ECOgcW

ECOgcW ANÁLISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO GUIA RAPIDA DE USO

Introducción ECOgcW es la versión actualizada y modificada para ambiente Windows del programa ECOgc, el cual ha sido ampliamente utilizado para realizar el análisis y diseño de edificios de concreto desde 1995. El presente texto constituye la guía rápida de uso del programa. Aquí se describen de una manera general las funciones principales de operación. El programa contiene ayudas en línea sensitivas al contexto en que son solicitadas oprimiendo F1, las cuales brindan información detallada y actualizada de cada una de la opciones del programa. Adicionalmente a estas ayudas en línea, se incluyen en el CD archivos en formato PDF con información específica sobre temas particulares. Se recomienda leer y realizar los ejercicios mostrados en este documento antes de utilizar el programa en un edificio real.

Características generales ECOgcW cuenta con análisis lineal, P-Delta, análisis sísmico y diseño de elementos de concreto a flexión y flexocompresión biaxial. Los análisis que realiza son tridimensionales. El programa puede ser empleado en equipos con ambiente Windows de 32 o 64 bits (95, 98, Milenium, NT, 2000, XP, Vista y 7). Se recomienda que el equipo en que se emplee cuente con al menos 512 MB de RAM y monitor con una resolución de 1024 x 768.

Instalación Para instalar el programa inserte el CD y espere a que se ejecute el programa de instalación. Si éste no inicia automáticamente, explore el CD y el ejecute el programa Instala.EXE. El candado no deberá ser conectado si no se ha instalado el programa. El programa de instalación cargará el driver del dispositivo de protección y copiará los archivos del programa al disco duro. Una vez instalado el programa, reinicie el equipo y conecte su candado para poder utilizarlo.

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Los archivos que constituyen el programa son ECOgcW.EXE, ECOgcW.DAT y ECOgcW.HLP. Adicionalmente a éstos, el programa de instalación copia archivos auxiliares con extensión .CB (para las combinaciones de carga) y .WIA (para catálogos de perfiles metálicos).

Acuerdo de licencia El autor del programa cede al cliente una licencia de uso personal, no exclusiva, no transferible, de una copia del programa según los términos y condiciones de este acuerdo de licencia del programa obtenido directamente del autor o de un distribuidor autorizado (proveedor). El autor del programa otorga una garantía limitada al cliente a) que el disco y dispositivo de protección que acompañan al programa están libres de defectos en sus materiales para condiciones normales de uso y servicio por un periodo de 90 días a partir de la fecha de entrega b) que vencida la garantía (a) y por un periodo máximo de dos años, el cliente podrá solicitar la reposición de discos y/o dispositivo de protección regresando los materiales originalmente recibidos que desea reponer y cubriendo los gastos de reposición, manejo, envío y si es el caso, actualización, sin necesidad de adquirir nuevamente la licencia de uso. Esta garantía limitada estará sujeta a verificación por parte del autor de que los materiales que recibe son los mismos que se enviaron al cliente cuando adquirió la licencia de uso. El autor del programa no otorga ninguna otra garantía expresa o implícita incluyendo, pero no limitada a, cualquier garantía de comercialización o capacidad de operación para un fin en particular. El cliente podrá realizar las reproducciones de respaldo que considere necesarias. El cliente tiene el derecho de usar una copia del programa en cualquier equipo compatible con el mismo. Se considera que una copia del programa esta siendo usada, cuando el programa se encuentra en la memoria RAM de un equipo. En ningún caso el autor del programa o el proveedor será responsable por daños de cualquier naturaleza, pérdidas de utilidades o pérdidas de información directas o indirectas que deriven del uso o incapacidad de uso del programa. El cliente no tiene derecho a imprimir, desplegar, realizar ingeniería inversa, desensamblar o decompilar el código del programa completo o parte de él, reproducir el programa para ser usado en más de un equipo o para su beneficio o de cualquier otra compañía o persona.

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Precauciones en su uso El autor del programa ha tomado todas las precauciones razonables para que el programa funcione correctamente. Sin embargo, no puede garantizar que el programa esté libre de error. El usuario recibe el programa COMO ESTÁ y es su responsabilidad el uso del mismo. El programa será empleado por Ingenieros que estén familiarizados con la modelización, el análisis y el diseño estructural y que sean capaces de determinar si los resultados son correctos. Si un error es detectado y el autor es informado, hará su mejor esfuerzo por corregirlo. Para este efecto se considera error, la operación incorrecta del programa que pueda ser reproducida en cualquier equipo, en cualquier momento y que no sea debida a particularidades del entorno en que se está ejecutando el programa. Nuestro objetivo al desarrollar el programa ha sido crear una herramienta que auxilie al Ingeniero en el análisis y diseño de edificios de concreto. El análisis podrá ser tan válido como apropiada sea la modelización que se haga. El diseño que realiza ECOgcW trata de cumplir con los requerimientos de los reglamentos que pueden ser mecanizados. Los valores de diseño que se obtienen deben ser interpretados como valores mínimos para cumplir con las solicitaciones del modelo y punto de partida para que el Ingeniero realice el arte del detallado. ECOgcW no es, ni intenta ser, un sistema experto, sino una herramienta amigable que auxilia a los Ingenieros Estructuristas.

Orientación de ejes La geometría de la estructura estará definida en un sistema global coordenado ortogonal tridimensional X-Y-Z. Las plantas de los niveles del edificio serán paralelas al plano X-Y, ubicando su altura sobre el eje Z. Cada elemento que forma el edificio tiene su propio sistema local de coordenadas. Para diferenciarlo del sistema global X-Y-Z, este sistema se identifica como 1-2-3. Las propiedades y resultados del elemento estarán definidos en su sistema local 1-2-3. La orientación de los ejes locales de las barras la determina ECO de la siguiente manera: • El eje 1, sigue la dirección Ni – Nj, siendo Ni el nudo de inicio de la barra y Nj su nudo final. • El plano 1-2 es siempre vertical, paralelo al eje Z.

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• El eje 2 esta dirigido hacia arriba, siguiendo +Z, salvo en el caso de los miembros verticales en que el eje 2 es tomado horizontal, siguiendo la dirección +X. • El eje 3 es siempre horizontal, siempre ubicado en un plano paralelo a X-Y. Los ejes 2 y 3 deberán de quedar ubicados en las direcciones principales de la sección transversal de la barra, en caso contrario se deberá rotar los estos vectores alrededor del eje 1 un cierto ángulo para que 2 y 3 sigan las direcciones principales.

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Modo de empleo ECOgcW (en lo sucesivo ECO) permite definir la geometría básica del edificio de dos maneras: •

Definiendo una retícula tridimensional a partir de la cual ECO ensambla el edificio en una sola operación.

•

Definiendo las plantas que son diferentes en el edificio y posteriormente ensamblándolas para obtener la retícula tridimensional.

La primera opción es la más rápida y se emplea para definir edificios en los que la geometría no varía mucho a lo alto del edificio. La segunda opción es la más general y se emplea para definir edificios que son irregulares en planta o cuya geometría de los diferentes niveles difiere mucho entre sí. Para mostrar y comentar la forma de uso del programa, trabajaremos con un edificio generado con el primer método y posteriormente realizaremos la captura de un edificio generado con el segundo. Para generar el edificio con el que trabajaremos, seleccionamos la opción Edificio - Nuevo, apareciendo la siguiente ventana:

Seleccionamos Definiendo retícula regular 3D y el programa despliega: En esta ventana se definen las dimensiones de la malla, en sistema de coordenadas cartesianas o polares.

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Si se escoge el segundo sistema, el programa despliega la ventana mostrada donde se capturan los incrementos de ángulo y de radio para formar la retícula. Al definir la retícula en coordenadas polares, se debe tener en cuenta que el origen de ángulos esta en –X y los ángulos se miden en sentido de las manecillas del reloj. El primer ángulo ubica al primer eje radial y el primer radio ubica al primer arco. El valor que se captura en las demás líneas, es el incremento al acumulado hasta la línea que lo precede.

Escogiendo coordenadas polares y dando los valores mostrados obtenemos:

Z

Y

X

5 4

C 3 B

2

A

1

Al desplegarse el edificio, se activan los diferentes iconos de acceso rápido a las opciones de edición. En el texto que sigue, por claridad, nos referiremos a las opciones en el menú, sin embargo la mayoría de ellas pueden ser también ejecutadas utilizando estos iconos. 6

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Vistas El edificio puede ser desplegado en diferentes vistas. En esta sección recorreremos cada una de ellas. La vista principal es la vista en la que aparece todo el edificio en 3D. Esta vista sólo se cierra cuando se cierra el edificio. Las demás pueden ser cerradas en cualquier momento empleando la opción Ventanas – Cierra vistas.

Rotar, deformar, desplazar Estando desplegada una vista, la figura se puede rotar, deformar o desplazar en pantalla moviendo el mouse, manteniendo oprimido el botón principal (botón izquierdo normalmente) y oprimiendo simultáneamente una de las siguientes teclas: • ALT para rotar. • CTRL para deformar. • SHIFT para desplazar. La combinación ALT + botón principal será de las más usadas al editar el edificio para ubicarlo en una posición que nos resulte favorable para la acción que se va a realizar. Esta combinación tiene un efecto diferente a rotar el edificio si la vista desplegada es en planta, como se verá más adelante.

Siguiente - Anterior Las opciones Vista – Siguiente y Vista – Anterior se emplean para desplazarse por el edificio desplegando un nivel a la vez. Las vistas de los niveles pueden ser 3D o en planta.

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Al estar desplegado todo el edificio, si se selecciona la opción Vista – Anterior el programa despliega el nivel 0 (cero). Si se selecciona Vista – Siguiente, el programa despliega el nivel superior. Para nuestro ejemplo, al escoger Vista – Siguiente, el programa despliega el nivel 3:

Z

Y

X

5 4 C 3 B

2

A

1

Si se tiene desplegada una vista de un nivel y se escoge la opción Vista – Anterior o Vista – Siguiente, el programa cierra la vista desplegada y abre una nueva mostrando el nivel inmediato inferior o superior según el caso. En nuestro ejemplo al escoger Vista – Planta nivel, ECO despliega:

C

Y

X B

3 2

4

A 1

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Desplegado de una zona Para desplegar una zona del edificio, se debe tener una vista en planta y utilizando la combinación ALT- botón principal marcar un rectángulo que indique la zona que queremos desplegar. Al soltar el botón principal del mouse, el programa despliega una ventana como la mostrada donde se captura el límite inferior y superior en dirección Z de la zona que se desea desplegar. 8

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Para nuestro ejemplo, al marcar un rectángulo con la combinación ALT – botón principal con vértices cercanos a C+2 y A+3, y aceptando los valores intervalo en Z que nos propone, el programa despliega:

Z

Y

X

C

B 3 A

2

Si lo que queremos es desplegar una “rebanada” del edificio, debemos utilizar el parámetro Tolerancia rebanada en la ventana que se despliega con la opción Edificio – Parámetros globales. Si el valor en este campo es cero, ECO trabajará como en el ejemplo que acabamos de hacer, es decir marcando un rectángulo. Si este valor es diferente de cero, recibirá en lugar de un rectángulo, una recta. La vista que despliega al soltar el mouse en este caso incluye a los elementos que están dentro de la franja que establece la recta con la tolerancia hacia uno y otro lado de la misma.

Desplegado de un marco Si se selecciona una trabe con el mouse del eje B, y se escoge la opción Vista – Marco, se despliega:

Z

Y

X

5 4 3

2

B 1

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Si a su vez, en esta vista se selecciona una trabe (o varias), y se escoge Vista – Nivel3D el programa desplegará los niveles que corresponden a las trabes seleccionadas en 3D. De una manera general, en cualquier vista podemos desplegar un marco o nivel seleccionando una trabe del eje o nivel que se desee desplegar. El desplegado de marcos también se puede hacer seleccionando el eje en su identificación. Al desplegar un “Marco” ECO despliega los nudos que pertenecen al eje seleccionado y los elementos ligados a ellos. Para desplegar un marco que tiene en su plano nudos que no están contenidos en el eje desplegado, se utiliza el procedimiento descrito en Desplegado de una zona.

Zooms Para modificar la dimensión de la vista desplegada se emplean las opciones: • Vista – Mas. Amplía la figura. • Vista – Menos. La disminuye. • Vista – Inmediata anterior. Despliega la vista inmediata anterior. • Vista – Ventana. Permite definir un rectángulo con el mouse para hacer una ampliación. • Vista – Todo. Restablece la figura de tal manera que aparezca completa en la pantalla.

Copia de gráfica en pantalla Las opciones Vista – Copia gráfica en pantalla – formato BMP y formato EMF, permiten copiar hacia el clipboard de Windows la gráfica que se encuentre desplegada en la pantalla, para ser pegada en otra aplicación. La primera opción la copia en formato Bitmap y la segunda en formato Enhanced windows metafile.

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Preferencias Al seleccionar la opción Vista – Preferencias, ECO despliega una ventana similar a la mostrada, donde se pueden activar o desactivar los diferentes elementos que aparecen en pantalla.

Si se oprime el botón info a desplegar, ECO contesta desplegando una ventana que permite indicar la información que será desplegada en el extremo superior izquierdo al pasar el mouse por un elemento. Esta información se despliega sólo si la opción Vista – Información está activada.

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Selección En general, para realizar cualquier acción en los elementos del edificio, primero hay que seleccionarlos. Las opciones en el menú Selección nos permiten indicar la forma de selección y los tipos de elementos que son seleccionados globalmente. Al escoger la opción Selección – Apuntando, se entra al modo de apuntador. Estando en este modo puede realizarse la selección de elementos haciendo clic sobre ellos o seleccionando todos los elementos dentro de una zona manteniendo el botón principal del mouse oprimido mientras se desplaza el mismo. En algunas ocasiones es más fácil seleccionar los elementos por medio de una recta trazada sobre la figura en pantalla. Para esto se activa la opción Selección – Cruzando.

Selección global Al escoger la opción Selección – Global, ECO despliega la ventana mostrada, donde se indican los elementos activos en pantalla que se desean seleccionar de manera global.

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Edición Las opciones del menú Edición nos permiten agregar, borrar o modificar los elementos del edificio.

Borrado de elementos En nuestro ejemplo, si seleccionamos el nudo C+3 del nivel 3 y escogemos la opción Edición – Borra seleccionados, ECO solicita la confirmación de la acción y posteriormente despliega:

Z

Y

X

5 4

C 3 B

2

A

1

De la misma manera podríamos eliminar cualquier elemento en el edificio. Para poder eliminar un nudo, deben estar visibles en la pantalla todos los elementos ligados a él. Esta limitante se ha puesto por seguridad. Aunque ECO cuenta con las funciones Undo- Redo (DeshacerRehacer), puede haber casos en que no se recupere toda la información después de hacer un Undo. El número de comandos Undo que se pueden ejecutar no tiene un límite preestablecido. Sin embargo, como ECO conserva la información para Undo - Redo en la vista en que se ejecuta la acción, al hacer un cambio en una vista, ECO destruye la información para Undo - Redo en las demás vistas que estén activas, pues podría no ser consistente con las modificaciones que se realizaron fuera de ellas.

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Desplaza – rota sistema XYZ Por la forma en que definimos el edificio, el nudo A+3 del nivel 0 quedó con las coordenadas (0,32, 0). Si queremos que este nudo sea el origen de coordenadas, seleccionamos la opción Edición – Desplaza – rota sistema XYZ, a lo cual ECO contesta desplegando la ventana mostrada, donde capturamos -32 en Y. Al dar Aceptar ECO desplaza todos los nudos del edificio a su nuevo sistema coordenado. Para que la opción Desplaza – rota sistema XYZ esté activa, deben estar cerradas todas las vistas auxiliares. Para cerrar estas vistas se usa la opción Ventana – Cierra Vistas. Cabe hacer notar que los ejes XYZ que son desplegados en pantalla, no indican el origen de coordenadas, sólo indican la orientación de los ejes.

Edición de coordenadas Para editar las coordenadas de nudos existentes se emplea la opción Edición – Coordenadas estando en el modo de apuntador. Si en nuestro ejemplo seleccionamos los nudos del eje 5 en el nivel 3 y posteriormente escogemos Edición – Coordenadas, ECO despliega una ventana donde nos solicita el incremento dx dy dz a las coordenadas de los nudos seleccionados. Si capturamos los valores mostrados, obtendremos:

Z

B'

Y X

5 4 C 3 B

2

A

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1

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Si el campo Genera nuevos puntos se palomea, en lugar de desplazar los puntos seleccionados, ECO genera nuevos puntos partiendo de los seleccionados. Si se tiene un solo nudo seleccionado, ECO despliega las coordenadas actuales del punto y solicita las nuevas. Si esta opción se selecciona estando en una vista en planta, ECO recibe sólo los incrementos dx y dy de los nudos seleccionados. Para nuestro ejemplo seleccionamos Edición – Undo para regresar los nudos a donde estaban.

Edición de nudos Al seleccionar la opción Edición – Nudos, ECO entra al modo de edición de nudos y cambia la forma del cursor del mouse. Si damos clic en la pantalla sobre el nudo 3+C/3, ECO solicita las nuevas coordenadas del punto, desplegando la ventana mostrada. Como ejercicio, cambiamos las coordenadas a (0, 10, 9.5), quedando el edificio de la siguiente forma:

Z

Y X

5 4 C 3 B

2

A

1

La diferencia entre Edición – Coordenadas y Edición – Nudos es que la primera opción siempre trabaja sobre nudos existentes. Edición – Nudos trabaja sobre un nudo existente sólo cuando se hace clic sobre un nudo, como acabamos de hacerlo. Si al nudo le hubiéramos asignado un valor de Z diferente, ECO eliminaría los tableros que están ligados a él. Todos los nudos ligados a un mismo tablero deben tener la misma Z. 15

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Si al estar en modo de edición de nudos damos clic en una zona de la pantalla donde no hay miembros o nudos cercanos, ECO solicita las coordenadas del punto que deseamos agregar.

ECO tiene otras formas mas simples de adicionar nudos. Si estando en el modo de edición de nudos damos clic sobre un tramo de eje o sobre un miembro, ECO despliega una ventana donde podemos indicar la posición del nuevo nudo sobre el tramo de eje o miembro seleccionado. Por ejemplo, si damos clic en el eje A del nivel 0, en el tramo 2-3, ECO despliega: Si seleccionamos Distancia/Longitud, capturamos 0.5 y damos Aceptar, ECO inserta un nudo sobre el eje A al centro del tramo 2-3. De igual manera podríamos insertar varios nudos. Si se van a insertar varios nudos, se dan las diferentes distancias o distancia/longitud separadas por espacios. Si la distancia se captura con signo negativo, el nudo se inserta partiendo del nudo J de la barra. Si hacemos lo mismo sobre la trabe que está en el tramo 2 - 3 del eje A nivel 1, ECO parte la trabe en dos e inserta el nudo en el eje.

Z

Y X

5 4 C 3 B

2

A

1

Como puede verse, los nudos insertados los dibuja ECO con forma de cuadro. La forma del nudo indica que está sobre un solo eje. Si por el nudo no pasa algún eje, lo dibuja como triángulo. Si en el nudo se cruzan dos ejes o más, lo dibuja en forma de círculo. 16

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ECO identifica los nudos por medio de los ejes que se cruzan en él, más la identificación del nivel (ej. 2+C/1). Si se cruzan más de dos ejes, toma los dos primeros. Si el nudo está sobre un solo eje lo identifica por el número de nudo que le asignó internamente, más la identificación del eje (ej. 87(A)/1). Si no pasa ningún eje, lo identifica con el número de nudo más una “p” (ej.99p/1). También se pueden agregar nudos en los cruces de ejes o de miembros haciendo clic en el cruce de ellos, estando en modo de edición de nudos. Esto resulta útil para insertar el nudo de cruce de diagonales.

Edición de miembros Si escogemos la opción Edición – Miembros, ECO entra al modo de edición de miembros. Si estando en este modo hacemos clic en el nudo agregado en el nivel 0 y posteriormente en el del nivel 1 agregamos un miembro que une ambos nudos. Después de hacer clic en el nudo del nivel 1 oprimimos el botón secundario del mouse (normalmente el botón derecho) para indicar a ECO que no se va a agregar otro miembro que parta del nudo que acabamos de seleccionar. De esta manera podemos agregar los elementos que se deseen.

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Otra forma de agregarlos es haciendo clic sobre un tramo de eje que no tenga un elemento sobre él. Para nuestro ejemplo, si hacemos clic en el tramo entre los nudos 1+A/0 y 2+A/0, crearemos un elemento que une ambos nudos. Para cambiar los nudos de incidencia de un miembro dado se hace clic sobre el elemento en la mitad cercana al extremo que queremos modificar y ECO “despegará” el elemento del nudo permitiéndonos asignar otro nudo como extremo del miembro. Para nuestro ejemplo, si queremos cambiar el elemento agregado para que el segundo nudo sea el punto 3+A/1, hacemos clic sobre el miembro en la mitad cercana al nudo del nivel 1 y posteriormente hacemos clic en 3+A/1.

Z

Y X

5 4 C 3 B

2

A

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1

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Edición de ejes Para entrar al modo de edición de ejes se escoge Edición – Ejes. La edición de ejes resulta más cómoda si tenemos una vista en planta, por lo tanto seleccionamos Vista – Anterior y posteriormente Vista – Planta nivel, quedándonos en pantalla:

C

Y

X B

3 2

4

A 1

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Para agregar un eje se hace clic en los nudos que deseamos ligar, oprimiendo el botón secundario al final para indicar que ya no se van a agregar más nudos al eje. Agregaremos un eje seleccionando los nudos A+1, B+2 y C+3 estando en modo de edición de ejes. Al terminar y dar clic con el botón secundario, ECO despliega una ventana donde nos solicita la identificación del eje. Contestamos con A’ y damos clic en Aceptar.

C

Y

X B

3 2

4

A A'

1

5

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La identificación de ejes consta de hasta tres caracteres. Los caracteres válidos con A..Z, a..z, 0..9, ’ (prima) y “ (biprima). Los ejes son independientes en cada nivel, es decir si agregamos el eje en el nivel cero no se traslada a los niveles superiores. De igual forma que lo agregamos en el nivel 0 tendríamos que agregarlo en los niveles siguientes si fuera necesario. Los ejercicios sobre ejes los hacemos sobre el nivel cero por claridad de las gráficas. Al definirse los ejes deben tener al menos dos nudos, sin embargo, podemos tener ejes de un solo nudo si se saca posteriormente un nudo del eje, con el procedimiento que se ve más adelante. Al desplegarse cualquier vista o el edificio completo, normalmente ECO despliega la identificación de un eje sólo en el primer nivel en que está definido y no en los niveles superiores. Si quisiéramos desplegar todos los ejes que están definidos en el edificio usamos la opción Vista – Preferencias y palomeamos Ejes y Todos. ECO permite sacar de un eje, nudos que están sobre él o agregarle nudos existentes. Como ejercicio sacaremos los nudos A+3 y A+5 del eje y los volveremos a insertar en el eje posteriormente. Para sacar un nudo de un eje se selecciona un tramo ligado al nudo que queremos sacar del eje. En nuestro caso hacemos clic en el tramo 3-4 del eje. Posteriormente se hace clic en el nudo que queremos sacar del eje. En nuestro caso el nudo A+3. De la misma manera sacamos del eje al nudo A+5, quedándonos:

Para insertar un nudo intermedio en un eje, se selecciona el tramo en donde se desea insertar y posteriormente se hace clic sobre el nudo que deseamos insertar. De esta manera reinsertamos el nudo del eje 3. Para agregar nudos al principio o al final de un eje, seleccionamos el eje en el tercio cercano al nudo extremo y posteriormente seleccionamos el nudo, o nudos, que queremos agregar. De esta manera reinsertamos el nudo del eje 5. 20

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Al iniciar esta acción hay que evitar hacer el clic cerca del nudo extremo, pues si el clic inicial se hace en esta zona, lo que haremos será agregar otro eje en lugar de continuar uno existente.

Edición de paneles Para definir los paneles que forman los muros de rigidez, se debe estar en una vista de marco. Para nuestro ejemplo seleccionamos el eje B y escogemos la opción Vista – Marco. Si escogemos la opción Edición – Paneles entramos al modo de edición de los mismos. Estando en este modo podemos generar el panel haciendo clic, en los nudos en que se liga el panel a la retícula. Otra forma de definir un panel es haciendo clic en el centro de una crujía – nivel del marco. Para nuestro ejemplo hacemos clic en el centro de la crujía 3-4 del nivel 1, desplegándose:

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De la misma manera definimos el panel en las crujías de arriba, quedándonos:

Z

Y X

5 4 3

A' 2

B 1

Edición de tableros Los tableros en ECO se emplean para formar el diafragma rígido de cada nivel y para poder aplicar cargas por unidad de área.

C

Y

B'

X B

3 2

4

A 1

5

Para hacer que nuestro edificio tenga los tableros en el nivel 2 de la forma mostrada, seguimos los siguientes pasos: 1. Insertamos un nudo intermedio en los tramos B-C de los ejes 2, 3 y 4. a. Entramos al modo de edición de nudos escogiendo la opción Edición – Nudos. 22

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b. Hacemos clic sobre el elemento 2+B a 2+C. c. Seleccionamos Distancia/longitud y damos un valor de 0.5 en la ventana que se despliega. d. Repetimos los pasos b y c en los ejes 3 y 4. 2. Creamos el eje que une los nudos. a. Entramos en el modo de edición de ejes escogiendo la opción Edición – Ejes. b. Hacemos clic sobre los nudos creados. Después del último nudo damos clic con el botón secundario para finalizar. c. Asignamos la identificación B’ en la ventana que se despliega. 3. Creamos los miembros sobre el eje. a. Entramos al modo de edición de miembros escogiendo la opción Edición – Miembros. b. Damos clic sobre cada uno de los tramos del eje creado. 4. Eliminamos los tableros existentes en la zona. a. Entramos al modo de apuntador escogiendo la opción Selección – Apuntando. b. Damos clic sobre los dos tableros que vamos a partir. c. Eliminamos los tableros escogiendo la opción Edición – borra seleccionados. 5. Creamos los nuevos tableros. a. Estando en el modo de apuntador seleccionamos la zona de los tableros que vamos a crear. b. Seleccionamos la opción Define – Tableros.

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Cuando se estén editando tableros, se recomienda activar la opción de tableros cortos con la opción Vista – Preferencias y palomear tableros y cortos. Esto nos permite ver los límites del tablero. Para continuar con nuestro ejemplo eliminaremos los elementos que fueron agregados para mostrar la forma de editarlos y que no tienen sentido en la estructura. 1. Eliminamos el eje A’, el miembro inclinado, los nudos que agregamos sobre el eje A entre los ejes 2 y 3 y el elemento en nivel 0 que agregamos. a. Entramos al modo de apuntador con la opción Selección – Apuntando. b. Seleccionamos con el mouse el círculo que tiene la identificación A’. c. Seleccionamos los dos nudos que agregamos sobre el eje A entre los ejes 2 y 3. d. Seleccionamos el miembro A+1-2/0. e. Escogemos la opción Edición – Borra seleccionados. 2. Regresamos el punto C+3/3 que adelantamos. a. Seleccionamos el punto. b. Escogemos la opción Edición – Coordenadas. c. Capturamos las coordenadas 0 12 9.5 en la ventana que se despliega. 3. Reponemos el elemento y el tablero que perdemos en el nivel 1. a. Seleccionamos una trabe del nivel 1 b. Escogemos Vista - Planta Nivel. c. Entramos al modo de edición de miembros, seleccionando Edición – Miembros. d. Damos clic en el eje A en el tramo 2-3 para crear la barra en el tramo. e. Entramos al modo de apuntador seleccionando Selección – Apuntando. f. Seleccionamos la zona del tablero que nos falta, haciendo clic en el extremo superior izquierdo y arrastrando el mouse hasta el extremo inferior derecho. g. Creamos el tablero entre las barras seleccionadas escogiendo Define – Tableros. 24

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Al terminar la “reparación” de nuestra información, el edificio tiene la siguiente apariencia:

Z

B'

Y

X

5 4 C 3 B

2

A

1

Edición de secciones transversales La opción Define – Secciones transversales nos permite definir el catálogo de secciones transversales de los miembros o paneles y asignarlas a ellos. Al seleccionar esta opción, ECO despliega la ventana mostrada, anclada del lado derecho de la pantalla. Al inicio todos los elementos tienen asignada la sección “no definida” y por lo tanto se muestran con el color de esta sección. Para adicionar secciones al catálogo se selecciona el botón Agrega, desplegándose: En el campo Id, se da la identificación de la sección. En el campo Tipo se escoge el tipo de sección. Al seleccionarse el tipo de sección se despliega la figura que corresponde y en la zona Datos, la identificación de las dimensiones que la definen. 25

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En el campo P.V. se captura el peso volumétrico del material en T/m3. En el campo Módulo E, el módulo de elasticidad en T/m2. En el campo kG, el factor para obtener el módulo de cortante a partir del módulo de elasticidad. En el campo Sec. Inter. se captura el número de secciones intermedias equidistantes en que se calcularán los elementos mecánicos. ECO inserta en cada elemento, aparte de las secciones solicitadas por este campo, las secciones en los paños, a un peralte de cada paño, al centro del claro y los puntos característicos de las cargas que se le apliquen (ej. punto donde se aplica una carga concentrada). Por lo anterior, se recomienda dar un valor de 2 a 6 para trabes y 0 para columnas. De esta forma evitamos obtener demasiados resultados. En la zona Propiedades, ECO despliega las propiedades de la sección transversal y unos campos que permiten aplicar un factor a cada una de ellas. En la zona Datos, ECO recibe las dimensiones, en metros, de la sección transversal. Para el caso de las secciones tipo X, en esta zona ECO recibe las propiedades de la sección transversal y las dimensiones globales B y H. Estas dos últimas, las emplea únicamente para determinar los extremos rígidos de los miembros que concurren al nudo y para dibujar el miembro extruido. Si el campo Extremos rígidos está palomeado, ECO determina la parte rígida en la zona de conexión del miembro en función de las dimensiones de los demás miembros que concurren al nudo. El campo Ignoro PP de patines se activa si se selecciona una sección T o I. Si se palomea, ECO considerará sólo el peso propio del alma e ignorará el peso propio de los patines, en los estados de carga en que se incluya el peso propio de los elementos. Si en el campo Tipo se escoge Panel, aparece el campo Muro. En este campo se da la identificación del muro al que va a pertenecer el panel. Usando este campo, ECO forma los muros de rigidez del edificio para poder obtener los elementos mecánicos haciendo cortes a lo alto del mismo. El valor en este campo identifica al muro en las tablas de resultados, por lo tanto se recomienda que, aunque los paneles tengan las mismas propiedades, se agreguen tantos paneles al catálogo como muros de rigidez tenga el edificio. De esta manera no habrá ambigüedad al consultar los resultados. 26

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En la zona Diseño, se selecciona el tipo de diseño que se realizará en los elementos que tengan la sección asignada. ECO diseña en flexocompresión elementos con secciones transversales Rectangulares y Circulares. El diseño en flexión lo puede hacer para elementos con secciones Rectangulares, I o T. Si se tiene una sección rectangular, seleccionando flexocompresión y oprimiendo el botón Info, ECO despliega: • En el campo f’c se captura el valor que corresponde al concreto de la sección transversal. Si este campo se deja en blanco o con un valor igual a cero, ECO tomará el f’c de los parámetros globales de diseño que se definan para flexocompresión. • En el campo E#, se selecciona el número de varilla que se utilizará para los estribos. • En el campo r se captura el recubrimiento, en metros, medido del paño al centro del refuerzo. • Los dos botones inferiores se emplean para definir la ubicación del refuerzo. Si se oprime el de la izquierda, la sección se diseñará con el acero concentrado y se deberá especificar la ubicación perimetral del mismo. Si se oprime el botón de la derecha el refuerzo se considerará tubular y se deberá especificar el valor de Ah/Ab. Este valor corresponde a la relación entre el acero en paralelo a H y el paralelo a B. El procedimiento empleado al seleccionar armado tubular, es el normalmente utilizado para determinar los diagramas de interacción que existen en el medio. ECO despliega ventanas similares para la sección circular y para el diseño a flexión de secciones transversales. En nuestro ejemplo agregaremos las secciones: 1. Columnas a. Id COL, Modulo E=2000000, kG=0.4 b. Rectangular, dimensiones B=0.40, H=0.60. c. Diseño: flexocompresión, acero tubular, r=0.05, Ah/Ab=1. 2. Trabes a. Id TRA, módulo E=2000000, kG=0.4 27

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b. Tee, dimensiones B=0.3, H=0.6, P=0.8 y e=0.20. c. Diseño: Flexión. y un Panel Id M, e=0.10, Lb=6 y Muro=MM. Al dar las dimensiones de los elementos se debe tener en cuenta la orientación de ejes locales. Si se desea consultar su orientación se puede usar la opción Vista – Preferencias y palomear Miembros – Ejes locales. Al crear secciones de columnas el eje 2 de la figura lateral que aparece sigue la dirección del eje X, si no ha sido explícitamente rotado el elemento. Para asignar las secciones a los miembros, se seleccionan los elementos y se escoge del catálogo la sección transversal que se quiere usar. Posteriormente se hace clic sobre el botón Asigna. Al asignar las secciones a nuestro edificio, seleccionar Vista – Preferencias y palomear Miembros – Extruye obtenemos:

Para poder activar Extruye debemos desactivar Tableros. El botón con el signo de interrogación se emplea para entrar al modo de pregunta y poder ubicar los elementos que tienen asignada una sección transversal dada. Al estar en este modo se puede hacer clic en un elemento 28

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para que prendan los elementos que tienen la misma sección del elemento seleccionado. También se puede hacer clic sobre el listado de secciones para ubicar los elementos que tienen la sección seleccionada. Para salir del modo de pregunta se oprime el mismo botón una segunda vez.

Rotación de secciones transversales Para rotar la sección de un miembro, o un conjunto de miembros, se seleccionan los miembros y posteriormente se escoge la opción Define – Rotación de miembros, a lo que ECO contesta desplegando: Para nuestro ejemplo seleccionamos las columnas del eje 1, escogemos Define – Rotación de miembros y damos 20 grados. Repetimos la misma operación dando 10 grados para las columnas del eje 2, -10 grados para las del eje 4 y -20 grados para las del eje 5. Al desplegar el nivel 1 en planta obtenemos:

C

Y

X B

3 2

4

A 1

5

Articulaciones en extremos Para articular los extremos de los miembros, se escoge la opción Define – Articulaciones, a lo que ECO contesta desplegando la ventana mostrada. En esta ventana se palomean los extremos y planos en que existen las articulaciones. Posteriormente se selecciona los miembros que tienen articulaciones y se oprime el botón Asigna. ECO asigna un símbolo especial a cada extremo que tiene articulaciones. Estos se despliegan sólo si la opción Miembros – Cortos ha sido palomeada usando Vista – Preferencias. 29

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Apoyos Al escoger la opción Define – Apoyos, ECO contesta desplegando la ventana mostrada. Las columnas corresponden a Libre [L], Restringido [R] y Elástico [E]. Utilizando esta opción podemos definir los desplazamientos o rotaciones permitidos a los nudos, palomeando el estado que deseamos en las casillas correspondientes, seleccionando los nudos y oprimiendo el botón Asigna. Los tres botones inferiores se emplean para que se palomeen las casillas que corresponden a nudo libre, empotrado o restringido a desplazamientos de una forma rápida. Al seleccionar una casilla que corresponde a elástico, ECO abre un renglón en el que se captura la constante elástica en la dirección correspondiente. Las constantes elásticas en dirección de desplazamientos se capturan en T/m y dirección de rotación en T*m/rad.

Estados de carga Al escoger la opción Define – Estados de Carga, ECO despliega: Si es un estado de carga nuevo, en el campo Id Corta se captura la identificación. Si es uno existente que se va a editar, se escoge de la lista. La identificación corta consta de hasta 5 caracteres alfanuméricos. Para cambiar la Id Corta a un estado de carga existente, se oprime el botón Renombra. Para eliminar el estado de carga se oprime el botón Elimina. Si renombra o elimina un estado de carga, no olvide revisar las combinaciones con la opción Define – Combinaciones. Si en el estado de carga se va a incluir el peso propio, se palomea la opción Incluyo peso propio. Al palomear esta opción ECO incluirá el peso propio de todos los elementos en la estructura, por lo tanto normalmente sólo un estado de carga debe tener este campo palomeado. En la zona Tipo se indica el tipo de estado de carga. 30

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Si se va a diseñar el edificio, es importante separar los estados de carga muerta y carga viva para que ECO pueda determinar correctamente los valores que dependen de uno u otro tipo de carga. En la zona Cargas en miembros por tablero se selecciona Uniforme si la carga por unidad de área que se capture en los tableros será trasladada a las trabes perimetrales, de acuerdo al área tributaria de cada una, como carga uniforme; o Triangulares – Trapeciales si se va a trasladar como cargas triangulares o trapeciales según sean las trabes parte del lado corto o largo del tablero. Si se palomea la opción La carga se conserva en tablero, ECO no trasladará la carga a las trabes, sino que la conserva en el tablero hasta que se haga el análisis y entonces generará las cargas en las trabes. La ventaja de conservarla en el tablero es que en cualquier momento se puede modificar su valor como carga por unidad de área y no como carga sobre miembro en cada trabe perimetral. En el campo Id Larga se captura cualquier texto que sirva para identificar el estado de carga. Para nuestro ejemplo capturamos CM1 en el campo Id Corta, palomeamos Incluyo peso propio, seleccionamos Muerta, Triangulares –Trapeciales, palomeamos La carga se conserva en tablero y capturamos el texto Carga muerta 0.6 T/m2 en el campo Id Larga. Al oprimir el botón Aceptar, ECO despliega del lado derecho de la pantalla:

En el campo Aplica En se selecciona el tipo de elemento que se quiere cargar. En el campo Carga el tipo de carga que vamos a aplicar. En el campo Dirección, la dirección de aplicación de la carga. En el recuadro de datos se capturan los parámetros que definen su magnitud y ubicación dentro del elemento. La zona que muestra las escalas, se emplea para escalar la representación gráfica de las cargas uniformes [W], fuerzas [F] y momentos [M] en pantalla. Al hacer clic con el botón principal en la zona que corresponde a cada una de ellas, el factor de escala se multiplica por dos y al hacer clic con el botón secundario se divide entre dos. 31

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El botón Aplica se emplea para aplicar la carga a los elementos que se tengan seleccionados. Al oprimir el botón Copia se despliega una ventana que nos permite dar la información para copiar las cargas de un determinado nivel y estado de carga origen hacia los niveles que se deseen en el estado de carga que se está trabajando.

Al oprimir el botón Suma, ECO descompone las cargas del estado de carga y realiza la suma de fuerzas en dirección X, Y y Z en cada nivel, formando una tabla en la zona inferior de la pantalla. Para consultarlas se sube el limite inferior de la pantalla. Para nuestro ejemplo si oprimimos Suma en este momento, sin haber aplicado cargas directamente, sino sólo considerando el peso propio, ECO despliega:

La mitad del peso propio de cada columna se considera aplicado en cada nivel que conecta, si el campo PP de columna igual a fuerza en nudo superior de Edificio – Parámetros globales no está palomeando.

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Para cerrar la zona inferior oprimimos el botón con la X que aparece en la parte inferior izquierda de la pantalla Si se seleccionan elementos con cargas y se hace clic en el botón Elimina, ECO elimina del estado de carga vigente las cargas aplicadas sobre los elementos seleccionados. Para nuestro ejemplo seleccionamos Aplica en Tablero, Dirección ap.perim y capturamos –0.6 como valor de W en la tabla de parámetros. Los tableros se pueden considerar con apoyos perimetrales [ap.perim], apoyados en el sentido largo [ap.largo] o apoyados en el sentido corto [ap.corto] . Si se desean ver las áreas tributarias de los tableros, considerando apoyos perimetrales, se puede palomear Tableros – Areas T , con la opción Vista – Preferencias. En el caso de tableros cuadrados, el apoyo corto o largo depende del número interno que tengan los nudos del borde. Para saber que dirección asignó ECO al sentido largo se puede seleccionar Tableros – Areas T y el cuadro enfrente de Areas T. Seleccionamos todos los tableros del edificio con la opción Selección – Global y palomeamos tableros en la ventana que se despliega. Una vez seleccionados los tableros, oprimimos el botón Aplica y ECO despliega:

Z

Y

B'

X

5 4 C 3 B

2

A

1

La carga en las trabes se dibuja inclinada y no en dirección Z, para indicar que la carga está aplicada sobre el tablero, no sobre las trabes. ECO pasará las cargas de los tableros a las trabes al analizar el edificio. Esto es una convención que hemos tomado para diferenciar en la figura 33

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las cargas que se aplican en trabes de las cargas que se aplican en tableros. Si en la ventana de datos generales del estado de carga dejamos sin palomear Las cargas se conservan en tablero, ECO pasa las cargas directamente a las trabes y las dibuja en dirección Z. Con un procedimiento similar al mostrado se pueden aplicar diferentes tipos de cargas en los miembros y nudos en diferentes direcciones. Para nuestro ejemplo, definimos otro estado de carga con la opción Define – Estado de Carga, en el cual damos los siguientes parámetros:

Para aplicar la carga en azotea, seleccionamos Vista – Siguiente, desplegándose el nivel 3, seleccionamos todos los tableros y aplicamos una carga uniforme W=-0.1 en tablero perimetralmente apoyado, obteniendo:

Z

Y

X

C 5 4 3 B

2

A

1

Posteriormente escogemos Vista – Todo el edificio. Seleccionamos una trabe del primer nivel, otra del segundo y escogemos Vista – Nivel 3D. ECO responde desplegando sólo los dos niveles inferiores.

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Aplicamos una carga uniforme en tablero perimetralmente apoyado con W=0.35 a todos los tableros, obteniendo:

Z

B'

Y X

5 4

C 3 B

2

A

1

Para modificar los valores de los parámetros de carga aplicados, se hace clic con el botón secundario del mouse sobre el elemento del cual queremos editar sus valores de carga; ECO contesta desplegando una pantalla en donde muestra información sobre el elemento y las cargas aplicadas sobre él para todos los estados de carga definidos. En esta ventana se pueden editar los valores de carga. En nuestro ejemplo, si damos clic con el botón secundario sobre el tablero con vértice en A+1/1, ECO despliega: En esta ventana podríamos cambiar los valores de W asignados originalmente. ECO permite en este tipo de ventanas cambiar los valores numéricos de los parámetros, no el tipo ni dirección de carga. Una vez analizado el edificio, en este tipo de ventanas pueden aparecer unos renglones en color azul. Estos renglones corresponden a las cargas generadas por peso propio o cargas en tableros. Estos renglones no son editables. Para eliminar una o varias cargas, se hace clic con el botón secundario del mouse en la columna No, a lo que ECO contesta escribiendo en negritas los valores en la línea seleccionada. Al oprimir el botón Aceptar, ECO solicita la confirmación y elimina del elemento las cargas en las líneas seleccionadas. 35

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Parámetros sísmicos Al seleccionar la opción Define – Parámetros sísmicos, ECO despliega una ventana similar a la siguiente: En el campo Reglamento se selecciona el Reglamento de Diseño Sísmico a utilizar. En el recuadro Tipo de análisis se selecciona el tipo de análisis a utilizar para generar las fuerzas sísmicas equivalentes, si es el caso. ECO podrá realizar el análisis estático sólo si al menos el 90% de la masa de cada nivel está ubicada sobre un diafragma. Si se selecciona dinámico, se activa el recuadro Cálculo de respuestas. La dos primeras opciones en este recuadro corresponden al análisis sísmico cuyo resultado son fuerzas sísmicas equivalentes que son aplicadas en los estados de carga de sismo que genera ECO. Si se escoge una de estas dos opciones, ECO genera los estados de carga SIFx1, SIFx2, SIFy1 y SIFy2. Estos corresponden a las fuerzas en cada dirección de sismo aplicadas con las excentricidades requeridas por el reglamento que se esté usando. El tercer procedimiento no genera fuerzas sísmicas equivalentes, sino que determina para cada modo de vibración los elementos mecánicos en cada sección intermedia solicitada y posteriormente realiza la combinación modal. Los estados de carga que se generan con este último procedimiento son SISMx y SISMy, que corresponden a los momentos de torsión accidental requeridos. ECOgc-DOS utiliza el procedimiento Cortantes equivalentes. En el campo Modos, se captura el número de modos de vibración que se consideran en el análisis sísmico dinámico. En el campo NSM se captura el número de niveles sin masa, es decir el número de niveles que se pueden considerar sin masa por no verse afectados por el sismo, normalmente el número de sótanos en el edificio. El recuadro Períodos fundamentales se activa si el tipo de análisis es estático. En estos campos se capturan los periodos estimados en las dos direcciones principales para realizar la reducción de fuerzas sísmicas estáticas. Si no se desea reducir las fuerzas sísmicas, se pueden dejar estos campos vacíos. Los recuadros inferiores varían según el reglamento de que se trate. 36

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Como aclaración, para el caso de los reglamentos mexicanos, el campo kQ, se refiere al factor de reducción de Q en función de la regularidad, normalmente 0.8 para edificios irregulares. Para nuestro ejemplo damos los valores siguientes:

Combinaciones de cargas Al seleccionar la opción Define – Combinaciones aparece la siguiente ventana: En la zona Datos se captura el texto que define las combinaciones que se calcularán al analizar el edificio. Cada parte inicia con una palabra que indica el tipo de combinación que se está definiendo. Existen tres tipos de combinaciones que se pueden definir en esta zona: • Combinación para PDELTA. • Combinación para MASAS. • Combinaciones para DISEÑO. Además de los tipos de combinaciones citados, se puede definir al inicio las EQUIVALENCIAS que serán usadas entre los estados de cargas definidos y los estados de carga que aparecen en el texto de combinaciones. Para que no sea necesario capturar el texto que define las combinaciones cada vez que se ocupen, se utiliza el botón Lee que nos permite leer un archivo de texto con combinaciones previamente definidas. 37

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Para nuestro ejemplo oprimimos Lee, desplegándose una ventana similar a la siguiente:

Seleccionamos el archivo RDF_FSE.CB y al dar Aceptar ECO despliega: El texto puede ser modificado para que corresponda a las identificaciones que tienen los estados de carga. Normalmente sólo será necesario ajustar el texto en la sección de EQUIVALENCIAS.

Al dar clic con el botón secundario sobre la zona del texto, aparece un menú que nos permite realizar las operaciones normales de copiado y pegado. Los archivos que terminan en _CEM.CB se emplean para las combinaciones con sismo generado con análisis dinámico y combinación de respuestas en base a elementos mecánicos, pues para este caso se generan los estados de carga de forma diferente. En las combinaciones de diseño pueden ser usados los signos de más y de menos juntos para indicar que el estado de carga que sigue deberá ser considerado con ambos signos. El botón Graba se emplea para guardar el texto capturado en la zona Datos y pueda ser reutilizado en otro edificio Una vez capturado el texto, se oprime el botón Revisa para que ECO sustituya los estados de carga definidos en las combinaciones por sus equivalencias y expanda las combinaciones que tienen los operadores más menos. 38

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En nuestro ejemplo, al seleccionar Revisa ECO despliega:

Identificación de ejes Esta opción se emplea para editar la identificación de los ejes en uno o varios niveles. Al seleccionar esta opción, se despliega una ventana similar a la mostrada. En el campo Id Eje se selecciona el eje que se desea renombrar. En el campo Nuevo Id se captura la nueva identificación. En la zona inferior se palomean los niveles en los que desea renombrar. Si se va a cambiar la identificación de un eje en un nivel, se puede hacer clic en la identificación del eje estando en el modo de edición de ejes.

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Orden ejes La mayoría de los resultados que son impresos, se obtienen según el orden que tienen los ejes. ECO acomoda los ejes alfabéticamente, de acuerdo al orden que tienen en la tabla de caracteres. En algunos casos este acomodo puede resultar poco práctico, pues por ejemplo en un edificio que tenga definidos los ejes 1 a 11, los ejes 10 y 11 se acomodarían después del 1 y antes del 2. La opción Define – Orden ejes se emplea para que el usuario establezca el orden secuencial que deben tener los ejes. Al seleccionar esta opción, ECO despliega una ventana similar a la siguiente: Utilizando el botón principal del mouse se pueden arrastrar y acomodar los identificadores de los ejes de la zona de Ejes no acomodados a Ejes acomodados. Si se cambia la identificación de uno o varios ejes, se recomienda pasar por esta opción para verificar la forma en que quedaron acomodados.

Familias de ejes La opción Define – Familias de ejes se emplea para agrupar los ejes en familias y poder obtener la envolvente de diseño de las trabes que los componen. Esto puede ser útil para uniformizar armados de trabes sin tener que estar comparando gráficas de diseño de trabes obtenidas por eje. Al seleccionar esta opción aparece una ventana similar a la mostrada, donde se captura la información para crear las familias de ejes, con un cierto formato. Primero se captura la identificación de la familia y posteriormente los ejes que la forman. La identificación de la familia consta de 1 a 3 caracteres. Los caracteres válidos para identificar familias son A..Z, a..z y 0..9.

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En la zona Datos se pueden capturar tantas familias como se requiera. Un eje puede pertenecer a mas de una familia. Para nuestro ejemplo, haremos las siguientes familias: • Familia 15 con los ejes 1/1, 2/1, 5/1 y 5/2. • Familia 33 con los ejes 3/1, 3/2 y 3/3 • Familia BB con los ejes B/1, B/2 y B/3

Para crear estas familias se captura la información como se muestra. Se pueden usar tantas líneas como sea necesario para definir una familia. Al oprimir el botón Revisa datos, ECO revisa si no hay errores en la información capturada y crea las familias.

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Análisis Para que el edificio pueda ser analizado, primero deberá ser grabado seleccionando la opción Edificio – Graba o Edificio – Graba como. Siempre que se graba el edificio, ECO revisa si existe un archivo con el mismo nombre. Si existe, le cambia de extensión a .BAK y el nuevo lo graba con extensión .ECW. De esta manera se tiene como respaldo la versión anterior del mismo. Al seleccionar la opción Edificio – Analiza, ECO despliega: Si se desea realizar el diseño a continuación del análisis, se selecciona el botón correspondiente y ECO despliega una ventana donde recibe los parámetros que se utilizarán al realizar el diseño. Para nuestro ejemplo, dejamos los valores que nos propone y damos Aceptar. Al oprimir Analiza, ECO entra a un proceso de revisión de consistencia de la información y posteriormente realizará el análisis. Si se oprime Analiza minimizado, ECO se minimiza en la pantalla permitiéndonos trabajar otra aplicación mientras se realiza el análisis. Una vez analizado el edificio se activan los botones que nos permiten consultar los resultados.

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Resultados Las opciones del menú Resultados se emplean para consultar los valores obtenidos al realizar el análisis y el diseño.

Diagramas Al seleccionar la opción Resultados – Diagramas, ECO despliega del lado derecho de la pantalla una ventana, similar a la mostrada, donde se puede seleccionar el estado de carga o combinación de la cual se desean conocer sus elementos mecánicos. En la parte inferior se selecciona el tipo de elemento mecánico que se desea graficar. Si se selecciona Desplazamientos, se activa el botón Anima, el cual nos permite animar la deformación del edificio para el estado de carga o combinación palomeada.

Para nuestro ejemplo seleccionamos el Eje A, escogemos Vista – Marco, palomeamos DI12 y seleccionamos Momentos, desplegando ECO:

Z

Y

X

5 4 3

2

A 1

Si seleccionamos un elemento con el botón secundario y movemos el mouse, ECO despliega en la parte inferior los valores obtenidos para las diferentes secciones intermedias calculadas. Para salir del elemento se oprime el botón secundario una segunda vez.

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Modos de vibración Al seleccionar la opción Resultados – Modos, ECO despliega del lado derecho de la pantalla una ventana, similar a la mostrada, donde se puede seleccionar el modo de vibración que se desea graficar. En la parte inferior se selecciona el tipo de valores que se desean graficar. La opción Desp. Total X o Y, se emplea para graficar los desplazamientos totales que resultan de la combinación de las respuestas de desplazamiento de cada modo. El botón Anima nos permite realizar la animación de las amplitudes o desplazamientos seleccionados. Al seleccionar el botón Pesos mod. efectivos, ECO despliega en la parte inferior una tabla que muestra los pesos modales efectivos de cada modo de vibración. Para nuestro ejemplo obtenemos: PESOS MODALES EFECTIVOS Wt= 1040.6 dirección X Modo Período Wme %Wt 1 0.5566 7.0 0.67 2 0.4061 9.9 0.95 3 0.2183 896.8 86.17 4 0.1770 0.0 0.00 5 0.1307 0.1 0.01 6 0.1009 0.0 0.00 7 0.0770 0.7 0.06 8 0.0715 117.1 11.25 9 0.0423 9.1 0.88 10 0.0136 0.0 0.00 11 0.0123 0.0 0.00 Suma 1040.6 100.00

dirección Y Wme %Wt 941.0 90.42 12.7 1.22 4.3 0.41 71.9 6.91 0.0 0.00 10.0 0.96 0.0 0.00 0.7 0.06 0.0 0.00 0.0 0.00 0.0 0.00 1040.6 100.00

Además de los valores mostrados, ECO incluye una tabla con los cortantes basales, las alturas efectivas y los momentos de volteo obtenidos para cada modo de vibración.

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Reacciones Al seleccionar la opción Resultados – Reacciones, ECO despliega del lado derecho de la pantalla una ventana, similar a la mostrada, donde se selecciona el estado de carga o combinación. Si se selecciona un nudo que es apoyo con el botón secundario del mouse, estando algún estado de carga o combinación seleccionado, ECO despliega en la parte inferior de la ventana los valores de las reacciones. Si se palomea Suma reacciones, ECO hará la suma de todas las reacciones para el estado de carga o combinación seleccionado. Para este caso, al desplegar los valores, agrega los renglones X, Y y Z, donde despliega las coordenadas del punto en el que se está haciendo el equilibrio de momentos. Si se desea hacer el equilibrio en otro punto, se puede entrar a estos campos y editar las coordenadas. Si el análisis sísmico se realizó con combinación de respuestas de Elementos mecánicos, al seleccionar una combinación que contenga sismo, ECO deshabilita el campo Suma de Reacciones.

Desplazamientos relativos Al seleccionar la opción Resultados – Desplazamientos relativos, ECO despliega del lado derecho de la pantalla una ventana similar a la mostrada y redibuja el edificio coloreando las columnas de acuerdo al valor de desplazamiento relativo * Q / H (Q= factor de comportamiento sísmico, H= altura de la columna) que le corresponda según la tabla de valores desplegados. Al seleccionar con el botón secundario del mouse un elemento, ECO despliega el valor numérico de los desplazamientos en la parte inferior de la pantalla. Para saber que elementos están en un determinado intervalo de desplazamientos, se puede activar o desactivar cada uno de los renglones de intervalo o de tipos de sección de las columnas. Al hacer clic con el botón principal sobre el cuadro de color del intervalo, se podrá modificar el color asignado.

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Diseño a flexión Al seleccionar la opción Resultados – Diseño flexión, ECO despliega la ventana de parámetros de diseño de elementos a flexión. Si se modifica algún valor o si los elementos a flexión no han sido diseñados, al oprimir Aceptar ECO entra a realizar el diseño. Posteriormente ECO despliega del lado derecho de la pantalla una ventana similar a la mostrada y redibuja el edificio, agregando unas líneas perpendiculares a las secciones intermedias de los elementos a flexión. Estas líneas se dibujan con el color asignado al porcentaje de acero longitudinal. Para nuestro ejemplo, ECO despliega:

Si se selecciona un elemento con el botón secundario, ECO despliega los valores obtenidos para cada sección intermedia del elemento al mover el mouse. Si se selecciona % total, ECO coloreará las líneas de acuerdo al porcentaje total de acero en la sección y no de acuerdo al porcentaje por lecho. Esta opción está activa al graficar acero longitudinal. 46

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En la parte inferior derecha de la pantalla, se puede seleccionar el tipo de valores a graficar. S/Av se refiere al acero por cortante. El valor desplegado está en centímetros de separación entre centímetros cuadrados de acero transversal. Ejemplo: un valor de 13.5 cm/cm2 significa que si usamos varilla del #3 para los estribos y estos son estribos simples, estarán a una separación de 13.5 x 2 ramas x 0.71 cm2= 19.1 cm. La separación real estará regida por los valores máximos fijados por el reglamento en función del peralte de la sección, el diámetro máximo de la varilla longitudinal, etc. Al seleccionar envolvente M, ECO desplegará la envolvente de momentos, envolvente V se refiere a envolvente de cortantes. Al poner o quitar la paloma en la zona superior derecha de la pantalla, se pueden ubicar las zonas del edificio donde se presentan los valores que estén palomeados. Esto resulta muy útil para ubicar las zonas donde hay que poner especial atención al edificio. Al oprimir el botón Cuantifica, ECO despliega una tabla donde realiza la cualificación teórica del acero longitudinal. Estos valores se deben tomar únicamente como referencia de comparación entre dos modelos del edificio. El botón familias, se emplea para imprimir la envolvente de las familias de ejes, en caso de que éstas hayan sido definidas. Al oprimir el botón ejes, ECO despliega una ventana donde se seleccionan los niveles y ejes que se desean imprimir, así como los datos a graficar.

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Diseño a flexocompresión Al seleccionar la opción Resultados – Diseño flexocompresión, ECO despliega la ventana de parámetros de diseño de elementos a flexocompresión. Si se modifica algún valor o si los elementos a flexocompresión no han sido diseñados, al oprimir Aceptar ECO entra a realizar el diseño. Posteriormente ECO despliega del lado derecho de la pantalla una ventana con diferentes porcentajes de acero longitudinal y redibuja el edificio, agregando un rectángulo perpendicular a los elementos a flexocompresión. Este rectángulo se dibuja con el color asignado al porcentaje de acero longitudinal. Para nuestro ejemplo, obtenemos la pantalla mostrada.

Al seleccionar S/Av se obtendrá una gráfica con los valores de acero transversal de cálculo en cm/cm2. Estos valores deberán ser modificados por el usuario para obtener los valores reales de acuerdo al reglamento utilizado, principalmente en cuanto a las limitaciones de separación en los extremos.

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Al seleccionar un elemento con el botón secundario del mouse, estando palomeado despliega detalles, ECO despliega una ventana con los valores calculados para el elemento seleccionado. Para nuestro ejemplo, si seleccionamos la columna 4+A/0-1, ECO despliega:

Al oprimir el botón con el símbolo de la impresora, ECO despliega una ventana donde se seleccionan los niveles que se desean imprimir.

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Impresión Al seleccionar la opción Otros – Imprime, ECO despliega una ventana similar a la siguiente: Algunas opciones pueden no aparecer dependiendo del estado en el que está el edificio. Si escogemos Datos/Resultados y hacemos clic en Aceptar, ECO despliega: En esta ventana se escogen los Niveles, Ejes, Estados de carga y/o Combinaciones que queremos imprimir. Al palomear esta información, ECO activa del lado derecho la información que puede ser bajada.

En nuestro ejemplo seleccionamos Niveles – Todos, Ejes – Todos, Combinaciones – Envolventes y escogemos la pestaña Resultados y seleccionamos Elementos mecánicos, quedando la ventana de la siguiente forma: Al seleccionar Elementos mecánicos, se activan los recuadros que nos permiten palomear el tipo de miembro (trabes, columnas, etc), los elementos mecánicos que deseamos obtener (F.Axial, F.Cortante2, etc) y las secciones intermedias en que los deseamos (ejes, paños, 1 peralte, etc). En general, al palomear las diferentes opciones de resultados se activarán los recuadros apropiados que permiten filtrar la información a bajar. Si se palomea el campo Sólo los activos, ECO bajará a impresión, de los elementos seleccionados, únicamente aquellos que estén activos en la gráfica vigente. Si se desean obtener únicamente los resultados de las barras o paneles que tienen asignadas una sección transversal dada, se captura la 50

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identificación de la sección transversal en el campo Secciones. Si son varias secciones transversales, las identificaciones se separan con espacios. Ejemplo: si se captura CT1 CT3 en el campo Secciones, se obtendrán los resultados de a barras cuya sección transversal sea CT1 o CT3 y que se encuentren en los ejes y niveles seleccionados. Este campo se deja en blanco cuando los resultados se obtienen sin importar la identificación de la sección transversal de las barras o paneles. Al hacer clic sobre el símbolo de la impresora, ECO despliega: Si seleccionamos Archivo, ECO solicita el nombre del archivo de texto donde bajará la información. Este archivo podrá ser leído por un programa de hoja electrónica. Si seleccionamos Prevista, podremos consultar en pantalla la información antes de enviarla a impresora. Al oprimir el botón Cambia del recuadro Fuente, ECO permite definir el tipo de fuente que será utilizado al imprimir el cuerpo del reporte. En el campo Fecha, se captura la fecha que será impresa. La fecha se debe capturar en formato AAMMDD (año, mes, día). En el campo Página inicial, se captura el número de página que tendrá la primera hoja que se imprima. En el campo Ref. se puede capturar un texto que sirva como referencia. Este texto aparecerá como encabezado en cada hoja. Si se selecciona el botón Imprime, ECO envía la información directamente a la impresora.

51

ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO

Otros Las opciones del menú Otros nos permiten: • •

• •

52

Realizar el diseño, la revisión u obtener el diagrama de flexión para secciones rectangulares, T o I (opción Ayudas de diseño – Flexión). Realizar el diseño, la revisión u obtener el diagrama 2D o 3D de flexocompresión para secciones rectangulares, circulares o muros con ampliaciones en los extremos (opción Ayudas de diseño – Flexocompresión). Imprimir la vista en pantalla, gráficas de diseño de trabes, plantas de diseño de columnas, datos capturados y/o resultados obtenidos (opción Imprime). Leer un archivo creado usando la utileria CONVECO, que contiene la información de un edificio generado en ECOgc-DOS. (opción Lee archivo .TXE).

ECOgcW

Creación de un edificio por plantas Para comentar la forma en que se genera un edificio a base de plantas, generaremos el edifico que se muestra.

Z

Y X

10 8

11

D 6 C

9

4 7 2

B

5 3

A 1

Al seleccionar la opción Edificio – Nuevo y escoger Definiendo plantas, ECO despliega la siguiente ventana: En el campo Niveles se indica el número de niveles que tendrá el edificio. En el campo Identificación se captura un texto de hasta 80 caracteres que identifica el edificio. Este texto será impreso en la parte inferior de cada hoja. En la zona inferior se capturan la identificación de cada nivel, el nombre de la planta en el nivel y la altura del mismo. Los niveles pueden tener cualquier identificación de 1 a 3 caracteres, excepto ‘0’. El nivel cero sirve para que ECO identifique su zona de desplante. El nombre que se captura en el campo de Planta se emplea para indicar a ECO la igualdad entre plantas al ensamblar e identificar la ventana donde se tienen sus datos para edición. El ejemplo que capturaremos tiene 6 niveles con 3 plantas diferentes, los datos que capturamos son:

53

ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO

Al oprimir Aceptar, ECO crea tres ventanas, cada una con el nombre de la planta correspondiente y activa las opciones del menú Plantas: •

Lee Planta. Se emplea para leer un archivo ASCII que contiene la información geométrica de la planta. Normalmente este archivo fue generado con la opción Plantas – Graba Planta.

•

Graba Planta. Crea un archivo ASCII con la información de la planta.

•

Crea malla. Se emplea para crear mallas con coordenadas cartesianas o polares.

•

Marca columna. Se emplea para indicar la ubicación de las columnas en la planta.

•

Marca pivote. Se emplea para marcar nudos sobre los cuales girará la línea de trabes al desplazar un nudo sobre ella.

•

Ensambla. Al seleccionar esta opción ECO ensambla el edificio utilizando la información capturada para las plantas y las alturas que se definen en la pantalla de datos Generales edificio. Esta opción se activa cuando todas las plantas tienen alguna información capturada.

Adicionalmente a éstas, se utilizan las opciones de Edición – Nudos, Edición – Miembros y Edición – Ejes para definir cada planta. En nuestro ejemplo, generaremos primero la planta PP, esta planta la grabamos y después la leemos en la planta P1, para hacerle modificaciones. La planta P1 la grabamos y la leemos en la planta P2 la cual a su vez modificamos. Para generar la planta PP, seleccionamos la opción Plantas – Crea malla y capturamos la siguiente información:

54

ECOgcW

Al seleccionar Aceptar, ECO crea la malla desplegando: D

Y C

X

B

A 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Al dejar palomeada en la ventana de creación de la malla la opción Genera miembros, ECO crea, además de los nudos y ejes, las trabes sobre los ejes y las columnas en el cruce de ellos. Para eliminar las columnas sobre los ejes 2, 4, 6, 8 y 10, seleccionamos los nudos en estos ejes y escogemos la opción Plantas - Marca Columnas. Una vez hecho esto, nuestra planta será la siguiente: D

Y C

X

B

A 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Al tener nudos seleccionados y escoger la opción Plantas – Marca Columnas, se crean las columnas en los nudos en que no exista columna y se eliminan las columnas en los nudos en que éstas existan. Al definir un edificio a base de plantas, las columnas sólo se pueden ubicar en nudos que cruzan al menos dos ejes. 55

ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO

Para girar el eje 11 y los dos últimos tramos del eje D, marcamos unos pivotes en los nudos D+9 y A+11. Seleccionamos los dos nudos mencionados y escogemos la opción Plantas – Marca Pivote. ECO contesta ubicando una marca sobre estos nudos. Seleccionamos ahora el nudo D+11 y escogemos la opción Edición – Coordenadas, capturando 31.00 16.00 como las nuevas coordenadas del nudo. Al oprimir Aceptar ECO despliega: D

Y C

X

B

A 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Al utilizar pivotes para girar ejes, ECO desplaza únicamente los nudos que son cruce de al menos dos ejes. Para terminar de editar la planta, sólo resta adelantar los nudos de la zona C+5 a A+7 y crear los tableros. Para adelantar los nudos, seleccionamos la zona mencionada y escogemos la opción Edición – Coordenadas.

56

ECOgcW

Al capturar los datos que se muestran, ECO despliega:

D

Y C

X

B

A 1

2

3

4

8 5

6

9

10

11

7

La opción Edición – Coordenadas recibe nuevas coordenadas si está seleccionado un solo nudo o incrementos a las coordenadas si están seleccionados varios. Para crear los tableros, seleccionamos todas las trabes utilizando Selección – Global y palomeando trabes. Posteriormente escogemos la opción Define – Tableros, quedando nuestra planta de la siguiente manera:

D

Y C

X

B

A 1

2

3

4

8 5

6

9

10

11

7

Para verificar los límites de los tableros, podríamos escoger la opción Vista – Preferencias y palomear Tableros y Cortos. 57

ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO

Para grabar la planta PP seleccionamos la opción Plantas – Graba Planta. En la mayoría de los casos resulta mas rápido grabar una planta y posteriormente leerla para editarla y crear las demás plantas. La diferencia entre utilizar Plantas – Graba Planta y Edificio – Graba (o Edificio – Graba Como) es que en la primera se crea un archivo ASCII que incluye únicamente la información de la planta y con la segunda se graba toda la información capturada del edificio hasta el momento en que se solicita la opción. Nos pasamos a la planta P1, seleccionando Ventanas – Planta P1. Leemos la planta PP, utilizando Planta – Lee Planta y eliminamos la zona de los ejes 1, 2, 10 y 11, seleccionando estas zonas y escogiendo la opción Edición – Borra seleccionados, obteniendo:

D

Y C

X

B

A 3

4

8 5

Grabamos esta planta y la leemos en la planta P2. En esta última recorremos el eje 3 un metro hacia la derecha y el eje 9 un metro hacia la izquierda, seleccionando los nudos y escogiendo Edición – Coordenadas. Al final obtenemos:

6

9

7

D

Y

C

X

B

A 3

4

8 5

58

6

7

9

ECOgcW

En este momento tenemos las tres plantas definidas, así que solicitamos la opción Plantas – Ensambla, obteniéndose:

Z

Y X

10 8

11

D 6 C

9

4 7 2

B

5 3

A 1

Una vez que se ensambla el edificio, ECO pierde toda la información de las plantas que lo forman. Conviene grabar el edificio antes de ensamblar por si se desea regresar a realizar ediciones importantes en las plantas. Siempre que se tengan columnas inclinadas, se sugiere revisar la orientación de ejes locales (1,2,3). ECO permite asignar las secciones transversales antes de ensamblar. Una vez ensamblado, para editar y definir la información faltante, se emplean procedimientos iguales a los descritos al crear el edificio partiendo de una retícula regular 3D. Si seleccionamos el eje 3 y el eje 9 y escogemos la opción Vista – Marco, ECO despliega: Al ensamblar, ECO determina la ubicación de las columnas utilizando la identificación de los ejes donde están marcadas, por lo tanto al estar el eje 3 corrido en el nivel 5, las columnas quedan inclinadas.

Z

Y X

D C

9 B

A 3

59

ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO

Comentarios adicionales Nudos duplicados La opción Edición - Elimina nudos duplicados, se emplea para hacer que los nudos que quedaron dentro de la tolerancia que se define con Edificio – Parámetros Globales – Épsilon duplicados, sean integrados en un solo nudo. Esta opción rara vez se emplea, pero puede ser útil cuando se genera una planta utilizando varias veces la opción Plantas – Crea malla.

Inversión de incidencias La opción Edición – Invierte, se emplea para cambiar el orden de los nudos de los miembros o paneles. Al crear los elementos ECO considera orientado el eje 1 del miembro según el orden en que se seleccionen los nudos. En general se recomienda definir los miembros de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Si en algún elemento se capturaron sus incidencias en otro orden se puede usar esta opción para invertirlo.

Asigna/Incrementa nivel Esta opción se emplea para asignar o incrementar el nivel asignado a los nudos que estén seleccionados.

Invalida diseño Una vez que se analizó y diseñó el edificio, ECO no permite la edición a menos que se desbloquee utilizando la opción Edificio – Desbloquea. Si lo único que se desea editar es la información de diseño que recibe en las secciones transversales, se puede emplear la opción Edición – Invalida diseño. La ventaja de usarla es que el edificio no será nuevamente analizado, sino solamente rediseñando. Para volver a realizar el diseño se puede emplear la opción Resultados – Diseña trabes – columnas.

Agrega nivel Al seleccionar esta opción, ECO agrega una copia del último nivel del edificio, incluyendo las cargas que estén aplicadas sobre él, a excepción de las cargas sísmicas.

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ECOgcW

Elimina nivel Al seleccionar esta opción, ECO elimina el último nivel del edificio.

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ANALISIS Y DISEÑO DE EDIFICIOS DE CONCRETO

INTRODUCCIÓN.........................................................................................1 CARACTERÍSTICAS GENERALES ....................................................................1 INSTALACIÓN ...............................................................................................1 ACUERDO DE LICENCIA ................................................................................2 PRECAUCIONES EN SU USO ...........................................................................3 ORIENTACIÓN DE EJES ..................................................................................3 MODO DE EMPLEO ...................................................................................5 VISTAS .........................................................................................................7 Rotar, deformar, desplazar......................................................................7 Siguiente - Anterior .................................................................................7 Desplegado de una zona..........................................................................8 Desplegado de un marco.........................................................................9 Zooms ....................................................................................................10 Copia de gráfica en pantalla.................................................................10 Preferencias ..........................................................................................11 SELECCIÓN .................................................................................................12 Selección global ....................................................................................12 EDICIÓN .....................................................................................................13 Borrado de elementos............................................................................13 Desplaza – rota sistema XYZ.................................................................14 Edición de coordenadas ........................................................................14 Edición de nudos ...................................................................................15 Edición de miembros .............................................................................17 Edición de ejes ......................................................................................18 Edición de ejes ......................................................................................19 Edición de paneles.................................................................................21 Edición de tableros................................................................................22 Edición de secciones transversales .......................................................25 Rotación de secciones transversales .....................................................29 Articulaciones en extremos ...................................................................29 Apoyos ...................................................................................................30 Estados de carga ...................................................................................30 Parámetros sísmicos..............................................................................36 Combinaciones de cargas .....................................................................37 Identificación de ejes.............................................................................39 Orden ejes .............................................................................................40 Familias de ejes.....................................................................................40 ANÁLISIS ....................................................................................................42 RESULTADOS .............................................................................................43 Diagramas.............................................................................................43 62

ECOgcW

Modos de vibración ...............................................................................44 Reacciones.............................................................................................45 Desplazamientos relativos.....................................................................45 Diseño a flexión.....................................................................................46 Diseño a flexocompresión .....................................................................48 Diseño a flexocompresión .....................................................................48 IMPRESIÓN .................................................................................................50 OTROS ........................................................................................................52 CREACIÓN DE UN EDIFICIO POR PLANTAS ...................................................53 COMENTARIOS ADICIONALES .....................................................................60 Nudos duplicados ..................................................................................60 Inversión de incidencias ........................................................................60 Asigna/Incrementa nivel........................................................................60 Invalida diseño ......................................................................................60 Agrega nivel ..........................................................................................60 Elimina nivel .........................................................................................61

Enero 2010 63