Ayuda con analisis sismico y viento Estructura Metalica

[jdaniel437]

Un cordial saludo a todos, en esta oportunidad subo un modelo de estructura metalica para un pequeño techo inclinado a un agua a construirse sobre el techo de inmueble ya construido a base de porticos en concreto armado.
El techo lo configure a base de 4 porticos (SMF) de luz 10,745 mts. a distintas alturas según la pendiente del techo con una cercha de cordones superior e inferior paralelos de altura 70 cms, la cubierta del techo sera de madera machihembrada (techo panel), manto asfaltico y teja criolla de arcilla. En el sentido perpendicular a los porticos con cerchas hay 2 porticos (SCBF) arriostrados con perfiles en forma de v invertida.
La cerchas estan formadas: el cordon superior e inferior por 2 angulos L50x5 espalda con espalda con una separación de 6 mm para las planchas de nodos y los montantes y diagonales por 1 solo angulo L50x5.
Para la cubierta modele un material madera sin caracteristicas para el diseño, unicamente con su peso especifico y masa, para con este material crear una membrana de 1.5 cm de espesor para simular el machihembrado. Dicha membrana la cargue con un carga permanente de 135 kg/m2 y una carga viva de 100 kg/m2. y asi transmitir las cargas a las correas y al resto de los elementos de la estructura.
Mi consulta se refiere a como configurar los datos para el analisis sismico y el analisis por viento. Incluyo el espectro y estan creadas las combinaciones de carga por cargas verticales y por sismo, me falta el viento....
Tengo dudas en lo referente a que si considero los porticos con cercha como del tipo SMF, los nodos de las cerchas los he de considerar como articulados en sus nodos o como rigidos? (en el modelo estan considerados como articulados). Los porticos en el sentido perpendicular no tienen problema los considero como SCBF.
Además el techo es inclinado, como aplico el diafragma?, entiendo que en techos inclinados no se aplican los diafragmas, entonces como realizo el analisis sismico?....
Agradeciendoles de antemano sus opiniones y comentarios.......

[heramir]

Bueno, sobre este etema ya se ha comentado en otros foros, pero te digo lo que algunos hacemos. Una opción es una vez ya determinado el cortante basal a ese nivel, lo dividas entre el número de columnas y lo aplicas repartido en cada nudo. Otros lo que hacen es colocar esa carga puntual según el area aferente. La carga de viento, una vez encontrada la presión lo que haces es repartirlas a las correas también por area aferente y la cargas por metro lineal.

[mccloud_1]

Te hago las siguientes preguntas Daniel:

1.- Si estas calculando y diseñando una estructura metálica que va a estar encima de otra ya existente, Por que no consideras también en el calculo la de abajo que es de concreto?
2.- Cual es tu nivel de diseño sísmico que estas considerando elementos SMF? Donde va a ser construida esta ampliación? Cual es su zona sísmica?
3.- Son realmente necesarios esos arriostramientos cuando aun no has calculado ni incorporado el sismo ni el viento en el modelo?
4.- Esta bien considerar la madera dentro del modelo pero los valores de Modulo de Elasticidad, Coeficiente de Expansion Termico y Modulo de Young debes establecerlos en 0. Me parece que tu carga permanente sobre el techo es alta. El machihembrado con el manto asfáltico y la teja cuando mucho pesas 75 Kg/m2. Revisa el siguiente post.

http://foros.construaprende.com/analisi ... 95-15.html

5.- Para la configuración del análisis sísmico consulta el siguiente post para que complementes lo que no aparece en el post anterior.

http://foros.construaprende.com/analisi ... 11289.html

6.- Lo de considerar los pórticos como SMF esto depende del nivel de diseño como te pregunte mas arriba y de los perfiles que estés utilizando. Tanto los perfiles conduven como las cerchas con angulares dobles no te van a cumplir con la norma AISC 360-05 puesto que ninguna de estas secciones son sismicamente compactas. Revisa el siguiente post que te coloco para que corrijas el espectro. Tu estas utilizando un espectro de diseño y si vas a utilizar conduven debería de ser el espectro de respuesta con R=1.

http://foros.construaprende.com/problem ... 10260.html

7.- Los grados de libertad de la cercha tienen que ser tales que le den estabilidad a la estructura sin que se te generen elementos redundantes. Te adelanto que no todos los nodos los puedes liberar de momento. Yo consideraría solo los montantes como articulados.

8.- No hay diafragma rígido por tratarse de un techo inclinado y cubierta liviana (machihembrado y teja).

Revise el modelo y tienes unos errores en la modelación, haz el chequeo y veras que te presenta unos warnings el programa.

Eso es todo por el momento.

Saludos.

[jdaniel437]

Gracias mccloud_1 por tús comentarios. A continuación te explico:

1-. Este modelo es una propuesta estructural para aprovechar una azotea existente. El inmueble es una reciente construcción a base de porticos de concreto armado de apenas 2 niveles + techo. Y con este modelo es que estoy verificando como va a quedar todo para la propuesta, asi mismo, tambien me sirve de practica en el uso del ETABS; por lo que aún no he considerado modelar la estructura existente + este pequeño techo inclinado.
2-. El inmueble se encuentra ubicado en el Edo. Nva. Esparta; por lo que es zona sismica 5; debido a que apenas es una estructura de 1 nivel la considero que es ND2. Claro que al considerar que los porticos son SMF lo que realmente estoy considerando es que debe cumplir con los requisitos exigidos para el ND3 lo cual es demasiado exagerado; aqui es precisamente donde tengo mis dudas, es decir como relacionar, el tipo de porticos a considerar (SMF, SCMF, OMF) que son especificaciones de la normativa norteamericana con nuestra normativa Covenin (ND3, ND2, etc.).
3-. Los arriostramientos los considere para ver el comportamiento de los desplazamientos (previamente hice un modelo sin los arriostramientos y los desplazamientos son mayores) y para tenerlos ya dibujados en el modelo.
4-. Lo de modelar la madera fue para que trasmitiera o distribuyera los valores de la carga muerta y viva a los elementos estructurales ( igual se pudiera considerar, colocar en los nodos de la cercha las cargas puntuales provenientes de las correas, sin utilizar un membrana, cierto?) si considere el valor del modulo de elasticidad para que los resultados de las flechas o desplazamientos sean los efectivos o reales.....y por omisión no estableci las otras variables.....En cuanto a la cargas siempre pecamos por ser muy conservadores, tienes razón habria que afinar la punta al lapiz pues al ser conservador nos da pesada la estructura y resulta más costosa....
5-. voy a revisar más detenidamente los post que me indicas para conocer un poco más....
6-.Lo mismo que comente anteriormente acerca de mis dudas, además no estoy muy familiarizado con la normativa norteamericana, he de estudiarlas más....lo de los perfiles conduven lo he leido bastante en los post y la verdad no considere el factor de reducción de respuesta R=1 en el espectro. He conversado con el Ing. Freddy Gonzalez de UNICON y me ha contado de todo lo relacionado a los perfiles y al gran trabajo titanico que hacen para incorporarlos en la Norma, estan por publicar un nuevo manual de diseño y a lo mejor podremos aclarar conceptos y dudas al respecto.....
7-. asi es efectivamente; en los elementos de las cerchas siempre habra flexocompresión, a pesar de que consideremos articulados sus nodos, pues por su peso propio siempre habra momentos. Es cuestión de como tú dices, articular unos miembros y otros no y estudiar asi su comportamiento para que no se convierta en un mecanismo.
8-. asi es.

Cuando le pedi que revisara el modelo no me arrojo ningún error al igual cuando corro el modelo y reviso el Last Analysis Run Log no me dan warnings, me pudieras por favor, indicarlos.... será por las medidas de los elementos? o error en el dibujo?

Gracias una vez por tús comentarios y espero que podamos seguir en contacto para asi yo aprender un poco más el uso del ETABS para adecuarlo a nuestras normas y proyectos,

Saludos,

[mccloud_1]

1.- Si la estructura es existentes y es recién construido, es importante que incluyas dentro del modelo la estructura existente para que verifiques el comportamiento de la misma y si es capaz de aguantar el cambio de uso del techo a entrepiso con las cargas adicionales que se le están imponiendo. Más aun si no se tuvo la previsión de esta segunda planta en el proyecto original. Es un recomendación que te doy. Particularmente he visto como se hacen ampliaciones verticales de viviendas sin verificar la estructura de abajo y luego vienen los problemas de asentamientos diferenciales, grietas, deflexiones de losas.

2.- Si es cierto que el nivel de diseño a seleccionar es el ND2, la correlacion ya ha sido tratada en el foro y aparece justamente en el segundo vínculo que te coloque al post analisis-y-diseno-estructura-en-acero-sap2000. No hay porque castigar tanto las estructuras con niveles de diseño superiores a los requeridos por la norma.

3.- Antes de arriostrar debes verificar que los desplazamientos laterales son mayores a los máximos permitidos. Puedes chequear derivas y todo lo que te exige la norma si no cumples pues arriostras de lo contrario omitelo porque estos elementos en un galpón se justifican pero en las fachadas de las casas son HORROROSOS.

4.- Si no modelas el machihembrado la carga de la cubierta no colocas puntual sino distribuida sobre las correas. Si incluyes la membrana tienes que hacer que la carga se distribuya en un solo sentido USE SPECIAL ONE WAY LOAD DISTRIBUTION y asegúrate que se carguen las correas únicamente.

5.- Ok

6.- El tema de los CONDUVEN tiene bastante tiempo resonando en el medio. Las comentarios y recomendaciones son siempre las mismas, NO EMPLEAR en estructuras importantes, si no hay mas remedio que utilizarlos (porque no se consigue nada mas) entonces hacerlos solo en vigas y correas, pero nunca en columnas. Veras, no se que te ha comentado el colega amigo tuyo que trabaja en UNICON, pero los espesores de sus chapas son tan bajos que resulta peligroso a largo plazo su uso por el tema de la corrosión interna así como también por la baja ductilidad que tienen. En estructuras de mas de dos plantas, no se tu, pero este es un riesgo que no estoy dispuesto a correr.

7.- El considerar los elementos de las cerchas libres de momentos es teoría clásica de diseño, y como bien dices siempre existirá cierto nivel de momentos en estos miembros. Por otra parte la tecnología informática nos brinda la posibilidad de hacer las formulaciones numéricas de manera más rápida y precisa que en tiempos pasados en los que resolver estas matrices determinante podría tardar una eternidad. Aquí siempre es bueno volver a los libros y repasar el tema de estabilidad por grados de libertad nodal.

8.- Recuerda mallar la membrana.

A continuación te dejo los warnings que me reporto el programa con tu modelo.

Saludos.

Model has been checked, 8 warning messages
STORY1, R1 & D64 are parallel and too close.[0.0005]. Check at (0 0 3.2)
STORY1, R1 & B37 are parallel and too close.[0.0007]. Check at (0 0 3.2)
STORY1, R1 & B65 are parallel and too close.[0.0003]. Check at (0 0 3.2)
STORY1, R1 & D106 are parallel and too close.[0.0005]. Check at (10.745 11.8 4.378)
STORY1, 3-1 & R1 are too close. Check at (0 3.9 3.59)
STORY1, 4-1 & R1 are too close. Check at (10.745 3.9 3.59)
STORY1, 5-1 & R1 are too close. Check at (0 7.85 3.984)
STORY1, 6-1 & R1 are too close. Check at (10.745 7.85 3.984)
Check Selected Objects.

[dojosem]

Buenos dias Jdaniel437, tengo entendido que cuando trabajas con SCBF y SMF, debes crear una combinacion de sismo amplificado para ambas tendencias como chequeo de la estructuras. existe un link que te dejo para que lo observes en la forma de modelado de la estructura del Ing ELUD HERNANDEZ, dale a click here y apareceran varios video ve al edificio de acero de 5 niveles, espero te sirva.
con respecto a la carga de viento existen varias criterios en los foros, algunos colocan la carga puntual en los nodos otros carga la cercha con una carga distribuidas. te dire que cuando las calculaba a mano con la carga puntal, las construiamos y aun estan de pie, no veo la razon de que ellas me fallen por que se actualizen formulas o proceso, creo que el buen juicio y detallado forma parte de la duracion de la obra y la buena calidad de los materiles y el cosntante chequeo en la ejecucion.Respecto a los perfiles conduven, aun no se entiende muy bien cual es el problema que existe, ya que unos decin que no y otros que si cumplen, Amanecera y veremos.
NO soy un ducho en estructura pero me aplico, saludos y estamos a la orden.
http://vimeo.com/search/videos/search:E ... :thumbnail

[jdaniel437]

Gracias mccloud_1, lo tengo ahora más claro todo con tús comentarios.

1-. El uso que se le dara al area sera para una escuela de danza. Como aún estamos en fase de propuesta aún no revisado su influencia sobre la estructura existente, pero te puedo decir que esta bien dimensionada y construida. Si aprueban la propuesta ahondare en los demás aspectos del proyecto.

2-. Ok.

3-. Prefiero incluir de una vez los arriostramientos para limitar los desplazamientos . Según el anteproyecto de arquitectura toda la estructura del techo, estara a la vista y las fachadas seran a base de vidrio, al parecer no importaria que se vean los arriostramientos.

4-. Ok. Cuando me referia a cargas puntuales era sobre los nodos de la cercha; provenientes de cargar las correas y con sus reacciones cargar los nodos de las cerchas. Entiendo que debo seleccionar que la carga se distribuya en un solo sentido (en el sentido transversal a las correas, verdad?) pero con que comando puedo visualizar que efectivamente esta colocando las cargas distruidas sobre las correas? (claro esta que puedo verificarlo por los resultados, por ejemplo, con el momento al centro del tramo de la correa comprobandolo con el resultado calculado a mano). Como la correa es un miembro inclinado el ETABS lo toma como un elemento tipo Brace y no se visualiza sino unicamente el diagrama de momentos.....donde veo como esta cargada la correa?

5-. Ok.

6-. Efectivamente el tema de los Conduven no esta claro. Por lo regular no los incluyo en los pocos proyectos de estructura metalica que realizo, por la misma razón. Viendo los perfiles del mismo tipo de otros paises se ve a las claras las grandes diferencias en los espesores.

7-. Asi es.

8-. Ok.

9-. voy a revisar esos puntos, que según traduzco estan paralelos y muy cerca?

Gracias una vez más y seguimos en contacto.....

[jdaniel437]

Buenos dias Jdaniel437, tengo entendido que cuando trabajas con SCBF y SMF, debes crear una combinacion de sismo amplificado para ambas tendencias como chequeo de la estructuras. existe un link que te dejo para que lo observes en la forma de modelado de la estructura del Ing ELUD HERNANDEZ, dale a click here y apareceran varios video ve al edificio de acero de 5 niveles, espero te sirva.
con respecto a la carga de viento existen varias criterios en los foros, algunos colocan la carga puntual en los nodos otros carga la cercha con una carga distribuidas. te dire que cuando las calculaba a mano con la carga puntal, las construiamos y aun estan de pie, no veo la razon de que ellas me fallen por que se actualizen formulas o proceso, creo que el buen juicio y detallado forma parte de la duracion de la obra y la buena calidad de los materiles y el cosntante chequeo en la ejecucion.Respecto a los perfiles conduven, aun no se entiende muy bien cual es el problema que existe, ya que unos decin que no y otros que si cumplen, Amanecera y veremos.
NO soy un ducho en estructura pero me aplico, saludos y estamos a la orden.
http://vimeo.com/search/videos/search:E ... :thumbnail

Gracias dojosem, precisamente luego de ver los videos del Ing. Eluid Hernandez es que intente aplicar los mismos criterios con este modelo, lo que es una exageración pues el modelo al ser tan pequeño tanto en planta como en altura, no aplican los criterios de SMF y SCBF; se trata de una cercha de pequeñas dimensiones y para resistir poca carga. Este tipo de modelo por su poca importancia estructural por lo regular se le realiza el calculo y diseño a mano, pero como muchos otros colegas he estado aprendiendo a usar el ETABS y SAP de forma autodidacta y con la ayuda de todos los amigos foristas que comparten sus conocimientos a los que estamos aprendiendo a usarlos.
Estoy anotado en el curso de ETBAS Avanzado para expertos del Ing. Emmanuel Rodriguez, no lo soy.... pero ya tengo algunos meses dandome cabezasos con el ETBAS y SAP y algo ya he aprendido....., jajajaja. Estoy a la expectativa para cuando comience....
Saludos