Manual De Robot Estructural Jg Y Nm 2016.pdf

INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA

MANUAL DE ROBOT ESTRUCTURE 2017

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Introducción al programa de robot El software Robot Structural Analysis Professional proporciona a los ingenieros de estructuras funciones avanzadas de análisis y simulación de construcción para estructuras grandes y complejas. El software ofrece un flujo de trabajo dinámico, lo que permite a los ingenieros realizar simulaciones y análisis de una gran variedad de estructuras más rápidamente.

Se puede hacer el modelado en revit el modelo analitico

El modelo arquitectónico en sistema BIM (Building and Information Manager) nos permite optimizar nuestros modelos arquitectónicos donde podemos hacer el diseño de las plantas estructurales, vistas isométricas, cálculo de instalaciones sanitarias, instalaciones eléctricas, cálculo de pérdida de energía, calculo estructural. E incluso los costos del proyecto, todo ello gracias a que son productos de Autodesk.

Los proyectos pueden ser exportados directamente desde el Revit 2016

Se puede apreciar aquí en la figura el modelo analítico donde los nodos están pintados de color rojo y de color azul el programa reconocerá si nuestro modelo está bien conectado los nudos de azul son nodos no conectados mientras que los de rojo son nodos conectados antes de poder exportarlo al robot estructural profesional análisis.

 

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Puedes adquirir también el curso de Revit 2016. Aquí en el JG Y NM (instituto de Capacitación en Ingeniería y Arquitectura)

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También se puede hacer un diseño sísmico estático

ANALISIS SISMICO ESTATICO Se generan de acuerdo a la norma RNE E030.

ANALISIS DINAMICO Se genera el CQC análisis modal cuadrado de los cuadrados.

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Ejercicio 1 Calcular la siguiente viga dibujar su diagrama de momento flector y de esfuerzo cortante

Viga ABRIMOS EL ENTORNO Y ELEGIMOS Al abrir el entorno hacemos clic en estructuras 2d

Es importante elegir bien el tipo de estructura

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Paso 1 unidades Hacemos dos veces clic en la parte inferior

Al aparecer el recuadro siguiente

Elegimos las unidades que deseamos Elegimos (m) para el caso de la estructura

Luego elegimos esfuerzos y nos dirigimos a tensión

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Cambiar las unidades a KG

Cambiar a cm2

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Paso 2 materiales

En el recuadro ingresar el nombre del nuevo material que vas a crear

Creamos un concreto de f’c =210 Solo es necesario cambiar el valor de la resistencia a 210 lo demás será calculado por el programa.

Al hacer clic en crear se crea automáticamente nuestro concreto f’c=210

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Paso 3 definir grillas  

Escribimos en el recuadro posición 0 Y luego hacemos clic en agregar

Seguidamente en posición digitamos 5 

Luego hacemos clic en agregar

Luego desplegamos la ficha z

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Las grillas de construcción que se muestran

La rejillas nos facilitaran el dibujo

Paso 4 SECCION Elegimos nuevo para poder crear una nueva sección

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego elegimos viga (h,arm.)

Elegimos viga hormigón armado

Dibujo elegimos la opción de botón

Empezamos a dibujar

UNIENDO las intersecciones de las grillas

PASO 5 DEFINIR APOYOS

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de

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Hacemos clic a un extremo de la viga

PASO 6 CASOS DE CARGA

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PASO 7 AGREGAR CARGAS

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Poner el valor de 10 TN/M

pASO 8 PREPARAR ANALISIS

PASO 9 RESULTADOS

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EJERCICIO 2 Para armadura que está sometida a una fuerza horizontal de 40000kn ejercida por viento asuma que el apoyo intermedio “c” del cartel (considerando como viga ).soporta 5/8 de carga d viento. E=200000 MPA Sección transversal (mm2)  Area de elementos perimétricos 40 000 mm2  Área de barras interiores 25000 mm2

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Paso 1 unidades Hacemos dos veces click en la parte inferior

Al aparecer el recuadro siguiente

Elegimos las unidades que deseamos

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Elegimos (m) para el caso de la estructura

Cambiar las unidades a Kn

Cambiar a cm2

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Paso 2 materiales Para crear un nuevo material hacer clic en modificar como indica la figura

En el recuadro ingresar el nombre del nuevo material que vas a crear    

Definimos el nombre de EJERCIO para nuestro material En el valor de módulo de Young le ponemos 200000000Kpa ya que en el ejercicio nos dice 200000 Mpa es su equivalente. Las demás propiedades les ponemos 1.

Luego hacemos agregar

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego en Ok y cerrar

Paso 3 definir grillas  

Escribimos en el recuadro posición 0 Y luego hacemos clic en agregar

Seguidamente en posición digitamos  

1.73 4.73

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego desplegamos la ficha z

  

3 agregar 6 agregar 9 agregar

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Paso 4 SECCION Elegimos nuevo para poder crear una nueva sección

Elegimos acero Luego en la pestaña Ax,Iy,Iz ingresamos los valores Correspondientes a nuestra sección:  Área de elementos perimétricos 40 000 mm2  Área de barras interiores 25000 mm2

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PASO 5 DEFINIR APOYOS

PASO 6 CASOS DE CARGA

PASO 7 AGREGAR CARGAS

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Poner el valor de 2500 kn

PASO 8 PREPARAR ANALISIS

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PASO 9 RESULTADOS DIAGRAMA DE MOMENTO

DIAGRAMA DE CORTANTE

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EJERCICIO NRO 3 La estructura mostrada de concreto representa un edificio de dos niveles cuyas cargas muertas y vivas son representadas en los gráficos considerar resistencia a la compresión axial del concreto f´c=210 kg/cm2 y las dimensiones iniciales de las vigas de 25x50 cm2 y las columnas 25x25cm2.

700KG/M

(0,5)

(5,5)

10

8

12

11

9

11

10

V25X50 3m

C25X25

4

(0,2)

C25X25

5

(5,2)

7

4

1

6

C25X25

7

3

C25X25

2

5,0)

(0,0)

(9,0)

2

3

4m

5m (0,0)

Al abrir el entorno hacemos clic en estructuras 2d

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9

V25X50

1

1m

(9,2)

8

5

V25X50 2m

C25X25

6

1.5m

C25X25

700KG/M

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Paso 1 unidades Hacemos dos veces clic en la parte inferior

Al aparecer el recuadro siguiente

Elegimos las unidades que deseamos

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Elegimos (m) para el caso de la estructura Luego elegimos esfuerzos y nos dirigimos a tensión

Cambiar las unidades a KG

Cambiar a cm2

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Paso 2 materiales

En el recuadro ingresar el nombre del nuevo material que vas a crear

Llenamos los siguientes datos:     

Resistencia a la compresión f’c=210 kg/cm2 Módulo de elasticidad E’c=218819.789 kg/cm2 Módulo de corte Gc=91174.912 kg/cm2 Módulo de posison 0.2 Peso específico sqrt(2400 kg/cm2)

Al hacer clic en crear se crea automáticamente nuestro concreto f’c=210

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Paso 3 definir grillas  

Escribimos en el recuadro posición 0 Y luego hacemos clic en agregar

Seguidamente en posición digitamos: 0 agregar, 5 clic agregar, 9 clic agregar y 10.5 agregar

Los valores son de acuerdo al ejercicio 0,5,9 y 10.5 en eje X

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego desplegamos la ficha z Digitamos:0 agregar, 4 agregar y 7 agregar.

Los valores son de acuerdo al ejercicio : 0,4 y 7 en el eje Z

Las grillas de construcción deben e salir así como se muestra en pantalla

Grillas servirán de base a nuestro dibujo

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Paso 4 SECCION Tenemos dos tipos de sección en vigas y columnas: V=25X50 C=25X25 Elegimos nuevo para poder crear una nueva sección Presionamos la hoja para crear un nuevo tipo de seccion

Luego elegimos viga (h,arm.) Elegimos Viga de hormigón armado la que se muestra aqui

Elegimos viga

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Elegimos en la parte superior el material que hemos creado

Ingresamos b=25, h=50

También creamos columna Elegimos en la parte superior el material que hemos creado

Ingresamos b=25, h=25

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Dibujo Para ello elegimos primeros sección y VR 25x50

Empezamos el dibujo a partir de las grillas como se muestra enla figura

El tipo de sección que se elija se dibujara por colores

Luego elegimos c 25x25

Empezamos el dibujo a partir de las grillas como se muestra en la figura ahora con columnas

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PASO 5 DEFINIR APOYOS Buscamos este icono en el lado derecho de la pantalla

Elegimos tipo de apoyo enpotrado

Colocamos en los tres puntos Hacemos clic en los nodos donde colocaremos los apoyos empotrados

PASO 6 CASOS DE CARGA

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PASO 7 AGREGAR CARGAS

Desplegamos esta ficha

Seleccionamos la opción de barra carga uniforme

El valor de acuerdo al ejercicio es de -700 Kg/m de carga ultima

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pASO 8 PREPARAR ANALISIS Procedemos al calculo haciendo clic en el icono

RESULTADOS DEFORMACIONES

MOMENTOS

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Diagrama De cortante

Reacciones

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EJERCICIO NRO 4 PRIMER PASO NOS GUIAMOS DEL PLANO DENOMINADO

ABRIMOS dicho archivo

LUEGO Abrimos el robot

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Elegimos edificio Luego ingresamos la grillas En la posición x ingresamos

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA En la dirección y ingresamos

En las plantas en la dirección z ingresamos

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Hacemos clic en el botón

Aparecerá el cuadro dialogo siguiente: Agregamos los valores tal como se muestra en la pantalla

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PREDIMESIONAMIENTO 6.1.2 Estructuración Determinación del sentido de la losa aligerada .La losa aligerada tendrá el sentido en el cual la losa tenga menor longitud, en este caso se tomara el sentido de la dirección paralela a los ejes A,B,C,D y E. Determinación del sentido de las vigas principales. Las vigas principales tendrán el sentido en el cual la viga tenga mayor longitud en este caso se tomara el sentido de la dirección paralela a los ejes 1,2,3 y 4 Con referente a las vigas secundarias tendrán el mismo sentido perpendicular a las vigas principales, es decir en el mismo sentido que la losa aligerada.

6.1.3 Pre dimensionamiento

A.LOSAS: La luz máxima entre apoyos de los aligerados es de 5.2 m correspondiente al paño frontal entre los ejes 3 y 4 la altura de losa es de 20cm acorde a las recomendaciones del predimensionamiento.

B.VIGAS Los peraltes están en función de la luz libre entre apoyos, debe estar en el rango de (L/12,L/10) , con anchos no menores a 25cm. VIGA

LUZ LIBRE

VP-01

5.2 m

VP-02

L/12

L/10

Sección elegida

0.33 m

0.4 mm 0.25 x0.2 m(Ext.) 0.25 x0.45 m(Int.)

VB

0.15x0.2m

VA-01

0.4x0.2 m

VA-02

0.25x0.2 m

VS-01

0.25x0.4

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C. COLUMNAS Se recomiendan secciones de 0.3x0.6, 0.25x0.6, 0.25x0.5 y 0.25x0.4 m Como podemos en la Tabla 6.2 se cumple con las recomendaciones del predimensionamiento.

TIPO

Seccion(cm)

b/h

Area (cm2)

C-1

30x60

0.5

1800

C-2

25x60

0.42

1500

C-3

25x50

0.5

1250

C-4

25x45

0.56

1125

Aquí podemos ver como se insertó al programa EJEMPLO primero hacemos clic en sección

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego presionamos

Aparecerá la siguiente ventana

Elegimos si va ha ser columna o viga

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Guiándonos del plano comenzamos a dibujar toda la estructura

Empezamos el dibujo a partir de las grillas como se muestra en la figura GUIANDONOS DEL PLANO

PARA QUE SE MUESTREN LA COLUMNAS Y VIGAS EN COLORES HACEMOS CLIC DERECHO EN CUAQUIER PARTE DE LA PANTALLA

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA CLICK derecho en cualquier parte de la pantalla luego mostrar

Aparecerá la siguiente ventana

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego de ello eliges la ficha barras Eliges perfiles según colores

Nota: Es necesario seguir ese proceso para agilizar tu proyecto y evitar confusiones

 Recuerda que el manual es un material de apoyo del curso que se dicta en ICIAR (instituto de capacitación en Ingenieria y arquitectura)

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego se mostraran los perfiles por colores

Luego de ellos agregaremos la losas con la opción cerramientos de polilínea en opción estructura>objetos>polilínea

Luego vamos a la opción losas y creamos una LOSA en dirección YY buscando el botón

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Doble clic aparecerá lo siguiente

Llenamos los datos tal como se muestra en la figura

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Luego asignamos a los cerramientos que hemos creado anteriormente

Luego de ello agregaremos las cargas respectivas Creando primero los casos de cargas siguientes:    

PP: peso propio CM. carga muerta CV: carga viva S: carga sísmica Para lo cual nos vamos a estructura>casos de carga:

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Para crear PP peso propio elegimos

Para crear carga viva elegimos

Para crear carga muerta elegimos

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA SI YO VOY A LA PARTE SUPERIOR DE LA PANTALLA Y SELECCIONO Tal como se muestra en la figura

La estructura aparecerá sombreado de rojo

EMPEZEMOS ASIGANANDO LA CM: carga muerta

Ahora antes de continuar verificamos en la NORMA E020 DE METRADO DE CARGAS La siguiente tabla:

Para nuestro caso es de: 15x14x (2.8-0.2) =546 kg/m En la tabla encontramos un valor que se aproxima de 400 a 549 El valor de 210kg/m2 sumamos mas acabados y piso terminado Un total de: 210 k/m2+100kg/m2=310 kg/m2

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego de definido esto vamos al botón

Luego vamos a definir cargas

Superficiales

Definimos como esta en toneladas -metro

Agregamos 0.31 equivalente a 310 kg/m2 Pero en la azotea varia a 0.19

Luego presionamos

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Y seleccionamos las losas donde aplicaremos la CM carga muerta

PARA NUESTRO CASO ESTAMOS DISEÑANDO UN HOTEL CUYA CARGA ENONTRAMOS EN LA NORMA E020

Donde también agregaremos carga viva CV Para ello en la parte superior elegimos

Y agregamos

Y agregamos en el recuadro de z:

Agregamos 0.2 equivalente a 200 kg/m2 en azotea es de 0.1

Agregamos y también aplicamos a las losas

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Echo todo esto ya están nuestras cargas agregadas lo que haremos es ahora la combinaciónes de carga según norma vamos a la ficha cargas>combinaciones de carga

Creamos primero

Aparecerá el siguiente cuadro de dialogo Elegimos los tres primeros casos de carga PP, CV, CM Cick en la flecha

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Aparecerá todos con un factor de 1

Luego aplicar

Nuevo

LLENAMOS EL NOMBRE COMO SE MUESTRA

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA LUEGO ELEGIMOS PP Y CM

Ingresamos Un valor 1.4 y agregamos

Esto era para la carga muerta ahora para la carga viva amplificamos 1.7

Ingresamos Un valor 1.7 Para amplificar 1.7

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Deberá aparecer de la siguiente forma

Luego aplicar y nuevo

LLENAMOS EL NOMBRE COMO SE MUESTRA

luego hacemos clic en modificamos a 1.25 explotación y permanente

seleccionamos como se ve en pantalla y agregamos con la flecha

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Deberá aparecer 1.25 en todos los coeficientes excepto en sísmico aparecerá 1 y aplicamos

Luego repetimos un procedimiento similar par el sentido en yy Creamos nueva

Lugo seleccionamos PP,CV,CV,S y la flecha hacia el costado

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego aplicamos

Nota: HASTA AQUÍ HEMOS CREADO TODAS COMBINACIONES QUE NOS PIDE LA NORMA….

LAS

PARA HACER EL ANALISIS SISMICO VAMOA A LA NORMA E030 Donde con respecto a la cortante basal nos da la siguiente formula

Luego elegimos el factor zona para cálculo de z: en la norma E030 tabla 1.1

DE ESTA TABLA UBTUVIMOS EL VALOR DE Z=0.3

Para nuestro caso el hotel está ubicado en PUNO siendo zona 2 con factor de 0.3

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA En cuanto al factor U sacamos de la siguiente tabla N°3 de la norma

DE ESTA TABLA UBTUVIMOS EL VALOR DE U=1.0

En nuestro CASO es un hotel perteneciendo a categoría c FACTOR U=1.0 Para la C Se usa la fórmula de acuerdo a la norma:

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Nuestro periodo Tp será de suelo intermedio 0.6 s S=1.2

Y el T que es periodo fundamental se obtiene con la siguiente formula que depende de la altura de la edificación:

ℎ𝑛 𝑇= 𝐶𝑡

Para nuestro edificio la altura total es de 15.4 dividimos entre 35 de acuerdo a la notación arriba 𝑇=

15.4 35

𝑇 = 0.44 El periodo fundamental nos sale 0.44, Con estos datos calculamos coeficiente de amplificación sísmica 𝐶 = 2.5 ∗ 𝐶 = 2.5 ∗

𝑇𝑝 𝑇

0.6 0.44

𝐶 = 3.4091 Por condición tamaños 2.5 porque 3.4091 es mayor que 2.5, C=2.5

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Coeficiente de reducción sísmica que depende del sistema estructura

Para nuestro caso en un pórtico de concreto EN LA DIRECCION X tomado de la tabla N°6 de la norma E030 𝑅=8 Como existe una irregularidad en planta consideramos para la dirección Y ¾ de R en dirección X 3

𝑅 = 8 4=6 En resumen hemos obtenido los siguientes valores Z

0.3

U

1.0

C

2.5

S

1.2

Rxx

8

Ryy

7

𝑣= 𝑣𝑋𝑋 =

0.3×1×2.5×1.2 = 0.1125 8

𝑣𝑌𝑌 =

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𝑍×𝑈×𝐶×𝑆 𝑅

0.3×1×2.5×1.2 = 0.15 6

INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego nos vamos a cargas>cargas especiales >conversión de cargas

Luego aparecerá la venta y allí elegimos casos de carga donde indica el puntero

LUEGO ELEGIMOS PP, CM

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Agregamos y regresamos a la ventana donde ingresaremos el valor calculado

𝑉𝑥𝑥 = 𝑉𝑥𝑥 =

𝑍×𝑈×𝐶×𝑆 𝑅

0.3×1×2.5×1.2 8

𝑉𝑥𝑥 = 0.1125

Ahora para la carga viva

De acuerdo al artículo 16.5 de la norma E030 El coeficiente que le agregamos en dirección y según la norma:

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA De acuerdo a lo expresado en la norma para categoría C es el 25% del peso entonces el 25% de 0.1125. 𝐶𝑦𝑦 = 0.25 ∗ 0.1125 = 0.02813 Este valor agregaremos al software: y luego agregamos haciendo clic donde indica el puntero

Luego de ello pasamos a la dirección “Y “haciendo clic donde indica el puntero

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego hacemos clic en agregar casos de carga donde indica el puntero

Agregamos PP,CM seleccionando y haciendo clic donde indica el puntero

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA Luego agregamos el factor en la dirección Y

𝑉𝑥𝑥 = 𝑉𝑥𝑥 =

𝑍×𝑈×𝐶×𝑆 𝑅

0.3×1×2.5×1.2 6

𝑉𝑥𝑥 = 0.1125

LUEGO PARA CV

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA De acuerdo a lo expresado en la norma para categoría C es el 25% del peso entonces el 25% de 0.15. 𝐶𝑦𝑦 = 0.25 ∗ 0.15 = 0.03750

LUEGO GENERAMOS AS CARGAS CONVERTIDAS CON EL V =ZUCS/R

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA PODEMOS APRECIAR AHORA LAS CARGAS CONVERTIDAS

CARGAS CONVETIDAS EN LA DIRECCION X Y Y

CARGAS CONVETIDAS EN LA DIRECCION X Y Y para PODER VER DESPLEGAR LO SIGUIENTE

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA PROCEDEMOS AL CALCULO DEFINIMOS EL MALLADO POR ELEMENTOS FINITOS En la parte inferior:

Doble click

Luego definimos un malla de elementos finitos gruesa

PRESIONAMOS EL BOTON DE CALCULO HACEMOS CLICK aparecerá el cuadro de calculando

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA NOA VAMOS A RESULATDOS DIAGRAMAS POR BARRAS

Luego click en deformaciones por barras

Aquí podemos apreciar las deformaciones debidas al sismo en la dirección +X donde la ficha resaltada es la máxima deformación , recuerda que este es un análisis estático si quieres aprender el análisis dinámico te invitamos al ICIAR instituto de capacitación en ingeniería y arquitectura donde te brindaremos todo el material que compete a ingeniería CIVIL

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INSTITUTO DE CAPACITACION EN INGENIERIA Y ARQUITECTURA VAMOS A resultados diagramas por piso y observamos las deformaciones por piso como indica la figura:

Elegimos la opción deformación marcaos dr UX y dr UY

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fin del ejercicio

Aquí podemos apreciar las deformaciones debidas al sismo en la dirección +X donde la ficha resaltada es la máxima deformación , recuerda que este es un análisis estático si quieres aprender el análisis dinámico te invitamos al ICIAR instituto de capacitación en ingeniería y arquitectura donde te brindaremos todo el material que compete a ingeniería CIVIL

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