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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 simplemente dibujándolas 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 las sobrecargas, 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 las deformaciones 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, se deben 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 que no 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 los elementos 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 las propiedades 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 previamente definido.
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 duros que 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 desde ETABS.
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Cargas Las cargas y combinaciones se definen igual que en todos los softwares de CSI, en el menú define. Para aplicarlas sobre las losas se debe seleccionar con el botón derecho la losa y aplicarlas en 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 realiza automáticamente 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 de ETABS 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 Rectangular Area 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 abarque completamente.
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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 and Point.
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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 en Analisis/ Set Options , elegimos el tipo de análisis que queremos, hacer en este se elije 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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11 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 podemos hacer 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 Strip Forces… :
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4 Diseño El siguiente paso es exportar los resultados de la misma forma en que lo hacíamos en ETABS. 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 y las 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 la base 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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13 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 dos momentos; 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 es una traducción del libro del ACI.
En este caso cumplimos los requerimientos de las combinaciones de carga con una armadura 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 esta determinada por el método aproximado descrito en el libro ya mencionado.
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14 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 incluye una tabla para tener una mayor claridad de cómo diseñar la armadura:
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