MANUAL PARA EDIFICACIONES

EN CONCRETO ARMADO
(haciendo uso de la COVENIN 1753-2019)

Extended Three Dimensional Analysis of Building Systems)

(Análisis tridimensional extendido de edificaciones)

Elaborado por:
 Ing. Francisco Gómez

INDICE

1. Icono de entrada al programa ETABS V2.0.0.

2. Pantalla de inicio ETABS V16.
3. Crear un modelo nuevo.
4. Ajustar valores en la ventana de inicialización de modelo.
5. Crear el sistema de ejes (GridOnly).
6. Área de trabajo.
7. Selección de unidades.
8. Definición de materiales.
9. Definir secciones.
10. Definir elementos de losa.
11. Definir diafragmas.
12. Definición de espectro.
13. Definir los patrones de carga.
14. Definir los casos de carga. (Load cases)
15. Agregar el sismo para los casos de carga.
16. Definición de combinación de cargas.
17. Definir la fuente de masa.
18. Definir los casos modales.
19. Modelado de estructura.
20. Asignación de diafragmas
21. Asignar Cargas de diseño.
22. Discretizacion de mesh.
23. Asignación de brazo rígido.
24. Chequeo del modelo matemático.
25. Corrida y chequeo del modelo matemático.
26. Análisis modal.
27. Chequeo de las masas participativas.
28. Chequeo de coeficiente sísmico.
29. Chequeo de las derivas o control de los desplazamientos.
30. Diseñ o de la estructura.
 A D V E R T E N C IA

Es considerable el tiempo, esfuerzo y dinero invertido en el desarrollo y documentación de

ETABS. El programa ha sido probado y usado extensivamente, sin embargo, al usar el
programa el usuario entiende y acepta que no hay garantías hechas por los desarrolladores ni
los distribuidores en cuanto a la exactitud y confiabilidad del programa.

El usuario explícitamente entiende las suposiciones del programa y debe verificar

independientemente los resultados.

LA INGENIERIA ESTRUCTURAL

EL ARTE DE UTILIZAR MATERIALES

Que tienen propiedades que solo pueden ser estimadas

PARA CONSTRUIR ESTRUCTURAS REALES

Que solo pueden ser analizadas aproximadamente

QUE SOPORTAN FUERZAS

Que no son conocidas con precisión

DE MANERA QUE NUESTRA RESPONSABILIDAD CON EL PÚBLICO SEA SATISFECHA

Adoptado de un autor anónimo

“El ingeniero estructural no puede hacer que una forma estructural inadecuada se comporte
satisfactoriamente ante un sismo”.

Dowrick (Ref.2.7.1)
  Misión del Programa
Proporcionar una ayuda a los diseñadores estructurales, en el desarrollo de las
complejas y difíciles ecuaciones generadas al momento de analizar una estructura.

 Visión del Programa

Convertirse en el programa de aplicación más completo y eficiente para desarrollar el análisis
estructural de una edificación, así como evaluar el desempeño de los elementos de una
estructura.

 Valores
Permitir a la comunidad de la ingeniería trabajar con programas que logren llevar hasta los
niveles más productivos y eficientes en análisis de las estructuras.

ETABS es considerado uno de los cuatro mejores programas del mundo junto con el
SAP2000, el RISA y el ROBOTMILLENIUM. Fue utilizado para el cálculo de las Torres
Petronas en Malasia.

Estos son programas que se ejecutan en una computadora, que sirven para resolver las
ecuaciones matemáticas que se generan cuando se diseña una edificación.

Torres Petronas

Fuente: Acero Al Día SIDETUR

Para el presente ejemplo se utilizó el programa de Análisis Estructural desarrollado por la

compañía Computers and Structures, Inc. (Computadoras y Estructuras), de Berkeley,
California, Estados Unidos; como es el ETABS.
 INTRODUCCIÓN

ETABS es un programa de análisis y diseño de sistema de edificaciones, que desde hace

más de 30 años ha estado en continuo desarrollo para brindarle al ingeniero una herramienta
confiable, sofisticada y fácil de usar.

ETABS 2016 posee una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos de
modelaje, análisis, todos integrados usando una base de datos común. Aunque es fácil y
sencillo para estructuras simples, ETABS también puede manejar grandes y complejos
modelos de edificios, incluyendo un amplio rango de comportamientos no lineales, haciéndolo
la herramienta predilecta para ingenieros estructurales en la industria de la construcción.

ETABS es un sistema completamente integrado. Detrás de una interface intuitiva y simple, se

encajan poderosos métodos numéricos, procedimientos de diseño y códigos internacionales de
diseño que funcionan juntos desde una base de datos. Esta Integración significa que usted crea
solo un sistema de modelo de piso y sistema de barras verticales y laterales para analizar y
diseñar el edificio completo.

Las convenciones de entrada y de salida usadas corresponden a la terminología común de

edificaciones. Con ETABS 2016, los modelos se definen de forma lógica: piso por piso, viga por
viga, columna por columna, tramo por tramo, muros por muros y no como corrientes de puntos
y elementos no descritos como lo hacen la mayoría de los programas para fines generales. Así
la definición estructural es simple, ordenada y significativa.

ETABS usa terminologías familiares para el diseñador de edificios tales como: diafragmas
rígidos de pisos, columnas, vigas, cruces y muros para muchos nodos y elementos finitos etc.
La solución representar los efectos asociados con el comportamiento de las estructuras. Todos
los resultados derivados del análisis dinámico se obtienen, mediante el análisis por cargas
verticales u horizontales estáticas y efectos dinámicos espectrales de edificaciones
tridimensionales, independientes de cada cumple con una completa compatibilidad de
desplazamientos tridimensionales, haciendo posible variable (fuerzas, momentos y/o
desplazamientos) para cada miembro y utilizando criterios de combinación modal actualizados
(CQC).

En el análisis dinámico y diseño de las estructuras se evalúan, las deformadas y períodos

correspondientes a cada una de las soluciones estructurales, fuerzas cortantes de pisos, etc.
En el diseño se chequean las diferentes secciones de acero correspondientes a cada elemento
estructural (viga, columna, etc.), de acuerdo a las combinaciones de cargas sísmicas y de
gravedad más desfavorables.

El diseño lo realiza bajo las consideraciones de diversas normas internacionales, entre ellas
ACI-318, AISC-ASD y AISC-LRFD, UBC, EUROCODIGO, entre otras, aplicado a vigas,
columnas, losas, secciones mixtas, muros de corte.

La diferencia con otros programas multipropósitos, tal como el SAP2000, quien es su

programa hermano, es que ETABS facilita la entrada, el análisis y el diseño, ya que identifica
características que son inherentes a la naturaleza básica de una estructura tipo edificio, que
otro programa no reconoce, tales como:

 Las plantas típicas las identifica, permitiendo disminuir cálculos locales que sería
innecesario duplicar. De igual forma cualquier modificación o asignación que se realice en
una planta típica, se realiza sólo una vez y el software se encarga del resto de los pisos
semejantes.

 La mayoría de los programas trabajan con el centerline (eje central) de los miembros, el
ETABS permite conectar las vigas a las columnas y viceversa en cualquier excentricidad.

 Permite modelar y cargar las losas de piso de cualquier geometría, tipo y sistema de
cargas. Evita el procedimiento de determinar reacciones sobre vigas por áreas
tributarias, aunque no está limitado a esto. Maneja losas macizas, nervadas en una
dirección, en dos direcciones (waffleslab), flan slab (losa plana).

 Diseña sistemas de piso como losacero con correas o vigas secundarias, con conectores
de corte si es preciso. En este sistema de pisos, además verifica el nivel de vibración
que asegure confort.

 Los resultados los arroja en formatos especiales en términos de pisos, columnas, vigas,
pantallas. Los desplazamientos los puede arrojar directamente como derivas de piso.

 Las columnas pueden tener la sección simétrica o asimétrica, tanto en concreto como en
acero. Incluye secciones variables para vigas carteladas.

 Puede seleccionar entre una lista de perfiles de acero de una base de datos, para
determinar cuál es el más apropiado, con la función AUTOSELECT, prefijando un
 desplazamiento máximo de la estructura como objetivo, o un periodo de vibración
prefijado o simplemente para que cumpla con la resistencia requerida.

 Diseña o revisa el acero de muros de corte de geometría general. Secciones

rectangulares C, L, con cualquier tipo de refuerzo. Calcula los elementos de borde.
Diseña los dinteles de unión entre muros de corte.

 Incorpora el diseño de conexiones precalificadas en acero.

 Diseña las losas de entrepisos (macizas, Nervadas en una dirección y en dos

direcciones.

 Cuenta con un sin fin de ayudas de dibujo semejantes al AUTOCAD. Permite visualizar
la estructura con una función tipo RENDER que muestra los miembros con sus
dimensiones reales en 3D.

 Permite realizar el análisis dinámico con tres grados de libertad por planta con diafragma
rígido, o alternativamente realizar el análisis dinámico con diafragma flexible, para el
caso de losas con grandes aberturas o poca rigidez, tal como lo definen las Normas de
Edificaciones Sismorresistentes, 1756-2002.

 Se puede modelar las losas de fundación y muros de sótanos.

 Permite seleccionar el nivel de diseño ND1, ND2 y ND3 indicando en nuestras Normas
de Concreto.

 Realiza análisis no lineal con historia en el tiempo con acelerogramas de movimientos

sísmicos pushover, como nueva técnica para determinar la resistencia y ductilidad global
de la estructura, principalmente como herramienta para la rehabilitación sísmica de
edificios.
 E J E M P LO D E D I S E Ñ O

Edificio de 10 niveles conformado por, (un (1) cuarto de sala de máquinas de

ascensores, un (1) penhouse, seis (6) entrepisos, una (1) planta baja y un (1) sótano de
estacionamiento).
Altura de entrepiso (3,30 m)
Uso residencial
Ubicado en el distrito capital, municipio El Hatillo.
1. Sistema consistente de Unidades.

Seleccionar m

Seleccionar kgf

Seleccionar C°

 Las unidades pueden cambiarse cuantas veces sea necesario durante el modelado de la
estructura, aligerando cualquier trabajo de conversión.
 Para optimizar aún más la asignación de unidades se procede de la siguiente manera.
 Cambiar Decimales

Seleccionar cm

Seleccionar mm

Seleccionar cm

 SectionDimensions: (Dimensiones de secciones) Estas se expresan en cm.

 Displacements:(Desplazamientos) se expresan encentímetros.
 Stresses:Esfuerzosse expresan en centímetros.
 Abrir y salvar el conjunto de unidades

Guardar

Asignar nombre al conjunto de unidades

Definición de materiales.
 Propiedades de los materiales

Propiedades de las secciones

Propiedades de amortiguadores
Diafragmas

Etiquetas para muros de corte

Etiquetas para muros de corte acoplados

Definir grupos

Corte de secciones

Funciones (acelerogramas, espectros, tiempo historia)

Deslazamientos generales

Fuente de masa

ss Opción P-Delta (Momentos de segundo Orden)

Casos modales

Patrones de cargas

Unificar cargas por piso

Casos de cargas

Combinaciones de cargas

Auto secuencia de construcción

Vibraciones al caminar

DEFINIR MATERIALES
 En la ventana se muestran los materiales por defecto.

PROPÍEDADES DE LOS MATERIALES

Ver COVENIN 1753-2006 capítulo 3) (Ver ACI 318-2019 capítulo 4)

concreto

Nombre del material

 Tipo del material

Datos generales Tipo de simetría

direccional

Densidad del
material

Peso y masa del Peso por unidad de

material volumen

Módulo de
elasticidad

Datos de las
propiedades Coeficiente de
mecánicas poisson

Coeficiente de
expansión térmica

Módulo de corte

Modificar/ mostrar los datos de las

propiedades del material

Propiedades
del material

Especificar fuerza a
la compresión

Concreto pobre (ligero)

Factor de reducción de
la fuerza de corte
 barras de acero refuerzos

Nombre del material

Tipo del material

Datos generales
Tipo de simetría
direccional

Densidad del
material
Peso y masa del
material
Peso por unidad
de volumen

Módulo de
Datos de las elasticidad
propiedades
mecánicas
Coeficiente de
expansión
térmica

Modificar/ mostrar los datos de las

propiedades del material
 Mínima resistencia
cedente

Mínima resistencia a
Propiedades la tensión
del material

Máxima resistencia
cedente

Máxima resistencia a
la tensión

2. Predimensionado de secciones:

 Predimensionado de losas.

Según la Norma Covenin 1753-2006 “Proyecto y Construcción de Obras en Concreto

Estructural”.
 Otra forma de predimensionar las losas que no lo estipula la Norma Covenin 1753-
2006“Proyecto y Construcción de Obras en Concreto Estructural” es:
 Predimensionado de losa.

Losa nervada en una dirección= L/21 = 6.5/21= 0.30 mt Según

Losa nervada en una dirección= luz entre 5 a 6.5 mts = 0.25 mt

Para el diseño se tomará 30cm de espesor,

Tomar 25cm se deberá chequear dos condiciones, la deflexión y la vibración, si estas dos
condiciones chequean se puede reducir el espesor.

1. PREDIMENCIONADO DE MUROS
(Ver COVENIN 1753-2006 capítulo 14) (Ver ACI 318-2019 capítulo 11)
2. INFORMACION COMPLEMENTARIA PARA EL DISEÑO

Secciones de cabillas
1. INFORMACION COMPLEMENTARIA PARA EL DISEÑO

Secciones de cabillas

Numero de cabillas dentro de una base dada

Distribución de acero de refuerzo en columnas