Diseño Losa Maciza-Concreto Reforzado

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DISEÑO DE UNA LOSA MACIZA INTEGRANTES: JOSE MAURICIO PLAZAS HIGUERA ERIK CASTAÑEDA GOMEZ CARLOS FRANCISCO PINZON TAMAYO PRESENTADO A: Ing. JORGE IGNACIO SEGURA FRANCO. Ing. NANCY TORRES CASTELLANOS. ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL. 1

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Se define una losa maciza como elementos estructurales de concreto armado, de sección transversal rectangular llena, de poco espesor y abarcan una superficie considerable del piso.

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ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERA JULIO GARAVITO

DISEO DE UNA LOSA MACIZA

INTEGRANTES:

JOSE MAURICIO PLAZAS HIGUERAERIK CASTAEDA GOMEZCARLOS FRANCISCO PINZON TAMAYO

PRESENTADO A:

Ing. JORGE IGNACIO SEGURA FRANCO.

Ing. NANCY TORRES CASTELLANOS.

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERA JULIO GARAVITO.

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL.

DISEO DE ESTRUCTURAS EN CONCRETO.

BOGOT D.C.8 DE SEPTIEMBRE DE 2014Tabla de contenido

31.INTRODUCCIN.

42.OBJETIVOS.

42.1 OBJETIVO GENERAL.

42.2 OBJETIVOS ESPECFICOS.

53. CALCULO POR EL MTODO DE LA RESISTENCIA LTIMA

53.1 Determinacin del espesor de la losa:

63.2 Avalo de cargas:

73.3 Calculo coeficiente de carga, factor de seguridad y momento nominal.

84. Calculo de la cuanta.

94.1 Chequeo de la cuanta

104.2 Refuerzos.

104.2.1 Armadura Principal:

114.2.2 Revisin por el mtodo de la resistencia ultima

124.2.3 Armadura transversal:

134.6 GANCHOS ESTNDAR.

145. MTODO ELSTICO.

175,1 Factor de Seguridad Mtodo Elstico

185,2 Momento Negativo

196. VERIFICACIN DE CORTANTE.

207. COMPARACIN ENTRE EL MTODO ELSTICO Y RESISTENCIA LTIMA.

218. CONCLUSIONES.

229. BIBLIOGRAFA.

1. INTRODUCCIN.

Se define una losa maciza como elementos estructurales de concreto armado, de seccin 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, en este caso, cuya funcin arquitectnica es la de separar un piso de otro, y adems tiene como funcin estructural soportar solicitaciones tales como mobiliario, personas y su propio peso, esta se apoya sobre los muros estructurales de la edificacin lo cual restringe el giro provocado por el peso de la misma.En este trabajo se presenta las memorias de clculo del diseo de una losa maciza de concreto en una direccin, utilizando la teora de diseo del mtodo de la resistencia ltima y mtodo elstico, teniendo como referencia las especificaciones de la norma NSR-10 y el texto Estructuras en Concreto del Ingeniero Jorge Segura. Se presenta una descripcin detallada de cada mtodo y una comparacin entre los resultados.2. OBJETIVOS.

2.1 OBJETIVO GENERAL. Disear una losa maciza armada en una direccin, teniendo en cuenta los criterios de diseo establecidos.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS.

Disear una losa maciza armada en una direccin por el mtodo de la resistencia ultima y detallar la solucin para los materiales propuestos. (realizar sus respectivos planos constructivos).

Disear una losa por el mtodo elstico para un fs = 120 Mpa. Y comparar los resultados con los obtenidos por el mtodo de la resistencia ultima.

3. CALCULO POR EL MTODO DE LA RESISTENCIA LTIMA materiales propuestos:

Concreto: Acero: Factor de carga: 3.1 Determinacin del espesor de la losa: Este espesor se usara para elementos cuyo refuerzo tenga un lmite de fluencia de 240 Mpa por lo tanto los valores del espesor que se calculan para un lmite de fluencia de 240 Mpa se deben multiplicar por:

NSR-10 tabla C.9.5 (a) y tabla CR.9.5.

Se debe obtener un espesor t a fin de calcular las cargas de diseo de la losa, usualmente por metro cuadrado. En este caso siendo la luz de 3.00 m de la losa centro a centro de apoyos resulta:

Adoptamos el promedio de los espesores

3.2 Avalo de cargas:

Tabla 1.

CARGACALCULOCARGA kN/m2REFERENCIA

NSR-10 (TABLA)

Paete cielo raso

Membranas impermeables (liquido aplicado)0.05B.3.4.1-4

--------------------------B.3.4.2-4

--------------------------

--------------------------B.4.2.1-1

TOTAL9,31

Para la carga por particiones o de elementos no estructurales verticales (muros) se toman muros en mampostera de bloque de arcilla de 0.2 m de espesor.Para la carga viva se tomara una carga de servicio de A partir de la tabla 1. Se tiene que la carga total es 9,31 . Teniendo en cuenta que el diseo se realiza por metro de ancho se tiene que la carga de diseo es:Carga de diseo =3.3 Calculo coeficiente de carga, factor de seguridad y momento nominal.Coeficiente de carga:

Factor de seguridad.

Momento admisible de diseo.

Teniendo en cuenta que en teora es una losa simplemente apoyada sobre muros de ladrillos no integrales con la misma, la luz para calcular la flexin ser la luz entre ejes de muros la cual es de 3.00 m.

Momento nominal:

4. Calculo de la cuanta.

Segn el titulo C numeral C.7.7.1 de la NSR-10, el recubrimiento para el refuerzo en elementos de concreto que no estn expuestos a la intemperie ni en contacto con el suelo y barras No. 11 o menores, no debe ser menor de 20 mm.

Calculo de la cuanta:

4.1 Chequeo de la cuanta Calculando el valor de y de se verifica que:

Cuanta mnima.

Segn el numeral C.10.5.4 del ttulo C de la norma NSR-10 el rea mnima del acero de refuerzo en la direccin de la luz debe ser el que se requiera por retraccin y variacin de temperatura (numeral C.7.12.2.1 ttulo C).

Cuanta mxima.

Segn la Norma NSR-10 en el numeral C.10.2.7.3 para entre 17 y 28 MPa, el factor se debe tomar como 0,85. Para superior a 28 Mpa forma lineal a razn de 0.05 por cada 7 MPa de aumento sobre 28 MPa, sin embargo no debe ser menor de 0.65.

Chequeo:

4.2 Refuerzos.

4.2.1 Armadura Principal:

El area de acero refuerzo necesaria requerida es 597 Numero de barras a emplear: barras # 4

Epacimiento de las barras (S):

NOTA: Se debe tener en cuenta que el espaciamiento mximo del refuerzo en la direccin de la luz no debe exceder tres veces el espesor, ni 450mm (numeral C.10.5.4 del ttulo C- NSR-10).4.2.2 Revisin por el mtodo de la resistencia ultima

Materiales:

Dimensiones de la losa por metro de ancho:

t = 0.14 m (espesor de la losa)

b = 1.00 m

d = 0.12 m

Luz = 3.00 m

As = 597Carga aplicada a la losa por metro de ancho: = 9,31KN/mObtencin de

Obtencin de Mn

Carga w en kN/m que puede soportar para un factor de seguridad de 1.6

Si el factor de seguridad es 1.6 la Carga de Servicio

4.2.3 Armadura transversal:

Separacin de las barras (S):

Esta separacin cumple los requisitos establecidos por la norma en cuanto a separacin mxima, ya que es menor a 5 veces el espesor de la losa y 500mm.Resultados de la armadura ARMADURA PRINCIPAL: 32 C./ 0,20ARMADURA TRANSVERSAL: 11 3/8 C./0,29

4.6 GANCHOS ESTNDAR.

Tabla de Ganchos estndar

Barra #Dimetro(mm)E (mm)D (mm)C (mm)B (mm)A (mm)Longitud adicional de Barra(mm)

39.5655767169131130

412.7657689205154155

5. MTODO ELSTICO.En el mtodo elstico tenemos en cuenta que el Momento a compresin = Momento a traccin, Tenemos que el momento actuante M y la separacin d sern las mismas utilizadas en el Mtodo de la Resistencia ultima, y la fluencia fs, tal como se indica en las especificaciones inciales.

Relacin modular:

CALCULO DE LA CUANTIA

REFUERZO

ARMADURA PRINCIPAL

As = 0.000807 m27 N 4 = 903 / m Separacin de las barras (S):

ARMADURA TRANSVERSAL

Separacin de las barras (S):

4 No 3 = 284 mm2 / m Resultados de la armadura Principal: 46 1/2 C / 0,16 m

Transversal: 15 3/8 C / 0,29 m5,1 Factor de Seguridad Mtodo Elstico

Materiales:

Concreto Refuerzo Dimensiones de la losa por metro de ancho: Carga aplicada a la losa por metro de ancho:

Factor de carga

Factor de seguridad:

5,2 Momento NegativoConsiderando una posible ampliacin, el muro que continua hacia arriba de la losa restringe el libre giro de ella que significa un momento negativo en el apoyo y una disminucin del momento positivo inferior al correspondiente a la losa simplemente apoyada.

Como solucin a este momento negativo se dobla la mitad de los hierros correspondientes a la armadura principal para momento positivo y se prolongan en la parte superior hasta el apoyo, de manera que la parte recta superior no sea inferior a 0,30 m

Se halla la mitad del momento mximo que es donde ocurre el momento negativo

6. VERIFICACIN DE CORTANTE.

7. COMPARACIN ENTRE EL MTODO ELSTICO Y RESISTENCIA LTIMA.

Al realizar el diseo por estos mtodos, para tener un punto comparativo sobre su prctica, es evidente suponer que la variacin mas grande entre los dos es su factor de seguridad; ya que en el mtodo elstico consideramos una hiptesis de diseo la cual se basa en que los esfuerzos tanto del concreto como del acero de refuerzo trabajan de igual manera (T=C), el factor de seguridad para el calculo del momento nominal mximo de diseo ser diferente si utilizamos una hiptesis de diseo que se base en tener en cuenta el flujo plstico (CREEP) de los materiales que componen la seccin a disear. Lo anterior se vio reflejado en el diseo de una losa maciza en que al utilizar el mtodo elstico efectivamente el factor de seguridad es mayor en comparacin al usado en el mtodo de la resistencia ltima.Lo anterior se ve reflejado en que al utilizar el mtodo elstico el momento nominal crece, afectando la cuanta y a su vez el No. De barras que se necesiten para soportar de manera adecuada los esfuerzos que producen las cargas sobre la losa, incrementado los costos y su proceso constructivo.

A razn de lo anterior se asumi como mtodo final de diseo el de la resistencia ultima, en el cual nos basamos para el desarrollo del plano que se utilizara en la posterior construccin de la losa.8. CONCLUSIONES.

El mtodo elstico se basa en las propiedades elsticas de los materiales (concreto y acero). Este mtodo generalmente trabaja con un factor de seguridad de 2, mientras que al trabajar con la resistencia ltima el factor de seguridad es de 1.6 el cual se basa en el momento propio de la falla.

A nivel econmico el mtodo de la resistencia ultima es ms econmico ya que exige una cuanta menor, por ende los costos de acero por metro lineal son menores que el mtodo elstico.

El espaciamiento calculado muchas veces no es el mejor para la distribucin de las barras ya que hay que manejar espaciamientos uniformes que sean ms cmodos de instalar durante la construccin.

No hubo necesidad de poner refuerzo alguno contra la fuerza de corte en la placa, ya que el concreto era lo suficientemente capaz para resistir por si mismo esta fuerza.

Se genera un traslapo en los ganchos por el dimetro de las varillas que se tomaron y debido al espesor mnimo que se obtena, es bueno que haya traslapo ya que este ayuda a disipar energa. Los refuerzos transversales los ponemos para evitar las retracciones por variaciones en la temperatura. Como estructuralmente no asume ninguna carga podemos manejar la misma cantidad de acero transversal en los dos casos.9. BIBLIOGRAFA. Estructuras de concreto 1, Autor Jorge segura Franco, 7 edicin. Reglamento colombiano de Construccin Sismo Resistente. NSR1023

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