las rotulas plásticas en las secciones, descritas por los diagramas de fuerza y deformación de cada sección.
Menú Define > Frame Nonlinear Hinge Properties.
Defa u lt Hinge P r oper t ies (Propiedades por Defecto usadas por el Programa): Este tipo de rotula puede asignarse a elementos tipo Frame y el programa automáticamente genera diferentes rotulas para cada secciónsegúnsus características. Estas
propiedades no pueden visualizarse
porque dependen de la sección transversal de cada elemento, luego de que usted asigna una rotula de este tipo a una sección transversal entonces el programa podrá generar las propiedades de esta rotula según las características de la sección, presionando la opción “Show Generated Props”, el programa se basa en los criterios expuestos en FEMA 356 y ATC 40, para generar las rotulas.
User – Defin e d Hinge P r o p erti e s (Usar propiedades definidas):
Este tipo de rotula puede asignarse a elementos tipo Frame. Esta puede generarse en base a las propiedades por defecto en este caso no se pueden visualizar o modificarse, estas también pueden definirse en su totalidad por el usuario, si desactivamos la opción “Default”.
Al deseleccionar la opción default y seleccionar “Modify/Show…” aparece el siguiente recuadro. Recuadro 1 Recuadro 2 Recuadro 3
Recuadro 1:
Los Puntos (E-,D-,C-,B-),(A,B,C,D,E) se refieren a los mostrados en la siguiente grafica:
Nota :
En ETABS el desplazamiento en B, Siempre es igual a Cero, o sea las rotulas son “Rigid Plastic” por tanto
este recuadro no puede
desactivarse.
Cuando usted deselecciona el recuadro “Symmetric” usted puede darle valores diferentes a los que son simétricos por defecto en la parte inferior del diagrama. Si usted tiene seleccionada esta opción y modifica un valor en la parte positiva del diagrama automáticamente la parte negativa adquiere este mismo valor ya que usted tiene seleccionada la opción “Symmetric”.
Note que este es un diagrama fuerza – deformación generalizado con un valor de la fuerza de fluencia igual a la unidad, Esfuerzo (F)/Esfuerzo Fluencia (Fy) = 1 quiere decir que en dicho punto el esfuerzo F (demanda) es igual al esfuerzo de fluencia (resistencia).
Los valores que usted introduce en cada punto son multiplicados por el factor de escala que usted específica. De este modo se obtiene la fuerza y la deformación en cada punto. Por ejemplo: Si, Momento/SF = 1 en el punto B: Momento = SF x 1: Si, SF = esfuerzo de fluencia, entonces el Momento en dicho punto del diagrama será igual al momento de fluencia.
Si Momento/SF = 1.25 en el punto C: Momento = SF x 1.25: Si SF = Esfuerzo de fluencia, entonces el Momento en dicho punto será
C
on rela c i ó n al d iagra m a Fu e rza – Def o rm ac i ó n .
El punto B representa el punto de fluencia, la recta desde B hasta C, representa la deformación por endurecimiento y perdida de rigidez hasta el punto C, luego sigue una degradación de la resistencia hasta el Punto D, seguido por la pérdida total de la resistencia para soportar cargas de gravedad en el Punto E.
El análisis de carga lateral debe iniciar a partir de un punto dentro de la pendiente A – B, para tomar en cuenta el efecto de las deformaciones que inducen las cargas de gravedad en la estructura.
La pendiente desde A – B representa la rigidez inicial del elemento que es la secante definida por el valor del punto de fluencia. Está pendiente inicial representa el comportamiento antes del agrietamiento. La rigidez inicial agrietada se puede determinar según la tabla 9-3 de ATC 40.
El punto B tiene resistencia igual a “Resistencia Nominal de Fluencia”.
La pendiente desde B-C ignora el efecto de la carga de
gravedad actuando a través de los desplazamientos
laterales. Está pendiente es
tomada aproximadamente entre 5% y 10% de la pendiente inicial elástica.
El punto C corresponde a la “Resistencia Nominal” la deformación en este punto
representa una significante degradación de la resistencia.
La caída de resistencia desde C-D representa la falla inicial del elemento, se asocia con fenómenos como fractura del refuerzo longitudinal, desprendimiento del concreto o falla súbita por cortante.
de la Resistencia Nominal. El propósito de este segmento es permitir que los componentes del modelo que han perdido su capacidad ante carga lateral puedan aun ser capaces de resistir cargas de gravedad.
El punto E define la máxima capacidad de deformación en el elemento, después de este punto el elemento pierde la capacidad de sostener cargas de gravedad.
R
es i ste nc ia d e l o s C om p one n t e s. Según ATC-
40
El punto C es igual a 1.25 Fy, donde Fy se calcula según los procedimientos del ACI
318 usando un ф =1. (9.5.4)
El punto C y D es igual a 0.20 Fy (9.5.1) Construcción del Diagrama Fuerza – Deformación.
1) Calcular la Resistencia de fluencia del elemento según el Código ACI,
usando ф = 1.
ETABS asume que no hay deformación en este punto, por tanto no habrá
una pendiente inicial elástica la sección se asume como “Rigida-Plastica”.
2) Calcular la resistencia nominal en el Punto C igual a 1.25 de la resistencia a fluencia.
3) Calcular la rotación en el punto C, usando las tablas de FEMA356 (6-7).
4) Calcular la resistencia en el punto D igual a 0.25 de la resistencia nominal.
La rotación en este punto es la misma que en el punto C. 5) Calcular la rotación en el Punto E según las tablas FEMA
356. La resistencia en este punto es la misma que en el punto D.
Recuadr o 2:
Los recuadros “Used Yield Moment” (Resistencia a Fluencia) y “Used Yield Rotation” (Desplazamiento de Fluencia) son
activados por defecto, lo cual significa que se usara la fuerza y la deformación de fluencia como factor de escala o sea todos los valores serán multiplicados por este factor. El programa calcula automáticamente la fuerza y deformación de fluencia. Si usted desea introducir un valor de escala deberá deseleccionar este recuadro e introducir el valor deseado.
Recuadr o 3:
Los criterios de aceptación se usan para indicar el estado de las rotulas asignadas, cuando se muestran los resultados del análisis, estos criterios no afectan el comportamiento de la estructura. Estos valores de aceptación se refieren a deformaciones,
rotaciones y desplazamientos.
Estos valores también se
normalizan como se explico en la página 43.
IO, La estructura puede ser ocupada inmediatamente. LS, Vidas humanas en Riesgo.
CP, Prevención de Colapso. P, Elemento Estructural Primario. S, Elemento Estructural Secundario.
Criterio de Aceptabilidad Rotación Plástica = SF (Factor de Escala) x Rotación según las tablas de FEMA
Si estamos trabajando con rotulas axiales y de cortante estarán disponibles las opciones “Force Displacement” y “Stress – Strain” para controlar como el programa interpretara los datos introducidos en la grafica y en los criterios de aceptabilidad. También cuando activamos la opción “Stress – Strain” se activa la opción “Hinge Length” o “Relative Length”.
Al activar el “Stress – Strain” el programa transforma internamente los datos a esfuerzo y deformación.
Las propiedades generadas por el programa son usadas en el análisis, estas pueden mostrarse pero no pueden modificarse.
Paso II: Asignando las Propiedades de las