Modelación Sap200

7/24/2019 Modelacin Sap200

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Modelacin ETABS:Ingresar espectro de diseo ssmico segn

NCh 433 of 96, modificada 2009

Autor: Fabiana Rubio Ritchie

Curso: Anlisis Ssimico

Profesor: Diego Valdivieso Cascante

Fecha: Abril 2015


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Este es un documento de referencia, en proceso de realizacin. Asique queda sujeto a revisin.

Modelacin ETABS:

Ya realizados los anlisis de manera manual se utiliza el programa de anlisis estructuras

ETABS v9.7.4. En el programa debe ingresarse la informacin del edificio para que este realice los

anlisis.

Comenzando un archivo nuevo:

Lo primero y ms importante, cambiar las unidades de medida del archivo

completo, en la parte inferior derecha de la pantalla de ETABS!

Cuando se ingresa un modelo nuevo sale la siguiente opcin:

En esta opcin se puede ingresar de manera preliminar la grilla en Grid Dimensions (plan),

donde se pone el nmero de lneas y luego el espaciamiento entre ellas.

Adems se puede ingresar de manera preliminar los niveles del edificio en Story

Dimensions, donde se ingresa el nmero de niveles, luego la altura entre ellos en Typical Story

Height y la opcin Bottom Story Height es para poner la altura del primer nivel.


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Luego se puede modificar las grillas como los niveles en:

Edit

Edit Grid Data, tambin puede abrirse esta opcin si se apreta el botn

secundario.

1)

Aqu sale siguiente informacin: Nombre de la grilla, coordenada de la grilla, tipo de linea,

visibilidad, ubicacin de la burbuja de informacin y color de la grilla.

2)

En esta opcin se puede cambiar si se pone la informacin de las coordenadas de la grillas

o tambin puede ponerse a la distancia que se encuentra una grilla de la siguiente

3)

En esta opcin se pone el tamao de la burbuja de informacin.

Edit Story Data, esta opcin tambin puede abrirse si se apreta el botn

secundario.

1

2

3


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Definicin de materiales, ver la barra superior:

Define

Material Properties

Add New Material


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Definicin de la seccin transversal de vigas:

Define

Frame Sections

Se abre la siguiente pestaa y para ingresar una nueva seccin, seleccin Add .

Encerrada en rojo, donde lo que est en punto suspensivo es el tipo de viga que se desee usar,

(por ejemplo: viga rectangular, viga tipo t, viga tipo canal etc)


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Y al seleccionar la seccin transversal a utilizar se abre la siguiente pestaa,

entonces las propiedades de cada viga se definen as:

Y las diferentes secciones transversales se definen de manera anloga a la recin

mostrada.

Definicin de los muros y las losas:

Define

Wall/Slab/DeckSections

Luego seleccionar en el cuadrado rojo donde dice Add Newdonde el

punto suspensivo puede ser Slabo Wall. Donde Slab significa Losa, y

Wall significa Muro.


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Y la definicin de los muros es la siguiente:

Definicin de story

Ya definidas las caractersticas del edificio se debe empotrar, seleccionando todos los

puntos de la base, en la base en la opcin:

o Assign

o

Join/Point

o

Restraints (Supports)

o Seleccionar que estn todos los movimientos restringidos, seleccionando con el

tickets todas las opciones o el dibujo de apoyo empotrado.


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Carga sobre las losas:

Las diferentes losas estn cargadas segn el plano de cargas. Adems se considera

la carga de las escaleras. Las cargas consideradas son las siguientes:

Define

Static Load Cases

Ya definidas todas las sobrecargas, debe cargarse cada losa con su respectiva sobre carga,

entonces se ingresar a :

Assign, existen tres casos:

Join/Point Loads este caso es para poner cargas puntuales.


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Frame/LineLoads donde Frame/Line Loads es para cargar cada viga (o

element lineal). Esta carga puede ser puntual o lineal.

Point: pone cargas puntuales que donde se indique en la parte

Point Loads.

Distributed: se ponen cargas distribuidas en la viga


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Shell/Area/Loads: en esta opcin se cargan todos los elementos tipo

losa y muro.

Para ver las cargas debe serleccionarse el elemento a mirar, y se ingresa en:

Display

Show Loads, elegir la opcin requerida:

Joint/Point Frame Line

Shell/Area

Que se ver as:


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Definir masa ssmica:

o Define

o Mass Source, se pone la opcin From Loads, porque nosotros ya ingresamos

los pesos propios y sobrecargas (la primera opcin se utiliza si hubisemos

ingresado una masa equivalente ssmica)

El factor que se debe ingresar es el que indica la norma :

Ya teniendo ingresadas las caractersticas del edificio es posible encontrar el valor

del periodo natural de la estructura (Tx y Ty). De la tabla Modal Participating Mass

Ratios. Donde se consideraron la cantidad de modos de vibrar necesarios para que para

acumular al menos el 90% de la masa ssmica en cada direccin. Como indica la norma

(pgina 27 Nch 433 mod 2009). Ingresar cantidad de modos de vibrar:

o Analyze

o

Set Analysis Options, aqu ingresar a Set Dymamic

Parameters


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E ingresar el nmero de modos de vibrar.


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La cantidad de modos de vibrar se ingresa en funcin de la siguiente condicin:

En la tabla la columna SunUX y SumUY, es donde debe verificarse que la suma sea

mayor a 90%, en el siguiente ejemplo salen en el rectngulo rojo. Adems para seleccionar cul es

el periodo de la estructura se selecciona el periodo de la masa mayor del sentido de anlisis.

Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY

1 0,1731 8,3965 48,8845 0 8,3965 48,8845

2 0,1459 47,9211 12,245 0 56,3176 61,1295

3 0,1101 5,1029 4,7903 0 61,4205 65,9199

4 0,0639 0,0001 0,1112 0 61,4206 66,031

5 0,0606 0 0,005 0 61,4206 66,036

6 0,06 0,0007 0,5283 0 61,4212 66,5643

7 0,0577 0,0899 0,0001 0 61,5111 66,5644

8 0,0557 0,0007 0,0283 0 61,5118 66,5927

9 0,0537 0,0001 0,0396 0 61,5119 66,632310 0,0469 0,2527 7,2799 0 61,7645 73,9121

11 0,0449 0,7904 6,7018 0 62,5549 80,6139

12 0,0423 20,2611 1,2109 0 82,816 81,8248

13 0,0377 0,0044 0,1653 0 82,8205 81,9901

14 0,0324 0,0828 4,0868 0 82,9033 86,0769

15 0,0314 0,0084 2,181 0 82,9118 88,2579

16 0,0299 0,0008 0,043 0 82,9126 88,3009

17 0,0294 0,0505 0,0002 0 82,9631 88,3011

18 0,0293 0,0021 0,0916 0 82,9652 88,3927

19 0,0268 0,003 0,0281 0 82,9682 88,420820 0,0263 0,0448 0,0525 0 83,0129 88,4733

21 0,0245 0,106 0,145 0 83,1189 88,6183

22 0,0245 0,5885 0,0256 0 83,7074 88,644

23 0,0242 0,062 3,7916 0 83,7694 92,4356

24 0,0238 3,3554 0,0111 0 87,1248 92,4467

25 0,0233 3,3512 0,015 0 90,476 92,4617


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Por lo tanto:

Espectro de diseo:

Ahora que ya se tiene el valor de los periodos naturales de cada direccin de anlisis se puede

ingresar el espectro de diseo de indica la norma y se puede definir el espectro de respuesta que

acta en un sismo.

Primero se ingresa el espectro de respuesta ssmico.

Define

Response Respectrum Function

Y agregar el nuevo espectro Sx ya calculado segn el mtodo modal

espectral mostrado en la norma. Donde dice Choose Function Type to

Add, seleccionar User Spectrum, luego seleccionar la opcin Add New

Spectrum, para ingresarlo a mano.


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Tambin puede exportarse los valores del espectro, donde dice Choose

Function Type to Add, debe seleccionarse la opcin Spectrum from file

y despus de marcar esa opcin, poner Add New Function


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Despus de ingresarse el espectro de diseo debe definirse el sismo a analizar:

Define

Response Spectrum Cases

En esta opcin deben ingresar 4 datos:

1)

Nombrar al tipo de sismo.

2)

La norma indica lo siguiente con respecto al amortiguamiento crtico:

Por esto en la parte Estructural and Function Damping se ingresa el valor 0,05.

3)

Se define para cada direccin de anlisis que espectro se utiliza y en Scale Factor, se

ingresa el factor de reduccin definido en la norma R* (aunque debe ingresarse 1/R*, para

que reduzca la aceleracin)

4)

Luego se debe ingresar la excentricidad de cada diafragma, en la opcin Override en el

cuadro rojo:

Y se hace lo mismo de forma anloga para el sismo en y:

1

2

3

4


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Ahora se debe comprar la informacin entre el mtodo modal espectral y el esttico, para ello

se debe realizar el mtodo esttico a mano e ingresar la informacin de los Fx y Fy al Etabs para

poder comprar.

Ingresar a:

Define

Static Load Cases, se abre la siguiente opcin:

Crear una carga que haga referencia al sismo en X y en Y, del tipo QUAKE y en la opcin

Auto Lateral Load, despus de eso apretar Modify Lateral Load y se abre la opcin paraingresar el Fx del sismo calculado en el mtodo esttico y se realiza para el anlisis en Y lo

mismo pero ingresando los valores para Y.


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Verificar si el corte segn el mtodo modal espectral (sacarlo de ETABS),cumple con el

corte mnimo indicado en la NCh 433

Ahora se debe realizar la comparacin entre los cortes:

Para observar los grficos:

Display

Show Story Response Plots

En la opcin Case seleccionar la carga ssmica a observar (en este caso

sismo x es el caso esttico y sx es el modal espectral)

En la opcin Show seleccionar la opcin Story Shears, para observar el

corte.

Corte por piso:


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Para comprar los datos:

Display

Show Tables, para filtrar lo que se quiere ver (en este caso solo se desea las

fuerzas del mtodo esttico y el mtodo modal espectral en este caso se llaman

sismox y sx)


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Anlisis en x Anlisis en y

Story VX esttico VX espectral Story VY esttico VY espectral

5 8305 8549 5 8305 9012,3

5 8305 8549 5 8305 9012,3

4 122831 151566,7 4 122831 135239,9

4 122831 151566,7 4 122831 135239,9

3 217212 250729,8 3 217212 228227,7

3 217212 250729,8 3 217212 228227,7

2 291872 300980,8 2 291872 279122,8

2 291872 300980,8 2 291872 279122,8

1 384111 367868,9 1 384111 366139,6

1 384111 367868,9 1 384111 366139,6

Se observa una variacin pequea entre los valores del mtodo esttico y el anlisis espectral.

Adems de que cumple las disposiciones explicitadas en la NCh433 of 96.

0

1

2

3

4

5

6

-100000 0 100000 200000 300000 400000 500000

Vx esttico

VX espectral

Anlisis en "x"

0

1

2

3

4

5

6

-100000 0 100000 200000 300000 400000 500000

Vy esttico

VY espectral

Anlisis en "y"


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Desplazamientos (Drifts)

La Norma NCh 433 of 96 indica lo siguiente con lo que respecta a los drifts y

desplazamientos:

5.9.2 El desplazamiento relativo mximo entre dos pisos consecutivos, medido en el centro de

masas en cada una de las direcciones de anlisis, no debe ser mayor que la altura de entrepiso

multiplicada por 0,002.

5.9.3 El desplazamiento relativo mximo entre dos pisos consecutivos, medido en cualquier punto

de la planta en cada una de las direcciones de anlisis, no debe exceder en ms de 0,001 h al

desplazamiento relativo correspondiente medido en el centro de masas, en que h es la altura de

entrepiso.

Adems:

1. Diaphragma Drift: desplazamiento de las masas pertenecientes a diafragmas de piso.

2. Story Drift: desplazamiento relativo mximo de las masas pertenecientes al piso, cualquiera que

este sea, no necesariamente perteneciente al nivel de losa del piso.

Los Drift se obtienen de la siguiente tabla:

Display

Show Tables


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Drift mximo:

Altura de entrepiso, h=3,5 m

0,001h=0,001*3,5 = 0,0035 m

Drifts:

Story Item Load DriftX DriftY Condicin DriftX Condicin DriftY

5 Max Drift X SX 0,000018 CUMPLE

5 Max Drift Y SX 0,000019 CUMPLE

5 Max Drift X SY 0,000007 CUMPLE

5 Max Drift Y SY 0,000036 CUMPLE


















24/24

Desplazamiento mximo:

Altura de entrepiso, h=3,5 m

0,002h=0,002*3,5 = 0,007 m

Desplazamientos:

Story Load UX UY Condicin Ux Condicin Uy

5 SX 0,0003 0,0002 CUMPLE CUMPLE

5 SY 0,0002 0,0005 CUMPLE CUMPLE


4 SY 0,0002 0,0003 CUMPLE CUMPLE

4 C1 0,0007 -0,0013 CUMPLE CUMPLE

3 SX 0,0002 0,0001 CUMPLE CUMPLE3 SY 0,0001 0,0002 CUMPLE CUMPLE


2 SY 0 0,0001 CUMPLE CUMPLE

1 SX 0 0 CUMPLE CUMPLE

1 SY 0 0 CUMPLE CUMPLE

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