
ENTRE EJES (cm)
Menor a 7.5 m
35
10 - 15
70
Menor a 8.5 m
40
10 - 15
70
Menor a 9.5 m
50
10 - 15
70
LUZ
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
LOSA MACIZA EN UNA DIRECCIÓN
LUZ
PERALTE (cm)
Menor a 4 m
12 Ó 13
Menor a 5.5 m
15
Menor a 6.5 m
20
Menor a 7.5 m
25
Para losa que posean mayores cargas se recomienda elegir el inmediato superior en peralte
para un adecuado diseño.
2. Dimensionamiento de Vigas: El dimensionamiento de la viga se realizar teniendo en cuenta el
efecto sismo resistente por lo cual las vigas principales como las secundarias tendrán el mismo
peralte con la única diferencia de que las principales tendrán un mayor ancho.
La forma más usual de dimensionar de los elementos son dividiendo la luz libre entre un factor
para el peralte y el ancho tomando un promedio entre 25 a 50 cm de ancho.
TIPO DE COBERTURA
LIVIANA
NORMAL
Donde: l es la luz libre de viga
PERALTE
l/14
l/10 ó l/12
Se indica a continuación dimensiones usuales en vigas.
LUZ
Menor a 5.5 m
Menor a 6.5 m
Menor a 7.5 m
Menor a 8.5 m
Menor a 9.5 m
SECCIONES
25x50, 30x50
25x60, 30x60, 40x60
25x70, 30x70, 40x70, 50x70
30x75, 40x75, 30x80, 40x80
30x85, 30x90, 40x85, 40x90
(Edificaciones y estructuración de edificaciones de concreto armado de Antonio Blanco Blasco)
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
3. Dimensionamiento de Columnas: las columnas serán dimensionadas asumiendo que soportan
carga axial tal como se muestra a continuación
Para columnas centrales:
𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜
𝐴𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 =
0.45𝑓′𝑐
Para columnas exteriores o esquineras:
𝐴𝑐𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 =
𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜
0.35𝑓′𝑐
Para edificaciones hasta 3 ó 4 pisos se recomendara usar un área de 1,000 cm2 a 2,000 cm2, y
según RNE no será menor 30x30cm2 para elementos que pertenezcan al pórtico.
Las secciones más comunes empleadas son 30x30, 35x35, 40x40 25x50, 30x60, 30x40, 30x50, o
circulares de 40 ó 50 cm de diámetro.
Nota: la relación entre la longitud más larga y la más corta deberá menor o igual 4(𝑡/𝑏 ≤ 4)
4. Dimensionamiento de Muros ó Placas: Para el dimensionamiento del ancho se asumirá como
mínimo hasta 10 cm, pero, generalmente se toma el espesor de muro para no producir
distorsiones en la arquitectura, para edificaciones de grandes alturas se optara por dimensiones
de 20, 25, 30, 40, 50, 60 cm.
Por experiencia se sabe que hasta un máximo de 20 pisos se puede emplear un espesor de
25cm.
La longitud de la placa no se puede pre dimensionar ya está en función de fuerza sísmica que
actué en la estructura, por lo tanto, esta longitud deberá ser definida por el ingeniero
estructurita.
Nota: la relación entre el largo y el espesor deberá mayor o igual 4(𝑙/𝑒 ≥ 4)
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
III. Metrado de Cargas
A diferencia de otro software de análisis el ETABS trabaja perfectamente con cargas distribuidas
sobre elementos planos como losa, muros etc.
1. Metrado de Cargas Distribuidas en Áreas:
Se considera generalmente cargas como de acabados tabiquería y sobrecargas y entre otros
sobre la losa.
2. Metrado de Cargas Distribuidas lineales:
Se considerara cargas Muros portantes y similares que afecten directamente a las vigas.
3. Metrado de Cargas puntuales
Se considerara cargas de elementos que se apoyen en un punto especificado sobre las vigas o
columnas como las cargas de tijerales y otros.
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
IV.
QuispeC
Análisis Dinámico empleando espectro respuesta
Para obtener la fuerza sísmica que actúa en cada nivel se deberá conocer la masa concentrada en
cada nivel y su respectiva posición, también será necesario conocer la aceleración producida por el
espectro en cada sentido de la edificación (aX, aY)
1. Definición de la Masa Concentrada: La masa a tomar en cuenta será el 100% de masa muerta
más un porcentaje de la masa viva, este porcentaje esta en el artículo 16.3 de la E.030 del RNE
(Fuente RNE)
2. Diafragma Rígido: Por lo general, los pisos horizontales en cualquier nivel son modelados como
un diafragma horizontal rígido, con una rigidez infinita en su plano, pero sin rigidez fuera de su
plano. Pueden haber uno o más elementos Floor Diaphragms (diafragmas) asociados con un
solo nivel o piso, como se muestra en la Figura 3. Este plano horizontal está conectado a los
ejes de columnas asociados con el diafragma. En consecuencia, todos los ejes de columnas
conectados a un diafragma rígido no podrían tener desplazamientos independientes entre sí.
Algunos ejes de columnas pueden ser desconectados del diafragma rígido, para permitir
desplazamientos independientes en las columnas. Un elemento diafragma puede tener rigidez
infinita, no tener rigidez o tener una rigidez intermedia, mediante el uso de elementos flexibles.
Los diafragmas rígidos deben ser horizontales; los diafragmas flexibles pueden tener una
inclinación.
Las masas requeridas para el análisis dinámico están asociadas con los diafragmas rígidos. Las
masas son concentradas en los centros de masas de los diafragmas correspondientes. Las
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
masas de los elementos son incluidos automáticamente en una masa de diafragma conjunto,
con la contribución correspondiente a los momentos de inercia de masa. El número de
elementos diafragma en un nivel particular dependerá de la distribución de masas en el piso.
Centro del diagrama
rígido
(Fuente: MODELAMIENTO DE ESTRUCTURAS MEDIANTE PROGRAMAS DE CÓMPUTO)
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO I
QuispeC
1. Espectro Respuesta Según RNE: Para obtener el espectro se recurrirá al E.030 del RNE. De la
cual se regenerara de la siguiente manera, tanto en el eje X-X como en el eje Y-Y
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CAPITULO dos
(Introducción a Etabs)
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
I.
Familiarización al entorno del programa ETABS
La interface grafica del usuario de ETABS que se muestra en la Figura 3-1 incluye la ventana
principal, barra principal, barra de exhibición de titulo, barra de menú, barra de Herramientas,
ventanas de exhibiciones, barra de estado, coordinar la posición del apuntador del mouse y las
unidades en uso. Cada uno de estos elementos se describe en la lista enumerada que se presenta
a continuación.
BARRA DEL MENÚ
BARRA DE TITULO
BARRA DE HERRAMIENTAS Y
BOTONES
VENTANAS DE EXHIBICIÓN
VENTANAS DE EXHIBICIÓN
COORDENADAS DE LA POSICIÓN
OPCIÓN DE DIBUJO
DEL CURSOR DEL MOUSE
UNIDADES EN CURSO
SISTEMA DE COORDENADAS
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
Barra Principal Esta barra incluye el programa y los nombres de los modelos. La barra principal
esta resaltada cuando el programa está en uso. La ventana principal puede moverse dando clic
izquierdo al mouse en la barra principal y sosteniendo el botón del mouse mientras se arrastra la
ventana por la pantalla.
Barra del Menú. La barra del menú contiene todos los menús del programa.
Barras de herramientas y Botones. La barra de herramientas está compuesta de botones. Estos
botones proporcionan acceso a los comandos más usados a través de “un-clic”. Manteniendo el
cursor del mouse posicionado sobre un botón de la barra de herramientas por unos segundos sin
dar clic o presionar alguno de sus botones dará como resultado la aparición de una pequeña caja
de texto que contiene una la descripción de la función que realiza dicho botón.
Ventanas de exhibición. Una ventana de exhibición muestra la geometría del modelo y puede
también incluir exhibiciones de características, carga y análisis o los resultados del diseño. Se
pueden exhibir hasta cuatro ventanas en cualquier momento.
Coordenadas de la posición del cursor del mouse. Las coordenadas que refieran la posición del
cursor del mouse. En un plano bidimensional o en una vista de dos dimensiones de la elevación,
las coordenadas de la posición del cursor del mouse son exhibidos siempre. En una visión
tridimensional, las coordenadas de la posición del cursor del mouse se exhiben solamente cuando
el cursor del mouse se encaja a presión a un punto o a una intersección de la línea de una
cuadrícula.
Unidades en Curso. Las unidades en uso se exhiben en una caja drop-down que se localiza en la
parte derecha de la barra de estado. Las unidades pueden ser cambiadas en cualquier momento
de la creación del modelo.
Opción de Dibujo. Se define si el dibujo será en plano actual, en planos similares o en todos los
planos
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
II.
Comandos Básicos
Para conocer mejor a Etabs veremos algunos de los comandos más usados por los usuarios del
software.
1. Menú de Dibujo
Dibujar áreas
rectangulares
Dibujar áreas
en regiones
Dibujar muro
en planta
Dibujar áreas
Más comandos
Acotar
Seleccionar
Objeto
Dibujar vigas
secundarias
Dar Objeto
Dibujar columnas
en regiones
Dibujar línea
en regiones
Dibujar línea
 Seleccionar objeto
Dibujar puertas
Dibujar ventanas
Dibujar muro en
regiones y en planta
:
El modo de seleccionar permite seleccionar objetos y es usado para operaciones de
edición, hacer asignaciones de objetos y resultados de vista o impresión. De forma
automática, el programa se encuentra en modo de seleccionar.
 Dar objeto
:
El modo de dar objeto permite seleccionar todos los objetos que concurren el punto de
selección.
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
 Dibujar Línea
:
El modo de dibujar línea permite dibujar elementos frame (vigas o columnas), ya sea en
2D o 3D. Al seleccionar este modo presenta el siguiente cuadro de propiedades para
definir las propiedades del elemento dibujar
Tipo de Línea
Propiedad de sección:
Elegir con sección con la
que desee trabajar
Dibujar en plano paralelo:
Define la distancia
perpendicular donde se
dibujara la sección
Picando en 1 y luego en 2
resultado
 Dibujar Línea en regiones en regiones
:
El modo de dibujar línea en regiones permite dibujar elementos frame en 2D o 3D en
todas las mallas que se encuentren en el interior de la selección (Región).
Seleccionando la región
resultado
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
 Dibujar columna en regiones
:
El modo de dibujar columnas en regiones permite dibujar elementos tipo columna en
planta en todas las intersecciones de los que se encuentren en el interior de la
selección (Región).
Seleccionando la región
 Dibujar vigas secundarias
resultado
:
El modo de dibujar vigas secundarias te permite dibujar vigas paralelas con
separaciones uniformes entre ellas, los que se encuentren en el interior de la selección
(Región).
Se puede definir de 2 formas mediante una separación máxima entre vigas o el numero
de vigas debe de ir entre ejes, también, se pude definir el sentido de las vigas (Eje X-X
Eje Y-Y).
Seleccionar la Sección
Seleccionar el tipo de
espaciamiento
Numero de vigas Sec.
5 Vigas secundarias
paralelas al eje X-X
Seleccionando la región
resultado
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
 Dibujar área
:
El modo de dibujar área se puede dibujar una región a partir de puntos, el mínimo de
puntos (clic) es de 3 (Región).
Seleccionar la Sección
Sentido del eje axial de la
región (para losas en una
dirección es el sentido de
transmisión de cargas)
Picando 3 puntos
resultado
 Dibujar área en regiones :
El modo de dibujar área se puede dibujar una región rectangular a partir de 2 puntos,
tanto en plata elevación y en 3D
Seleccionando la región
resultado
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
 Dibujar área en regiones
:
El modo de dibujar área en regiones permite dibujar regiones de áreas divididas por las
rejillas a partir de dentro de la selección, tanto en plata y en elevación.
Seleccionando la región
 Acotar
resultado
:
Inserta la distancia entre 2 puntos con formato de acotación
Seleccionando la región
resultado
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
III. Menú Estándar
Los menú vienen a ser una agrupación de comandos o herramientas que tienen una determinada
función para ello se presentan los diferentes menú que presenta el software.
1. Menú File (Archivo): En este menú se encuentran todas las opciones para almacenar, abrir,
exportar, impresión, etc.
Nuevo Modelo
Abrir
Guardar
Guardar como…
Importar y exportar
Capturar en formato DXF
Capturar Imagen
28
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
2. Menú Edit. (Edición): En este menú se encuentran todas los comandos para modificar las
líneas, áreas, las cuadriculas
Replicar
Editar rejillas
Editar pisos
Editar planos de Referencial ales
Editar línea de Referencial ales
Unir puntos
Alinear puntos, líneas
Mover puntos, líneas y Áreas
Unir áreas
Dividir áreas
Unir líneas
Dividir líneas
Extrudir de punto a línea
Extrudir de línea a Área
R
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
3. Menú View (Menú vista): En este menú se encuentran todos los comandos para la
configuración de vistas tanto en plata, elevación y 3D, también los zoom y entre otros.
Selección de vista
3D, planta y Elevación
Configuración las
opciones de Vista
Opciones de Zoom
Actualizar ventana
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
4. Menu Define (Menú Definicion): En este menú se encuentran todos los comandos para la
configuración y definición de materiales, secciones, diafragmas, Espectros Respuestas,
Combinación de Cargas, Definición de masa, etc.
Propiedades de Materiales
Definir Secciones de Elementos lineales
Definir Secciones de Elementos Área
Definición de Diafragmas rígidos y semi rígido
Definición del espectro respuesta
Definición Tiempo historia
Definición de cargas estáticas
Colocación del espectro respuesta
Combinación de Cargas
Definición para el análisis de la masa concentrada
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
5. Menú Draw (Menú Dibujo): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios para
dibujo del modelo que usted necesita tal como dibujar puntos, líneas, áreas y acotaciones.
Selección de objeto
Modificar de objeto
Dibujar Puntos, líneas y
áreas
Acotar
Dibujar punto de referencia
Punto de Selección
6. Menú Select (Menú Selección): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios
para seleccionar los objetos, ya sea por tipo por sección, por propiedad etc.
Selecciona los objetos que intersecta una línea
Selecciona objetos por grupos
Selecciona objetos por Secciones de vigas y columna.
Selecciona objetos por Secciones muros, losas
Selecciona todos los objetos
Invertir Selección de todos los objetos
Selecciona los elementos anteriormente
seleccionados
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
7. Menú Assign (Menú Asignar): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios para
adicionar la propiedad a los elementos como secciones, carga, copiar y pegar propiedades de
un elemento a otro.
Adicionar, modificar grupos de objetos
Eliminar asignaciones sobre el objeto seleccionado
Copiar propiedades de los objetos seleccionados
Pegar propiedades en los objetos seleccionados
a) Joint/point: adiciona propiedades al punto tales diagrama a un grupo de puntos,
propiedades de conexión entre viga y columna, restricciones, adicionar masa en un punto,
entre otros.
Adiciona el Diafragma rígido y semi rígido
Adiciona el Restricciones a nudo
Adiciona masa en el punto para el análisis sismo
resistente
33
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
b) Frame/Line: adiciona propiedades a las líneas o para modificarlas tal sección del elemento,
brazo rígido, giro respecto al eje local, etc.
Modificar la sección del elemento (sección viga y columna.)
Adicionar grados de libertar en los nudos de los
elementos
Adicionar tipo especial de momentos en vigas
Adicionar Brazo rígido
Adicionar giro respecto al eje axial
Adicionar subdivisiones en elemento
c) Shell/Area: adiciona propiedades a las áreas o para modificarlas tal sección del diafragma
giro respecto al eje local, etc.
Adicionar tipo de sección
Adiciona el diafragma a la losas
Adiciona el giro o sentido de losas en una dirección
Adiciona las subdivisiones en objeto
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QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
d) Joint/point loads: adiciona, modifica o elimina fuerzas y desplazamiento sobre el punto.
Modifica las fuerzas sobre el punto
Modifica las deformaciones iniciales sobre el punto
Modifica la temperatura sobre el punto
e) Frame/line loads: adiciona, modifica o elimina fuerzas y desplazamiento sobre los objetos
frame.
Modifica las fuerzas puntuales sobre vigas y
columna.las fuerzas distribuidas sobre vigas y
Modifica
columna.
Modifica la temperatura sobre vigas y columna.
f)
Shell/line loads: adiciona, modifica o elimina fuerzas y desplazamiento sobre los objetos
Shell.
Modifica las fuerzas distribuidas sobre losas y muros
Modifica la temperatura sobre losas y muros
Modifica la carga de viento sobre muros
8. Menú Analyze (Menú Analizar): En este menú se encuentran todos los comandos necesarios
para analizar la estructura así como de algunas opciones para el análisis.
Opciones de análisis
Chequear si hay problemas en el modelo
Iniciar el análisis
35
QuispeC.S.A.C.
MANUAL BÁSICO DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL CON ETABS-CAPITULO II
9. Menú Display (Menú Mostar): En este menú se encuentran todas las opciones de Mostar el
modelo las cargas, diagramas de fuerzas y momentos tablas de analisis, etc.
Muestra el modelo inicial
Muestra las cargas aplicadas en los objetos,
tal como, cargas en nudos, las distribuidas
en líneas y áreas
Muestra las deformaciones.
Muestra los desplazamientos según los
paridos
Muestra los diferentes diagramas de fuerzas
y momentos
Muestra tablas donde se encuentran toda la
información del modelo, tales como, las
cargas, desplazamientos, masas y del
análisis
10. Menú Design (Menú Diseño): En este menú se encuentran todas las opciones para los
diferentes tipos de diseño: en acero, concreto, mistas, etc.
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11. Menú Options (Menú Opciones): En este menú se encuentran todas las opciones de
confutación de la pantalla de Etabs.
12. Menú Design (Menú Diseño): En este menú se encuentran todas las opciones de ayuda
respecto al programa.
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CAPITULO TRES
(Análisis de Edificaciones)
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I.
Creación del modelo para el análisis con Etabs
Iniciaremos el programa ETABS, haciendo doble clic en icono
Doble clic en el programa
ETABS
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Una vez dentro del programa elegiremos las unidades más apropiadas para nuestro modelo
haciendo clic en la barra “unidad en curso”, generalmente se trabaja con Tn-m
Ahora crearemos el nuevo modelo haciendo clic file/New Model…
En la pantalla aparece un cuadro de dialogo que nos pregunta si las propiedades del nuevo
modelo se pueden obtener de un archivo existente.
Para nuestro caso crearemos un modelo desde cero para eso hacemos clic en “No”
Trabajar con propiedades
por defecto del sistema
Buscar el archivo
Nota: Si usted ha trabajado con un modelo similar entonces puede importar ciertas propiedades
tales como el material, secciones, combinación de cargas, espectros, etc.
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El siguiente cuadro definiremos el sistema de Cuadricula y la forma de definición de información
del piso.
Número de Pisos
Numero de ejes en X
Numero de ejes en Y
Altura de pisos
típicos
Espaciamiento
entre ejes en X
Altura del primer
piso
Espaciamiento
entre ejes en Y
Editar información
de los piso
Etiquetas de eje
Editar rejilla
El ejemplo es un colegio de 2 niveles con techo inclinado donde la geometría en planta es la que
se muestra.
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Para definir el modelo introduciremos la siguiente información
Hacemos clic en Custom Grid Spacing luego clic en Gid Labels…
Etiqueta Del Eje X-X Comenzara En “1”
Etiqueta Comenzara izquierda a derecha
Etiqueta Comenzara derecha a izquierda
Etiqueta Del Eje Y-Y Comenzara En “A”
Etiqueta Comenzara abajo a arriba
Etiqueta Comenzara arriba a abajo
Clic en ok
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Después clic en Edit Grid…, en la opcion Display Grids as elegimos Spacing (espaciamiento entre
ejes)
En la ventana principal introducimos la información del pórtico en planta, no necesario trabajar
las distancias con una gran exactitud se puede hacer redondeos para facilitar el modelaje de la
estructura, tal como se muestra.
Una vez acabado de introducir la información hacemos clic en Ok.
La planta de la estructura ya esta definida y lo queda es definir los niveles de pisos, para eso, en la
casilla Story Dimensions
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Click en Custom Story Data/Edit Story Data…
Clic en ok, luego clic en grid only y luego clic en ok
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II.
Definición de Materiales y Secciones
Primero definiremos los materiales a usar como concreto f’c=210 kg/cm2, albañilería fb=65
kg/cm2, etc. Luego se definirá las secciones a emplear en el modelo como viga30x40 columna
40x50, losa aligerado E=20 cm, etc.
2.1. Definicion de Materiales:
Para el ejemplo el unico material que tememos es concreto de f’c=210 kg/cm2
Clic en Define/Material Properties…
Selecciones en OTHER y luego clic en Add New Material…
En la opción type of design en la opción design elija concrete (tipo de material)
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Ahora rellenaremos de información como se muestra, no debemos de olvidar que las
unidades son para masa Tn, fuerza Tn, Modulo de Elasticidad Tn/m2, f’c en Tn/m2, etc.


En la casilla de masa por unidad de volumen (Mass per unit Volume) =2.4/9.81
Para Modulo de Elasticidad (Modulus of Elasticity) usaremos la formula siguiente 𝐸 =
15,000√𝑓’𝑐 ∗ 10Tn/m2 donde f`c en Kg/cm, E=15,000*210^0.5*10
Clic en ok y luego clic en ok
2.2. Definicion de Secciones de Vigas y Columnas:
Las secciones a crear son las siguientes:
 Viga30x60
 Viga25x50
 Columna25x25
 Columna T 25x70-35x50

Columna L 25x55-35x50
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Clic en Define/Frame Secctions…
Primero eliminaremos todas las secciones que no usaremos en el modelo, para ello
selecciones todas y clic en delete Property, notara que dejo uno sin borrar.
En la sección de Click to: en la segunda lista desplegable elija Add Rectangular (añadir Sección
Rectangular).
En Section Name ponga el nombre del primer elemento (Viga30x60)
En la casilla de material elija CONC210
Ponga las dimensiones en Depth (Peralte) y Width
(ancho)
Para definir si se va ha considerar como viga o
columna clic en Reinforcement…
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En design type (tipo Elemento: columna o viga) elija
Beam (viga)
En Concrete Cover to Rebar Center (distancia desde la
cara hasta centro de gravedad del acero longitudinal)
Clic en ok
Clic en ok.
Para la Viga25x50 repita el procedimemiento.
Ahora para la columna estando aun dentro de definicion de
secciones, Haga seccione en Click to: en la segunda lista
desplegable elija Add Rectangular (añadir Sección Rectangular).
En Section Name ponga el nombre
del primer elemento (Columna25x25)
En la casilla de material elija CONC210
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Ponga las dimensiones en Depth (Peralte) y Width
(ancho)
Para definir si se va ha considerar como viga o
columna clic en Reinforcement…
En design type (tipo Elemento: columna o viga) elija
Column (Columna)
En Concrete Cover to Rebar Center (distancia desde la cara hasta centro de gravedad del
acero longitudinal)
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