CAPACITACIÓN. midas Gen 2018 NSR-10 BIENVENIDOS. Estructuras en concreto bajo la norma
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- José Carlos Coronel Navarro
- hace 5 años
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1 CAPACITACIÓN BIENVENIDOS midas Gen 08 Estructuras en concreto bajo la norma NSR-0
2 Tutorial midas Gen midas Gen Análisis y Diseño Sísmico de un Edificio Residencial en Sistema Aporticado Basados en la NSR-0 08 MIDAS América Latina lamidas@midasit.com
3 Análisis y Diseño Sísmico de un Edificio Residencial en Sistema Aporticado Basados en la NSR-0
4 Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado Edificio de Concreto Reforzado Introducción Resumen Materiales Secciones Geometría Edificio Cargas: Cargas Gravitacionales Cargas: Cargas Laterales (NSR0) Espectro de Respuesta (NSR0) Análisis Dinámico Modal Condiciones de Frontera Resultados Diseño (NSR-0)
5 Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado Resumen El propósito de este tutorial es realizar el análisis y diseño de un edificio de concreto reforzado sujeto a cargas verticales, cargas de viento y cargas sísmicas. Propiedades Material - Concreto f c = 0kg/cm - Concreto f c = 80kg/cm Secciones - Vigas 40x60 cm - Vigas 5x60 cm - Columnas 30x70 cm - Columnas 50x80 cm
6 Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado 6.35m 8.4m 4.8m 7.5 m 6@3m 8m 7.9 m PLANTA ELEVACION
7 Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado. Pasos demodelado: a) Definición de materiales y secciones. b) Creación de nodos y elementos para un piso. c) Definición y asignación de cargas cargas gravitacionales estáticas. d) Generación deledificio. e) Aplicación de cargas laterales estáticas (Viento y Sísmica) por la norma NSR-0 f) Definición de espectro de Respuesta por la norma NSR-0 y los autovalores por el método Lanczos son aplicados. g) Condiciones de frontera incluyendo Panel Zone effect y rótulas.. Análisis 3. Revisión deresultados 4. Diseño de vigas y columnas
8 Creación de Proyecto Nuevo
9 Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado
10 Definición de Unidades
11 Tutorial - Edificio Residencial en Sistema Aporticado. Cambie las unidades a 'kn' y 'm' en la barra de estado en la parte inferior de la pantalla
12 Definición de Propiedades
13 Definición de Propiedades 3 4 Properties Material Properties. Clic enadd. Seleccione Concrete en el tipo de diseño. 3. Seleccione ASTM(RC) en el estándar de concreto. 4. Seleccione Grade C3000 de la Base de Datos. 5. Clic OK. 6. Repita los pasos al 5 para crear concreto Grade C
14 Definición de Propiedades 3 Properties> Section> Add. Clic enadd. Clic en la pestaña DB/User. 3. Teclee V40x60 en Name y Section Type como Solid Rectangle. 4. Seleccione User e inserte las dimensiones H= 0.6m, B= 0.4m. 5. Clic en Apply. 6. Repita los pasos 3 al 5 para crear viga V5x60, y columnas C30x70 y C50x Clic OK 8. Clic Close 4 5
15 Generación de la Geometría
16 Generación de la Geometría Para generar la geometría en el midas Gen se pueden utilizar diferentes métodos: Grillas Nodo a nodo Importación desde CAD Wizard (Frame, Beam) Importación desde SAP000 y STAAD En este tutorial vamos a utilizar el método de importación desde CAD. -También se explicará el método de generación nodo a nodo.
17 Importación de un Archivo.dxf
18 Generación de la Geometría Importación AutoCAD DXF
19 Generación de la Geometría Importación AutoCAD DXF Menú Principal > Import > AutoCAD DXF file.browse > Seleccione el archivo Edificio 6 pisos 3.V40x60 > Selected Layers 4.Matl. > Grade C Sect. > V40x60 6.En punto de origen digitar 3 en coordenada Z (0,0,3) 7.Clic Apply 8.Quitar selección en Selected Layers 9.V5x60 > Selected Layers 0.Matl. > Grade C3000.Sect. > V5x60.Clic OK 8 7
20 Generación de la Geometría Importación AutoCAD DXF Consideraciones Importantes: Líneas y Polilíneas en archivo dxf se importan como elementos Beam. Rectángulos en Polilínea en archivo dxf se importan como elementos plate. Superfície en archivo dxf es importada como elemento plate. Sólidos no pueden ser importados. El sistema de unidades deber ser consistente. Line importación Elementos Beam Polyline Rectangle importación 3-D Face importación Elemento Plate
21 Generación de la Geometría Importación AutoCAD DXF. Vigas V40x60.. Vigas V5x60.
22 Generación nodo a nodo
23 Generación de la Geometría Creación de nudos.node/element > Create Nodes.Inserte coordenadas : (0,-4.55,3) 3. Clic Apply 4. Repetir pasos y 3 para crear los siguientes nudos: : (0,-.4,3) 3: (0,-.6,3) 4: (0,0,3) 5: (0,.8,3) 6: (0,.95,3) 7: (0,4.,3) 3
24 Generación de la Geometría Creación de elementos.node/element > Create Elements.Seleccionar material Grade C Seleccionar sección V40x60 4.Haga clic en Nodal Connectivity y conecte los nudos y 7 tal como se muestra en la imagen 3 4
25 Generación de la Geometría Trasladar elementos Node/Element > Translate Elements.Seleccione todos los elementos 3.Seleccione el modo copiar 4. Digite las coordenadas (3.05,0,0) para copiar los elementos 3.05m en la dirección X 5. Clic Apply 6.Seleccione de nuevo los elementos previos 7.Repetir los pasos 4 al 6 para copiar los elementos en las siguientes coordenadas: (4.0,0,0) (6.65,0,0) (7.95,0,0) (0.0,0,0) (4.5,0,0) (6.0,0,0) (7.90,0,0) 5
26 Generación de la Geometría Creación de elementos.node/element > Create Elements.Seleccionar material Grade C Seleccionar sección V40x60 4.Haga clic en Nodal Connectivity y conecte los nudos tal como se muestra en la imagen 3 4
27 Generación de la Geometría. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen.. Para seleccionar los elementos puede utilizar la barra de selección
28 Generación de la Geometría. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen.. Para seleccionar los elementos puede utilizar la barra de selección
29 Generación de la Geometría Borrar elementos.node/element > Delete Elements.Clic Apply para eliminar elementos seleccionados
30 Generación de la Geometría Simetría de elementos 3.Node/Element > Mirror.Seleccione todos los elementos 3.Seleccione el modo copiar 4.Seleccione reflexión en el plano z-x y aplique el plano en la coordenada 4.m en Y 5.Clic Apply 6.Clic en Structure > Check/Duplicate Elements para borrar elementos duplicados 4 6 5
31 Generación de la Geometría Unir elementos.node/element > Merge.Seleccione todos los elementos 3.Clic Apply para unir elementos 3
32 Generación de la Geometría Modificar propiedades de elementos 3. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen.clic sostenido en sección de viga V5x60 y arrastrar hasta el modelo 3D y soltar para asignar dicha sección en los elementos seleccionados 3.Clic en vista extruída
33 Generación de la Geometría Extruir elementos Node/Element > Extrude elements. Seleccionar los nudos en rojo que aparecen en la imagen 3. Seleccione Node -> Line Element en el Extrude Type 4. Seleccionar material Grade C Seleccionar sección C30x70 6. Seleccionar generación de tipo traslación 7. Digite las coordenadas (0,0,-3) para extruir los nudos 3m en la dirección Z hacia abajo 8. Clic en Apply 6 7 8
34 Generación de la Geometría Modificar propiedades de elementos 4. Seleccionar la vista isométrica del modelo. Seleccionar los elementos en rojo que aparecen en la imagen 3. Clic sostenido en sección de columna C50x80 y arrastrar hasta el modelo 3D y soltar para asignar dicha sección en los elementos seleccionados 4. Clic en vista extruída 3
35 Generación de la Geometría Rotar elementos 3. Node/Element > Rotate elements. Seleccionar el elemento en rojo que aparece en la imagen 3. Seleccione el modo mover 4. Definir un ángulo de rotación de Seleccionar como eje rotación el eje Z 6. Seleccionar punto inferior de la columna como punto base de rotación 7. Clic en Apply
36 Generación de la Geometría Rotar elementos. Seleccionar el elemento en rojo que aparece en la imagen. Seleccionar punto inferior de la columna como punto base de rotación 3. Clic en Apply 3
37 Asignación de Cargas
38 Asignación de Cargas Load > Static Load Cases. Inserte SW en Name.. Seleccione Dead Load (D) en Type. 3. Clic Add. 4. Inserte DL en Name. 5. Seleccione Dead Load (D) en Type. 6. Clic Add. 7. Inserte LL en Name. 8. Select Live Load (L) en Type. 9. Clic Add. 0.Inserte FHEx en Name..Seleccione Earthquake (E) en Type..Clic Add. 3. Inserte FHEy en Name. 4. Seleccione Earthquake (E) en Type. 5. Clic Add. 6. Inserte Wx en Name. 7. Seleccione Wind Load on Structure (W) en Type. 8. Clic Add. 9. Inserte Wy en Name. 0. Seleccione Wind Load on Structure (W) entype.. Clic Add y Close.
39 Asignación de Cargas Load > Static Load Cases > Define Floor Load Type. Inserte Residencial en Name.. Seleccione DL en Load Case. 3. Inserte -8. Kn/m 4. Seleccione LL en Load Case. 5. Inserte -.8 Kn/m 6. Clic Add. 7. Inserte Cubierta en Name. 8. Inserte -5. Kn/m en Load Case DL. 9. Inserte -.8 Kn/m en Load Case LL. 0.Clic Add..Inserte Escaleras en Name..Inserte -5. Kn/m en Load Case DL. 3.Inserte -3.0 Kn/m en Load Case LL. 4.Clic Add y Close.
40 Asignación de Cargas Load > Static Loads > Assign Floor Loads. Seleccione el tipo de carga Load Type Residencial. Seleccione Distribution One way 3. Seleccione Load Direction Global Z 4. Clic en Nodes Defining Loading Area: 5. Clic en nodos 94, 8, 40, 6, 57,, 0,, 4, 66, 70, 69, 95, 90, 94 *Copy Floor Load (para copiar las carga en los pisos superiores) (seleccionando 'z indica que las distancias a copiar serán en el eje z) Si por ejemplo desea copiar 5 veces a una altura de 3.0 m puede escribir 5@3.0 y esto copiará la carga en 5 pisossuperiores. 3 4
41 Asignación de Cargas Load > Static Loads > Assign Floor Loads. Seleccione el tipo de carga Load Type Escaleras. Seleccione Distribution Two way 3. Seleccione Load Direction Global Z 4. Clic en Nodes Defining Loading Area: 5. Clic en nodos 83, 47, 40, 8, 83 *Copy Floor Load (para copiar las carga en los pisos superiores) (seleccionando 'z indica que las distancias a copiar serán en el eje z) Si por ejemplo desea copiar 5 veces a una altura de 3.0 m puede escribir 5@3.0 y esto copiará la carga en 5 pisossuperiores. 3 4
42 Asignación de Cargas
43 Asignación de Cargas 4 3 Structure Building Control Data BuildingGeneration. Inserte Number of Copies 5.. Inserte Distance (Global Z) 3.0 m. 3. Clic Add. 4. Seleccione todos los nodos y elementos en el modelo usando la herramienta Select All. 5. Clic Apply y luego Close. 5
44 Asignación de Cargas
45 Asignación de Cargas Structure Building Story.Clic Auto Generate Story Data. Clic OK para generar los datos de piso 3.Verifique que el Diafragma de piso Floor Diaphragm es Consider para todos los pisos excepto F (Primer piso). Si el diafragma de piso es considerado, luego las cargas laterales (Viento y sísmicas) son aplicadas en el centroide de cada piso. Si no es considerado, el programa automáticamente distribuye la carga a las juntas de columnas en cada piso. 4. Clic Close. 3 4
46 Asignación de Cargas Load > Lateral Loads > Wind Loads > Add. Seleccione Wx en Load Case Name.. Seleccione NSR-0 en Wind Load Code. 3. Inserte los parámetros de viento: Basic Wind Speed: 50 km/h Exposure Category: B Mean Roof Height: 8 m Importance Factor (I): 0.87 Directional Factor Kd: 0.85 Gust Effect Factor G: Inserte Scale factor para X-Dir y Y-Dir 0. 5.Clic en Wind Load Profile para ver la fuerza cortante por piso, etc. 6. Clic Close. 7. Clic Apply. 8. Cambie Load Case Name a Wy. 9. Inserte Scale factor para X-Dir 0 y Y-Dir 0. Clic Apply y luego Close.
47 Asignación de Cargas Structure StructureType. Check en Convert Self-weight into Masses. Seleccione Convert to X, Y 3. Clic OK 3
48 Asignación de Cargas Load > Static Loads > Self Weight. Seleccione Load Case Name SW. Self Weight Factor - en dirección Z 3. Clic Add 4. Clic Close Esta opción tiene en cuenta el caso de carga SW para considerar el peso propio de todos los elementos estructurales. 3 4
49 Asignación de Cargas Load > Static Loads > Loads to Masses. Seleccione Load Case DL. Scale Factor 3. Clic Add 4. Clic OK 3 Con esta función el programa convierte las cargas siguientes a masas: Nodal Load Beam Load Floor Load Pressure (Hydrostatic) Hay que tomar en cuenta que no convierte la carga de la función Self-Weight a masas. Para eso hay que usar la función Convert Self Weight into Masses que vimos anteriormente.
50 Asignación de Cargas Load > Lateral Loads > Static Seismic Loads > Add.Seleccione FHEx en Load Case Name.. Seleccione NSR-0 en Seismic Load Code. 3.Inserte los Seismic Load Parameters (parámetros de carga sísmica) como se muestra en la izquierda. 4.Clic en Period Calculator y seleccione formula # en X e Y (sistema aporticado). 5.Clic OK 6.Inserte Response Modification Coefficient (R): en ambas direcciones (cortante basal). 7. Inserte Scale factor para X-Dir y Y-Dir 0. 8.Clic en Seismic Load Profile para ver la fuerza cortante por piso, etc. 9. Clic Close. 0.Clic Apply.. Cambie Load Case Name a FHEy.. Inserte Scale factor para X-Dir 0 y Y-Dir. 3. Clic Apply y luego Close.
51 Asignación de Cargas 3 Load > Dynamic Loads > RS Functions > Response Spectrum Functions > Add.Clic en Design Spectrum. Seleccione NSR-0 en Design Spectrum. 3. Inserte los parámetros mostrados a la izquierda. 4.Clic OK para generar el espectro de respuesta. 5. Clic OK 4 5
52 Asignación de Cargas Load > Dynamic Loads> Response Spectrum Load Cases > Add.Inserte Ex en Load Case Name. Excitation Angle 0. 3.Seleccione NSR-0 desde Function Name 4.Seleccionar Acciental Eccentricity y hacer clic Seleccionar Automatic y hacer clic en OK 6. Clic Add 7.Cambie el Load Case Name a Ey 8.Cambie Excitation angle a Clic Add. 0.Clic en Eigenvalue Analysis Control.Seleccione Lanczos e inserte el número de frecuencias 9 y clic en OK.. Clic Close.
53 Condiciones de Apoyo
54 Condiciones de Apoyo Boundary > Define Supports.Clic en D-ALL and R-ALL. Clic en la herramienta Select by Plane en la barra de selección 3.Seleccione XY Plane e inserte 0 m para Z Position. 4. Clic Apply y luego Close 5. Clic Apply y luego Close 3 5 4
55 Ejecución del Análisis
56 Ejecución del Análisis Analysis > Perform Analysis.Clic en Perform Analysis
57 Combinaciones de Carga
58 Combinaciones de Carga Results > Load Combination.Clic en pestaña Concrete Design.Clic en Auto Generation 3. Seleccione NSR-0 en Design Code 4.Clic en Consider Orthogonal Effect considerando la regla 00 : 30 y clic en Set Load Cases for Orthogonal Effect 5.Seleccione Ex en Load Case y Ey en Load Case y clic en Add y luego OK 6.Clic en OK
59 Resultados
60 Irregularidades Results > Results Tables > Story > Irregularity Check Parameter...Seleccione la norma NSR-0.Clic en OK.
61 Irregularidades Results > Results Tables > Story > Torsional Irregularity check.seleccione los casos de carga FHEx(ST) y FHEy(ST)..Clic en OK. 3.Se realiza el chequeo de irregularidad torsional en planta tipo ap y bp de acuerdo a la norma NSR-0. Nota: También es posible obtener los resultados de chequeo de las irregularidades en altura tipo aa y ba (Piso Flexible), y tipo 5aA y 5bA (Piso débil) de acuerdo a la norma NSR-0. 3
62 Derivas de Piso Results > Results Tables > Story > Story Drift.Seleccione los casos de carga Ex(RS) y Ey(RS)..Clic en OK. 3.Seleccione Response Modification Coefficient. 4.Aplique un factor de escala de 4.5 (correspondiente a factor R). 5.Defina límite de deriva de 0.0 (Límite % de acuerdo a NSR-0) 6.Clic en OK. 7.Se realiza el chequeo de derivas de piso de acuerdo a la NSR
63 Resultados Modales 3 Results > Mode Shapes > Vibration Mode Shapes.Clic en Botón para obtener el periodo, perticipación de masas..clic en OK. 3.Seleccionar Legend y Contour en la opción Display y clic en Apply.
64 Reacciones 4 3 Results > Reactions > Reaction Forces/Moments.Clic en Botón para obtener las reacciones en una tabla..seleccione el caso de carga o combinación de carga a revisar: FHEx(ST), FHEy(ST), Ex(RS), Ey(RS). 3.Clic en OK. 4.Seleccione Values y Legend en la opción Display y clic en Apply para visualizar reacciones por peso propio SW gráficamente.
65 Deformaciones Results > Deformations > Displacement Contour.Seleccione el caso de carga de peso propio SW.Seleccione Deform > Real Deform y clic en OK 3.Seleccione Legend 4.Clic en Apply 3 4
66 Fuerzas Results > Forces > Beam Diagrams.Seleccione el caso de carga Ex.Seleccione la componente My (Momento Flector) 3.Seleccione Solid Fill 4.Seleccione Contour y Legend en la opción Display 5.Clic en Apply 3 4 5
67 Diseño
68 Selección del Código 3 Design > RC Design > Design Code.Seleccione código de diseño NSR-0.Seleccione Apply Special Provisions for Seismic Design 3.Seleccione DMO (Disipación de Energía Moderada) para sistema aporticado 4.Clic en OK 4
69 Coeficientes de Reducción de Resistencia Design > RC Design > Strength Reduction Factors.Clic en Update By Code.Clic en OK.
70 Materiales de Diseño Design > RC Design > Modify Concrete Material.Seleccione el er material Grade C3000.Rebar Selection > ASTM(RC) Grade of Main Rebar > Grade 60 Grade of Sub-Rebar > Grade Clic en Modify 4. Seleccione do material Grade C4000 y repita pasos y 3 4 3
71 Selección de Barras de Refuerzo 4 3 Design > RC Design > Design Criteria for Rebars.Seleccione Rebar en Beam Design para seleccionar las barras a utilizarse en el diseño. Seleccione #4 a #8.Clic en OK 3.Inserte recubrimiento superior e inferior de cara a eje de refuerzo dt: 0.055m, db: 0.055m 4.Repita pasos al 3 para el diseño de columnas 5.Clic en OK 5
72 Diseño de Vigas Design > RC Design > Concrete Code Design > Beam Design El programa realiza el diseño de todos los elementos viga
73 Diseño de Vigas NSR-0 RC-Beam Design Result Dialog. Seleccione Property para mostrar una tabla con los resultados de diseño agrupado por tipo de viga, o seleccione Member para mostrar una tabla con los resultados de diseño de cada viga.. Seleccione All para mostrar todos los elementos diseñados, OK para mostrar solo los elementos que cumplen satisfactoriamente el diseño, o NG para mostrar los elementos que fallan.
74 Diseño de Vigas NSR-0 RC-Beam Design Result Dialog. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo viga.. Seleccione un elemento. 3. Haga clic en Graphic para mostrar los resultados del diseño, dando una recomendación de refuerzo y la capacidad a cortante y a momento para el refuerzo dado por el programa. 3
75 Diseño de Vigas NSR-0 RC-Beam Design Result Dialog. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo viga.. Seleccione un elemento. 3. Haga clic en Detail para obtener el reporte detallado con la formulación aplicada en el diseño de la viga, de acuerdo con el código de diseño NSR-0. 3
76 Diseño de Columnas Design > RC Design > Concrete Code Design > Column Design El programa realiza el diseño de todos los elementos columna
77 Diseño de Columnas NSR-0 RC-Column Design Result Dialog. Seleccione Property para mostrar una tabla con los resultados de diseño agrupado por tipo de columna, o seleccione Member para mostrar una tabla con los resultados de diseño de cada columna.. Seleccione All para mostrar todos los elementos diseñados, OK para mostrar solo los elementos que cumplen satisfactoriamente el diseño, o NG para mostrar los elementos que fallan.
78 Diseño de Columnas NSR-0 RC-Column Design Result Dialog. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo columna.. Seleccione un elemento. 3. Haga clic en Graphic para mostrar los resultados del diseño, dando una recomendación de refuerzo y la capacidad a carga axial, cortante y momento para el refuerzo dado por el programa. 3
79 Diseño de Columnas NSR-0 RC-Column Design Result Dialog. Seleccione Member para mostrar la tabla con los resultados de diseño de cada elemento tipo columna.. Seleccione un elemento. 3. Haga clic en Detail para obtener el reporte detallado con la formulación aplicada en el diseño de la columna, de acuerdo con el código de diseño NSR-0. 3
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