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GUIA BASICA EN DESARROLLO PARA EL ANALISIS DE UNA ESTRUCTURA DE ALBAÑILERIA HACIENDOUSO DEL SOFTWARE ETABS
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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¡No te pierdas las partes importantes!
Vera Ayqui Yan Claudio
Paye Mamani, Frank Paul
Ing. Cesar Alfredo Espezua Llerena
El presente documento tiene como finalidad servir como una guía práctica y detallada para
el uso del software ETABS en el modelado, análisis y diseño estructural de edificaciones,
dirigida especialmente a estudiantes del curso de “Cálculo Computarizado de Estructuras”.
Este curso forma parte fundamental de la formación del ingeniero civil, ya que
proporciona las herramientas necesarias para comprender y aplicar los principios
estructurales utilizando programas de simulación avanzada.
ETABS (Extended Three-dimensional Analysis of Building Systems) es un software
desarrollado por CSI (Computers and Structures, Inc.) especializado en el análisis y diseño
de edificios. Su enfoque tridimensional y su capacidad para modelar distintos elementos
estructurales como columnas, vigas, losas y muros lo convierten en una herramienta
indispensable para la ingeniería estructural moderna.
En esta guía se explican de manera ordenada y paso a paso todos los procedimientos
necesarios para modelar una estructura típica de concreto armado o albañilería confinada,
desde la creación del modelo, definición de materiales y secciones, hasta la asignación de
cargas, análisis sísmico y diseño estructural. Además, se incorpora el procedimiento para la
exportación de cargas a programas complementarios como SAFE para el diseño de
cimentaciones.
Este documento está pensado para estudiantes que se inician en el manejo de ETABS, por
lo cual cada paso ha sido descrito con un lenguaje claro y accesible, buscando facilitar el
aprendizaje autónomo y la comprensión progresiva del software. Se ha procurado
mantener una estructura coherente que permita al lector seguir una secuencia lógica de
trabajo, emulando el desarrollo de un proyecto real.
El uso eficiente de herramientas computacionales como ETABS no solo permite un diseño
más rápido y preciso, sino que además posibilita la evaluación detallada del
comportamiento estructural ante diferentes combinaciones de carga y condiciones
sísmicas, lo cual resulta esencial en países como el Perú, donde la normativa exige un
enfoque sísmico riguroso debido a su alta sismicidad.
Esperamos que esta guía sea de utilidad para reforzar los conocimientos adquiridos en
clase y para el desarrollo de futuros proyectos profesionales o académicos en el campo del
diseño estructural.
1.1. Geometría del proyecto
La geometría del proyecto ha sido propuesta en arquitectura como una edificación de planta
rectangular con una distribución uniforme de acuerdo con las figuras siguientes.
Se tiene un primer nivel en el que se observa un par de departamentos pequeños que cuentan
con un patio posterior y tienen acceso a él, allí se encuentra la lavandería.
En la planta típica del 2do al 4to nivel se tiene dos departamentos pequeños por nivel en los
que cambia la distribución arquitectónica con respecto al primer nivel, observándose que
los dormitorios son más amplios ya que no se tiene el acceso al patio trasero, su lavandería
respectiva se ubica en la azotea.
También se presenta la planta de azotea, en la que se observa la distribución de lavanderías
para los departamentos del 2do al 4to nivel, además de los muros que continúan para la
colocación de los tanques elevados.
Estructuralmente se tiene muros en ambas direcciones que han sido aprovechados en la
estructuración para cargas de gravedad cono resistencia a sismos.
Fig. 01. Planta de primer nivel de la edificación
Fig. 0 4. Elevación de fachada y corte A-A.
1.2. Cargas y Factores de Carga
A continuación, se detallan las cargas de diseño empleadas en el proyecto
1.2.1. Carga Muerta
Peso específico del concreto armado = 2400 kg/m³
Peso específico de Albañilería Confinada = 1800 kg/m³
Peso específico del tarrajeo = 2000 kg/m³
Peso volumétrico del suelo = 1750 kg/m³
Peso de acabados = 100 kg/m²
Peso de losa aligerada = 300 kg/m²
Tarrajeo = 2 cm
Peso específico de muros de soga con 1cm de tarrajeo a cada lado:
3
1.2.2. Carga Viva
Escaleras y áreas comunes = 200 kg/m²
Vivienda = 200 kg/m²
Azoteas = 100 kg/m²
Notas:
1.2.3. Carga por sismo
De acuerdo con la normativa E.030 se establece un espectro sísmico reglamentario para
realizar el análisis por sismo, el espectro inelástico de pseudo aceleraciones se define por la
ecuación
𝑎
𝑃
𝑃
𝐿
𝑃
𝐿
𝑃
𝐿
2
0
𝑎
𝑝
En las cuales
Sa: Espectro de pseudo aceleraciones
g: Aceleración de la gravedad
Z: Factor de zona
U: Factor de uso
C: Factor de amplificación sísmica
S: Factor de suelo
P
L
: Periodos correspondientes al suelo
T: Periodo de acuerdo con el numerar 4.5.4 de E
R: Coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas
a
p
: Factores de irregularidad en altura como en planta
0
: Coeficiente básico de reducción de las fuerzas sísmicas.
1.3. Propiedades de los materiales
Albañilería
Resistencia a la compresión (𝑓
𝑚
′
) : 65 kg⁄cm²
Resistencia al corte puro (𝑣
𝑚
′
) : 8.1 kg⁄cm²
Módulo de elasticidad (𝐸
𝑚
= 500 𝑓
𝑚
′
) : 32500 kg⁄cm²
2.1. Familiarización al entorno del programa ETAPS:
La interface grafica del usuario de ETAPS que se muestra en la Figura incluye la ventana
principal, barra principal, barra de exhibición de título, barra de menú, barra de
Herramientas, ventanas de exhibición, barra de estado, coordinar la posición del apuntado
del mouse y las unidades en uso. Cada uno de estos elementos se describe en la lista
enumerada que se presenta a continuación
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 DE TITULO
BARRA DE MENU
BARRA DE HERRAMIENTAS
Y BOTONES
COORDENADAS DE LA
POSICION DEL CURSOR
SISTEMA DE
COORDENADAS
OPCION
DE DIBUJO
UNIDADES
EN CURSO
VENTANA DE
EXHIBICION
VENTANA DE
EXHIBICION
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.
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.
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 cuadricula.
localiza en la parte derecha de la barra de estado. Las unidades pueden ser cambiadas
en cualquier momento de la creación del modelo.
o en todos los planos
Los menús vienen a ser una agrupación de comandos o herramientas que tiene una
determinada función para ello se presentan los diferentes menú que presenta el software
2.2.1. Menú File (Archivo)
En este menú se encuentran todas las opciones para almacenar, abrir, exportar, impresión,
etc
2.2.3. 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
2.2.4. Menú Define (Menú Definición)
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, Combinación de Cargas, Definición de masa, etc.
2.2.5. 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.
2.2.7. 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
2.2.8. Menú Analyse (menú analizar)
En este menú se encuentran todos los comandos necesarios para analizar la estructura así
como de algunas opciones para el análisis.
2.2.9. Menú Display (Menú Mostrar)
En este menú se encuentran todas las opciones de Mostar el modelo las cargas, diagramas
de fuerzas y momentos tablas de análisis, etc.
2.2.10. Menú Design (Menú Diseño)
En este menú se encuentran todas las opciones para los diferentes tipos de diseño: en acero,
concreto, mis diferentes tipos de diseño: en acero, concreto, mistas, etc.
Al iniciar el programa ETABS, se nos mostrará la siguiente ventana damos click en “New
Model”.
Cuando le damos click se iniciara un nuevo proyecto, y nos mostrará la siguiente pestaña,
donde debemos elegir las unidades que usaremos (Se puede configurar también más
adelante), elegiremos también la región por defecto de los materiales, las secciones de
elementos para diseño acero y códigos de diseño para acero y concreto, una vez configurado
damos click en “Ok”.
Posteriormente se nos mostrara una ventana para poder iniciar con el modelado del
proyecto, en este caso seleccionaremos “Grid Only”, debido a que ya contamos con las
grillas definidas en el Plano en AutoCad, podemos obviar por el momento los apartados de
“Grid Dimensions” y “Story Dimensions” dado que eso lo configuraremos posteriormente
New Model
conforme a nuestro plano.
Seleccionamos “Grid Only” y le damos al botón “Ok”.
Una vez realizado este paso, se nos generara una grilla por defecto, podemos observar una
vista en planta y una en 3D.
