DISEÑO DEL ACERO PRINCIPAL Y DE REPARTICIÓN
CRITERIOS, MATERIALES, CALCULOS Y DISEÑOS DISPOSICION DEL ACERO
“CONOCEREMOS LOS TIPOS DE LOSAS”
DESCUBRE LOS TIPOS DE CARGAS EXISTEN NORMAS para la construcción de LOSAS
Evanjupsys Farías
LOSAS MACIZAS
MATURIN, AGOSTO
2017
LOSAS MACIZAS
No se trata nada más de resguardarse, se trata de manifestar la civilización a través de sorprendentes y prácticas construcciones.
Realizado Por: EVANJUPSYS FARIAS Para la materia CONCRETO I impartida por la Ingeniero Civil KENIA PHILLIPS, Politécnico Santiago Mariño, Extensión Maturín Edo Monagas.
LOSAS proviene del celtolatino “lausia”, que quiere decir “losa” de origen hispánico. se entiende por losa una piedra plana o llana, de poco grosor pero de gran dimensión, generalmente labrada, cuya función es tapar o cerrar algo en particular, es decir que puede ser utilizada con el fin de pavimentar suelos y revestir paredes. Por consiguiente también podemos conseguir la losa de cimentación, que es una superficie generalmente utilizada en el área de ingeniería civil, de hormigón utilizada con el propósito de sostener una edificación.
Este tipo de cimentación superficial tiene un excelente comportamiento en aquellos terrenos que son poco homogéneos, que cabe destacar, con otro tipo de cimentación podrían ocurrir asentamientos diferenciales. Existen diferentes tipos de losas, que entre las más simples son las losas de espesor constante; además están las losas nervadas que son de mayor grosor, de acuerdo a la dirección de los muros o filas de los pilares. Entonces se puede decir que este tipo de placa a base de hormigón son apoyadas sobre un determinado terreno, para ayudar a distribuir el peso y las cargas que se puedan generar en el edificio sobre la superficie de apoyo.
TIPOS DE LOSAS Losa aligerada: Son losas que no tienen el peso que una de características convencionales, en las que se necesitan además del uso de más material, mucha mano de obra pesada, y muchos materiales en los que se involucran, hierros, vigas, viguetas, zapatas, columnas, para el sostén con lo cual, la construcción de muchos pisos, significa más gastos, más personal, más tiempo, y más riesgos. Con el fin de reducir la carga muerta de la construcción con losas macizas, se forman vacíos en un patrón rectilíneo mediante elementos de aligeramiento construidos en metal o en fibra de vidrio. Se obtiene así una construcción nervada en dos direcciones.
Losacero: Sistema de entrepiso metálico que utiliza un perfil laminado diseñado para anclar perfectamente con el concreto y formar la losa de azotea o entrepiso. Características: Es un sistema de entrepiso metálico que utiliza un perfil laminado diseñado para anclar perfectamente con el concreto y formar la losa de azotea o entrepiso Actúa como acero de refuerzo positivo y cimbra Se puede aplicar con vigas trabajando como sección compuesta. Elementos que la forman: Viga de acero Conectores de cortante La Losacero se conecta a la viga de acero por medio de conectores soldados al patín superior de la viga aprovechando al conector como elemento de fijación para la Losacero y como conector de cortante para la acción compuesta de la viga. • Losa de concreto
TIPOS DE LOSAS Losas Nervada: son un tipo de Cimentaciones por Losa que, como su nombre lo indica, están compuestas por vigas a modo de nervios que trabajan en colaboración ofreciendo gran rigidez y enlazan los pies de los pilares del edificio. Características Las losas nervadas están constituías por vigas longitudinales y transversales a modo de nervios, de gran rigidez, que enlazan los pies de los pilares. Estas losas se construyen para estructuras de cargas desequilibradas. Las vigas de unión de los pilares se calculan como zapatas continuas bidireccionales. Por lo general, el espesor mínimo de la losa es de 20 cm. Estas losas nervadas definen los arranques de los pilares en los encuentros de las vigas bidireccionales.
Viguetas y Bovedillas: El sistema de vigueta y bovedilla está constituido por los elementos portantes que son las viguetas de concreto presforzado y las bovedillas como elementos aligerantes. Las viguetas se producen en diferentes tamaños (sección geométrica) y diferentes armados, así mismo las bovedillas tienen diferentes secciones tanto en longitud, ancho y peralte, de tal forma que se tiene una gran variedad de combinaciones que pueden satisfacer cualquier necesidad. Podemos asegurar que hasta 6.00 mts. De claro es el sistema más económico de losas. Las bovedillas se producen usando máquinas vibro compresoras en donde se intercambian los moldes para los diferentes tipos de secciones, usando por lo general materiales ligeros. Con el empleo de este sistema, se logra una gran economía, debido a la eliminación de cimbra, rapidez de colocación, reducción de tiempos muertos, costos financieros y de supervisión. Un sistema versátil, aislante térmico y acústico. Las viguetas pretensadas auto resistentes con perfil de doble “T” que permiten la entrada de la bovedilla y penetración del concreto de la capa de compresión de 3 cm. de espesor que le da perfecto monolitismo evitando fisuras.
TIPOS DE LOSAS Losas macizas: Son elementos estructurales de concreto armado, de sección transversal rectangular llena, de poco espesor y abarcan una superficie considerable del piso. Sirven para conformar pisos y techos en un edificio y se apoyan en las vigas o pantallas. Pueden tener uno o varios tramos continuos. Tienen la desventaja de ser pesadas y transmiten fácilmente las vibraciones, el ruido y el calor; pero son más fáciles de construir; basta fabricar un encofrado de madera, de superficie plana, distribuir el acero de refuerzo uniformemente en todo el ancho de la losa y vaciar el concreto. Las luces de cada tramo se miden perpendicularmente a los apoyos; cuando éstos no sean paralelos, la luz del tramo será variable y se considerará en la dirección que predomina en la placa. Según sea la forma de apoyo, las losas macizas pueden ser: Armadas en un sentido, si la losa se apoya en dos lados opuestos. En este caso el acero principal se colocará perpendicularmente a la dirección de los apoyos. Armada en dos sentidos, si se apoya en los cuatro lados. En este caso se colocarán barras principales en los dos sentidos ortogonales.
Losas macizas Placa de concreto armado que cubre claros máximos recomendables de 5.00 m. El peralte máximo será de 12 cm, esta losa podría cubrir claros mayores, lo cual incrementaría su peralte, aumentado a su vez el peso por metro cuadrado, en cuyo caso lo más recomendable seria dividir el tablero con una trabe secundaria o utilizar otro sistema de losa. El armado mínimo será a base de varilla de 3/8” de diámetro o la resultante del cálculo, igualmente la distancia o separación entre ellas será basado en el producto de este. El acero resistirá los esfuerzos de tensión. El concreto es utilizado de acuerdo a su resistencia a la compresión (la cual depende de la proporción entre sus componentes).Entre más importante es la función de un elemento dentro de la estructura, el concreto para construirlo se requiere de una mayor resistencia.
Losas macizas Las losas se pueden apoyar sólo en dos lados opuestos, caso en que la acción estructural de la losa es fundamentalmente en una dirección, puesto que transmite las cargas en la dirección perpendicular a la de las vigas de apoyo. También es posible que haya vigas en los cuatro lados, de modo que se obtiene una acción de losa en dos direcciones. Asimismo pueden suministrarse vigas intermedias. Si la relación entre la longitud y el ancho de un panel de losa es mayor que un valor alrededor de dos, la mayor parte de la carga se transmite en la dirección corta hacia las vigas de apoyo y se obtiene, en efecto, acción en una dirección, aunque se proporcionen apoyos en todos los lados.
Con el fin de reducir la carga muerta de la construcción con losas macizas, se forman vacíos en un patrón rectilíneo mediante elementos de aligeramiento construidos en metal o en fibra de vidrio. Se obtiene así una construcción nervada en dos direcciones. Por lo general, los aligeramientos se omiten cerca de las columnas de manera que se forme una losa maciza para resistir mejor los momentos y cortantes en estas áreas. Además de los tipos de construcción apoyados en columnas que se muestran, muchas losas están apoyadas continuamente sobre el terreno, como en el caso de carreteras, pistas de aeropuerto y pisos de bodega. En tales casos, se proporciona por lo general una capa de piedra triturada o de grava bien compactada para asegurar un apoyo uniforme y permitir un drenaje adecuado del subsuelo.
TIPOS DE CARGAS Las cargas es el peso que recibe la estructura, la fuerza ejercida por la losa y agentes exteriores como lo son muebles, personas, hasta efectos del viento, o accidentes naturales. estas también son llamadas fuerzas externas. las cargas se dividen en tres tipos: Cargas muertas. Cargas vivas. Cargas accidentales( de vientos o sísmicas). CARGAS VIVAS Son aquellas debidas al uso u ocupación de la construcción y que la identifican. Incluyen personas, objetos móviles o divisiones que puedan cambiar de sitio. Actúan durante periodos cortos de la vida de la estructura. También incluyen el impacto. Su símbolo corresponde a la inicial de live (vivo). También se denominan cagas de "ocupación".
CARGAS MUERTAS Las cargas muertas, incluye todas las cargas de elementos permanentes de la construcción incluyendo su estructura, los muros pisos, cubiertas, cielo rasos, escaleras, equipos fijos y todas aquellas cargas que no son causadas por la ocupación y uso dela edificación, las fuerzas netas del pre-esfuerzo deben incluirse dentro de las cargas muertas. CARGAS ACCIDENTALES Las cargas accidentales, es aquella que sucede eventualmente en la vida de una estructura, no es constante y puede alcanzar grandes magnitudes. Ésta no se debe al funcionamiento normal del inmueble y se presenta solo durante lapsos breves. Una carga accidental puede ser la ocasionada por sismo, viento, explosiones, incendios y otros fenómenos extraordinarios que pueden presentarse.
CLASIFICACION DE LAS CARGAS Según el tiempo de aplicación: Permanentes: Son las que duran para toda la vida útil de la estructura, esta comprendida por el peso propio y en todas las partes rígidas de la construcción. Accidentales: Son aquellas cuya magnitud y/o posición puede variar a lo largo de la vida útil de la estructura, : Viento, Personas, Nieve, Muebles, Terremotos. Estáticas: Son las que no cambian nunca su estado de reposo o lo hacen lentamente den el tiempo: Cerramientos, Personas de oficina y viviendas.
Dinámicas: Son las que varían rápidamente en el tiempo, son las que durante el tiempo actúan en estado de movimiento (Inercial). Móviles: Son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es perpendicular con la dirección en que se produce la carga, desplazamiento de un vehículo, desplazamiento de una grúa, un tren. De impacto: Son aquellas en las cuales la dirección del movimiento coincide con la dirección en que se produce la carga.
Según su ubicación en el espacio: Concentradas: Son las que actúan sobre una superficie muy producida con respecto a la total: una grúa sobre la vía, anclaje de una tensor. Distribuidas: Son aquellas que mantienen el mismo valor en toda su expansión, el peso propio de una losa, el publico en una sala de espectáculos.
Según la intensidad de la aplicación. De viento: Es una carga difícil de determinar, depende de la velocidad, ubicación geográfica, altura y forma de las construcciones. De sismos: Son vibraciones simultaneas en forma vertical y horizontal (Mas intensas), se transmiten a través de las fundaciones.
DISEÑO DE LOSAS DE CONCRETO las losas de concreto deben de diseñarse para cumplir con las condiciones de servicio y seguridad, las condiciones de servicio quiere decir que deben trabajar sin excesivas deflexiones, ni vibraciones y sin la aparición de grietas, esto asegura que las losas de concreto sean capaces de resistir los efectos producidos por las cargas que soportaran, así como también las cargas accidentales provocadas por fenómenos naturales, sin llegar a la falla esto se logra con un peralte adecuado, o espesor de losa y una correcta separación del acero de refuerzo, y para determinarlos existen varios métodos matemáticos, basados en la Física y la mecánica de materiales, donde se analizan las condiciones de apoyo de la losa, las distancias entre apoyos, las condiciones de carga y de servicio, las cargas accidentales y los factores de seguridad.
El comportamiento de las losas no puede estudiarse rigurosamente en forma aislada sino que debe analizarse todo el sistema (vigas y columnas, ya que las características de cada elemento influyen en el comportamiento de los otros. Sin embargo, por simplicidad y conveniencia en el estudio, se consideran las losas en forma aislada. Esto permitirá el planteamiento de métodos de diseño suficientemente precisos para fines prácticos, siempre que se cumpla la hipótesis mencionada de que los apoyos tengan una rigidez a flexión mucho mayor que el de las losas. La gráfica de esfuerzo deformación en el centro del claro de una losa apoyada perimetralmente, ensayada hasta la falla, tiene la forma mostrada en la siguiente figura, en la que se distinguen las siguientes etapas:
una etapa lineal desde 0 hasta A, en la que el agrietamiento del concreto en la zona de esfuerzos de tensión es despreciable. El agrietamiento del concreto por tensión, representado por el punto A, ocurre bajo cargas relativamente altas. Las cargas de servicio de las losas se encuentran generalmente cerca de la carga correspondiente al punto A. La etapa A-B, en la que existe agrietamiento del concreto en la zona de tensión y los esfuerzos en el acero de refuerzo son menos que el límite de fluencia. La transición de la etapa 0-A a la etapa A-B es gradual, puesto que el agrietamiento del concreto se desarrolla paulatinamente desde las zonas de momentos flexionantes menores. Por la misma razón, la pendiente de la gráfica esfuerzo deformación en el tramo A-B, disminuye poco a poco.
La etapa B-C en la que los esfuerzos en el acero de refuerzo sobrepasan el límite de fluencia. Al igual que el agrietamiento del concreto, la fluencia del refuerzo empieza en las zonas de momentos flexionantes máximos y se propaga paulatinamente hacia las zonas de momentos menores. Por último, la rama descendente C-D, cuya amplitud depende, como en el caso de las vigas, de la rigidez del sistema de aplicación de cargas
CÁLCULO Nota: las losas en dos direcciones se calculan igual que las losas en una dirección, con las excepciones que en este caso existen momentos en ambas direcciones, para lo cual se requiere calcular el claro corto y el largo. Además la formula para el peralte es igual a:
Para este caso, para calcular el perímetro los lados discontinuos deberán multiplicarse por 1.25 si la losa es monolítica con sus apoyos (ej. losa en trabes o cerramientos de concreto), y por 1.5 si no son monolíticos con sus apoyos (ej. losa apoyada en trabes de acero, o directamente sobre tabiques). Además con esta formula no es necesario verificar las deflexiones en la losa. Para este caso, para calcular el perímetro los lados discontinuos deberán multiplicarse por 1.25 si la losa es monolítica con sus apoyos (ej. losa en trabes o cerramientos de concreto), y por 1.5 si no son monolíticos con sus apoyos (ej. losa apoyada en trabes de acero, o directamente sobre tabiques). Además con esta formula no es necesario verificar las deflexiones en la losa.
ARMADO DE LOSAS DE CONCRETO Las losas de concreto, como su nombre lo indica se construyen a base de concreto y se refuerzan con varillas de acero, que le ayudaran al concreto a absorber los esfuerzos que por sí solo no podría, estos son los esfuerzos de tensión, por esto también se le da el nombre de concreto reforzado. Para el refuerzo con acero no importa solo la cantidad de acero que se coloque, lo cual se determina mediante la separación de las varillas, también es muy importante la posición en que se colocan las varillas, hay que garantizar que el acero se coloque exactamente en la zona donde se producirán los esfuerzos de tensión, lo cual puede ser en la parte inferior de la losa o bien en la parte superior, un error bastante común en las obras es colocar el acero en una sola posición, algunos constructores utilizan las llamadas dobles parrillas, colocando acero arriba y debajo de la losa, habrá algunos casos en que por los esfuerzos que soportara la losa esto es conveniente, pero en otros, solo representa un mayor peso y gasto económico. Para evitar ese peso y gasto innecesario se acostumbra realizar dobleces en las varillas, lo cuales se denominan columpios o bayonetas, estos dobleces se van realizando para que las varillas pasen de la parte inferior de la losa a la parte superior, según el cálculo estructural indique que se requiere el refuerzo.
CONSEJOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LOSAS DE CONCRETO. Los puntos básicos que deben cuidar al momento del colado de una losa de concreto son los siguientes. •Verificar que las varillas se encuentren en la posición indicada en los planos, así como que sea la separación entre varillas sea la indicada •Que las varillas no estén en contacto con la cimbra, que la separación del acero con la cimbra sea la suficiente para garantizar que cada varilla sea recubierta con concreto, evitando que al descimbrado se vean las varillas. •La cimbra debe de estar correctamente nivelada. •Los traslapes de varillas no deben de estar todos en una sola posición •Realizar un correcto vibrado del concreto al momento del colado, para evitar que queden huecos sin concreto. • Realizar el curado del concreto manteniendo la losa húmeda, para lo cual se regara toda la superficie con agua, pero lo mejor es la utilización de membranas de curado que se venden comercialmente, o incluso se pueden usar las bolsas de cemento. •Descimbrar hasta que el concreto haya alcanzado por lo menos el 70 por ciento de su resistencia de diseño.