SEMINARIO GRATUITO ONLINE TEMAS • Puntos de Inserción (Insertion Point) • Brazos Rígidos (End Length Offserts) • Mallado de Elementos Shell (Mesh) • Liberación de Grados de Libertad (Releases) Ponente: Ing. Oscar Miguel Muñoz Horna Socio Fundador e Ingeniero Principal de MHIA INGENIEROS 10/07/2019 MHIA PUNTOS DE INSERCIÓN (Insertion Point) – Elementos Barra “Frame” ETABS trae 11 puntos cardinales para cada sección transversal en un elemento barra “frame” lo cual permite posicionar los elementos según la necesidad del usuario. Sin embargo es mejor realizar el proceso de posicionamiento manualmente. MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA PUNTOS DE INSERCIÓN (Insertion Point) – Elementos Barra “Frame” ETABS al modelar las intersecciones de las vigas y las columnas, modela a las columnas en el centroide de la sesión transversal; y a las vigas desde el nivel del piso “story” hacia abajo. Límite Columna Dibujada por defecto Nivel Superior de Losa Viga Dibujada por defecto VISTA EN PLANTA VISTA EN ELEVACIÓN MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA PUNTOS DE INSERCIÓN (Insertion Point) – Elementos Barra “Frame” La principal aplicación de esta herramienta de modelaje, es corregir la posición correcta de las columnas ( en los extremos o de secciones asimétricas) y de vigas ( vigas invertidas). Este proceso debe contemplar la transformación de la matriz de rigidez a la nueva posición del elemento, si no el efecto solo será visual. REFINAMIENTO COBRA IMPORTANCIA SEGÚN EL DESPLAZAMIENTO, PERO DEBE DE COMPLETARSE EL MODELO CON LOS BRAZOS RIGIDOS MODIFICADOS MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA PUNTOS DE INSERCIÓN (Insertion Point) – Elementos Área “Shell” ETABS en sus ultimas versiones incorporo la opción de puntos de inserción en elementos área ( losas y muros), sin embargo no es muy aplicable (desplazamientos son muy pequeños). Junta Sísmica desde nivel +0.00 Placa Placa Muro de Sótano Muro de Sótano REFINAMIENTO INNECESARIO, NO COMPLICARSE USAR MODELO SIN INSERTION POINT CAMBIO DE ESPESOR DE MUROS DESALINEADOS MODELO EN ETABS MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA PUNTOS DE INSERCIÓN (Insertion Point) – Elementos Área “Shell” Losa Losa Viga Cambios en los niveles de las losas REFINAMIENTO INNECESARIO EN PEQUEÑOS DESNIVELES Y EN PEQUEÑAS AREAS DE PAÑO, NO COMPLICARSE USAR MODELO SIN INSERTION POINT MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA BRAZOS RÍGIDOS (End Length Offsets) – Elementos Barra “Frame” Solo es aplicable a elementos Frame, en elementos Shell la aproximación del modelo es suficientemente buena para considerar la zona rígida. Sirve para modelar rigidez en las intersecciones Viga – Columna (Nudos). Viga Zona de mayor rigidez Columna Intersección viga columna (Nudo) MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA BRAZOS RÍGIDOS (End Length Offsets) – Elementos Barra “Frame” Su aplicación si es necesaria en un modelo matemático, pero se debe tener el concepto correcto para aplicar de manera adecuada la asignación. Viga ASIGNADA LA LONGITUD CORRECTA AL BRAZO RIGIDO (Si se hizo “insertion point” en el elemento con el que se cruza se debe asignar manualmente), SE ASIGNA EL FACTOR DE RIGIDEZ DE ZONA, QUE REPRESENTA EL % DE LA LONGITUD DEL BRAZO RIGIDO QUE ES TOTALMENTE RIGIDO. CSI recomienda usar “0.5”. Columna Intersección viga columna (Nudo) MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MALLADO DE ELEMENTOS SHELL (MESHING) – Losas (Membrana 1D) En modelos matemáticos se hace necesario la división de los elementos área a fin de capturar la respuesta adecuada en el mismo, o para transmitir las cargas correctamente a los elementos verticales. En losas unidireccional modeladas como MEMBRANA LOSAS UNIDIRECCIONALES MEMBRANA SOLO SE PUEDEN DIVIDIR PARALELO A SU DIRECCIÓN MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MALLADO DE ELEMENTOS SHELL (MESHING) – Losas (Membrana 2D) Si losa 2D se apoya únicamente en vigas no hay porque preocuparse, si se apoya en muros se usa artificio modelando una viga nula sobre los muros En losas Bidireccional modeladas como MEMBRANA LOSAS BIDIRECCIONALES MEMBRANA NO SE DEBEN DIVIDIR O MESHEAR EN NINGUNA DIRECCÓN MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MALLADO DE ELEMENTOS SHELL (MESHING) – Losas (Shell Thin) En losas SHELL Thin se realiza un mesheado manual y luego un mesh automático con elementos de 0.5 a 1.00m. Este proceso puede ser complejo si no se tiene experiencia. 1° MESH MANUAL 2° MESH AUTOMATICO (CORREGIR ZONAS) SE DEBE TENER MUCHO CUIDADO PARA MESHEAR ADECUADAMENTE MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MALLADO DE ELEMENTOS SHELL (MESHING) - Muros En elementos muro debe realizarme un meshing para distribuir de manera adecuada el flujo de tensiones y/o para representar de manera correcta la doble curvatura. MESH HORIZONTAL EN MUROS ES EL PRINCIPAL, MESH VERTICAL SE ADECUA DE TAL FORMA DE TENER ELEMENTOS CON UNA RELACIÓN MAXIMA DE 2 ENTRE SUS LADOS Muros con diferentes MESH MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MALLADO DE ELEMENTOS SHELL (MESHING) - Muros Se estudiaron diversos muros ante diferentes mallas M: H=9m, L=4m M: H=6m, L=4m M: H=3m, L=4m MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MESH EN MUROS Muro 1 Piso: Lm=4.00m, H=3.00m 1.3 ∆ FL ∆= ∆𝐟𝐥𝐞𝐱𝐢ó𝐧 + ∆𝐜𝐨𝐫𝐭𝐞 𝐅𝐇 𝟑 𝐅𝐇 ∆= + 𝟑𝐄𝐈 𝐆𝐀 L % PRESICIÓN H 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 MALLA NxN MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MESH EN MUROS Muro 2 Piso: Lm=4.00m, H=6.00m Muro 3 Piso: Lm=4.00m, H=9.00m 1.1 % PRESICIÓN % PRESICIÓN 1.05 1 0.95 0.9 0.85 0.8 1.05 1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0.75 MALLA NxN 0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 MALLA NxN Muro 4 Piso: Lm=4.00m, H=12.00m Muro 5 Piso: Lm=4.00m, H=15.00m VARIACIÓN DE RESPUESTA 1.05 % PRESICIÓN % PRESICIÓN 1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 1.05 1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 MALLA NxN MALLA NxN MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA 1.05 1.05 1 1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 • Muro 7 Piso: Lm=4.00m, H=21.00m % PRESICIÓN % PRESICIÓN Muro 6 Piso: Lm=4.00m, H=18.00m 0.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 MALLA NxN MALLA NxN Del análisis de respuesta se observa notoriamente que para muros chatos, el “sobremeshear” causa un comportamiento anómalo, se flexibiliza demasiado. Y si no se “meshea” causa también problemas, pues se vuelve muy rígido. • En muros esbeltos la respuesta ya no varia grandemente, siendo mas estable, sin embargo demuestra que “meshear” mucho no es determinante puesto que no conviene cargar al análisis demasiado, en general meshear mucho no es bueno. • Se observa que un mesh o división en altura da muy buenos resultados. MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA MESH EN MUROS Recomendaciones para el Mesh en Muros y Vigas modeladas con SHELL: 1. No usar Automesh, mejor manualmente 2. Debe haber conectividad directa en cada elevación por si sola 3. Mínimo un mesh horizontal intermedio por piso, máximo se recomiendan 4. 4. Mesh verticales de tal manera de conseguir razones de aspecto no mayores a 2, entre el lado mayor y menor del elemento finito. 5. En vigas de Acople y Columnas cortas usar mínimo 4 divisiones. MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA UN EJEMPLO DE CASO ESPECIAL MUROS CON VIGAS DE DIFERENTES PERALTES MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS MESH RECOMENDADO https://mhiaingenieros.wordpress.com MHIA LIBERACIÓN DE GRADOS DE LIBERTAD Esta herramienta se usa para liberar algunos grados de libertad en los extremos de los elementos FRAME y SHELL. Generalmente aplicable al la liberación de momento en los tramos discontinuos de vigas y losas. MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com GRACIAS MHIA MHIA INGENIEROS: MUÑOZ HORNA Y ASOCIADOS INGENIEROS https://mhiaingenieros.wordpress.com
