CLUB PUEBLO VIEJO REF: REVISIÓN ESTRUCTURAL LOSA … Revisión Estructural Losa... · menor a la...
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Página 1 de 15 Señores CLUB PUEBLO VIEJO Atn. Dra. Diana Rodríguez Ciudad REF: REVISIÓN ESTRUCTURAL LOSA BICICLETERO Apreciados Señores: En atención a su amable solicitud, nos permitimos hacer entrega del diagnóstico estructural de la losa maciza del tanque de almacenamiento de agua del Club la cual será usada como zona de almacenamiento de bicicletas. Introducción En principio, la necesidad del cliente se centra en la construcción de un bicicletero con su respectiva estructura de cubierta sobre la losa maciza apoyada sobre vigas de concreto de un tanque de almacenamiento de agua potable para el Club Pueblo Viejo ubicado en el municipio de Cota, Cundinamarca. En primera instancia, teniendo en cuenta los requerimientos del cliente se realiza el siguiente procedimiento para determinar la factibilidad del uso del tanque. 1. Se realizó una evaluación física del tanque, en la cual se determinó que no hay fisuras, deflexiones excesivas ni vibraciones. De acuerdo con lo anterior, se concluye que visualmente, el tanque se encuentra en buen estado. 2. Teniendo en cuenta el año en el que fue construido el tanque, se sabe que su proceso constructivo se basó en la Norma Colombiana Sismo Resistente de 1998, la cual exige que se cumplan con unos espesores mínimos de losa, con una cuantía mínima de acero para suplir las solicitaciones de carga, y, además, con unas cargas mínimas.
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Señores
CLUB PUEBLO VIEJO
Atn. Dra. Diana Rodríguez
Ciudad
REF: REVISIÓN ESTRUCTURAL LOSA BICICLETERO
Apreciados Señores:
En atención a su amable solicitud, nos permitimos hacer entrega del diagnóstico estructural de la losa
maciza del tanque de almacenamiento de agua del Club la cual será usada como zona de almacenamiento
de bicicletas.
Introducción
En principio, la necesidad del cliente se centra en la construcción de un bicicletero con su respectiva
estructura de cubierta sobre la losa maciza apoyada sobre vigas de concreto de un tanque de
almacenamiento de agua potable para el Club Pueblo Viejo ubicado en el municipio de Cota,
Cundinamarca.
En primera instancia, teniendo en cuenta los requerimientos del cliente se realiza el siguiente
procedimiento para determinar la factibilidad del uso del tanque.
1. Se realizó una evaluación física del tanque, en la cual se determinó que no hay fisuras, deflexiones
excesivas ni vibraciones. De acuerdo con lo anterior, se concluye que visualmente, el tanque se
encuentra en buen estado.
2. Teniendo en cuenta el año en el que fue construido el tanque, se sabe que su proceso constructivo
se basó en la Norma Colombiana Sismo Resistente de 1998, la cual exige que se cumplan con
unos espesores mínimos de losa, con una cuantía mínima de acero para suplir las solicitaciones de
carga, y, además, con unas cargas mínimas.
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En segunda instancia, se procede a realizar una evaluación detallada de las cargas a las cuales estará
sometida la losa maciza y las vigas cargueras, y a partir de esta, su respectivo modelo computacional para
establecer los esfuerzos a los cuales estarán solicitadas y las deformaciones originadas por estos.
Evaluación de carga
El presente avalúo de cargas se realizará con base en los requerimientos mínimos exigidos por la NSR 10.
Carga Muerta
Se realizaron dos tipos de análisis para la evaluación de carga muerta. El primero corresponde a la
estructura de cubierta del bicicletero y el segundo corresponde a la losa maciza.
En la Tabla 1, se presenta la carga muerta por metro cuadrado de la estructura de cubierta. Y en la Tabla
2, se presenta la carga sobreimpuesta por metro cuadrado de la losa maciza.
Tabla 1. Carga muerta de la cubierta del bicicletero por metro cuadrado
Carga Kgf/m2
Peso estructura metálica 12
Ductos mecánicos e iluminaciones 3
Vidrio 35
TOTAL 50
Tabla 2. Carga muerta sobre la losa maciza de concreto
Carga Kgf/m2
Acabado de piso: 5cm de mortero 120
Muros divisorios livianos 60
TOTAL 194
La solicitación de carga muerta total bajo la cual la losa estará sometida es de: 194 kgf/m2.
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Carga Viva
Para el caso de análisis de la estructura de cubierta, según la NSR 10 la carga viva para cubiertas es de
50kgf/m2. Adicionalmente, las bicicletas que se encontrarán colgadas de la estructura también hacen
parte de la carga viva. Esta información se presenta en la Tabla 3.
Tabla 3. Carga viva de la cubierta del bicicletero por metro cuadrado
Carga Kgf/m2
Viva 50
Bicicletas que estarán colgadas de la estructura 14
TOTAL 64
Ahora bien, para el caso de análisis de la losa maciza, según la NSR 10 y el uso al cual esta será destinada,
la carga viva corresponde a 200kgf/m2. Además, hay que tener en cuenta el peso de las bicicletas que se
encontrarán ubicadas sobre la losa. Esta información se presenta en la Tabla 4.
Tabla 4. Carga viva sobre la losa por metro cuadrado
Carga Kgf/m2
Viva 200
Bicicletas que están sobre la losa 10
TOTAL 210
La solicitación de carga viva total bajo la cual la losa estará sometida es de: 210 kgf/m2.
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Carga de Granizo
Según la NSR 10, la carga de granizo sobre cubiertas es de 100 kg/m2.
Tabla 5. Carga de granizo sobre la cubierta por metro cuadrado
Carga Kgf/m2
Granizo 100
Carga de Viento
Según la NSR 10, la carga de viento sobre cubiertas es de 40 kgf/m2.
Tabla 6. Carga de viento sobre la cubierta por metro cuadrado
Carga Kgf/m2
Viento 40
Modelos Computacionales
Se realizaron un modelo computacional para la losa y un modelo para la viga.
Modelo Computacional Losa
Para realizar el modelo computacional de la losa, se analizó la losa con un espesor de 15 cm, según las
medidas que se tomaron en la visita de campo, y se analizará un metro de ancho de losa. Además, según
la NSR 10 se asumió una cuantía mínima de acero, la cual corresponde a una parrilla superior y a una
inferior de barras No4 separadas cada 45cm.
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En la Figura 1 se presenta esta información.
Figura 1. Dimensiones de la losa
Para asignarle las cargas distribuidas a la losa en el modelo, se utilizaron únicamente aquellas
correspondientes al caso de estudio de la losa maciza, exceptuando el análisis de la estructura de
cubierta.
El avalúo de cargas de la losa maciza se realizó en kgf/m2 de losa. Sin embargo, en el modelo se
implementaron las cargas en kgf/m de losa.
Para hacer esta conversión, se multiplicó cada carga obtenida en la evaluación de cargas por el
metro de ancho de losa que será analizado.
La carga muerta a considerar incluye únicamente el peso de los acabados de piso, de los muros
divisorios. Y es importante tener en cuenta, que no se considerarán las cargas de viento ni de
granizo.
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A continuación, se presenta la losa con sus respectivas cargas distribuidas:
Figura 2. Carga viva distribuida (kgf/m) sobre la losa maciza
Figura 3. Carga sobreimpuesta distribuida (kgf/m) sobre la losa maciza
Para evaluar las deflexiones y las fuerzas internas que actuarán en la losa bajo las solicitaciones
generadas por las cargas que serán aplicadas, se utilizó la siguiente combinación de carga, según
la NSR 10:
• 1.2D+1.6L: la cual corresponde al producto entre 1.2 y la carga muerta que actúa sobre
la losa, sumando el producto entre 1.6 y la carga viva.
Ahora bien, al correr el modelo se obtuvieron los siguientes diagramas de fuerzas internas de la
losa de 1m de ancho.
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Diagrama de cortante:
Figura 4. Diagrama de cortante de la losa maciza bajo la combinación 1.2D+1.6L
Diagrama de momento:
Figura 5. Diagrama de momento de la losa maciza bajo la combinación 1.2D+1.6L
Revisión de Deflexiones máximas por vano
Figura 6. Vano 1 y vano 4
Figura 7. Vano 2 y vano 3
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Figura 8. Deflexión vano 1 y 4
Figura 9. Deflexión vano 2 y 3
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En la siguiente tabla se presenta un resumen de las deflexiones que tendrá la losa bajo las cagas
que le serán aplicadas:
Tabla 7. Resumen deflexiones losa maciza
Vano Deflexión (mm)
1 2.57
2 0.718
3 0.718
4 2.57
La NSR 10 exige que la deflexión máxima de cargas sin mayorar sea l/180, (l = luz de la viga) y
según el resultado del modelo se obtuvieron deflexiones de 2.57 mm 7 de 0.718 mm, la cual es
menor a la de la norma, por lo tanto cumple.
Revisión de resistencia a cortante y a flexión
Flexión
Para el momento máximo negativo el cual corresponde a 1522.73 kgm, se requiere un área de
acero de 3.127 cm2. La cual, ya se cumple con el área de acero mínima que sugiere la NSR 10.
Cortante
Según la NSR 10, el concreto se encuentra en capacidad de resistir las solicitaciones de cortante.
Modelo Computacional Viga Carguera
Para realizar el modelo computacional de la viga carguera, se tomaron las dimensiones de esta en la visita
de campo, las cuales se presentan en la Figura 10 . Además, según la NSR 10 se asumió una cuantía mínima
de acero, la cual corresponde a 2 barras número 6.
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Figura 10. Dimensiones de la viga
Para asignarle las cargas distribuidas a la viga carguera en el modelo, se utilizaron únicamente
aquellas correspondientes al caso de estudio de la losa maciza, exceptuando el análisis de la
estructura de cubierta.
El avalúo de cargas de la losa maciza se realizó en kgf/m2 de losa. Sin embargo, en el modelo se
implementaron las cargas en kgf/m de losa.
Para hacer esta conversión, se multiplicó cada carga obtenida en la evaluación de cargas por el
ancho aferente de la viga, o la separación entre vigas la cual es de 5m.
La carga muerta a considerar incluye únicamente el peso de los acabados de piso, de los muros
divisorios. Y es importante tener en cuenta, que no se considerarán las cargas de viento ni de
granizo.
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A continuación, se presenta la viga con sus respectivas cargas distribuidas:
Figura 11. Carga viva distribuida (kgf/m) sobre la viga
Figura 12. Carga sobreimpuesta distribuida (kgf/m) sobre la viga
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Para evaluar las deflexiones y las fuerzas internas que actuarán en la viga bajo las solicitaciones
generadas por las cargas que serán aplicadas, se utilizó la siguiente combinación de carga, según
la NSR 10:
• 1.2D+1.6L: la cual corresponde al producto entre 1.2 y la carga muerta que actúa sobre
la viga, sumando el producto entre 1.6 y la carga viva.
Ahora bien, al correr el modelo se obtuvieron los siguientes diagramas de fuerzas internas de la
viga.
Diagrama de cortante:
Figura 13. Diagrama de cortante de la viga bajo la combinación 1.2D+1.6L
Diagrama de momento:
Figura 14. Diagrama de momento de la viga bajo la combinación 1.2D+1.6L
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Deflexión máxima
Figura 15. Deflexión máxima viga
En la siguiente tabla se presenta un resumen de las deflexiones que tendrá la viga bajo las cagas
que le serán aplicadas:
Tabla 8. Resumen deflexiones viga
Vano Deflexión (mm)
1 7.59
La NSR 10 exige que la deflexión máxima de cargas sin mayorar sea l/180, (l = luz de la viga) y
según el resultado del modelo se obtuvo una deflexión de 7.59mm, la cual es menor a la de la
norma, por lo tanto cumple.
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Revisión de resistencia a cortante y a flexión
Flexión
Para el momento máximo negativo el cual corresponde a 11850 kgm, se requiere un área de acero
de 4.95 cm2. La cual, ya se cumple con el área de acero mínima que sugiere la NSR 10.
Cortante
Según la NSR 10, el concreto se encuentra en capacidad de resistir las solicitaciones de cortante.
Conclusiones y Recomendaciones
1. El tanque y su losa de concreto se encuentran en buen estado, no presentan deflexiones,
deformaciones, vibraciones, ni fisuras.
2. Se recomienda no apoyar ningún elemento estructural de la cubierta sobre la losa de concreto,
dado que las reacciones de estas sugeridas en los planos arquitectónicos entregados sobrepasan la
capacidad resistente de la misma.
3. Para ser viable el uso de almacenamiento de bicicletas sobre la losa del tanque, es necesario apoyar
la estructura metálica de cubierta sobre los muros de contención para evitar que las cargas de
granizo, viva y viento de esta afecten la losa de concreto y dejar disponible carga para el uso de
bicicletas.
4. Es necesario restringir el uso de la losa del tanque solo para almacenamiento de bicicletas. En
ninguna circunstancia deberá ser usado como salón de reuniones o eventos que involucren
acumulación de personas.
5. No se podrá construir muros divisorios o particiones en mampostería, solo se podrá realizar esta
actividad en muros divisorios tipo drywall o fibrocemento.
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6. Las materas sugeridas en el diseño arquitectónico solo podrán apoyarse encima de los muros de
contención del tanque.
7. La construcción del bicicletero, como la estructura metálica y los acabados deberán ser realizados
bajo los requerimientos de la NSR 10.
8. De acuerdo con los modelos computacionales, la losa y las vigas sobre las cuales está apoyada
cumplen con los requisitos de resistencia y deflexiones planteados en la NSR 10.
9. Es viable construir el bicicletero enunciado en los planos arquitectónicos siempre y cuando la
estructura metálica de cubierta se apoye en los muros de contención externos del tanque y no se
construya mampostería sobre la losa. Esto con el objetivo de retirar la carga de granizo, viento y
carga viva de la cubierta y transmitirla hacia la parte externa del tanque. Además, no se deben
localizar columnas dentro de la losa del tanque.
