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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016

Contenido CAPITULO 1.................................................................................................................................... 2 1.1.

Introducción.................................................................................................................. 2

1.1.1.

Que es la albañilería ................................................................................................. 2

1.1.2.

Que es la albañilería estructural .............................................................................. 2

1.1.3.

Que es la albañilería confinada ................................................................................ 2

1.1.4.

Muro portante .......................................................................................................... 3

1.1.5.

Ámbitos de aplicación .............................................................................................. 3

1.2.

Estructuración .............................................................................................................. 3

1.2.1.

Articulo 15 (E070) configuración del edificio ........................................................... 3

1.2.2.

Articulo 16 (E070) otras configuraciones ................................................................. 3

1.2.3.

Articulo 17 (E070) muros portantes ........................................................................ 3

1.2.4.

Articulo 19 (E070) requisitos generales .................................................................. 3

1.3.

Descripción de la estructura a desarrollar ................................................................... 5

1.4.

Datos generales, materiales, cargas ........................................................................... 6

1.5.

Requerimiento para el desarrollo del módulo ............................................................ 6

1.6.

Cálculos previos ............................................................................................................ 7

1.6.1.

Predimensionamiento de espesor efectivo ............................................................. 7

1.6.2.

Calculo de densidad de muro ................................................................................... 7

CAPITULO 2 ................................................................................................................................... 9

1.

2.1.

Preprocesamiento ........................................................................................................ 9

2.2.

Procesamiento ............................................................................................................ 33

2.3.

Posprocesamiento ...................................................................................................... 34

CAPITULO 3 ......................................................................................................................... 37 3.1.

Diseño estructural en albañilería ............................................................................... 37

3.2.

Diseño estructural en concreto .................................................................................. 39

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CAPITULO 1 1.1. Introducción 1.1.1. Que es la albañilería Es una estructura construida sobre la base del empleo de ladrillos de cerámica, bloques de concreto o algún otro elemento de forma semiregular, unidos entre sí por una capa de mortero, las .

1.1.2. Que es la albañilería estructural Construcciones de albañilería que han sido diseñadas racionalmente de tal manera que las cargas actuantes durante su vida útil se transmiten adecuadamente a través de los elementos de albañilería hasta el suelo de cimentación.

1.1.3. Que es la albañilería confinada Albañilería reforzada con confinamientos, que son conjunto de elementos de refuerzo horizontales y verticales, cuyas función es la de proveer ductilidad a un muro portante. Un muro confinado es el que está enmarcado por elementos de refuerzo en sus cuatro lados, por las condiciones indicadas en la norma E.070 del RNE

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 1.1.4. Muro portante Son los que se emplean como elementos estructurales de un edificio. Estos muros están sujetos a todo tipo de fuerzas y esfuerzos, en sus diferentes planos debido a las cargas permanentes como eventuales.

1.1.5. Ámbitos de aplicación      

Edificios de viviendas de carácter público y privado Edificios escolares Edificios industriales y depósitos Viviendas Unifamiliares Centros comerciales Edificios públicos, bibliotecas centros de salud, etc.

1.2. Estructuración 1.2.1. Articulo 15 (E070) configuración del edificio  

Las plantas serán simples y regulares evitando las formas Te y L. Proporciones entre la dimensión mayor y menor, que en planta estén comprendidas entre 1 y 4 y en elevación que sea menor que 4

1.2.2. Articulo 16 (E070) otras configuraciones  

Las edificaciones sin diafragma rígido deben limitarse a un piso. De no aislarse adecuadamente los alfeizar y tabiques de la estructura principal se deberá contemplar sus efectos en el análisis y diseño estructural.

1.2.3. Articulo 17 (E070) muros portantes  

Continuidad vertical hasta la cimentación Una longitud mayor o igual a 1.20m para ser considerados como contribuyentes en la resistencia a las fuerzas horizontales.

1.2.4.Articulo 19 (E070) requisitos generales Muro portante

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 Estructuración en planta

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 1.3. Descripción de la estructura a desarrollar Para el desarrollo del modelo estructural del módulo uno se ha tomado como referencia un proyecto destinado a departamentos el edificio tiene cinco niveles .

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 1.4. Datos generales, materiales, cargas El edificio cuenta con las siguientes características

-

Concreto en elementos estructurales f´c=210kg/cm2      

-

Resistencias características de la albañilería (arcilla King Kong industrial tipo IV)     

-

-

Losa aligerada Columnas Vigas Placas e=13cm Ec= 15000(f´c)^0.5 V(poisson) = 0.20

f’´b= 145 kg/cm2 f’m= 65 kg/cm2 v’m= 8.1 kg/cm2 Em= 500f’m V(poisson)= 0.25

Losas aligeradas en una dirección de 20cm de espesor. Altura del 1º al 5º piso = 2.80m Las cargas a considerar para el edificio son: Carga muerta:  Losa aligerada unidireccional e=20cm  Piso terminado

300 kg/m2 100 kg/m2

Carga Viva:  Primer nivel al 4 nivel  Azotea

200 kg/m2 100 kg/m2

El edificio se encuentra ubicado en la costa, en suelo intermedio, destinado a viviendas.

1.5. Requerimiento para el desarrollo del módulo  Realizar el análisis por cargas de gravedad.  Realizar el análisis estático y espectral de acuerdo con los lineamientos de la norma NTE. E030  Realizar el diseño en albañilería confinada para un muro

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 1.6. Cálculos previos 1.6.1. Predimensionamiento de espesor efectivo Predimensionamiento espesor efectivo h

2.6

t= h/20

Zona sísmica 2,3

0.130

t (m) 0.13 espesor final

t= h/25

Zona sísmica 1

0.100

0.13 espesor final

1.6.2.Calculo de densidad de muro

CALCULO DENSIDAD DE MUROS Z U S N AP

0.45 1 1.05 5 250

4 C S2

E. COMUNES NÚMERO DE PISOS

Calculo de factor sección transformada n=

Descripción MX1 MX2 MX3 MX4 MX5 MX6 MX7 MX8 MX9 MX10 MX11 MX12 MX13 MX14 MX15 MX16 MX17 MX18 MX19 MX20 MX21 MX22 MX23 MX24 MX25

Ec Em

Material Conc Conc Alb Alb Conc Alb Alb Alb Alb Alb Alb Conc Alb Alb Conc Alb Conc Alb Alb Alb Alb Conc Conc Conc Alb

2173706.51 325000

n=

DIRECCIÓN X-X Longitud n (m) 0.860 6.690 0.980 6.690 0.980 1.000 2.340 1.000 2.520 6.690 2.300 1.000 1.260 1.000 1.810 1.000 0.800 1.000 0.840 1.000 2.470 1.000 1.450 6.690 5.270 1.000 3.370 1.000 1.260 6.690 1.810 1.000 0.800 6.690 0.840 1.000 2.470 1.000 1.520 1.000 2.300 1.000 0.860 6.690 0.980 6.690 0.980 6.690 2.340 1.000

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6.69

Espesor 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130

l*t 0.748 0.852 0.127 0.304 2.192 0.299 0.164 0.235 0.104 0.109 0.321 1.261 0.685 0.438 1.096 0.235 0.696 0.109 0.321 0.198 0.299 0.748 0.852 0.852 0.304

∑ Lx* t

13.551

DENSIDAD CALCULADA

> DENSIDAD REQUERIDA

0.054202772 OK

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≥ 0.0421875

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Descripción MY1 MY2 MY3 MY4 MY5 MY6 MY7 MY8 MY9 MY10 MY11 MY12 MY13 MY14 MY15 MY16 MY17 MY18

Material Alb Alb Alb Alb Alb Alb Conc Alb Alb Alb Conc Alb Alb Alb Alb Alb Alb Alb

DIRECCIÓN Y-Y Longitud n (m) 8.160 1.000 3.660 1.000 3.610 1.000 3.660 1.000 3.430 1.000 6.370 1.000 0.790 6.690 2.200 1.000 6.270 1.000 5.050 1.000 0.790 6.690 2.200 1.000 3.430 1.000 6.370 1.000 3.660 1.000 3.610 1.000 3.660 1.000 8.160 1.000

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Espesor 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130

l*t 1.061 0.476 0.469 0.476 0.446 0.828 0.687 0.286 0.815 0.657 0.687 0.286 0.446 0.828 0.476 0.469 0.476 1.061

∑ Lx* t

10.929

DENSIDAD CALCULADA

> DENSIDAD REQUERIDA

0.043716504 OK

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≥ 0.0421875

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CAPITULO 2 2.1. Preprocesamiento Pasos a seguir en el modelamiento                

Configuración de unidades. Elección de plantilla a utilizar en el modelamiento. Importar ejes desde archivo dxf. Definición de materiales. Definición de secciones de elementos estructurales (columnas, vigas, losas, etc.). Modelamiento de elementos estructurales en un solo piso. Replica de pisos. Asignación de CM y CV en losas. Realizar el chequeo del modelo. Definición y asignación de diafragmas rígidos. Asignación de brazos rígidos. Definición de masas y/o peso de edificio. Definición de espectro de aceleración (SC). Definición de análisis espectral en las dos direcciones ortogonales de análisis. Definición de número de modos. Configuración de unidades.

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Configuración de unidades.

Ruta: File _ New Model

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Importar ejes desde archivo dxf RUTA: File _Import-.DXF File of Architectural Grids. . .

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

Definición de materiales. Ruta: Define – Material properties . . .

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016  Definición de secciones de elementos estructurales (columnas, vigas, losas, etc.). Barra  C-01(0.25 m x 0.35 m) 

C-02(0.25m x0.30m)



C-03(0.13m x0.60m)



V1(0.25m x 0.20m)



V2(0.30m x 0.20m)

Placas y muros 

PL Concreto 13cm



Muro Alb. 13cm

Losas 

Losa Aligerada unidireccional e=20cm



Losa Aligerada Bidireccional e=20cm



Losa Maciza e=20cm

Definición de elementos tipo frame (columnas y vigas) Ruta: Define – Section properties – frame sections. . .

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 Definición de elementos tipo Wall (muros de albañilería placas) Ruta: Define – Section properties –Wall sections. . .

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 Definición de elementos tipo Slab (Losas aligeradas, losas macizas) Ruta: Define – Section properties – slab sections. . .

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 Modelamiento de elementos estructurales en un solo piso. El orden de modelamiento será: 1. Elementos verticales ( placas y columnas) Para el modelamiento de muros importaremos líneas del archivo ejes Ruta: File – Import-

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Ruta modelamiento elementos tipo frame Ruta: Draw Beam/Colum

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 Procederemos a extruir líneas a áreas, Previamente se deben seleccionar la líneas importadas Ruta: Edit. – Extrude -

Posteriormente se deben eliminar las vigas que sirvieron como elementos de enlace

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 Para el modelamiento de columnas nos ubicaremos en la vista en planta Ruta: File – Draw Beam/ Column/Brace Objects –

2. Vigas de techos Ruta modelamiento elementos tipo frame Ruta: Draw Beam/Colum

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3. Losas aligeradas Modelamiento de losas Slab Ruta: Draw floor/wall Object/Draw floor

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

Replica de pisos.

Ruta: Edit – Replicate

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

Asignación de CM y CV Previamente se seleccionaran todas las losas aligeradas en una dirección Ruta: Assing – Uniform

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

Realizar el chequeo del modelo. Ruta: Analyze – check model

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

Definición y asignación de diafragmas rígidos Ruta: Define – Diaphragms… (Definición de diafragmas rígidos)

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Ruta: Assing-Shell-Diaphragms… (Asignación de diafragmas)



Asignación de brazos rígidos Ruta: Assing – Frame – End Length offsets…

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

Definición de masas y/o peso del edificio Ruta: Define – Mass source

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

Definición de espectro de pseudo aleceración Ruta: Define – Functions – Response espectrum

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

Definición de análisis espectral en las dos direcciones ortogonales de análisis Ruta: Define – Load Case

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

Definición de análisis estático Ruta: Define – Load Patterns

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

Definición de número de modos Ruta: Define – Modal Case

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2.2. Procesamiento En esta etapa procedemos a analizar la estructura, en este caso el análisis será por cargas de gravedad y sísmica. Ruta: Analyze – Run Análisis

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2.3. Posprocesamiento  Periodo fundamental Ruta: Display – Deformed shape

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

Determinación del Valor de R.

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

Control de desplazamientos laterales.



Junta de separación sísmica.

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ANALISIS Y DISEÑO EDIFICACIONES DE ALBAÑILERIA CON ETABS V2016 

Estabilidad del edificio.



Fuerza cortante mínima en la base.

1. CAPITULO 3 3.1. Diseño estructural en albañilería

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3.2. Diseño estructural en concreto

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