A conditional end to panic

Partiendo de los datos que se han especificado en el proyecto, se procede a la realización del modelo del edificio de Economía Bloque B y el Bloque de pasillo que une el Bloque B con el bloque construido recientemente (Bloque C).

 Elaboración de los elementos de la estructura en el programa AutoCAD

Este paso se lo realiza en función de la información que se tiene en los planos estructurales con el uso de diferentes Layers para cada elemento de la estructura es decir, vigas en sentido X y en sentido Y, columnas de con los diferentes armados y dimensiones, loseta, gradas, una vez definidos estos parámetros se procede a guardar el archivo en formato DXF para posteriormente proceder con la exportación al programa SAP2000.

 Elaboración de los elementos de la estructura en el programa AutoCAD

Este paso se lo realiza en función de la información que se tiene en los planos estructurales con el uso de diferentes Layers para cada elemento de la estructura es decir, vigas en sentido X y en sentido Y, columnas de con los diferentes armados y dimensiones, loseta, gradas, una vez definidos estos parámetros se procede a guardar el archivo en formato DXF para posteriormente proceder con la exportación al programa SAP2000.

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Figura 27 Elaboración del modelo de la estructura en el programa AutoCAD vista frontal y posterior del Edificio de Economía Bloque B

Fuente: AutoCAD

Elaborado por: Andrea Ruales

 Definición de un nuevo archivo en SAP2000 para la modelación

Se parte de la creación un New Model en el programa y seleccionamos Blank ya que se va a importar los elementos del programa AutoCAD.

Figura 28 Creación de un New model para la modelación de la estructura

Fuente: SAP2000

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 Selección de unidades con las que se va a trabajar en el programa SAP2000

De acuerdo a la información que tenemos de la estructura por factibilidad es importante seleccionar unidades que se acomoden a esta información.

Para lo cual al cargar el programa SAP2000 en la parte inferior de su pantalla principal se procede a elegir las unidades de trabajo que para el caso serán Ton, m, C.

 Definición de las propiedades de los materiales

Conforme a la información que se tiene en los planos, la estructura fue diseñada con un hormigón de f’c=240 por lo que se procede a crear un material con estas características en el programa.

Figura 29 Definición del material

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Definir las propiedades de los elementos que se van a importar (Vigas, Columnas)

Para proceder con este paso nos dirigimos a la opción Define- Section Propieties- Frame Sections, el programa generara en una ventana y en la opción Add New

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Propiety se procede a crear las diferentes secciones y sus características que posee cada elemento de la estructura.

Figura 30 Definición de Secciones para los elementos (vigas, columnas y nervios)

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

Posteriormente aparece la ventana Add Frame Section Propiety, en la que nos permite seleccionar el material y la sección.

Como ya se describió anteriormente las secciones para las columnas son rectangulares, mientras que las vigas poseen una sección T, de igual manera se tiene secciones rectangulares para los nervios tanto en X como en Y.

La ventana Reinforcement Data nos permite definir las características de la sección, es decir si trabaja como viga o columna, al igual que las varillas que se usaran para el reforzamiento

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Figura 31 Definición de material, sección y características del elemento estructural

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

Este procedimiento se realiza para cada elemento (Viga, Columna y Nervio)  Definir sección para la loseta y la losa de grada y el muro

Al igual que en paso anterior se procede a elegir Define- Section Propieties-Area Sections, el programa generara en una ventana y en la opción Add New Section se procede a crear la sección y sus características tanto para la loseta, para la losa grada y para el caso para el muro que se encuentra en un lado de la estructura.

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Figura 32 Definición de Secciones para la loseta, la losa de grada y el muro

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

Se procede a seleccionar las características de estos elementos en la ventana Shell Section Data, como es material sección.

Figura 33 Definición de características para los elementos Área

Fuente: SAP2000

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 Importar los elementos de la estructura al programa SAP2000.

Seleccionamos la opción de importar en el formato en el que se guardó en AutoCAD (DXT), se selecciona la dirección en el plano Z y se procede a la selección de elemento por elemento para la importación.

Conforme se van importando los elementos del programa AutoCAD se va asignando las características de secciones que anteriormente la se definieron (vigas, columnas, nervios X, Y, loseta, losa de grada, muro).

Figura 34 Importación de los Elementos Frame y Shell del Edificio de Economía Bloque B en el programa SAP2000

Fuente: SAP2000

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Figura 35 Vista de todos los Elementos Edificio de Economía Bloque B en el programa SAP2000 v15.1.0

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Definición de Cargas

Para la definición de cargas se sigue el procedimiento Define – Load Patterns el programa genera una ventana donde se procede a definir el nombre y tipo de carga.

Las cargas que se usan en el modelo son: Peso Propio, Carga Muerta, Carga Viva, Sismo en X y, Y positivo y negativo, Carga de Suelo.

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Figura 36 Generación de cargas en el modelo matemático

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Definición del Espectro de Diseño.

Para proceder con este paso nos dirigimos al menú Define – Functions – Response Spectrum despliega una ventana que nos ayuda en la creación del espectro de diseño de acuerdo a las características en las que se encuentra la estructura, seleccionamos la obcion From File y damos clic en la opción Add New Function, se despliegara una nueva ventana en la que nos permite subir el espectro de diseño previamente transformado a formato TXT.

Figura 36 Menú para la definición de un espectro de diseño

Fuente: SAP2000

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El espectro que se subió al modelo matemático se lo realizo de acuerdo a lo que indica la Norma Ecuatoriana de la Construcción.

Figura 38 Espectro de diseño para el modelo matemático

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Definición de los casos de cargas

Cuando se realiza la modelación de una estructura en el programa SAP2000 es importante definir los casos de carga que se usaran en el análisis, para lo cual nos dirigimos al menú Define – Load Case aparece una ventana que nos permite crear ó modificar distintos casos de cargas.

En esta ventana elegimos la opción Add New Load Case para seguir definiendo los diferentes casos de cargas a emplearse en el modelo matemático.

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Figura 39 Menú para definir los casos de carga

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Definición de Combinaciones de Cargas

Siguiendo con el proceso es necesario definir las combinaciones de cargas que se deben analizar de acuerdo a lo que indica la norma, para ello nos dirigimos al menú Define – Load Combinations aparece una ventana que nos permite la creación de nuevos combos escogiendo la opción Add Default Design Combos, a más de estos, es necesario crear los combos que la Norma Ecuatoriana de la Construcción indica para ello elegimos la opción Add New Combo.

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Figura 40 Menú para definir Combos para el análisis

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

Según indica la norma se ingresaron 2 combinaciones de carga que considera los esfuerzos admisibles, que se transforman en 8 combinaciones ya que se tiene Sismo X+, X-, Sismo Y+, y-.

Combo 1: 1.1 (D+0.25L)+Sx+ Combo 2: 1.1 (D+0.25L)+Sx- Combo 3: 1.1 (D+0.25L)+Sy+ Combo 4: 1.1 (D+0.25L)+Sy- Combo 5: 0.9 (D+0.25L)+ Sx+ Combo 6: 0.9 (D+0.25L)+ Sx- Combo 7: 0.9 (D+0.25L)+ Sy+ Combo 8: 0.9 (D+0.25L)+ Sy- Y conforme a la teoría de la última resistencia se agregan los combos:

Combo 9: 1.4D

Estos valores de ingresan entrando a la ventana Load Combination Data en donde se nos permite modificar el nombre de la combinación, e ingresar los factores por el cual será afectada la carga.

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Figura 41 Menú para definir los valores de las combinaciones de carga

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Asignar cargas a la estructura

A la estructura se le deberán asignar Carga Viva de acuerdo a lo que estipula la norma, y Carga Muerta.

Esto se realiza seleccionado el elemento loseta donde se asignaran estas cargas, así mismo en la losa de grada, como se menciona en este proyecto la carga viva que se asigno es de 0.2T/m2 y en el pasillo de 0.48 T/m2, mientras que para la carga muerta se asignan los siguientes valores:

CARGA MUERTA BLOQUE B POR PISO Piso 1 0.2275266 Piso 2 0.325321 Piso 3 0.274526 Piso 4 0.313013 Cubierta 0.095

CARGA MUERTA BLOQUE PASILLO POR PISO

Piso 1 0.284024

Piso 2 0.2618091

Piso 3 0.2795547

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En el programa SAP2000 nos dirigimos al menú Select- Propieties- Area Section aparecerá un menú que nos permite seleccionar el elemento al cual vamos a asignar la carga.

Figura 42 Selección de elementos al cual se asignara las respectivas cargas

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

Una vez seleccionados los elementos se procede a la asignación de carga para lo cual nos dirigimos al menú Assing- Area Loads- Uniform (Shell), se despliega una ventana en la que nos permite colocar las cargas a los elementos.

Figura 43 Asignar Cargas a los elementos

Fuente: SAP2000

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Para que el programa SAP2000 asigne el peso de todos los elementos estructurales (Columnas, Vigas, Losas, Nervios) para el cálculo, es necesario dirigirnos al menú Define- Mass Source, en la ventana que aparece es necesario asignar con un factor de 1 a la Carga muerta.

Figura 44 Menú Mass Source para asignación de pesos a los elementos estructurales

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

 Análisis de la estructura

Una vez que se definió toda la geometría y características de la estructura se procede a realizar el análisis estructural. Para lo cual elegimos el menú Analysis – Set Analysis Options, aparece una ventana en la cual debeos elegir la opción Space Frame, esto es debido a que el análisis es estructural.

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Figura 45 Análisis estructural

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

El proceso de análisis estructura concluye una vez que nos dirigimos al menú Analyze elegimos la opción Run Analysis, aparece una ventana que contiene todos los estados de carga que serán analizados finalizamos escogiendo la opción Run Now.

Figura 46 Menú para que el programa empiece a correr el programa.

Fuente: SAP2000

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Cuando el programa finaliza el análisis aparecerá el siguiente cuadro:

Figura 47 Ventana que indica la finalización del análisis estructural

Fuente: SAP2000

Elaborado por: Andrea Ruales

Una vez que se realizó todo el proceso se procede ya a realizar un análisis de los resultados que arroja el programa.