Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) Edición especial Abril  
024. ISSN: 2737-6249  
Análisis de uniones viga-columna en hormigón armado a través de Microsoft VBA  
2
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v7i13edespab.0189  
ANÁLISIS DE UNIONES VIGA-COLUMNA EN HORMIGÓN ARMADO A  
TRAVÉS DE MICROSOFT VBA  
ANALYSIS OF BEAM-COLUMN JOINTS IN REINFORCED CONCRETE  
USING MICROSOFT VBA  
1
2
Villavicencio-Cedeño Erik Gabriel ; Orejuela-Mendoza Ivanova Claribel ;  
3
4
Gallegos-Campos Christian Germán ; Regalado-Jalca Julio Johnny  
1
2
3
4
Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Técnica, Universidad Estatal del Sur de  
Manabí. Jipijapa, Ecuador. Correo: erick.villavicencio@unesum.edu.ec.  
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1887-5599  
Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Técnica, Universidad Estatal del Sur de  
Manabí. Jipijapa, Ecuador. Correo: ivanova.orejuela@unesum.edu.ec.  
ORCID ID: https://orcid.org/0009-0004-5266-0120  
Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Técnica, Universidad Estatal del Sur de  
Manabí. Jipijapa, Ecuador. Correo: gallegos.christian@unesum.edu.ec.  
ORCID ID: https://orcid.org/0009-0004-3487-0335  
Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Técnica, Universidad Estatal del Sur de  
Manabí. Jipijapa, Ecuador. Correo: julio.regalado@unesum.edu.ec.  
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1669-8522  
Resumen  
El diseño de uniones viga-columna en concreto armado es fundamental para la estabilidad  
estructural. Tradicionalmente, se realizan análisis manuales o mediante software como ETABS;  
sin embargo, la automatización mediante Microsoft Visual Basic for Applications (VBA) ofrece  
mejoras significativas en precisión y eficiencia. Este estudio explora la integración de VBA para  
optimizar el diseño estructural, comparándolo con métodos tradicionales. Utilizamos un enfoque  
mixto, combinando modelación en ETABS 2018 con una hoja de cálculo en VBA conforme a las  
normas ACI 318-14. Se modeló un edificio resistente a momentos, analizando cargas sísmicas  
y estructurales. Los resultados de ETABS se ajustaron con VBA para alinearlos con las  
condiciones reales de acero comercial, permitiendo la personalización de cálculos y verificación  
de normativas. Los resultados mostraron una alta correlación entre ETABS y VBA, validando la  
fiabilidad y complementariedad de ambos sistemas en la ingeniería estructural. El análisis  
permitió destacar la eficiencia de VBA en automatizar y personalizar el diseño de uniones, lo cual  
es crucial para proyectos en zonas sísmicas. La combinación de ETABS y VBA mejora  
notablemente la precisión y eficiencia del diseño estructural. Se recomienda una mayor  
exploración de estas tecnologías para optimizar el diseño, reducir tiempos de ejecución y mejorar  
la seguridad en ingeniería estructural. Futuros estudios deberían enfocarse en validar la  
economía y eficacia de estas herramientas en la práctica profesional.  
Palabras clave: Automatización, Estructurales, Ingeniería, Sismicidad, Optimización.  
Abstract  
The design of beam-column joints in reinforced concrete is crucial for structural stability.  
Traditionally, analyses are performed manually or through software like ETABS; however,  
automation using Microsoft Visual Basic for Applications (VBA) offers significant improvements in  
precision and efficiency. This study explores the integration of VBA to optimize structural design,  
comparing it with traditional methods. We adopted a mixed approach, combining modeling in  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 16 de enero de 2024.  
Fecha de aceptación: 08 de marzo de 2024.  
Fecha de publicación: 29 de abril de 2024.  
1
15  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
ETABS 2018 with a spreadsheet in VBA according to ACI 318-14 standards. We modeled a  
building designed to withstand moment forces, analyzing seismic and structural loads. Results  
from ETABS were adjusted with VBA to align with the real conditions of commercial steel, allowing  
for customization of calculations and verification of standards. Results and The results  
demonstrated a high correlation between ETABS and VBA, validating the reliability and  
complementarity of both systems in structural engineering. The analysis highlighted the efficiency  
of VBA in automating and customizing the design of joints, which is crucial for projects in seismic  
zones. The combination of ETABS and VBA significantly enhances the precision and efficiency  
of structural design. Further exploration of these technologies is recommended to optimize  
design, reduce execution times, and improve safety in structural engineering. Future studies  
should focus on validating the economy and effectiveness of these tools in professional practice.  
Keywords: Automation, Structural, Engineering, Seismicity, Optimization.  
1
. Introducción  
VBA que mejore la eficiencia y  
precisión del diseño de uniones viga-  
columna en concreto armado,  
abordando la problemática de la falta  
de herramientas optimizadas y  
El diseño estructural de las uniones  
viga-columna en hormigón armado  
es trascendental para la integridad y  
seguridad  
de  
las  
estructuras  
accesibles para ingenieros  
diseñadores.  
y
edilicias. A pesar de los avances en  
herramientas de diseño, la eficiencia  
El diseño y análisis de uniones viga-  
columna en estructuras de concreto  
armado constituyen un componente  
crítico en la ingeniería estructural,  
desempeñando un papel crucial en  
la resistencia y estabilidad de  
y
precisión pueden mejorarse  
significativamente a través de la  
automatización. El uso de Microsoft  
Visual Basic for Applications (VBA)  
representa un enfoque prometedor  
para optimizar este proceso. Sin  
embargo, aún existen brechas en la  
automatización completa y eficiente  
de este tipo de análisis y diseño,  
especialmente en comparación con  
métodos manuales o software más  
sofisticado (Azam et al., 2022;  
Khashi et al., 2018; Sidik Hasibuan et  
al., 2023). Este trabajo de  
edificaciones sujetas  
a
cargas  
dinámicas, como las sísmicas.  
Tradicionalmente, estos análisis se  
realizan a través de métodos  
manuales  
o
con  
software  
especializado, como ETABS. A  
pesar de su eficacia, estos métodos  
presentan oportunidades de mejora  
en términos de precisión  
y
investigación en  
se  
enfoca  
automatización. En este contexto, la  
desarrollar y validar un modelo en  
1
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024. ISSN: 2737-6249  
Análisis de uniones viga-columna en hormigón armado a través de Microsoft VBA  
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integración de Microsoft Visual Basic  
for Applications (VBA) emerge como  
Específicamente, se busca modelar  
un edificio resistente a momentos  
usando el software ETABS 2018,  
diseñar una hoja de cálculo en  
Microsoft VBA que se ajuste a las  
recomendaciones del ACI 318-14, y  
comparar los resultados obtenidos  
con los métodos tradicionales y el  
software ETABS para evaluar la  
eficacia de la solución propuesta.  
una  
alternativa  
prometedora,  
permitiendo la personalización y  
automatización de los cálculos  
estructurales directamente desde  
plataformas como Microsoft Excel,  
facilitando así procesos más  
eficientes y reduciendo la posibilidad  
de error humano (Rajeev et al.,  
2
020).  
La pregunta de investigación que  
guía este estudio es: ¿Cómo  
desarrollar un modelo automatizado  
en Microsoft VBA que mejore la  
eficiencia en el diseño de conexiones  
viga-columna para estructuras de  
hormigón armado, comparado con  
los métodos manuales y otras  
La necesidad de optimizar el diseño  
de estas uniones no solo responde a  
un interés técnico, sino que también  
tiene implicaciones económicas  
significativas, especialmente en  
proyectos de gran escala donde el  
tiempo es un recurso crítico. Sin  
embargo, existen vacíos notorios en  
la investigación actual respecto a la  
integración efectiva de herramientas  
de programación con aplicaciones  
de diseño estructural, lo que genera  
una barrera significativa en la  
adopción de estas tecnologías  
avanzadas en la práctica profesional  
herramientas  
de  
software  
existentes? La respuesta a esta  
pregunta permitirá llenar los vacíos  
identificados y proporcionar una  
herramienta robusta y confiable para  
la ingeniería estructural moderna,  
marcando un avance significativo en  
la eficiencia y precisión del diseño  
estructural (Gao & Lin, 2021). Este  
enfoque no solo pretende mejorar los  
procesos de diseño estructural  
existentes sino también explorar  
(Ling et al., 2021).  
El objetivo principal de este estudio  
es realizar la automatización del  
análisis y diseño de la conexión viga-  
columna en elementos de hormigón  
armado mediante Microsoft VBA.  
nuevas  
posibilidades  
en  
la  
optimización de recursos y tiempo,  
contribuyendo así al desarrollo de  
1
17  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
metodologías más eficientes  
y
investigación se clasifica como  
exploratoria descriptiva.  
económicas  
estructural.  
en  
la  
ingeniería  
y
Exploraremos nuevos métodos de  
aplicación de VBA en la ingeniería  
En este contexto, es claro que la  
automatización del diseño de estas  
uniones no solo optimiza el tiempo  
de diseño, sino que también  
aumenta la precisión de los cálculos,  
reduciendo el riesgo de fallos por  
intervención manual y mejorando la  
seguridad estructural. Además, el  
estructural describiremos  
detalladamente los procesos  
resultados obtenidos. Esta  
y
y
combinación metodológica no solo  
aborda los vacíos identificados en la  
literatura,  
sino  
que  
también  
establece una base sólida para  
futuras investigaciones en la  
optimización del diseño estructural  
uso la  
personalización de las herramientas  
de cálculo, adaptándolas  
de  
VBA  
permite  
mediante  
herramientas  
automatizadas  
específicamente a las necesidades  
del proyecto y a las normativas  
vigentes como la ACI 318-14. Esto  
es particularmente relevante en  
proyectos de gran escala o en  
regiones con requisitos específicos  
de resistencia sísmica o cargas  
ambientales.  
En cuanto  
a
los resultados  
obtenidos, se logra una comprensión  
profunda de la aplicación de  
Microsoft VBA en la ingeniería  
estructural, permitiendo así una  
contextualización exhaustiva del  
estudio.  
Se  
adquiere  
un  
conocimiento detallado sobre las  
propiedades y eficacia de las  
Este estudio adoptará un enfoque  
mixto,  
combinando  
con  
análisis  
herramientas de modelación  
análisis empleadas, destacando  
especialmente la precisión  
y
cuantitativo  
evaluaciones  
cualitativas para explorar las  
capacidades y limitaciones del uso  
de Microsoft VBA en la ingeniería  
estructural. A través de simulaciones  
computacionales, evaluaremos la  
y
adaptabilidad de las hojas de cálculo  
sistematizadas en comparación con  
el software ETABS. La información  
recabada es crucial para demostrar  
la viabilidad de VBA como una  
herramienta potente en el diseño  
precisión, la eficiencia  
y
la  
replicabilidad del modelo propuesto.  
En términos de alcance, la  
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estructural,  
ofreciendo  
insights  
Para la simulación estructural inicial,  
se utilizó ETABS 2018, que facilitó  
datos críticos sobre la respuesta del  
específicos sobre su aplicabilidad en  
normativas como la ACI 352 RS-02.  
Estos resultados son fundamentales  
para enriquecer el cuerpo de  
conocimientos existente sobre la  
optimización de procesos de diseño  
edificio  
bajo  
diversas  
cargas  
se  
simuladas.  
desarrolló  
Paralelamente,  
una  
herramienta  
automatizada en Microsoft VBA  
diseñada específicamente para el  
rediseño de las uniones viga-  
columna. Este desarrollo incorporó  
estructural  
mediante  
la  
automatización y personalización  
avanzada.  
de  
recomendaciones tanto del ACI 318-  
4 como del ACI 352 RS-02,  
manera  
integral  
las  
2
. Materiales y métodos  
1
En este estudio se empleó una  
metodología mixta que combinó el  
permitiendo un análisis estructural  
más detallado y personalizado.  
análisis  
cuantitativo  
cualitativas  
con  
para  
y
Estas  
herramientas  
fueron  
evaluaciones  
fundamentales para abordar los  
desafíos técnicos y ajustar el diseño  
estructural conforme a normativas  
rigurosas, asegurando la integridad y  
explorar  
las  
capacidades  
limitaciones del uso de Microsoft  
VBA en el diseño estructural de  
uniones viga-columna en hormigón  
armado. La fase cuantitativa, que  
predominó en la investigación, se  
centró en la modelación y análisis  
mediante el software ETABS 2018 y  
una hoja de cálculo desarrollada en  
VBA, siguiendo las directrices del  
ACI 318-14. Este enfoque metódico  
permitió evaluar con precisión la  
eficiencia y la replicabilidad de los  
seguridad  
de  
las  
estructuras  
analizadas.  
En cuanto a la metodología de  
análisis, las simulaciones  
computacionales desempeñaron un  
papel crucial al validar la capacidad  
de carga y la respuesta estructural  
de los modelos utilizando ETABS.  
Los  
resultados  
de  
estas  
simulaciones proporcionaron la base  
para la fase de optimización  
automatizada mediante VBA, donde  
los diseños de las uniones viga-  
modelos  
propuestos,  
proporcionando una comparativa  
directa con los métodos tradicionales  
de diseño estructural.  
1
19  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
columna fueron recalculados  
y
incorporando las normativas del ACI  
318-14 para ofrecer un método  
eficiente y replicable. Este desarrollo  
permitió ajustar los parámetros de  
diseño basándose en los datos  
obtenidos de ETABS, optimizando el  
proceso de diseño para cumplir con  
las normas y los resultados de las  
simulaciones estructurales.  
optimizados. Este proceso no solo  
verificó la capacidad y conformidad  
de las uniones con las normas  
establecidas, sino que también  
demostró cómo la integración de  
herramientas avanzadas de software  
puede mejorar significativamente la  
eficiencia y precisión en el diseño  
estructural de hormigón armado.  
3
. Resultados y discusión  
Procedimientos de Investigación  
Para evaluar la eficacia del software  
ETABS 2018 y la herramienta de  
Microsoft VBA en la comparación de  
Para realizar un estudio detallado  
sobre la automatización del diseño  
de conexiones viga-columna en  
resultados  
estructurales, se  
un procedimiento  
hormigón  
armado  
mediante  
implementó  
Microsoft VBA, se inició con la  
modelación de un edificio de cuatro  
niveles resistente a momentos,  
utilizando el software ETABS 2018  
detallado que comenzó con la  
modelación y diseño de la estructura  
en ETABS. Esta etapa incluyó un  
análisis dinámico y estático de los  
para  
simular  
respuestas  
elementos  
estructurales,  
en  
estructurales bajo cargas sísmicas.  
Durante esta fase, se definieron los  
particular de uno de los nudos  
críticos en la edificación. Se  
siguieron pasos específicos en  
ETABS bajo la secuencia de "Design  
materiales,  
las  
secciones  
estructurales y las condiciones de  
carga según el ACI 318-14, lo que  
facilitó la recopilación de datos  
iniciales esenciales para las fases  
→
Concrete Frame Design →  
Display Design Info → Design Output  
Beam/Column Capacity Ratios"  
para extraer la relación de capacidad  
/5 viga-columna, visualizada en las  
→
subsecuentes  
de  
diseño  
y
comparación. De igual manera, se  
desarrolló una hoja de cálculo en  
VBA, específicamente programada  
para automatizar el rediseño y  
análisis de estas conexiones,  
6
ilustraciones pertinentes.  
Posteriormente, se seleccionó una  
columna específica en el primer piso  
1
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en el eje E-5 para un análisis más  
detallado, donde se obtuvo una  
ventana con combinaciones de  
cargas que reflejaron datos cruciales  
como momentos, cortantes y las  
cantidades de acero en las vigas y  
columnas. Esta información fue  
crucial para verificar la formación de  
la rótula plástica en el nudo  
estándar de ETABS. Se abordaron  
aspectos específicos como los  
cortantes último teórico, la  
y
dirección de los sismos y sus efectos  
en las fuerzas de tracción y  
compresión, así como el chequeo del  
confinamiento del nudo. Esto ofrece  
una perspectiva integral sobre la  
capacidad de las herramientas para  
seleccionado.  
Los  
resultados  
adaptarse  
y
responder  
a
las  
obtenidos de ETABS se compararon  
con aquellos generados por la hoja  
de cálculo en VBA, donde se  
realizaron ajustes y optimizaciones  
basadas en la realidad comercial y  
estructural del acero.  
exigencias estructurales según las  
normativas vigentes.  
Análisis de la Estructura  
El análisis estructural realizado con  
ETABS 2018 incluyó la modelación  
de un edificio de mediana altura  
ubicado en la provincia de  
Esmeraldas, considerando su alta  
sismicidad. Se evaluaron las  
Este análisis no solo permitió  
comparar la eficiencia de ambos  
sistemas en la modelación  
y
simulación estructural, sino también  
destacar la precisión en la  
automatización de cálculos mediante  
VBA en contraste con los resultados  
características arquitectónicas  
estructurales, incluyendo losas de  
entrepiso cubierta, la  
configuración de vigas y columnas.  
y
y
y
Figura 1. Vista tridimensional de la edificación  
1
21  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
Figura 2. Vista en planta del edificio de análisis  
Figura 3. Vista en Elevación del edificio de análisis  
esenciales  
para  
asegurar  
detallan  
la  
A
Además, en la modelación del  
edificio usando el software ETABS  
regularidad  
continuación,  
estructural.  
se  
los  
2
018, se obtuvieron datos cruciales  
resultados y análisis importantes:  
que facilitan la verificación de alabeo  
y esbeltez según la NEC_SE_DS.  
Los resultados obtenidos fueron  
1
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Análisis de uniones viga-columna en hormigón armado a través de Microsoft VBA  
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퐿푛(ꢌꢁꢁ+ꢁ.ꢁ7ꢍꢎ퐹ꢏ)  
=
1
. Alabeo y Esbeltez:  
tentativo. ꢉꢂꢊꢋ  
3
6ꢁꢁꢁ+9ꢁꢁꢁꢐ  
•
Alabeo: Se calculó usando la  
ꢉꢂꢊꢋ = 12푐ꢑ (ꢒꢆ푧ꢇ 푀ꢇ푐푖푧ꢇ)  
• Losa aligerada: Se calculó el  
espesor basado en la longitud  
menor del claro, dando como  
resultado un espesor de losa  
aligerada de 25 cm.  
퐵
fórmula ≤ 2.5, donde B y A son  
퐴
la base y el área de la estructura  
퐵
respectivamente. Con 퐴 = 1.00,  
se determinó que la edificación  
no presenta efecto de alabeo.  
퐿푚푒푛표푟  
ꢀꢁꢁꢓꢂ  
=
ꢎꢍ  
•
Esbeltez: Utilizando la fórmula  
ꢉ =  
ꢉ =  
ꢎꢍ  
퐻
≤
2.5con H como la altura, se  
2ꢔ.81푐ꢑ ≈ 25푐ꢑ  
퐴
퐻
verificó que = 0.48, confirmado  
퐴
4
. Pre-dimensionamiento de  
Viga y Columna:  
que la estructura no es esbelta.  
•
Viga: Para el prediseño de  
vigas, se consideró la base  
mínima de 20 cm, prestando  
atención a la geometría de la  
viga, según lo estipula el  
reglamento ACI 318-14 en su  
capítulo 9.  
2
. Pre-dimensionamiento de  
Losa:  
•
Se siguió la normativa ACI 318-  
1
4 para determinar si la losa  
era  
unidireccional  
o
bidireccional.  
Con  
훽 =  
퐿푚푎푦표푟  
ꢀ.ꢁꢁꢂ  
= 1.00,  
훽 =  
se  
퐿푚푒푛표푟  
ꢀ.ꢁꢁꢂ  
Altura de viga (Hv):  
confirmó que la losa es  
bidireccional. Condición de  
ꢕ푚푎푦표푟  
ꢉ =  
푣
ecuación determina la  
ꢍꢁ  
diseño:  
푆푖  
훽
≥
2
=
altura de la viga en función de la  
longitud mayor de la viga, dividida  
por 10.  
푈ꢃ푖푑푖ꢄꢅ푐푐푖ꢆꢃꢇ푙; 푆푖 훽 ≤ 2 =  
ꢈ푖푑푖ꢄꢅ푐푐푖ꢆꢃꢇ푙  
Criterio de viga (Hv1):  
3
. Cálculos de Espesor de  
losa:  
Aquí, ꢉꢖ1es una altura alternativa de  
la viga basada en la longitud 푙, y se  
•
Losa maciza: Siguiendo la  
ecuación del ACI 318-14, se  
estableció un espesor mínimo  
proporcionan  
calcularla: dividiendo 푙 por 10 y por  
2. El ejemplo muestra:  
dos  
formas  
de  
1
1
23  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
푙
푙
Para una columna de 40X50 cm:  
ꢉ =  
푣ꢍ  
=
10  
12  
푏∗ℎꢙ  
=
ꢍꢎ  
퐼푥푥  
5
00푐ꢑ  
40 ∗ 503  
퐼 =  
ꢉ =  
푣ꢍ  
= 50푐ꢑ  
10  
푥푥  
12  
ꢛ
Base de viga (Bw):  
= 41ꢚꢚꢚꢚ.ꢚꢘ 푐ꢑ ∗ 20%  
=
500000푐ꢑꢛ  
Aquí, ꢈ푤 es la base de la viga,  
calculada tomando la altura de la  
viga ꢉꢖ1 y dividiéndola por 1.40. En  
el ejemplo proporcionado se calcula:  
ꢝ
ꢜ = √퐼 ∗ 12  
ꢝ
ꢜ = √500000 ∗ 12  
=
4ꢞ.4ꢞ푐ꢑꢛ  
ꢉ푣ꢍ  
50푐ꢑ  
ꢈ =  
ꢗ
1.40  
ꢈ =  
ꢗ
≈ 50푐ꢑ  
1.40  
Las dimensiones de la columna  
serán de 50X50 cm.  
ꢈ = ꢔ5.ꢘ1푐ꢑ ≈ 40푐ꢑ  
ꢗ
Para la modelación en el software  
ETABS 2018 se utilizó vigas de  
Modelación y Análisis de Cargas  
Se modeló el edificio para evaluar su  
4
0X50 cm en toda la estructura.  
comportamiento  
gravitacionales  
ante  
cargas  
•
Columna: Se incrementó la sección  
de las columnas en un 20% para  
cumplir con la norma de columna  
fuerte-viga débil.  
y
sísmicas. Se  
determinaron las cargas muertas y  
vivas aplicables a cada nivel, y se  
realizó un análisis de la carga  
sísmica estática y dinámica.  
Tabla 1. Parámetro de sobrecarga permanente, que incluye pesos de diferentes materiales y  
componentes de la edificación  
Nota. La Tabla proporcionada presenta parámetros para la sobrecarga de un edificio,  
considerando que no se cuenta con planos arquitectónicos para un análisis detallado.  
1
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2
Tabla 2. Parámetros para espectro sísmico según NEC-15  
Parámetro  
Valor  
Costa  
VI  
Región  
Zona Sísmica  
Tipo de suelo  
D
Factor de zona Z  
Factor de sitio Fa  
Factor de sitio Fd  
Factor de importancia I  
Factor de sitio Fs  
Coeficiente de ductilidad R  
Irreg. en elevación ØE  
Irreg. en planta ØP  
Altura edificio h  
0.50  
1.12  
1.11  
1.4  
1.00  
8.00  
1.00  
1.00  
12.00 m  
0.055  
1.00  
Coeficiente Ct  
Coef. de suelo r  
Ampl. Espectral n  
Periodo inferior To  
Periodo estructura T  
Periodo superior Tc  
Acel. Espectral Sa  
Coef sísmico C  
2.48  
0.139 seg.  
0.51 seg.  
0.76 seg.  
1.389 (g)  
0.174  
0.125  
Coeficiente f  
Nota. La tabla proporcionada presenta los parámetros necesarios para generar los espectros  
elástico e inelástico de un edificio, de acuerdo con la Norma Ecuatoriana de la Construcción  
NEC-15. Estos espectros se utilizan para determinar las cargas sísmicas dinámicas que actuarán  
sobre la estructura.  
Tabla 3. Valores de espectro elástico e inelástico según NEC-15  
ESPECTRO ESPECTRO  
T (S)  
ELASTICO INELASTICO  
0
0.5600  
1.1571  
1.3888  
1.3888  
1.3888  
1.3888  
1.3888  
1.3888  
1.3888  
1.3888  
1.3247  
1.1775  
1.0598  
0.9634  
0.8832  
0.8152  
0.7570  
0.7065  
0.6624  
0.6234  
0.5888  
0.0700  
0.1446  
0.1736  
0.1736  
0.1736  
0.1736  
0.1736  
0.1736  
0.1736  
0.1736  
0.1656  
0.1472  
0.1325  
0.1204  
0.1104  
0.1019  
0.0946  
0.0883  
0.0828  
0.0779  
0.0736  
0
.10  
0
.1388  
0.20  
0.30  
0.40  
0.50  
0.60  
0.70  
0
.76  
0
.80  
.90  
.00  
.10  
.20  
.30  
.40  
.50  
.60  
.70  
.80  
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
25  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
1.90  
0.5578  
0.0697  
Nota. La tabla proporcionada muestra los valores del espectro elástico e inelástico para  
diferentes valores de periodo (T) en segundos. Estos valores se utilizan para determinar las  
cargas sísmicas que actuarán sobre una estructura en función de su periodo natural de vibración.  
Figura 4. Espectro elástico e inelástico para suelo tipo D  
.
Nota. La figura proporcionada muestra el espectro elástico e inelástico para un suelo tipo D, de  
acuerdo con los valores calculados en la tabla 3. El eje horizontal representa el periodo de  
vibración (T) en segundos y el eje vertical representa la aceleración espectral (Sa) en g.  
Asignación de cargas  
coeficiente sísmico y el valor de K.  
Los espectros de aceleraciones se  
ingresaron en el software bajo "Load  
Patterns" para generar los datos  
correspondientes que se muestran  
en la imagen.  
Para definir las cargas estáticas en la  
edificación, se consideraron el peso  
propio, sobrecargas, carga viva, y  
carga sísmica, basada en el  
Figura 5. Patrones de carga estática  
.
Cargas estáticas gravitacionales  
En el análisis estructural, según la  
NEC-15, las cargas gravitacionales  
son asignadas uniformemente en  
(Cargas actuantes)  
1
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cada nivel de la estructura,  
vivas de entrepiso (200 Ton/cm²) y  
techo (0.100 Ton/cm²). La  
afectando  
diversos  
elementos  
se  
estructurales.  
Además,  
asignación se realizó mediante el  
comando "Assign" en el software,  
aplicando cargas uniformes a las  
losas de cada nivel (Cabeza, 2021).  
especificaron cargas muertas de  
entrepiso (0.365 Ton/cm²) y techo  
(0.115 Ton/cm²), junto con cargas  
Figura 6. Carga muerta de entrepiso y asignación de carga viva en losas de entrepiso  
.
En la aplicación de la carga viva se  
efectúo siguiendo el mismo  
Para determinar el cortante basal, se  
introducen los datos en la sección de  
patrones de carga estática del  
software. Se ingresa a través de la  
opción Define, seguido de Load  
Patterns, y como muestra la figura 8  
se elige la carga sísmica para las  
direcciones X e Y, y se ajustan las  
cargas laterales para fijar el valor del  
coeficiente sísmico (Cabeza, 2021).  
procedimiento que el anterior,  
aplicando una carga viva de 0.200  
kg/cm² en las losas de los entrepisos  
y de 0.100 kg/cm² en las losas de  
techo (Cabeza, 2021).  
Carga sísmica estática  
Figura 7. Modificación de cortante basal y carga sísmica en X y Y  
1
27  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
Resultados  
Estructural  
del  
Análisis  
incluyendo vigas  
y
columnas.  
Asimismo, se evaluó la capacidad de  
las uniones viga-columna y se  
verificaron las proporciones de  
resistencia según los criterios de  
diseño (Cabeza, 2021).  
El análisis estructural se proporcionó  
detalles sobre las fuerzas internas,  
momentos y esfuerzos en los  
componentes  
estructurales,  
Figura 8. Detalles de acero en vigas y columnas, y relación 6/5 de la capacidad viga-columna  
Figura 9. Información de diseño de columnas y detalles de diseño a corte de la conexión  
Nota. Las imágenes muestran el diseño de columnas y detalles de diseño a corte de la conexión.  
Obtenido de (Cabeza, 2021).  
Asimismo, los resultados obtenidos  
del diseño de una hoja de cálculo  
con la aplicación Microsoft VBA para  
la conexión viga-columna en  
elementos de hormigón armado,  
basados en las recomendaciones  
que establecen las normas ACI 318-  
14. A continuación, se presentan los  
aspectos más relevantes de estos  
resultados:  
Cálculos Preliminares  
Se cálculos  
realizaron  
los  
preliminares para establecer las  
1
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bases del diseño de la conexión  
viga-columna. Se consideraron las  
dimensiones y el área de acero  
requerida para las vigas que forman  
parte de la conexión, basándose en  
los resultados obtenidos del software  
de análisis estructural ETABS 2018.  
Figura 10. Área de estudio (Análisis de Conexión Interior)  
Se seleccionó un nudo interior para  
el análisis detallado, considerando  
las secciones tributarias que llegan a  
la conexión y las dimensiones de las  
vigas involucradas.  
Figura 11. Secciones Tributarias que llegan a la conexión (X Y Z)  
Diseño y Verificación de la Unión  
Viga-Columna  
software ETABS 2018  
y
se  
evaluaron las dimensiones de las  
vigas, el área de acero requerida,  
verificando las proporciones de  
resistencia según los criterios de  
diseño.  
Se diseñó y verificó la unión viga-  
columna utilizando la hoja de cálculo  
en VBA, comparando los resultados  
con los obtenidos a través del  
1
29  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
Tabla 4. Resultados de análisis de la conexión interior, que incluye momentos probables y  
cortantes últimos en la columna y en el nudo  
Área de  
Separación de Extensión del  
eje a eje (cm) refuerzo (cm)  
Elemento ceniza  
cm²)  
Ldh  
Observaciones  
(
Confinado, se puede utilizar  
Nudo  
1.58  
12  
X
X
50% de Ash  
100% Ash a utilizar por  
Columna  
Viga  
3.17  
1.58  
12  
11  
50  
X
X
seguridad. Confinado, se  
puede utilizar 50% Ash  
100  
Desarrollo de la Aplicación en  
Microsoft VBA  
La aplicación permite ingresar datos  
específicos de la conexión y realiza  
los automáticamente,  
basándose en las normativas del ACI  
18-14.  
cálculos  
Se desarrolló una aplicación en  
Microsoft VBA para automatizar el  
diseño de la conexión viga-columna.  
3
Figura 12. Pantalla de Inicio y Ventanas de la Aplicación  
Nota. La imagen muestra la interfaz de la aplicación, incluyendo la pantalla de inicio y las  
ventanas para la entrada de datos de la columna, datos de refuerzo, y otros parámetros  
relevantes para el diseño.  
Este estudio destaca la eficacia de  
combinar ETABS 2018 y Microsoft  
VBA para superar los desafíos  
estructurales en zonas sísmicas  
como Esmeraldas, asegurando el  
cumplimiento de las normativas  
vigentes en cuanto a resistencia y  
estabilidad. Se empleó ETABS para  
el análisis estructural de un edificio  
de hormigón armado, realizando  
cálculos iniciales que fueron  
posteriormente ajustados usando  
una hoja de cálculo en VBA para  
refinar las especificaciones del acero  
a condiciones reales. Este proceso  
no solo corrigió discrepancias entre  
los valores teóricos y comerciales de  
los materiales, sino que también  
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mejoró  
la  
precisión  
en  
la  
continuación  
subrayan  
la  
automatización de conexiones viga-  
columna. Además, la alineación casi  
exacta entre los valores calculados y  
los ajustados, con un margen de  
error del 5%, valida la utilidad de  
VBA en la optimización de los  
importancia de integrar tecnologías  
avanzadas para aumentar la  
precisión y eficiencia en la ingeniería  
estructural, ofreciendo un modelo  
replicable  
para  
futuras  
construcciones en regiones de alta  
sismicidad.  
diseños estructurales. Estos  
resultados que se muestra  
a
Tabla 5. Momentos probables para el nudo de análisis  
Momentos Máximos Probables  
ETABS 18 Automatización  
Capacity + Vem Beam 1  
Resultados (Ton-m)  
ETABS 18  
Automatización  
13.9985  
Mpr  
Mpr  
Mpr  
Mpr  
Mpr  
Mpr  
Mpr  
Mpr  
2
1
2
1
2
1
2
1
13.9985  
27.4021  
13.9985  
27.4021  
13.9985  
27.4021  
13.9985  
27.4021  
Capacity - Vem Beam 1  
Capacity + Vem Beam 2  
Capacity - Vem Beam 2  
Capacity + Vem Beam 3  
Capacity - Vem Beam 3  
Capacity + Vem Beam 4  
Capacity - Vem Beam 4  
27.4021  
13.9985  
27.4021  
13.9985  
27.4021  
13.9985  
27.4021  
El cortante en las columnas se  
calculó sumando los momentos  
máximos probables en el nudo y  
dividiendo el resultado por la longitud  
libre de la columna, en este caso 3  
metros. Los valores calculados en  
Etabs coinciden estrechamente con  
los del software usado en este  
proyecto.  
Tabla 6. Cortante últimos de la columna  
Cortante de Columnas  
ETABS 18  
Resultados (Ton)  
ETABS 18 Automatización  
Automatización  
Vu Top (Minor, clockwise)  
Vu Top (Minor, counterclockwise)  
Vu Top (Major, clockwise)  
Vu Top (Major, Counterclockwise)  
V
V
V
V
col  
col  
col  
col  
13.8002  
13.8002  
13.8002  
13.8002  
13.80  
13.80  
13.80  
13.80  
Al igual que en las tablas  
coincide con el calculado en Etabs,  
que muestra el mayor cortante último  
presentadas  
anteriormente  
los  
resultados del cortante último en el  
nudo de la conexión automatizada  
en  
cada  
dirección  
sísmica,  
descartando la dirección con menor  
1
31  
Villavicencio-Cedeño et al. (2024)  
valor. La siguiente tabla muestra un  
valor de cortante último para cada  
orientación del sismo.  
Tabla 7. Cortante último en el nudo del eje E-5  
Resultados (Ton)  
Cortante ultimo del nudo  
ETABS 18  
Automatización  
ETABS 18  
Automatización  
84.50  
Shear VuTot (Major shear V2)  
Shear VuTot (Minor shear V3)  
Vu  
84.5008  
84.5008  
V
u
84.50  
El ancho efectivo del nudo se calculó  
para las direcciones X y Y de las  
vigas en el nudo, utilizando la  
relación entre la suma de las bases  
de la viga y la columna dividida por  
dos o la base de la columna,  
conforme a CI 352 RS-02.  
Tabla 8. Ancho efectivo del nudo analizado  
Ancho efectivo del nudo  
ETABS 18  
Resultados (cm)  
ETABS 18 Automatización  
Automatización  
Joint Width (Major)  
bj  
5
4
0
5
Joint Width (Minor)  
bj  
5
4
0
5
Y, por último, el cortante teórico del  
nudo se determina por la anchura  
efectiva del nudo y el factor (γ  
gamma = 5.3) para nudos interiores,  
según ACI 352RS-02. Este valor  
resulta más alto en Etabs y menor en  
el software de automatización  
propuesto, con diseño uniforme de  
vigas  
y
columnas, impactando  
ambos cortantes teóricos del nudo.  
Tabla 9. Cortante teórico del nudo  
Cortante teórico del nudo  
Resultados (cm)  
ETABS 18  
Automatización  
ETABS 18  
188.5676  
188.5676  
Automatización  
169.61  
ØVc (Major shear V2)  
ØVc (Minor shear V3)  
ØVc  
ØVc  
169.61  
4
. Conclusiones  
software ETABS 2018  
y
la  
herramienta de Microsoft VBA  
demuestran la efectividad de ambos  
El presente estudio ha aportado  
perspectivas significativas del  
análisis comparativo entre el  
en la modelación diseño  
y
estructural. El uso de ETABS  
1
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permitió un análisis dinámico y  
estático detallado de los elementos  
estructurales, especialmente en la  
verificación de la capacidad de la  
unión viga-columna según las  
normativas vigentes. La integración  
de Microsoft VBA proporcionó una  
herramienta de optimización que  
ajustó los resultados del acero a  
Estos resultados subrayan la  
superioridad de combinar software  
avanzado herramientas de  
programación personalizadas sobre  
los métodos convencionales,  
y
ofreciendo soluciones más efectivas  
y adaptadas a los retos de la  
ingeniería moderna. A modo de  
recomendación, se sugiere explorar  
más a fondo la aplicación de estas  
tecnologías para optimizar los  
resultados de diseño, acelerar los  
tiempos de ejecución y aumentar la  
seguridad estructural, especialmente  
en zonas de alta sismicidad.  
Además, se insta a la realización de  
estudios adicionales para evaluar la  
efectividad y la economía de estas  
tecnologías en proyectos de gran  
condiciones y  
estructurales reales, mostrando  
precisión en los cálculos  
estructurales críticos.  
comerciales  
El estudio resalta la eficacia de las  
herramientas automatizadas en la  
mejora de la eficiencia y precisión del  
diseño estructural. Los datos  
analizados  
muestran  
una  
correspondencia significativa entre  
los valores calculados por ETABS y  
los ajustados mediante VBA, lo cual  
no solo confirma la fiabilidad de  
ambos sistemas, sino que también  
escala,  
asegurando  
eficiente  
su  
y
implementación  
contribuyendo al progreso de  
prácticas de ingeniería sostenibles y  
seguras.  
subraya  
su  
capacidad  
para  
complementarse mutuamente en  
entornos profesionales de ingeniería  
estructural. Esta sinergia es crucial  
para optimizar los procesos de  
diseño y asegurar la integridad  
estructural en proyectos complejos,  
evidenciando así la importancia de  
integrar tecnologías avanzadas en la  
práctica de la ingeniería estructural.  
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