Ao del Centenario de Machu Picchu para el Mundo UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL PLAN DE TESIS ANLISIS DE LOSAS DE EDIFICACIONES HACIENDO USO DE ELEMENTOS FINITOS ASISTIDO POR COMPUTADORAS

PRESENTADO POR: DE LA CRUZ ALANYA, Edwin CODIGO: 2005160097E

HUANCAYO PER 2010

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INDICE

ndice. g. . . itulo del proyecto.. g. 3 lanteamiento del problema.... g. 3 . lanteamiento del problema.. g. 3 . Formulacin del problema. g. 3 3. Justificacin..... Pg. 4 3. Tcnico.. Pg. 4 3. Econmico. Pg. 4 3.3 Social. Pg. 4 4. bjetivos......... Pg. 5 4. 4. 5. bjetivos generales... Pg. 5 bjetivos especficos Pg. 5

elimitacin.... Pg. 5

6. Marco terico.. Pg. 6 7. Formulacin del Hiptesis...Pg. 9 7. Hiptesis general... Pg. 9 7. Hiptesis especifico... Pg. 9 7.3 Variables Pg. 9 8. Explicacin del mtodo de trabajo...... Pg. 9 8. Mtodo.. Pg. 9 8. ProcedimientoPg. 9 9. Cronograma de actividades....Pg. 10 10. Presupuesto.Pg. 10 11. Matriz de consistenciaPg. 11 12. Bibliografia bsica......Pg. 12

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1. TIT L

DEL

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ANLISIS DE LOSAS DE EDIFICACIONES HACIENDO USO DE ELEMENTOS FINITOS ASISTIDO POR COMPUTADORAS

2. PL NTE

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2.1. Planteamiento del problema Los programas actuales permiten desarrollar la geometra del modelo mediante un conjunto de objetos como lneas o mallas de elementos finitos bi o tri dimensionales a los cuales se les asigna sus propiedades mecnicas (mdulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, etc.), propiedades geomtricas (seccin transversal, momentos de inercia, espesores, etc.), el material y las solicitaciones de carga (fuerzas, desplazamientos, cambios de temperatura, etc. Al realizar un anlisis computarizado mediante estos programas de la losa de una edificacin comnmente la realizamos dando la propiedad de membrana a aquella losa. Al darle esta propiedad nosotros no consideramos estructuralmente a la losa y por ende los resultados de las fuerzas internas que se producen no son tan verosmiles, es decir losa tipo membrana solo transfiere directamente las cargas a los elementos que soportan la losa. El anlisis computarizado de una losa haciendo uso de elementos finitos nos provee que en nuestro anlisis estructural la losa participe, de esta manera nos provee de resultados ms confiables.

2.2. Formulacin del problema Cul es la incidencia del anlisis de losas por elementos finitos con respecto al anlisis de la losas como membrana, en la estructura de la edificacin?

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3. JUSTIFICACIN

Esta investigacin se justifica por los siguientes tres aspectos: 3.1. Tcnico Este trabajo de investigacin se fundamenta en la pretensin de proporcionar

al

proyectista: informacin, explicaciones y asesoramiento que ayuden a la correcta modelacin de la edificacin, aplicando el uso de elementos finitos en el anlisis de la estructura. Consideramos clave el aporte de este estudio desde el campo de la ingeniera civil (Estructuras), ya que hasta el presente se analiza a las losa de las edificaciones mediante los programas tales como el ETABS, SAP 2000,etc, dndole la propiedad de membrana rgida, mas no como elemento finito, el cual se aproxima ms a la realidad. 3.2. Econmico La investigacin no ser muy costosa, ya que el rea en estudio no es muy grande, y la disponibilidad de los materiales y equipos para el anlisis computarizado de losa por elementos finitos se puede proveer. 3.3. Social En adelante los proyectistas, ya sean Arquitectos o Ingenieros tendrn en cuenta este anlisis estructural de losas haciendo uso de elementos finitos, y por ende se tendr construcciones ms seguras para la poblacin.

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4. OBJETIVOS 4.1. Objetivo general: Realizar comparaciones entre el anlisis estructural de la losa por elementos finitos y el anlisis dando la propiedad a la losa de membrana, como consecuencia del modelamiento de una edificacin mediante el programa ETABS. 4.2. Objetivos especficos: Alcanzar obtener las fuerzas internas de nuestra estructura que se aproximen ms a la realidad. Realizar posteriormente al anlisis estructural el diseo de nuestros elementos estructurales. Verificar construcciones ya realizadas mediante el anlisis estructural losas por elementos finitos. 5. DELIMITACIN de sus

La modelacin y el anlisis estructural de las losas de una edificacin se realizar haciendo uso del programa ETABS, adems este anlisis computarizado haciendo uso de elementos finitos se restringe solo a las losas de la edificacin, ya que son estas las que no participan estructuralmente al realizar anlisis de la estructura dando a la losa la propiedad de membrana.

. 6. MARCO TERICO Para poder diferenciar al trabajar losas con propiedad de membrana y compuesta de elementos finitos cabe primeramente tratar que es un objeto rea dentro del programa ETABS.

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6.1.- Objetos de rea

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En el programa ETABS, un objeto de rea se puede utilizar, para modelar los muros y losas del edificio por medio de una malla de elementos finitos o como un instrumento de reparticin de cargas. A los objetos de rea se les puede o no asignar una seccin transversal de cierto tipo. Los objetos de rea que poseen propiedades de seccin se utilizan para realizar un anlisis por elementos finitos y se clasifican segn su orientacin en el modelo en objetos de rea tipo muro (orientacin vertical), tipo piso (orientacin horizontal) y tipo rampa (orientacin diagonal). Los objetos de rea que no poseen propiedades de seccin son los de tipo nulo como la seccin ninguno y las aberturas. Un objeto con seccin ninguno puede ser dibujado en cualquier vista y sirve para transmitir las cargas asignadas a l a los elementos de la estructura por medio de una tcnica de metrado de cargas como la del sobre o la del rea tributaria, mientras que una abertura slo se puede dibujar en una vista en planta y sirve para crear aberturas dentro de un objeto de rea con propiedades de seccin. Las aberturas se utilizan por ejemplo para modelar la caja del ascensor o los ductos de las montantes de agua y de desage. 6.2.-Propiedades de seccin en Objetos de rea Estn conformadas por las propiedades del material y las propiedades geomtricas de la seccin, que se asignan a los objetos de rea. El programa permite asignar a un objeto de rea secciones de muro, losa y cobertura. Los objetos de rea con seccin muro y losa pueden ser unidireccionales o bidireccionales. Sin embargo, los objetos de rea con seccin cobertura son siempre unidireccionales y sus apoyos se orientan por defecto en la direccin del eje local 1. En nuestro medio es comn utilizar coberturas para la construccin de entrepisos ligeros, conformados por una placa colaborante (que sirve tambin como encofrado y de acero negativo) y el espesor de concreto de la losa, en edificios, mezanines, puentes peatonales y vehiculares.

- Manuals de COMPUTERS AND STRUCTURES, IN

2000 ETABS Three dimensional analysis and

design of building systems, Section Designer Manual. Primera Edicin. California.

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Las propiedades geomtricas que se definen en el caso de las secciones de muro y losa son las mismas pero difieren para el caso de la seccin cobertura.

6.3.-Secciones Muro y Losa Los parmetros que se especifican para definir una seccin muro y una seccin losa son los mismos y corresponden al material, a los espesores de membrana y flexin y al tipo de comportamiento del elemento (membrana, placa o cscara). El espesor de membrana se utiliza para calcular la rigidez de la membrana en secciones de cscara completa y en secciones de membrana pura, as como el volumen del elemento para el clculo de la masa y el peso propio. El espesor de flexin es utilizado para calcular la rigidez de curvatura y corte transversal en secciones de cscara completa y secciones de placa pura. ETABS permite que un objeto de rea con un comportamiento de membrana sea utilizado como un instrumento para repartir cargas. Esto es til para distribuir automticamente las cargas de una losa, en una direccin o en dos direcciones, a sus vigas y muros utilizando el criterio del rea tributaria. Si la carga se distribuye en una direccin, el programa considera por defecto que la direccin de apoyo de la losa es la del eje local 1, sin embargo ste puede ser posteriormente rotado. Tambin permite modelar zapatas gruesas y losas de cimentacin, para el caso de un elemento con un comportamiento de placa o de cscara, porque puede considerar adicionalmente el comportamiento de placa gruesa y tomar en cuenta en el anlisis las deformaciones por corte transversal fuera del plano.

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7. FORMULACIN DE LA HIPOTESIS 7.1. Hiptesis general La incidencia del anlisis de losas por elementos finitos con respecto al anlisis de la losas como membrana, en la estructura, podremos obtenerla realizando la modelacin y anlisis estructural de una edificacin mediante el programa ETABS. 7.2 Hiptesis especifico Para comparar los resultados del anlisis de las losas de la edificacin haciendo uso de elementos finitos y dando la propiedad de membrana a esta, haremos uso de los comandos que nos brinda el programa ETABS. De esta manera primeramente asignaremos las propiedades mencionadas a las losas y posteriormente revisaremos los resultados conjuntamente con los de la estructura. 7.3 Variables Independientes Dependientes : Anlisis Estructural : Losas de edificaciones

8. EXPLICACIN DEL MTODO DE TRABAJO

8.1. Mtodo.- Descriptivo, Explicativo y Experimental. 8.2. Procedimiento Realizar una profunda investigacin sobre anlisis estructural haciendo uso de elementos finitos, analizar estructuralmente una determinada edificacin dando la propiedad a sus losas de membrana rgida como comnmente se hace, realizar otro anlisis de la edificacin haciendo uso de elementos finitos en sus losas, obtener los resultados en la estructura pero principalmente en las losas y elementos que la soportan con los dos anlisis; finalmente las comparamos y concluimos.

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9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

DURACIN (Meses)-fecha de inicio: 17 de Enero del 2012 MAY MAR NOV x x AGO N ACTIVIDADES ENE FEB ABR OCT x JUN SET JUL DIC11

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Ajustes del plan de tesis Curso de Soft are (ETABS) Elaborar o ajustar 3 instrumentos para la recoleccin de informacin 4 Elaborar el marco terico Aplicar el instrumento y 5 recoger informacin 6 Procesar los datos 7 Describir los resultados 8 Analizar los resultados Elaborar o redactar el informe 9 final Revisin del informe final por 10 parte del asesor 11 Entregar el informe final

x x x x x x x x x x x x

10. PRESUPUESTO N INGRESOS (soles) DESCRIPCIN 1 Recursos propios MONTO S/. 4280.00 1 2 3 4 5 6 7 TOTAL DE INGRESOS 4280.00 N EGRESOS (soles) DESCRIPCIN Asesoramiento Materiales de escritorio Curso de Soft are (ETABS) Bienes y servicios Viticos libros Otros gastos MONTO S/. 1200.00 130.00 1500.00 480.00 500.00 350.00 120.00 4280.00

TOTAL EGRESOS

11.-BIBLIOGRAFIA BSICA - GIANFRANCO OTAZZI, Pasino 2004 Apuntes del curso concreto armado 1. Cuarta edicin. Lima: Pontificia Universidad Catlica del Per. - Manuals de COMPUTERS AND STRUCTURES, INC. 2000 ETABS Three dimensional analysis and design of building systems, Section Designer Manual. Primera Edicin. California. -http://www.csiberkeley.com/USGS/backgrounder.pdf - CENTRO DE EDUCACIN CONTINUA 1999 Curso: Introduccin al mtodo de los elementos finitos.

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