5.- Tutorial Safe 8 - Español

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Universidad de Santiago de Chile – Facultad de Ingeniería – Departamento Ingeniería en Obras Civiles

Taller de Estructuras 2do Semestre 2006Profs.: Cristian Avendaño – Patricio Ugarte Ayud.: Jorge Arriagada

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Guía Nº 2: SAFE 8

1. Dibujo y Definiciones

Lo primero que tenemos que hacer es dibujar las losas en el programa, para esto tenemos dos

opciones. Exportando un piso y las cargas directamente desde ETABS o simplementedibujándolas de igual forma que lo hicimos con nuestro edificio.

1.1 Alternativa A:

Exportando las losas como sigue:

Luego elegimos el piso que vamos a exportar y las combinaciones que requeriremos. En la

elección de las cargas, tenemos que considerar las que incluyen el peso propio y lassobrecargas, con sus respectivos factores de mayoración para los esfuerzos y las cargas bajo

criterio ASD para deformaciones. Sin embargo, el criterio para determinar las deformaciones

de las losas va a depender de cómo se construirán, pues como es sabido la rigidez del

hormigón aumenta con el tiempo y generalmente se realiza el descimbre de las losas, cuando

no se ha alcanzado la resistencia característica del hormigón; por lo tanto, determinar lasdeformaciones con el mismo módulo de elasticidad con el que se determinan los esfuerzos no

es muy correcto, para esto se aconseja leer el capítulo 6 del código ACI 318.





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Para poder abrir las losas no es directamente desde el programa SAFE, se deben importar,

así:

Puede que tengan un error, pues se supone que la versión de SAFE trabaja con archivos de

ETABS v7 y nosotros realizamos el modelo en una versión superior, por esto a veces no se

cargan las losas correctamente y se borran las combinaciones de cargas. Por lo mismo, sedeben chequear las los losas y las cargas de cada una.

1.2 Alternativa B:

Se realizan las grillas de la misma forma que se hace en ETABS, la única diferencia es queno nos muestra las coordenadas de los puntos de intersección del grillado, por lo tanto una

buena opción es realizar el grillado con varios colores, para no perderse en la grilla.

De igual forma que en otros programas de CSI, se deben definir cuales van a ser loselementos que vamos a utilizar en la modelación. Sin embargo, aquí no se definen materiales,

sólo elementos; por ejemplo, definimos un muro de 20 cm con una resistencia característica de

250 kg/cm2. Además, existen los elementos áreas (losas) y para los elementos soportantes dos,los muros y las vigas. En cuanto a estos últimos, más que muros el programa define elementos

soportantes y los elementos superiores se toman como vigas y/o muros, pues las condiciones

de apoyo de la losa varían si sobre la losa existe un muro o una viga.





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Define/Slab Properties…

Aquí estamos definiendo una losa de 15 cm, ojo que es con un 90% de fc’=250 kg/cm2, por

eso el valor del módulo de elasticidad, esto no se debe hacer en este taller.

Define/Beam Properties…

Se debe tener cuidado pues se deben definir los elementos que están sobre la losa, ya sean

vigas o muros:





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Definimos un muro que actuará como viga, pues se encuentra sobre el nivel de la losa:

También definimos las vigas propiamente tal:





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Define/Wall Support…

Los muros se tienen que definir como sigue:

Draw…

Luego tenemos que dibujar los objetos. Existen dos tipos de objetos para SAFE, uno son las

áreas y otros los elementos líneas.

Línea

Dibujamos una línea y luego la seleccionamos con el botón derecho y agregamos laspropiedades del muro que está bajo el fondo de la losa (Support Property) y del que está sobre

el NOG de ésta (Beam Property).





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Cuando se trata de una viga invertida, sólo se definen las propiedades de la viga:

Para definir pilares se dibuja un punto y se le asignan las propiedades del pilar previamentedefinido.

Area

Este paso es similar a lo que se hace ETABS, se debe tener cuidado en cómo se van a

dibujar tratando de cortar en puntos adecuados las losas, para que se generen los puntos durosque corresponden a los muros y dejando las losas de los pasillos o donde las luces son más

pequeñas con cortes convenientes. Los muros soportantes muestran unos símbolos en los

bordes de las losas, por lo que si no se ven en los lugares donde nosotros sabemos que existen

muros, tenemos que volver a definirlos, sobre todo en el caso de exportar directamente desdeETABS.





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Cargas

Las cargas y combinaciones se definen igual que en todos los softwares de CSI, en el menúdefine.

Para aplicarlas sobre las losas se debe seleccionar con el botón derecho la losa y aplicarlasen la lengüeta Load Case y elegir de manera correcta las unidades.

Una vez definida las cargas tenemos listo nuestro modelo, hasta este paso es lo que se realizaautomáticamente al exportar las losas por piso; pero, es conveniente revisar que se hayan

cumplido estos pasos al exportar la losa.

2. Definir Strips

Tenemos que definir los strip en los ejes X e Y, que equivalen a los spandrels y piers deETABS donde vamos a analizar los esfuerzos y diseñaremos nuestras losas. Estos deben ser de

un metro de ancho para que los esfuerzos y cuantías estén en unidades partidas por 1m o 100

cm.

Para ver los strip vamos View y activamos Set X-Strip Layer, vamos a trabajar sólo con el

eje X, pues el proceso es similar para ambos ejes.

Lo primero que hacemos es dibujar un strip a lo largo del eje X (Draw/ Draw RectangularArea Objects), no importa la forma que este tenga. Una vez dibujado lo seleccionamos con el

botón derecho y le damos las dimensiones que tiene nuestra planta para que la abarquecompletamente.





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Luego lo pinchamos y posteriormente vamos a Edit/ Replicate o presionamos Control+R, y

le damos la separación:

Una vez que definimos los strips tenemos que cortarlos en los puntos donde existen muros,que los cortan en el sentido del eje X (paralelos a X):





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En un círculo de color blanco los muros que se deben cortar:

Para realizar el proceso más rápido se recomienda utilizar Snap to Gris Intersections andPoint.





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3. Análisis

Una vez que realizamos los strip en ambos sentidos estamos listos para poder realizar el

análisis de las losas.

Un primer paso es elegir el código de diseño que queremos usar y sus factores, esto lo

hacemos en Options/ Preferentes o tecleando Control+K. También elegimos como

queremos ver las cuantías en la opción Sq-cm/m.

Luego enAnalisis/ Set Options

, elegimos el tipo de análisis que queremos, hacer en este seelije normal; pues, los demás corresponden a análisis a la fisuración y por fluencia lenta,

además elegimos el mesh de las losas.





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Una vez definido estos parámetros, que son los más básicos previo a hacer correr el

programa, pues se pueden configurar como obtener los planos de las losas y el tipo de barras a

utilizar en el diseño, etc; se puede hacer correr SAFE 8.

Para hacer el análisis presionamos F5 o Analyse/ Run Analysis. Una vez realizado el

análisis chequeamos que las deformaciones de las losas sean las correctas, eso lo podemoshacer desde el menú Display:

Para conocer los valores de la cuantía de acero de cada losa realizamos el diseño, esto se

hace en Desig/ Start Design, luego mostramos en pantalla los strip con Display/ Show StripForces…:





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4 Diseño

El siguiente paso es exportar los resultados de la misma forma en que lo hacíamos enETABS. Para esto vamos a File/ Export/ Data File Access, lo guardamos en una carpeta

determinada y luego lo abrimos, se debe poner atención en que unidades pedimos que

exportara los datos. Una vez abierta la base de datos, tenemos la opción de ver los momentos ylas cuantías para las losas.

Diseñaremos la losa Nº 3 del sistema:

En primer lugar desplegamos los strip que llegan en esa losa para poder identificarlos en labase de datos, vemos cual es el que tiene el momento mayor, en este caso es el strip 58 y la

losa en cuestión va desde las coordenadas 985.5 a 1597.5 en el sentido de X.





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Una vez detectado el strip nos vamos a la base de datos que contiene el strip con sus

momentos, X Strips moments, obviamente esta la exportamos a Excel y le aplicamos los

filtros correspondientes:

En este caso tenemos los momentos en Kg*cm por metro de ancho y como vemos en ancho

(width), nuestro strip justamente es de un metro de ancho, así que no tenemos que hacer

ninguna corrección al momento para diseñar. Como se pueden dar cuenta tenemos dosmomentos; pues, el programa como definió un strip, que transversalmente es un rectángulo,entrega datos de los cuatro vértices de aquel rectángulo, obviamente para diseño tomamos los

mayores. De igual forma se detectan los momentos negativos para la armadura superior.

Una vez detectado el momento procedemos a diseñar la armadura, para ello obviamente lo

hacemos como una viga de 1 m de ancho y ocupamos el código ACI 318-2002, y en especial

los ejemplos que aparecen en “Notas Sobre el ACI-318”, del CIRSOC, de Argentina que esuna traducción del libro del ACI.

En este caso cumplimos los requerimientos de las combinaciones de carga con una armadura

φ 10 @ 25 cm.

Nótese que se puede ahorrar el proceso de diseño de la enfierradura, buscando

específicamente el strip en el punto indicado, este nos dará directamente la cuantía de acero

requerida. La diferencia de 2.527 a 2.957 cm2, se debe a que la cuantía de la tabla anterior estadeterminada por el método aproximado descrito en el libro ya mencionado.





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Este mismo proceso se repite para cada una de las losas en los niveles superiores e

inferiores, y cuando determinamos las cuantías correspondientes nos disponemos a diseñar la

ubicación de la enfierradura. Esto está especificado en el Código ACI. Sin embargo se incluyeuna tabla para tener una mayor claridad de cómo diseñar la armadura:

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