EJEMPLOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL USANDO SAFE V8.04 Pablo Caiza Sánchez Centro de Investigaciones Científicas CEINCI-ESPE
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Introdu!"n. El propsito de este !anual es desarrollar e"e!plos de uso del progra!a S#$Ev%.&'. En pri!er lugar se realiza el análisis ( dise)o de una losa de hor!ign ar!ado. Se sigue la !etodología presentada en el *utorial del propio progra!a. No se pretende crear un !odelo co!plicado+ sino !ás bien !ostrar los diferentes ele!entos ,ue pueden ser !odela !odelados dos con S#$E. S#$E. Poster Posterior ior!e !ente nte se ep eplic licará ará la ep eport ortaci acin n de datos datos desde desde E*#S a S#$E ( el dise)o de losas alivianadas bidireccionales ( unidireccionales. $inal!ente ( con el fin de dar un vistazo al uso del progra!a para ci!entaciones se !odelarán un plinto aislado ( una zapata co!binada.
Pro#$to A% Lo&' d$ (or)!*"n 'r)'do '+o#'d' &o,r$ d!-$r$nt$& $$)$nto&. Se desea el análisis ( dise)o de una losa de cubierta hecha en hor!ign ar!ado. /a losa es irregular con unas di!ensiones generales de 012& !etros. Se halla apo(ada sobre una serie de vigas+ colu!nas ( !uros ( tiene una gran abertura interior para las escaleras de acceso+ co!o se observa en la $igura 0.
3ista en planta de la losa F!*ur' / 3ista
/as distancias entre e"es se resu!en en la *abla 0. T',' / 4istancias entre e"es EJES DISTANCIA )1 #- '.1 -C 1.1 C-4 2.1 4-E 2.1 0-2 '.1 2-5 5.1 5-' '.& '-1 '.1 1-6 5.1
/a losa es !aciza de 01 c!s+ slo ha( vigas ( colu!nas en el perí!etro ( las pri!eras son de 2151 c!s+ en tanto ,ue las segundas son todas de 2121 c!s pero tienen ábac ábacos os++ es deci decirr engr engros osa! a!ie ient ntos os en su parte parte supe superi rior or ,ue ,ue aseg asegur uran an una una buen buenaa trans!isin de cargas+ de '&'& c!s ( un grosor de 21 c!s. En la parte central el apo(o de la losa está dado por paredes con un espesor de 21 c!s. 7n 8lti!o dato adicional es ,ue el alto del piso deba"o de la losa es de 5.& !etros. *odo lo anterior se resu!e en la *abla 2 a continuacin. T',' 2 Características geo!9tricas de los ele!entos estructurales. ELEMENTO CARACTER3STICAS 3iga 2151 c!s Colu!na 2121 c!s ( 5.& ! de alto :baco '&'&c!s ( espesor de &.21 ! /osa ;aciza+ 01 c!s de espesor
!2 !ás el peso propio+ ( carga te!poral de 21& ?g>!2. Estos valores se resu!en en la *abla 5. T',' T',' Cargas e!pleadas. C#<# Per!anente *e!poral
;#NI*74 01& =g>!2 A peso propio 21& =g>!2
P'&o /% E)+$5'r un nu$6o )od$o Es necesario realizar las siguientes tareasB - Co Colo loca carr las las unid unidad ades es de !edi !edida da.. - 4efinir 4efinir la !alla !alla en dond dondee se colocará colocaránn los diferente diferentess ele!ent ele!entos os estruct estructurale urales. s. - uardar el !odelo. /./ Coo'r '& un!d'd$& un!d'd$& d$ )$d!d'. /as unidades nor!al!ente usadas son *oneladas ( !etros. No &$ d$,$ &u,$&t!)'r ' !)+ort'n!' d$ $&t$ +'&o . Es !u( co!8n co!8n++ por por e"e! e"e!pl plo+ o+ conf confun undi dirr !etr !etros os con pulgadas ( *oneladas *oneladas con libras. Si el pro(ectista lograra al final obtener alg8n resultado+ 9ste es co!pleta!ente irreal. En la es,uina inferior derecha de la pantalla+ pantalla+ ca!bie las unidades unidades a *on-!. *on-!.
/.2 D$-!n!r D$-!n!r ' ' )''. )''. Nor!al!ente esta !alla !alla está for!ada por los los e"es de la estructura. estructura. Para definirla use la siguiente secuencia de co!andosB ;en8 $ileD+ opcin Ne ;odelD. /lene la ventana ,ue se abre co!o se indica en la $igura 2B
F!*ur' 2 Cuadro inicial para definir la !alla
/os dos pri!eros datos+ en el área Nu!ber of rid /inesD+ son el n8!ero de líneas Fo e"esG de la !alla tanto en la direccin H co!o en la . /os siguientes datos+ en el área rid SpacingD+ son el espacia!iento entre líneas. Puesto ,ue estos espacia!ientos en realidad no son constantes+ a continuacin deberá editar la !alla. Presione el botn en la parte inferior de esta pantalla Edit ridJD. #parece el cuadro ,ue se indica en la $igura 5.
F!*ur' Edicin de la !alla
Kbserve Kbserve ,ue al presionar presionar las opciones opciones H ridD o ridD del área 4ispla( 4ispla(D+ D+ se !uestran las coordenadas de los e"es en direccin H o . Si desea ver el espacia!iento entre e"es+ eli"a la opcin SpacingD en el área 4ispla( rid asD. ;odifí,uelas co!o se indica en la *abla *abla 0. $inal!ente se puede indicar el nivel de referencia F,ue coincide con el centro de gravedad de los ele!entos dibu"adosG llenando el ca!po LD del área 4atu!D.
#l ter!inar sus ca!bios presione el botn K=D. El progra!a !ostrará en la pantalla dos ventanas. En la iz,uierda habrá una vista en planta+ en la derecha derecha una vista 54. /a ventana de la iz,uierda iz,uierda está activa+ activa+ se nota por,ue el color de la barra título en su parte superior es !ás intenso. Puede ca!biar entre ventanas si!ple!ente haciendo clic sobre ellas. Note final!ente ,ue el n8!ero de ventanas se ca!bia usando el !en8 KptionsD+ la opcin MindosD.
/. 7r','r 7r','r $ )od$o )od$o.. Para evitar p9rdidas de infor!acin se reco!ienda ,ue el !odelo se guarde a !enudo. 7se el !en8 $ileD+ la opcin SaveD. En la pantalla ,ue se abre indi,ue la carpeta en ,ue se guardará el archivo Fen caso necesario cree una nuevaG (+ guarde su traba"o ba"o el no!bre ;odelo0D. P'&o 2% D$-!n!r +ro+!$d'd$&. 4eben definirse las siguientes propiedadesB - /osa /osas+ s+ ába ábaco coss de colu colu!n !nas as ( colu colu!n !nas as.. - 3igas. 2./ D$-!n!!"n d$ o&'& 9,'o& d$ ou)n'& # ou)n'&. Para definir las propiedades de losas+ ábacos de colu!nas ( colu!nas use el !en8 4efineD+ la opcin Slab PropertiesD. #parece #parece el cuadro indicado en la $igura '.
F!*ur' 4 Cuadro inicial para definir las propiedades de losas+ ábacos ( colu!nas
Para Para hacer hacer !odif !odifica icacio ciones nes en la losa losa den deno!i o!inad nadaa S/#0 S/#0D+ D+ aseg8 aseg8res resee ,ue est9 est9 re!arcada ( luego presione el botn ;odif(>Sho Propert(D. /lene el nuevo cuadro co!o se indica en la $igura 1.
F!*ur' : Cuadro de propiedades de las losa.
Kbserve ,ue ha( un ca!po+ pen8lti!o a la iz,uierda+ deno!inado *(peD ,ue en este !o!ento tiene la opcin SlabD. Note ,ue ade!ás de SlabD FlosaG+ ha( las opciones 4ropD FábacosG+ Colu!nD Fcolu!naG+ MaffleD Flosas con nervios en dos direccionesG+
F!*ur' ; Cuadro de propiedades del ábaco
Presione el botn K=D para regresar al cuadro previo. Para especificar las propiedades de las colu!nas vuelva a presionar el botn #dd Ne Propert(D ( llene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura .
F!*ur' < Cuadro de propiedades de la colu!na
Kbserve ,ue el espesor dado a las colu!nas es de 1 veces el de la losa. 4e esta !anera se asegura ,ue la diferencia de rigidez entre estas+ de por lo !enos dos veces+ eli!ina las defor!aciones por flein en la regin de la colu!na. *a!poco olvide !arcar en el área 4esign Propert( 4ataD la opcin No 4esignD+ puesto ,ue la regin de una colu!na no se dise)a co!o la de la losa. Presione el botn K=D para regresar al cuadro anterior ( en 9ste vuelva a presionar otro botn K=D. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
2.2 D$-!n!!"n d$ 6!*'&. 7se el !en8 4efineD+ la opcin ea! PropertiesD. #parece un cuadro con los no!bres de las vigas. Sho Propert(D. #parece un nuevo cuadro el ,ue debe llenarse co!o se indica en la $igura %.
F!*ur' 8 Cuadro de propiedades de la viga
Presione dos veces el botn K=D para salir de la definicin de vigas.
P'&o D$-!n!!"n d$ '+o#o&. 4eben definirse las propiedades de apo(o de las colu!nas ( de las paredesB - #po(o dado por las colu!nas. - #po(o dado por las paredes. ./ D$-!n!!"n d$ '+o#o d'do +or '& ou)n'&. 7se el !en8 4efineD+ la opcin Colu!n SupportsD. #parece un cuadro con los no!bres de los apo(os estándar. Sho Propert(D. Se abre un nuevo cuadro ,ue debe llenarse co!o se indica en la $igura O.
F!*ur' = Cuadro de propiedades del apo(o dado por la colu!na
#seg8rese ,ue en el área 4efine Colu!n b(D est9 !arcada la opcin Sho Propert(D. /lene el cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura 0&.
F!*ur' /0 Cuadro de propiedades del apo(o dado por paredes
Presione el botn K=D para aceptar los ca!bios hechos ( salir de la definicin de apo(os dados por paredes. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
P'&o 4% D$-!n!!"n d$ o& $&t'do& d$ 'r*'. Para este e"e!plo ha( dos estados de cargaB per!anente ( te!poral. 7se el !en8 4efineD+ la opcin Static /oad CasesD ( llene el cuadro co!o se indica en la $igura 00.
F!*ur' // Cuadro de casos de carga
Note ,ue el ca!po Self Meight ;ultiplierD tiene un valor de 0 slo para la carga per!anente. 4e esta !anera el peso propio de los ele!entos estructurales se inclu(e auto!ática!ente ( slo en las cargas per!anentes. Note adicional!ente ,ue el valor del ca!po /ong *er! 4eflection ;ultiplierD es usado para calcular defor!aciones cuando se haga un análisis de defor!aciones por agrieta!iento de la losa Fcrac?ed deflection anal(sisDG ( to!a en cuenta la retraccin de fraguado ( las defor!aciones plásticas ante carga sostenida. Presione el botn K=D para aceptar los ca!bios hechos ( salir de la definicin de casos de carga. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
P'&o :% D!,u>o d$ o,>$to& $&trutur'$&. 4eben dibu"arse los siguientes ob"etos básicosB - /osas Fob"etos tipo áreaG. - #po(os dados por colu!nas Fob"etos tipo puntoG. - #po(os dados por !uros Fob"etos tipo líneaG. + los siguiente ob"etos co!ple!entarios o de perfecciona!ientoB - :bacos Fob"etos tipo áreaG. - Colu!nas Fob"etos tipo áreaG. - 3igas Fob"etos tipo líneaG. - #berturas Fob"etos tipo áreaG. :./ D!,u>o d$ o&'&. *raba"e con una pantalla con dos ventanas Frevisar el !en8 KptionsD+ la opcin MindosDG. #seg8rese ,ue la ventana iz,uierda está activa ( en ella use una vista en planta Frevisar el !en8 3ieD+ la opcin Set Structural /a(erDG.
interseccionesD+ deno!inada snap to points>intersectionsD est9 activada F!en8 4raD+ opcin Snap toD+ subopcin PointsDG. 4e esta !anera podrá posicionar con precisin los ob"etos área. Para dibu"ar losas use el !en8 4raD+ la opcin 4ra #rea Kb"ectsD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 02.
F!*ur' /2 Cuadro de propiedades del ob"eto área ,ue será usado para la losa
Para ca!biar el ca!po *(pe of #reaD+ haga clic sobre el ca!po de edicin in!ediata!ente a la iz,uierda ( eli"a la opcin necesaria de la lista ,ue aparece. En el ca!po Propert(D esco"a /KS#+ ,ue es el no!bre con el ,ue se defini previa!ente a la losa del e"e!plo. El dibu"o debe hacerlo haciendo clic sobre las es,uinas de la losa+ siguiendo la direccin del relo". Presione la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o. Note ,ue la losa obtenida debe a!pliarse un poco para to!ar en cuenta el ancho de los ábacos de las colu!nas. Para hacerlo apunte con el !ouse a una de las es,uinas ( presione su botn derecho. #parecerá un cuadro con las propiedades del punto en la es,uina co!o se ve en la $igura 05.
F!*ur' / Cuadro de infor!acin sobre el ob"eto punto
;odifi,ue las coordenadas HD o D en el área Identification and /ocationD para to!ar en cuenta el ta!a)o de las colu!nas.
T',' 4 3alores de las coordenadas de varios puntos
A; E; E/ C/ C2 A2
? -&.2& 01.2& 01.2& O.%& O.%& -&.2&
Y 2&.2& 2&.2& -&.2& -&.2& '.5& '.5&
Si ha co!etido errores+ puede deshacerlos para e!pezar de nuevo usando el !en8 EditD+ la opcin 7ndo #rea #ddD.
:.2 D!,u>o d$ '+o#o& d'do& +or ou)n'&. 7se el !en8 4raR+ la opcin 4ra Point Kb"ectsD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 0'.
F!*ur' /4 Cuadro de propiedades del ob"eto punto usado para representar el apo(o dado por la colu!na
/as propiedades ,ue se usan corresponden a las colu!nas de 21 c!s de lado ( un alto de 5.& !etros. Para dibu"ar estos apo(os apunte con el !ouse en cada punto necesario ( presione su botn iz,uierdo. /as ubicaciones sonB #6+ 6+ C6+ E6+ E1+ E'+ E5+ E2+ E0+ C0+ C2+ 2+ #2+ #5+ #'+ #1. Presione la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
:. D!,u>o d$ '+o#o& d'do& +or +'r$d$&. 7se el !en8 4raR+ la opcin 4ra /ine Kb"ectsD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 01.
F!*ur' /: Cuadro de propiedades del ob"eto línea ,ue será usado para representar el apo(o dado por las paredes
/as propiedades ,ue se usan corresponden al !uro de &.2& ! de espesor ( 5! de alto definido previa!ente. #punte con el !ouse al punto inicial del !uro+ presione su botn iz,uierdo ( continue hasta el punto final para volver a presionar este botn iz,uierdo. Para ter!inar la creacin del apo(o dado por la pared presione la tecla EnterD.
Presione la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD. El !odelo básico está listo. 4ebe ser si!ilar al !ostrado en la $igura 06.
F!*ur' /; El !odelo básico
:.4 D!,u>o d$ 9,'o&. 7se el !en8 4raR+ la opcin
F!*ur' /< Cuadro de propiedades del ob"eto área ,ue será usado para el ábaco
Note ,ue los ca!pos H 4i!ension Fif no dragGD ( 4i!ension Fif no dragGD están llenos con el valor &.'& F!G. Esto per!itirá crear el área del ábaco con un si!ple clic. Presione el botn iz,uierdo del ;ouse sobre el nudo de inter9s. #parecerán los ábacos. 4ib8"elos en las siguientes interseccionesB #6+ 6+ C6+ E6+ E1+ E'+ E5+ E2+ E0+ C0+ C2+ 2+ #2+ #5+ #'+ #1. Para obtener infor!acin adicional sobre los ábacos creados siga el siguiente procedi!iento. E!piece presionando la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o. # continuacin apunte con el !ouse a uno de los ábacos ( )'nt$n!$ndo +r$&!on'd' ' t$' @Ctr presione su botn derecho. 7na lista de opciones si!ilar a la $igura 0% debe aparecer.
F!*ur' /8 /ista de seleccin
En este caso+ indica ,ue un ob"eto tipo punto ( dos tipo área eisten en la !is!a ubicacin. Seleccione el área ,ue corresponde al ábaco Fsi se creo la losa pri!ero+ 9sta debe ser el área 0+ por tanto el ábaco es cual,uier otro n8!eroG. #parece un cuadro si!ilar al de la $igura 0O+ con infor!acin sobre el ábaco.
F!*ur' /= Infor!acin de los ob"etos área
uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
:.: D!,u>o d$ ou)n'&. El dibu"o de colu!nas es necesario sobre todo para asegurar ,ue los ábacos ( losas conectadas a ellas tengan las luces correctas. 7se el !en8 4raR+ la opcin 4ra
F!*ur' 20 Propiedades del ob"eto área
Presione el botn iz,uierdo del !ouse en las siguientes interseccionesB #6+ 6+ C6+ E6+ E1+ E'+ E5+ E2+ E0+ C0+ C2+ 2+ #2+ #5+ #'+ #1. Presione la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o.
uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
:.; D!,u>o d$ 6!*'&. 7se el !en8 4raR+ la opcin 4ra /ine Kb"ectsD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 20.
F!*ur' 2/ Propiedades del ob"eto línea
Presione el botn iz,uierdo del !ouse al inicio ( al final de cada viga. Para ter!inar una viga e ir a otra ubicacinB doble clic. Sie!pre cree las vigas de iz,uierda a derecha ( de aba"o hacia arriba. #l ter!inar presione la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o.
:.< D!,u>o d$ ',$rtur'&. 7se el !en8 4raR+ la opcin 4ra
F!*ur' 22 Propiedades del ob"eto área usado para aberturas
No i!porta ,ue uno de los valores F&.21G no pueda ser borrado. Cree la abertura haciendo clic en una de las es,uinas (+ !anteniendo presionado el botn del !ouse+ avance hasta la es,uina diagonal opuesta. #l ter!inar presione la tecla EscD para salir de esta opcin de dibu"o. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
P'&o ;% O+!on$& d$ 6!&u'!5'!"n. 7se el !en8 3ieD+ la opcin Set Kb"ect KptionsD. En el cuadro ,ue aparece !ar,ue la opcin $ill Ele!entD co!o se !uestra en la $igura 25. Se obtiene la vista !ostrada en la $igura 2'.
F!*ur' 2 Kpciones de visualizacin de los ob"etos
F!*ur' 24 Nueva visualizacin
P'&o <% A&!*n'!"n d$ 'r*'&. E!piece seleccionando la losa. En la es,uina inferior iz,uierda de la pantalla debe aparecer la le(enda 0 #reas selectedD. Si se ha e,uivocado puede presionar el botn clrD FclearG en la colu!na a la iz,uierda de la pantalla ( e!pezar de nuevo. # continuacin use el !en8 #ssignD+ la opcin Surface /oadsD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 21.
F!*ur' 2: Cargas por área
$inal!ente presione el botn K=D para aceptar los ca!bios ( salir de la asignacin de cargas.
F!*ur' 2; Cuadro con infor!acin sobre la losa
Para ver las asignaciones de carga revise el ca!po /oad CaseD ( cá!bielo al caso ,ue necesita. Presione el botn K=D para salir de este cuadro.
P'&o 8% O+$r'r $ 'n9!&!&. 7se el !en8 #nal(zeD+ la opcin Kutput *et $ilesD ( seleccionando el archivo con etensin ./K. Cuando el análisis est9 co!pleto aparecerá el !ensa"e #N#/SIS CK;P/E*ED. Presione el botn K=D. El progra!a auto!ática!ente !ostrará una vista de la defor!ada de la losa ( se blo,ueará el !odelo. Este candadoD evita cual,uier ca!bio ,ue invalidaría los resultados obtenidos. P'&o =% R$6!&!"n *r9-!' d$ o& r$&ut'do& d$ 'n9!&!&. Presione en cual,uier lugar de la ventana con la vista 54+ a la derecha de la pantalla+ para activarla. 7se el !en8 4ispla(D+ la opcin Sho 4efor!ed ShapeD+ ( llene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 2.
F!*ur' 2< Cuadro de opciones de visualizacin de la defor!ada
Presione el botn K=D para obtener la vista 54 defor!ada. Presione ahora en cual,uier lugar de la ventana con la vista en planta+ a la iz,uierda de la pantalla. 7se el !en8 4ispla(D+ la opcin Sho Slab $orcesD ( llene el cuadro ,ue aparece co!o se ve en la $igura 2%.
F!*ur' 28 Kpciones de visualizacin de las fuerzas ( !o!entos de la losa
Presione el botn K=D para obtener la vista en planta con los !o!entos alrededor del e"e H F;G. Kbserve ,ue al !over el cursor sobre el diagra!a de !o!entos+ los valores son !ostrados en la parte inferior iz,uierda de la pantalla. En esta !is!a vista use el !en8 4ispla(D+ opcin Sho 7ndefor!ed ShapeD para obtener la estructura no defor!ada. #de!ás use el !en8 3ieD+ la opcin Set Kb"ect KptionsD para des!arcar la opcin $ill Ele!entsD+ final!ente presione el botn K=D.
P'&o /0% D!&$Bo. Para realizar el dise)o es obligatorio ,ue previa!ente la estructura se ha(a analizado. 7se el !en8 KptionsD+ la opcin PreferencesD ( la subopcin 4esignD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 2O.
F!*ur' 2= Kpciones de dise)o
Presione el botn K=D para aceptar los ca!bios hechos ( salir de este cuadro. 7se ahora el !en8 4esignD+ la opcin Start 4esignD para e!pezar el dise)o. El progra!a calculará el refuerzo necesario tanto para la losa co!o para las vigas. Cuando el dise)o est9 co!pleto+ el refuerzo re,uerido en las fa"as H será !ostrado co!o se ve en la $igura 5&.
F!*ur' 0
Para revisar el ar!ado en direccin use el !en8 4esignD+ la opcin 4ispla( Slab 4esign InfoD. 7n nuevo cuadro aparecerá co!o se indica en la $igura 50.
F!*ur' / Kpciones para visualizar el refuerzo de la losa
Seleccione la opcin 4irection StripD ( para hacerla efectiva presione el botn K=D. En la vista en planta estará el ar!ado de las fa"as . Note ,ue si ubica el cursor en cual,uier lugar del gráfico de ar!ado+ los valores de refuerzo aparecerán en la parte inferior iz,uierda de la pantalla. Para visualizar el ar!ado de las vigas use el !en8 4esignD+ la opcin 4ispla( ea! 4esign InfoD. Kbtendrá un cuadro co!o el !ostrado en la $igura 52.
F!*ur' 2 Kpciones de visualizacin del ar!ado de las vigas
#l presionar el botn K=D verá el refuerzo de las vigas. Si !ueve el cursor sobre ellas se !ostrará+ en la parte inferior iz,uierda de la pantalla+ los valores del refuerzo. uarde su traba"oB !en8 $ileD+ opcin SaveD.
Pro#$to % Lo&'& d$ (or)!*"n 'r)'do ,! # un!d!r$!on'$& !)+ort'd'& d$&d$ ETAS. En el progra!a E*#S se desarrolla el !odelo de una estructura aporticada en hor!ign ar!ado+ de dos plantas. Qa( tres vanos tanto en direccin H Fde '.& !G co!o en Fde '.!G. El alto del pri!er piso es 5.& ! ( el del segundo piso 2.1!. /as características básicas de los !ateriales son fc>f(T20&>'2&& =g>c!2. /as vigas son de 215&c!s+ las colu!nas de 5&5& c!s. /as dos losas son alivianadas de 2& c!s de espesor+ pero la del segundo piso es bidireccional+ en tanto ,ue la del pri!ero unidireccional Fel sentido de carga es el e"e HG. /as cargas son !uerta+ viva+ sis!o en (+ sis!o en (. /a carga !uerta es de &.5&& *>!2 !ás el peso propio de vigas+ colu!nas ( losas. /a carga viva es de &.2&& *>!2. /as cargas sís!icas son estáticas con un coeficiente sís!ico de &.02. El !odelo usado se puede visualizar en la $igura 55.
F!*ur' ;odelo desarrollado en E*#S
7na vez co!pleto el !odelo debe correrse. # continuacin ( para eportar las losas a S#$E+ use el !en8 $ileD+ la opcin @E+ort ( la subopcin Save Stor( as S#$E.f2? *et $ileJD. Kbtendrá un cuadro en el ,ue deberá indicar ,u9 losa desea eportar ( ba"o ,u9 condiciones. Puesto ,ue la estructura se corri+ eli"a la opcin Eport $loor /oads plus Colu!n and Mall 4istortions. Esto per!itirá incluir el efecto sobre la losa de por e"e!plo distorsiones por cargas sís!icas. Posterior!ente se abrirá un nuevo cuadro en el ,ue se deberá indicar el no!bre del archivo ,ue se crea. En este e"e!plo+ la losa bidireccional se graba ba"o el no!bre ;od2#.f2? ( la losa unidireccional ba"o ;od2.f2?.
P'&o /% L' o&' ,!d!r$!on' !)+ort'd' d$&d$ ETAS En el progra!a S#$E para i!portar la losa bidireccional use el !en8 $ileD+ la opcin I!portD+ la subopcin S#$E 36>v.$2= $ileJD. En el !odelo i!portado+ se debe revisar en pri!er lugar las características de la losa. 7se el !en8 4efineD+ la opcin SlabD. Kbtiene un pri!er cuadro en el ,ue+ luego de
resaltar la losa deno!inada /KS#ID+ debe presionar el botn ;odif(>Sho PropertiesD. Se abre el cuadro indicado en la $igura 5'.
F!*ur' 4 Propiedades iniciales de la losa bidireccional
Para !odificarlo+ ca!bie la opcin SlabD a Maffle ( llene los otros ca!pos co!o se indica en la $igura 51.
F!*ur' : Propiedades finales de la losa bidireccional
Para salir de estos cuadros ( aceptar su traba"o presione dos veces el botn K=D. Puede correr el progra!a ( posterior!ente realizar el dise)o. Kbtendrá pantallas co!o las ,ue se indican en las $iguras 56 ( 5.
F!*ur' ; #r!ado por fran"as horizontales
F!*ur' < #r!ado por fran"as verticales
P'&o 2% L' o&' un!d!r$!on' !)+ort'd' d$&d$ ETAS 7se las !is!as secuencias de co!andos ,ue para la losa bidireccional. Cuando obtenga el cuadro de propiedades de la losa !odifí,uelo co!o se indica en la $igura 5%.
F!*ur' 8 Propiedades de la losa unidireccional
/os resultados tanto en direccin H co!o en se observan en las $iguras 5O ( '&.
F!*ur' = #r!ado por fran"as horizontales
F!*ur' 40 #r!ado por fran"as verticales
/as diferencias son ta!bi9n evidentes en las defor!adas de las $iguras '0 ( '2.
F!*ur' 4/ 4efor!ada losa bidireccional
F!*ur' 42 4efor!ada losa unidireccional
Pro#$to C% P!nto '!&'do Se desea el análisis ( dise)o de un plinto aislado de 0.'&0.'& !etros+ espesor &.51 !. El plinto sirve de base a una colu!na centrada de &.5& ! de lado. Se conoce ade!ás ,ue el suelo tiene un esfuerzo ad!isible de 21 *>!2. /as cargas se resu!en en la *abla 1. C#<# P FA para aba"oG ; ;((
T',' : Cargas sobre el plinto F*on+ *on-!G ;uerta 3iva S 06 % 1 0.2 &. &.5 &.1 &.5 2
S( 1 2 &.5
Para representar al suelo con resortes elásticos se necesita conocer el coeficiente de balasto o !dulo del suelo U. Si 9ste se calcula co!o 02& veces el esfuerzo ad!isible del suelo+ 9ste 8lti!o en *>!2+ se obtiene 0%&& *>!5.
P'&o /% Cr$'!"n +or )$d!o d$ +'tron$&. Lu$*o d$ '),!'r '& un!d'd$& ' Ton) + use el !en8 $ileD+ la opcin Ne ;odel fro! *e!plateJD. En el cuadro ,ue se abre esco"a la opcin Single $ootingD. Se abre un nuevo cuadro ,ue deberá llenarse co!o se indica en la $igura '5.
F!*ur' 4 Características del plinto aislado
Presione el botn K=D para aceptar su traba"o. En la pantalla del progra!a verá el !odelo del plinto (a listo. Para revisar sus propiedades presione el botn derecho del !ouse sobre 9l. Kbtendrá un cuadro si!ilar al de la $igura ''.
F!*ur' 44 Infor!acin sobre el ob"eto área con ,ue se representa el plinto
P'&o 2% R$6!&!"n d$ ' +ro+!$d'd$& d$ )od$o. Para definir adecuada!ente la losa deno!inada $KK*IND use el !en8 4efineD+ la opcin Slab PropertiesD. Se abre un cuadro en el ,ue+ luego de resaltar la opcin $KK*IND+ deberá presionar el botn ;odif(>Sho Propert(JD. /lene el nuevo cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura '1.
F!*ur' 4: Propiedades de la losa
Para salir aceptando su traba"o presione dos veces el botn K=D. Para revisar las propiedades del suelo use el !en8 4efineD+ la opcin Soil SupportsJD. En el cuadro ,ue se abre !ar,ue la opcin SKI/D ( luego presione el botn ;odif(>Sho Propert(JD. El cuadro ,ue se abre debe ser igual al de la $igura '6.
F!*ur' 4; Propiedades del suelo de apo(o
Para salir aceptando su traba"o presione dos veces el botn K=D.
P'&o % Mod!-!'!"n d$ o& $&t'do& d$ 'r*'. Para au!entar los estados de carga sis!o en H+ ( sis!o en use el !en8 4efineD+ la opcin Static /oad CasesJD ( llene el cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura '.
F!*ur' 4< Estados de carga
Para colocar las cargas+ por e"e!plo por sis!o en H+ !ar,ue el nudo del centro del plinto ( use el !en8 #ssignD+ la opcin Point /oadsJD. /lene el cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura '%.
F!*ur' 48 Cargas para sis!o en H
Para salir aceptando su traba"o presione el botn K=D. Siga un procedi!iento si!ilar para las cargas sis!o en . uarde su traba"o con el no!bre ;odelo5D.
P'&o 4% Contro d$ t$n&!on$& $n $ &u$o. Para evitar la posibilidad de ,ue se presente tensin en el suelo+ lo ,ue no es posible+ use el !en8 #nal(zeD+ la opcin Set KptionsJD ( llene el cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura 'O.
F!*ur' 4= Kpciones de análisis
Co!o el !odelo está listo puede analizarlo ( posterior!ente dise)arlo. Kbtendrá resultados co!o los !ostrados en la $igura 1&.
F!*ur' :0 #r!adura longitudinal en sentido H Para obtener el n8!ero de hierros de un diá!etro dado+ use el !en8 4esignD+ la opcin 4ispla( Slab 4esign InfoJD. /lene el cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura 10.
F!*ur' :/ Kpciones de visualizacin del ar!ado longitudinal
Para obtener la relacin entre el cortante actuante ( el resistente alrededor de la colu!na use el !en8 4esignD+ la opcin 4ispla( Punching Shear
P'&o :% Contro d$ $&-u$r5o& ' o)+r$&!"n $n $ &u$o. Para deter!inar si los esfuerzos sobre el suelo son adecuados F!enores al ad!isibleG+ cree nuevas co!binacionesB carga !uerta A carga viva A sis!o + carga !uerta A carga viva A sis!o (. 7se el !en8 4efineD+ la opcin /oad Co!binationsJD.
Pro#$to D% P!nto Co),!n'do. Se desea analizar ( dise)ar el plinto co!binado cu(as principales características geo!9tricas se !uestran en la $igura 12. /as colu!nas son de 5&5& c!s.
F!*ur' :2 3ista en planta del plinto co!binado
#dicional!ente se conoce ,ue el plinto co!binado tiene un espesor de &.'1 !. /os !ateriales son fc>f(T20&>'2&& =g>c!2. El coeficiente de balasto es 0%&& *>!5. /as cargas se resu!en en la *abla 6.
C#<# P ; ;((
T',' ; Cargas sobre el # ;uerta 3iva S 06 % 1 &.'1 &.5 &.&1 0.2 &. &
plinto F*on+ *on-!G S( 5 &.1 &.&1
;uerta % &.'1 &.6
3iva ' &.5 &.51
S -1 &.&1 &
S( 5 &.1 &.&1
P'&o /% Cr$'!"n +or )$d!o d$ +'tron$&. Lu$*o d$ ($Gu$'r Gu$ '& un!d'd$& &$'n Ton) + use el !en8 $ileD+ la opcin Ne ;odel fro! *e!plateJD. En el cuadro ,ue se abre esco"a la opcin Co!bined $ootingD. Se abre un nuevo cuadro ,ue deberá llenarse co!o se indica en la $igura 15.
F!*ur' : Cuadro de generacin de propiedades del plinto co!binado
Co!o en el caso del plinto aislado+ la losa generada se deno!ina $KK*IND ( las condiciones de apo(o del suelo SKI/D.
P'&o 2% R$6!&!"n d$ ' +ro+!$d'd$& d$ )od$o. Para definir adecuada!ente la losa deno!inada $KK*IND use el !en8 4efineD+ la opcin Slab PropertiesD. Se abre un cuadro en el ,ue+ luego de resaltar la opcin $KK*IND+ deberá presionar el botn ;odif(>Sho Propert(JD. /lene el nuevo cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura 1'.
F!*ur' :4 Cuadro de propiedades de la losa
Para salir aceptando su traba"o presione dos veces el botn K=D. /as propiedades del suelo se hallan en el !en8 4efineD+ la opcin Soil SupportsJD. Son id9nticas a las usadas en el e"e!plo anterior. Para salir aceptando su traba"o presione dos veces el botn K=D.
P'&o % Mod!-!'!"n d$ o& $&t'do& d$ 'r*'. Para au!entar los estados de carga sis!o en H+ ( sis!o en use la !is!a secuencia de co!andos ,ue en el e"e!plo del plinto aislado. Pri!ero deberá definir los estados de carga por sis!o ( posterior!ente asignar las cargas correspondientes. #l finalizar grabe su traba"o con el no!bre ;odelo 'D. P'&o 4% Contro d$ t$n&!on$& $n $ &u$o. Para evitar la posibilidad de ,ue se presente tensin en el suelo+ lo ,ue no es posible+ use el !en8 #nal(zeD+ la opcin Set KptionsJD ( llene el cuadro ,ue se abre co!o se indica en la $igura 11. Note ,ue usa un n8!ero !ái!o de iteraciones igual a 0&&.
F!*ur' :: Cuadro de propiedades de la losa
Co!o el !odelo está listo puede analizarlo ( posterior!ente dise)arlo. Kbtendrá resultados co!o los !ostrados en la $igura 16.
F!*ur' :; Cuadro de ar!ado del plinto co!binado
P'&o :% Contro d$ $&-u$r5o& ' o)+r$&!"n $n $ &u$o.
Pro#$to E% 7$n$r'!"n d$ +'no& $&trutur'$&. Se eplicará en for!a !u( resu!ida el uso del progra!a CSi4E*#I/E< para la generacin de planos estructurales. Se usará co!o base el !odelo ;odelo1+ ,ue es un panel de '1 !etros+ bidireccional. P'&o /% D$-!n!!"n d$ +r$-$r$n!'& +'r' $ d$t'')!$nto d$&d$ SAFE. En S#$E recupere el archivo ;odelo1D. 4ebe estar analizado ( dise)ado. Para definir las opciones de dibu"o use el !en8 4etailingD+ la opcin 4raing SetupD. /lene el cuadro ,ue aparece co!o se indica en la $igura 1.
F!*ur' :< Características de ta!a)o de ho"a+ escala ( ta!a)o de teto
Para salir aceptando sus ca!bios presione el botn K=D. # continuacin ( para definir las características de los planos estructurales use el !en8 4etailingD+ la opcin 4etailing PreferencesD. Kbtendrá un cuadro ,ue debe llenar co!o en la $igura 1%.
F!*ur' :8 Cuadro de preferencias para el detalla!iento
#l presionar el botn Nu!ber $or!atsJD obtendrá el cuadro de la $igura 1O. /l9nelo co!o se indica.
F!*ur' := 7nidades de di!ensiona!iento ( for!ato
En los botones a la derecha de este cuadro+ debe indicar el n8!ero de deci!ales a e!plear ( si se agrega ( c!o el sí!bolo correspondiente de unidades. Interesa el for!ato para !etros+ centí!etros ( !ilí!etros. Para salir del cuadro aceptando su traba"o presione el botn K=D. Nueva!ente en el cuadro inicial ( al presionar el botn Slab 4etailingJD obtendrá el nuevo cuadro de la $igura 6&. /l9nelo co!o se indica.
F!*ur' ;0 4etalla!iento general de losa
/as escalas se usan de acuerdo a las di!ensiones del pro(ecto F1'!G ( al ta!a)o de la ho"a de i!presin F#'G.
Presione la opcin en la parte superior de este cuadro
F!*ur' ;/ 4etalla!iento de los diá!etros de acero a usarse
Presione la opcin en la parte superior de este cuadro
F!*ur' ;2
Presione el botn #ppl(D ( luego el botn K=D. Nueva!ente en el cuadro inicial ( al presionar el botn ea! 4etailingJD obtendrá otro cuadro. 4e las 5 opciones de la parte superior de este cuadro+ slo necesitará !odificar
F!*ur' ; 4iá!etros de las varillas para las vigas
Presione el botn K=D dos veces para salir de preferencias de detalla!iento aceptando su traba"o. Para establecer algunas de las opciones de dibu"o de sí!bolos use el !en8 4etailingD+ la opcin 4raing S(!bolsJD. En la $igura 6' se indica un sí!bolo ,ue puede ca!biarse de los estándares.
F!*ur' ;4 Sí!bolos de dibu"o
Para salir aceptando sus ca!bios presione el botn K=D. Para definir las opciones de escala!iento use el !en8 4etailingD+ la opcin 3ie Place!ent KptionsJD. /lene el cuadro co!o se indica en la $igura 61.
F!*ur' ;: Kpciones de escala!iento de los dibu"os
Para salir aceptando sus ca!bios presione el botn K=D.
P'&o 2% At!6'r $ +ro*r')' CS!DETAILER # $&+$!-!'r $ t$to d$ tHtuo. Para activar el progra!a CSi4E*#I/E< use el !en8 4etailingD+ la opcin Start 4etailingD. Se generan todas las vistas posibles ( se a)aden a un archivo de pro(ecto. a dentro de CSi4E*#I/E< use el !en8 $ileD+ la opcin Pro"ect Infor!ationD para indicar los tetos ,ue aparecerán en todas las lá!inas estructurales. Para lograr ,ue aparezca el logo de su e!presa ca!bie el archivo ."pg por otro con el !is!o no!bre pero con el nuevo logo. /a infor!acin ,ue debe co!pletar es si!ilar a la !ostrada en la $igura 66.
F!*ur' ;; Infor!acin del pro(ecto
Para salir ( aceptar su traba"o presione el botn K=D.
