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    Noviembre 2002

    ANLISIS TCNICO Y ECONMICO DELOSAS DE ENTREPISO

    Maritza Ramos Rugel

    Piura, 27 de Noviembre de 2002

    FACULTAD DE INGENIERA

    Departamento de Ingeniera Civil

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    ANLISIS TCNICO Y ECONMICO DE LOSAS DE ENTREPISO

    Esta obra est bajo unalicenciaCreative Commons Atribucin-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Per

    Repositorio institucional PIRHUA Universidad de Piura

    http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/
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    UNIVERSIDAD DE PIURAFACULTAD DE INGENIERA

    Anlisis tcnico y econmico de losas de entrepiso

    Tesis para optar por el Ttulo de

    Ingeniero Civil

    Maritza Ramos Rugel

    Asesor: Ing Manuel A. Ramrez

    Piura, septiembre de 2002

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    A ti Seor,

    a Dora y Manuel por su

    amor, ayuda y esfuerzo,

    mil gracias

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    Prlogo

    En el P er existe l a ne cesidad de cont ar con sistemas cons tructivos ms ef icientes yeconmicos, lo que requiere de nuevos conceptos en el diseo y la construccin de losasestructurales en edificaciones ante las grandes limitaciones tcnicas y constructivas de lossistemas convencionales que se han mantenido hasta la actualidad y que forman parte de lacultura del sector de construccin. Por ello, con esta tesis pretendemos dar a conocer losdistintos sistemas c onstructivos a s c omo s us ve ntajas y d esventajas, c on e l obj etivo detener un texto que sirva como gua y compresin en el estudio del comportamiento de losasde entrepiso apoyadas sobre vigas.

    Las losas de entrepiso aligeradas se consideran como uno de los elementos ms usados en

    la cons truccin. Se us an con la f inalidad de cons eguir estructuras m s l igeras yeconmicas, lo que es beneficioso para disminuir las fuerzas originadas por la accin delos s ismos, a s c omo la s di mensiones de la s c imentaciones y de ot ros e lementos de laestructura.

    En el segundo captulo de este estudio damos a conocer los s istemas de construccin delosas de entrepiso usados en otras partes del mundo, que emplean diversos elementos ymateriales aligerantes.

    A travs de este es tudio explicamos en detalle las consideraciones que s e deben tener encuenta para e l diseo de t res t ipos de l osas de e ntrepiso: sistema compuesto con lmina

    colaborante, con viguetas pretensadas y losas de concreto vaciado in situ en una y dosdirecciones. Adems realizamos una comparacin entre estos sistemas que fueron elegidosdebido a la poca difusin que tienen en el Per, a pesar del gran uso que se les da en otros

    pases.

    El cap tulo III t rata s obre el s istema de l mina col aborante. ste es t ba sado eninformacin bibliogrfica ,en el informe tcnico sobre l mina colaborante publicado porArquitectura Metlica S.A, ACESCO, de la Universidad de los Andes de Colombia, y en lainformacin pr oporcionada por D esarrollos C ontructivos S .A.C y C ALAMINON. N oqueremos d ejar d e de stacar que l os cap tulos IV y V d e l a t esis ha n s ido realizadossiguiendo las normas del Reglamento Nacional de Construccin R.N.C.

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    Deseo expresar mi agradecimiento a Desarrollos Constructivos S.A.C. por la informacindada; aIndustries FIRTHque, a travs de la ingeniera Mara Ins Castillo, me proporcioninformacin para el desarrollo del captulo de losas compuestas con viguetas pretensadas.

    Agradezco tambin a los ingenieros Arturo Martnez, Martn Chvez, Wilson Reyes, Alicia

    Borja M cCormick de Tesicol y al ar quitecto Francisco Pardo Trelles, quienes m eproporcionaron informacin que me ha ayudado para el desarrollo de esta tesis.

    Mi agradecimiento especial para el ingeniero Antonio Ramrez, mi asesor, por su ayuda ycolaboracin que me ayudaron a desarrollar este trabajo.

    Nunca hu biera podi do r ealizar e sta obr a s in l a ayuda, p aciencia y compresin de m ispadres, hermanos y de los amigos que supieron apoyarme.

    Maritza Ramos Rugel.

    Septiembre, 2002Piura

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    Resumen

    Con la finalidad de proponer sistemas de entrepiso ms ventajosos que el sistema de losasaligeradas con ladrillos de arcilla comnmente usado por un s ector de la construccin, serealiz la tesis titulada Anlisis tcnico y econmico de losas de entrepiso. Un objetivoes determinar las diferencias entre l as losas compuestas con las lminas colaborantes, laslosas aligeradas en una y dos direcciones y las losas compuestas con viguetas pretensadas,determinando las luces que se pueden cubrir con estos sistemas bajo ciertas condiciones deservicio. Adems realizamos diseos para dos paos de losa, que permitieron establecer elsistema de e ntrepiso ms adecuado. A l o largo del desarrollo de l a t esis, describimos lametodologa a seguir para los diseos.

    Proponemos reemplazar los tr adicionales la drillos de a rcilla por e l pol iestireno, materialque reduce el peso del elemento aligerante de un entrepiso en un 99 %, lo que disminuye elpeso propio del sistema en un 40 % aproximadamente; adems, le confiere al sistema deentrepiso propiedades de aislante trmico y acstico.

    Para luces menores a cuatro metros recomendamos el uso de losas vaciadas in situy losascompuestas con lminas colaborantes. Las segundas soportan mayor carga de servicio quelas primeras. Las losas compuestas con viguetas pretensadas permiten cubrir luces mayoresde 4.0 hasta 8.0 metros, dependiendo del rea del refuerzo de preesfuerzo. Para estas lucestambin puede ser usado el s istema de losas in situaligeradas en dos direcciones con unalosa inferior para evitar los trabajos posteriores del cielorraso, siempre y cuando el pao a

    disear est apoyado de tal manera que permita una accin en dos direcciones.

    Debemos tener en cuenta que para la eleccin del sistema a usar debemos considerar el loscriterios estructurales, arquitectnicos, los rendimientos en la construccin y costo final dela estructura.

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    Resumen

    Con la finalidad de proponer sistemas de entrepiso ms ventajosos que el sistema de losasaligeradas con ladrillos de a rcilla comnmente usado por un s ector de la construccin, serealiz la tesis titulada Anlisis tcnico y econmico de losas de entrepiso. Un objetivo

    es determinar las diferencias entre l as losas compuestas con las lminas colaborantes, laslosas aligeradas en una y dos direcciones y las losas compuestas con viguetas pretensadas,determinando las luces que se pueden cubrir con estos sistemas bajo ciertas condiciones deservicio. Adems realizamos diseos para dos paos de losa, que permitieron establecer elsistema de e ntrepiso ms adecuado. A l o largo del desarrollo de l a t esis, describimos l ametodologa a seguir para los diseos.

    Proponemos reemplazar los tr adicionales la drillos de a rcilla por e l pol iestireno, materialque reduce el peso del elemento aligerante de un entrepiso en un 99 %, lo que disminuye el

    peso propio d el sistema en un 40 % aproximadamente; adems, le confiere al sistema deentrepiso propiedades de aislante trmico y acstico.

    Para luces menores a cuatro metros recomendamos el uso de losas vaciadas in situy losascompuestas con lminas colaborantes. Las segundas soportan mayor carga de servicio quelas primeras. Las losas compuestas con viguetas pretensadas permiten cubrir luces mayoresde 4.0 hasta 8.0 metros, dependiendo del rea del refuerzo de preesfuerzo. Para estas lucestambin puede ser usado el sistema de l osas in situaligeradas en dos direcciones con unalosa inferior para evitar los trabajos posteriores del cielorraso, siempre y cuando el pao adisear est apoyado de tal manera que permita una accin en dos direcciones.

    Debemos tener en cuenta que para la eleccin del sistema a usar debemos considerar el los

    criterios estructurales, arquitectnicos, los rendimientos en la construccin y costo final dela estructura.

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    Indice

    1.0 Introduccin ................................................................................................ 11.1 Consideraciones generales ........................................................................ 21.1 Mtodos de anlisis y diseo ........................................................................ 2

    2.0 Sistemas constructivos de losas de entrepiso ................................................ 52.1 Sistema de losas con vigueta prefabricadas ...................................................... 52.2 ......................................................Sistema de placas alveolares pretensadas 72.3 ......................................................Sistema de losas con lmina colaborante 102.4 ..................Sistema de losas con armadura metlica de celdillas autoportantes 152.5 ......................................................Sistema de losas con casetn de guayaquil 182.6 ................................................Sistema de losas con casetn de lona sinttica 192.7 ....................................Sistema de losas con perfiles metlicos y poliestireno 222.8 .Sistema de losas aligeradas con casetones perdidos de poliestireno expandido 252.9 Sistema de losas aligeradas con casetones recuperables de poliestireno

    expandido .........................................................................................................2.10

    29...........................................................................Sistema de losas abovedadas 33

    2.11 ...........................................................................Referencias 34

    3.0 Losas compuestas reforzadas con lmina de acero .................................... 35

    3.1 Descripcin del sistema ........................................................................ 353.2 Funciones de la lmina de acero ........................................................................ 363.3 Cargas y esfuerzos no compuestos .................................................................. 37

    Deflexiones admisibles3.3.1 ........................................................................ 37Esfuerzo admisibles3.3.2 ........................................................................ 37

    3.4 Lmina colaborante y concreto como seccin compuesta ................................. 38Hiptesis de anlisis3.4.1 ........................................................................ 39Cargas de diseo3.4.2 ........................................................................ 39Deflexiones por cargas vivas3.4.3 ............................................................ 40Resistencia de adherencia a cortante3.4.4 ................................................... 41Conectores de corte3.4.5 ........................................................................... 44

    Resistencia a flexin mtodo de la resistencia ltima3.4.6 .................. 44Resistencia a flexin mtodo de los esfuerzos admisibles3.4.7 ........... 46

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    Compresin en el concreto3.4.8 .................................................................. 483.5 Manejo del sistema de lmina colaborante ...................................................... 48

    Proceso constructivo3.5.1 ........................................................................ 48Sujeciones a estructuras de concreto3.5.2 ................................................... 50Manejo y colocacin del concreto3.5.3 ...................................................... 50

    3.6 Peso propio del sistema ........................................................................... 513.7 Diseo de una losa con sistema colaborante ................................................... 513.8 Luces mximas alcanzables ........................................................................... 553.9 ...........................................................................Referencias 56

    4.0 Losas aligeradas con poliestireno en una y dos direcciones ..................... 574.1 Descripcin del sistema ........................................................................ 574.2 Comportamiento de la losa aligerada con poliestireno .................................... 574.3 Manejo del sistema .................................................................. 58

    Proceso constructivo4.3.1 ........................................................................ 584.4 Losas aligeradas en una direccin con poliestireno .......................................... 62

    Peso propio del sistema4.4.1 ........................................................................ 62Diseo estructural4.4.2 ........................................................................ 64Luces mximas alcanzables4.4.3 .................................................................. 70

    4.5 Losas aligeradas en dos direcciones con poliestireno ....................................... 74Peso propio del sistema4.4.1 ........................................................................ 74Diseo estructural4.4.2 ........................................................................ 78Luces mximas alcanzables4.4.3 .................................................................. 81

    5.0 Losas compuestas con viguetas pretensadas ............................................. 835.1 Descripcin del sistema ........................................................................ 835.2 Efectos del preesfuerzo en la vigueta ............................................................... 835.3 Comportamiento de la seccin compuesta ...................................................... 84

    Mtodo de diseo5.3.1 ........................................................................ 85Esfuerzos admisibles para el acero5.3.2 ................................................... 86Esfuerzos admisibles para el concreto5.3.3 ............................................. 86Resistencia a flexin mtodo de la resistencia ltima5.3.4 .................. 87Resistencia a flexin mtodo de los esfuerzos admisibles5.3.5 ............ 89Resistencia de adherencia a cortante5.3.6 ................................................... 91Deflexiones por cargas5.3.7 ........................................................................ 92

    5.4 Manejo del sistema ....................................................................................... 93Proceso constructivo5.4.1 ........................................................................ 93

    5.5 Peso propio ...................................................................................................... 945.6 Diseo de una losa con viguetas pretensadas ................................................ 95Diseo segn resistencia ltima5.6.1 ......................................................... 97Diseo segn esfuerzos admisibles5.6.2 ................................................... 99Deflexiones por cargas vivas5.6.3 ......................................................... 103Resistencia de adherencia a cortante5.6.4 ................................................... 103

    5.7 Luces mximas alcanzables ........................................................................ 1055.8 ................................................................................................Referencias 107

    6.0 Resultados ...................................................................................................... 1096.1 Modos de fijacin ............................................................................................. 109

    6.2 Peso propio de las losas de entrepiso ...................................................... 1106.3 Luces mximas para cada sistema .................................................................. 112

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    6.4 Luces recomendables para cada sistema ............................................................ 1146.5 Recursos a utilizar segn lo diseado ............................................................... 120

    Losa compuesta con lmina colaborante6.5.1 ............................................. 120Losa en una direccin aligerada con poliestireno y vaciada en el6.5.2lugar ................................................................................................... 120

    Losa en dos direcciones aligerada con poliestireno y vaciada en6.5.3 el lugar ................................................................................................... 122Losa con vigueta pretensadas6.5.4 ............................................................ 123

    6.6 Costo unitario de los sistemas de entrepiso ................................................... 125

    7.0 Conclusiones y recomendaciones ............................................................... 1297.1 Conclusiones ................................................................................................ 1297.2 Recomendaciones ............................................................................................. 131

    Apndice A

    Planos

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    CAPTULO 1

    Introduccin

    1.1 Consideraciones generalesLas losas de entrepiso son usadas para proporcionar superficies planas y tiles. Una losa esuna placa amplia y plana, generalmente horizontal, cuya superficie inferior y superior son

    paralelas entre s. Las losas son responsables de soportar las cargas verticales y distribuirlas fuerzas horizontales. La capacidad de resistir cargas verticales equivale a soportar su

    propio peso, acabados, divisiones, piso terminado y la carga viva de acuerdo al uso quetendr la estructura.

    La mayora de veces, en el anlisis estructural ssmico se considera que la losa es un

    diafragma rgido que, bajo el efecto de cargas horizontales o ssmicas, se desplazaintegralmente, es decir, todos los puntos de la losa se trasladan sin que entre ellos existaningn tipo de deformacin. Cabe resaltar que existen sistemas de entrepiso donde esnecesaria la existencia de una estructura perpendicular a la de la carga para resistir losesfuerzos horizontales, ya que por s sola no transmite empujes horizontales.

    Se puede concluir entonces que las losas de entrepiso constituyen el medio principal dedistribucin de las fuerzas ssmicas, y si as fue considerado en el anlisis y diseoestructural, as debe quedar reflejado en la construccin. Tanto el diseo estructural comoel arquitectnico deben ajustarse a conceptos de seguridad y control de daos. En laseleccin del sistema de losas no slo debe influir el factor econmico sino los criterios

    estructurales en conjunto. Debemos tener en cuenta que las edificaciones se comportancomo se construyen y no necesariamente como se disean.

    Por lo antes expuesto, el objetivo de esta tesis es dar a conocer nuevos sistemas de losas deentrepiso as como las consideraciones a tener en cuenta en el diseo. Con este fin, en elcaptulo 2 describimos diez sistemas y adems incluimos informacin acerca de sucomportamiento estructural, procedimiento constructivo, as como sus ventajas ydesventajas. De los sistemas propuestos se analiz con ms detalle las losas compuestascon lminas colaborantes, con viguetas pretensadas y losas coladas en el lugar en una y dosdirecciones.

    Hemos considerado el empleo del poliestireno expandido como material aligerante, ya queson caractersticas de este material la versatilidad, la ligereza, la baja conductividad

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    trmica, la resistencia, la baja absorcin de agua, su facilidad de manejo y manipuleo quelo hacen muy til como elemento aligerante dentro de las losas de entrepiso.

    En el captulo 3 describimos el anlisis para el sistema de losas compuestas con lminascolaborantes e incluimos criterios de diseo. Adems se ha determinado los valores de las

    luces que se puede cubrir dependiendo del calibre de la lmina, el espesor de la losa y losapoyos temporales considerados.

    Las losas vaciadas in situ en una y dos direcciones es el tema del captulo 4. En stedetallamos los criterios de diseo y el procedimiento constructivo de losas aligeradas con

    poliestireno, realizamos clculos para determinar el peso propio de cada alternativa, ascomo las distancias entre apoyos que se pueden cubrir bajo ciertas condiciones de carga yservicio.

    Las losas compuestas con viguetas pretensadas son poco conocidas en nuestro medio, apesar de su antigedad. En el captulo 5 exponemos un enfoque del proceso de diseo

    que se divide en varias etapas: durante el transporte, vaciado de concreto, eliminacin delos apoyos temporales (slo si se ha considerado) y finalmente durante el estado deservicio. El resto de este captulo determina las luces que este sistema permite cubrirdependiendo de la seccin de la vigueta, as como el rea de preesfuerzo considerada.

    Adems hemos tenido en cuenta dos paos de losa que pertenecen al desarrollo estructuralde viviendas. Estos paos han sido diseados considerando las alternativas propuestas enlos captulos 3, 4 y 5, con la finalidad de realizar una comparacin posterior y determinarel sistema ideal. Los resultados de estas comparaciones y el costo de cada sistema losdetallamos en el captulo 6.

    La seleccin del sistema de entrepiso a usar depende de muchos factores. Unaconsideracin importante es la economa de la construccin, pero tambin lo son las cargasde diseo, los claros o luces necesarias, el rendimiento de construccin, los requerimientosde servicio y resistencia.

    1.2 Mtodos de anlisis y diseoLas losas continuas, en su calidad de estructuras hiperestticas, requieren de criteriosadicionales al de equilibrio para la determinacin de sus fuerzas internas. El anlisis de

    este tipo de estructura se efecta a travs de alguno de los siguientes procedimientos:mtodo elstico, mtodo plstico y mtodos aproximados.

    El mtodo elstico puede ser utilizado en combinacin con el mtodo de diseo a larotura. Sin embargo, de algn modo, esto es contradictorio ya que el diseo a la roturaasume que el concreto y el acero han superado el lmite elstico. Pareciera pues, que elanlisis plstico es el ms recomendable para ser usado junto con el diseo a la rotura, peroes poco conocido.

    Al margen de las consideraciones tericas, el empleo del mtodo elstico para el anlisisde estructuras de concreto armado ha demostrado ser una prctica que ha conducido a

    diseos seguros. El reglamento recomienda su utilizacin aunque reconoce que en larealidad las estructuras pueden trabajar en el rango plstico y, por ello, se plantea criterios

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    para considerar la redistribucin de los esfuerzos propios de estructuras que trabajan en elrango inelstico.

    Para el diseo de las losas de concreto armado en una direccin y colado in situ delcaptulo 4 hemos considerado el mtodo aproximado de los coeficientes, por ser un mtodo

    prctico y sencillo bajo ciertas limitaciones. Las losas compuestas con viguetas pretensadashan sido diseadas de manera que los esfuerzos en el concreto y en el acero estn dentro delos lmites permitidos. Tambin se ha verificado si disponen de resistencia suficiente encaso ocurran sobrecargas (cargas de servicio).

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    CAPTULO 2

    Sistemas constructivos de losas de entrepiso

    2.1 Sistema de losas con vigueta prefabricadas [2.1]La vigueta que compone este sistema est elaborada con una armadura de alta resistencia,reforzada adicionalmente con el rea de acero que especifican los clculos. Esto se integraa una base de arcilla, lo que le proporciona ligereza y adherencia para cualquier tipo deacabado. El ladrillo de techo y poliestireno se pueden usar como un complemento para estesistema (vase figura 2.1)

    Figura 2.1: Vigueta armada prefabricada.

    En la figura 2.2, se ve de una forma genrica la disposicin de la vigueta en relacin conlos dems elementos que constituyen la losa, tanto en el caso ms frecuente de una viguetacomo en el caso de doble-vigueta que ha de resistir elevados momentos flectores.

    REFUERZO NEGATIVOREFUERZO POR TEMPERATURA

    VS DV

    Figura 2.2: Disposicin del uso de viguetas.

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    Comportamiento estructural

    Las viguetas de fondo tienen refuerzo transversal interno y externo, que asegura laabsorcin del esfuerzo cortante y mejora la adherencia entre el concreto fresco yendurecido. El refuerzo negativo se coloca de acuerdo con el tipo de apoyo que se brinde a

    la vigueta prefabricada y a la continuidad de la misma. Con este sistema es posible fundirlosas con luces hasta de 8 m.

    Forma de colocacin

    Figura 2.3: Colocacin de la primera vigueta.

    Figura 2.4: Apuntalamiento provisional de la primera vigueta.

    Figura 2.5: Colocacin de la primera franja de ladrillo de techo. Se debe colocar elprimer ladrillo apoyado en el muro y en la primera vigueta.

    Ventajas

    1. Por su fcil y rpida instalacin reduce el tiempo de colocacin.2. Requiere el mnimo de apuntalamiento, disminuyendo as el uso de encofrado.3. Se necesita menos horas-hombre de trabajo y no se requiere de mano de obra

    especializada.

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    2.2 Sistema de placas alveolares pretensadas [2.2]El sistema est compuesto por placas prefabricadas en concreto pre-esforzado, las cualessirven de formaleta para el concreto que se debe fundir sobre ellas para que se comportenmonolticamente. Se adhieren gracias a la rugosidad que presentan las losas en su cara

    superior. Estas placas son colocadas sobre elementos portantes, como muros o vigas.

    La placa alveolar pretensada es un panel de concreto pretensado, con canto constante,aligerado mediante alveolos longitudinales. Las figuras 2.6 y 2.7 representan la seccin deuna placa alveolar. Indican los nombres de sus diferentes partes. Se exponen, tambin,algunos de los tipos de alveolos que puede presentar.

    Figura 2.6: Secciones de placas con distintos tipos de alveolos.

    PLACA ALVEOLARREFUERZO POR TEMPERATURA

    1.0 - 1.2 m.

    Figura 2.7: Seccin tpica de una placa alveolar.

    Comportamiento estructural

    La losa compuesta por la placa prefabricada y la sobrelosa funcionan monolticamente ysoportan todos los esfuerzos de traccin y compresin, funcionando como un diafragma.

    Forma de colocacin

    1. La placa se coloca directamente por simple apoyo y sin necesidad de ningn tipo deapuntalamiento.

    LOSA SUPERIOR

    LOSA SUPERIOR

    ANCHO

    ALTOPERFIL

    LATERAL

    ALMA

    ALVEOLO

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    2. La superficie cubierta con un solo elemento es muy grande, por lo que la rapidez deejecucin y el rendimiento por operario son muy elevados.

    3. Una vez colocadas las placas son inmediatamente utilizables como lugar de paso y detrabajo.

    4. El sistema de unin con la estructura portante es muy sencillo, y supone un notableahorro de tiempo. La operacin de vaciado de concreto en obra se reduce al mnimoindispensable, ya que bsicamente consiste en el macizado de las juntas laterales delas placas y, opcionalmente, en la capa de compresin.

    Ventajas

    1. Se puede prescindir del espacio para el acopio en obra, pues las placas se colocandirectamente desde el transporte hasta su lugar en la estructura.

    2. Elevada rapidez de puesta en obra y rendimiento por operario. Al cubrir muchasuperficie con un solo elemento, la rapidez de ejecucin en obra es extraordinaria.

    Nada mas colocada, la placa alveolar pretensada ofrece una amplia superficieresistente sobre la que se puede pisar con seguridad. El trabajo se hace cmodo yfcil, lo que aumenta el rendimiento.

    3. Al ser autoportante, la placa no precisa de apuntalamientos. Incluso cuando se deseaponer capa de compresin, la resistencia de la placa ser suficiente, en general, parasoportar su peso propio, el peso del concreto vertido sobre ella y la sobrecarga deejecucin. Cuando la placa no lleva capa de compresin, puede trabajarse sobre ellainmediatamente con carcter provisional y con carcter definitivo en cuanto elconcreto de las juntas haya adquirido la resistencia necesaria.

    4. En muchos casos no es necesaria la capa de concreto de compresin. La placaalveolar tiene, por s sola, una gran resistencia que le permite soportar cargasimportantes y salvar grandes luces sin colaboracin de concreto in situ. No se trata,

    por tanto, de un elemento semirresistente sino autoportante. En todo el mundoindustrializado, donde las losas con placas alveolares se emplea masivamente, seacepta la ausencia de capa de compresin, siempre que las juntas se macicenadecuadamente. Solamente exige la capa superior de concreto in situcuando existen

    acciones laterales importantes. La capa de compresin puede utilizarse cuando sedesea reforzar algunas prestaciones de la losa, como la rigidez, la accin diafragma ola mejor redistribucin de cargas puntuales mviles, y tambin cuando convienealojar en ella alguna armadura.

    5. Mnimo consumo de concreto en relleno de juntas.6. El acabado de la cara inferior garantiza un excelente acabado de techos y, en todo

    caso, admite ser pintada sin ninguna preparacin previa.

    7. Las placas alveolares permiten el uso de grandes luces con un mnimo espesor en lalosa ya que la deformacin de una placa es menor que la de otra construida conviguetas pretensadas y unidades de arcilla, lo que se puede observar en la figura 2.8

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    H (cm) 50

    2

    25

    20

    15

    3210 7654

    45

    40

    35

    30

    1

    111098

    L (m)

    12

    3

    1 L0SA CONSTRUIDA CON VIGUETAS PREFABRICADAS Y UNIDADESDE ARCILLA

    L0SA CONSTRUIDA CON VIGUETAS PRETENSADAS Y UNIDADESDE ARCILLA

    2

    L0SA CONSTRUIDA CON PLACAS ALVEOLARES3

    Figura 2.8: Diferencia de luces para dos tipos de losa respecto a las placas alveolares.

    Ejemplos de aplicacin

    Figura 2.9: Forma de colocacin de placas alveolares pretensadas.

    Figura 2.10: Forma de colocacin de placas alveolares pretensadas con losa a

    compresin de concreto vaciado in situ.

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    2.3 Sistema de losas con lmina colaborante [2.3]Este mtodo forma parte del sistema de losa de entrepiso que incorpora lminas de aceroformadas en fro y una losa de concreto reforzada vaciada sobre dichas lminas, que actande manera monoltica y forman una seccin compuesta.

    Las lminas de acero sirven de encofrado para el vaciado de la losa de concreto as comode refuerzo positivo de la losa una vez que el concreto haya fraguado. Por esto se dice quees una lmina colaborante.

    La malla de acero de refuerzo que se recomienda colocar tiene como propsito absorber losefectos de la retraccin de fraguado del concreto y los cambios trmicos que ocurran en elsistema. La malla es eficiente en el control de las grietas, en especial, si se mantienecercana a la superficie superior de la losa.

    Figura 2.11: Seccin tpica del sistema de losa con lminas colaborantes.

    Comportamiento estructural

    Las lminas colaborantes conforman el refuerzo positivo de la losa. Una vez endurecido, elconcreto y las lminas actan en forma compuesta para resistir las cargas. La interaccinse forma a partir de una combinacin de adherencia superficial entre concreto y acero; deigual manera, existe otra interaccin generada por medios mecnicos mediante larestriccin impuesta por la forma de la lmina a travs de resaltes en la superficie,hendiduras o dispositivos para la transferencia de cortante, tales como pernos o alambrestransversales uniformemente espaciados.

    Adicionalmente, la losa en construccin compuesta y la viga de acero o concreto reforzadoque sirve de apoyo a la misma deben interconectarse convenientemente medianteconectores de cortante para producir una sola unidad estructural a flexin.

    Forma de colocacin

    1. Se debe tener cuidado en la colocacin de las lminas, garantizando que ellastrabajen de una forma adecuada ya que las lminas colocadas en forma invertida

    reducen la capacidad de carga de la losa.

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    LADO HEMBRA TRASLAPOPRIMERA LMINA

    COLABORANTE

    DIRECCIN DE COLOCACIN

    PRIMERA LMINACOLABORANTE

    ORIFICIO A LA LMINAPARA CONECTOR

    LMINABAJANDO

    SEGUNDA LMINACOLABORANTE

    VIGA SOPORTE

    Figura 2.12: Colocacin de la lmina colaborante.

    2. Las lminas deben sujetarse unas con otras en sentido longitudinal con tornillosautoperforantes, puntos de soldadura o remaches pop cada 0.90 cm.

    EXTREMO MACHOTORNILLO AUTOPERFORANTE

    EXTREMO MACHO

    EXTREMO HEMBRAEXTREMO HEMBRA

    SOLDADURA

    Figura 2.13: Tipos de sujecin entre lminas colaborantes: con soldadura y tornillos.

    3. Verificar si la lmina colaborante requiere o no de apuntalamientos temporales,dependiendo de la luz que cubre. En el caso de emplear apuntalamientos temporales,

    stos se colocarn en la mitad de la luz, y deben permanecer de 10 a 15 das.

    4. Se puede emplear diversos tipos de conectores de cortante sobre las vigas de apoyode la losa colaborante segn el material de stas.

    Figura 2.14: Diversos tipos de conectores.

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    5. Para el paso de tuberas debe dejarse los tubos colocados antes de que se funda lalosa. Posteriormente, se realizarn los empates correspondientes. Se procede ainstalar los tubos elctricos, sanitarios y dems elementos necesarios embebidos en lalosa. En lo posible, las instalaciones sanitarias debern ir descolgadas. En algunoscasos se recurre a una sobrealtura en las zonas hmedas.

    Figura 2.15: Vista de ubicacin de instalaciones sanitarias.

    6. Se debe instalar las tapas de cierre para evitar la salida del concreto durante elproceso de vaciado.

    LAMINA COLABORANTE

    VIGA DE SOPORTETAPAS

    Figura 2.16: Tapa de cierre que se usa para evitar salidas de concreto durante elproceso de vaciado.

    7. La malla electro-soldada se instala sobre los dados de concreto prefabricados(separadores) de tal forma que sta quede a 2.5 cm por debajo de la superficie de lalosa de concreto. La malla mnima recomendada es de 6 mm de dimetro acuadrculas de 15 cm x 15 cm. o varillas de 3/8 amarrada a mano en ambos sentidos.

    LAMINA COLABORANTE

    DISTANCIADOR

    PREFABRICADO

    VARILLA

    SOLDADA

    DISTANCIADOR

    CONCRETOVARILLA

    AMARRADA

    TAPA

    REFUERZO POR

    TEMPERATURA

    Figura 2.17: Instalacin de malla electrosoldada sobre separadores.

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    8. Despus de colocar los frisos que indiquen la altura final de la losa se debe vaciar elconcreto cuidando no acumular cantidades considerables de concreto en el mismositio, ya que se puede generar deformaciones y en el peor de los casos una falla de laslminas o testeros de la viga. Hay que confirmar la altura final de la losa marcada enlos frisos, la que no se debe exceder porque se sobrecargara innecesariamente la

    losa.

    9. Cuando se haga perforaciones en la lmina colaborante se debe reforzar su permetroen el lugar donde se realizar las perforaciones.

    Figura 2.18: Colocacin de perfiles para reforzar la lmina colaborante cuando sehacen las perforaciones.

    10. Vaciado de concreto.

    Figura 2.19: Vaciado de concreto.

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    Ventajas

    1 El sistema minimiza el desperdicio de material. En general, requiere menor volumende concreto que otros sistemas. Por otro lado, permite reducir el peso de laedificacin lo que se traduce en ahorro de material en el resto de la estructura y a

    nivel de cimentacin.

    2 El sistema presenta una apariencia atractiva y puede dejarse a la vista en cierto tipode proyectos.

    3 Se utilizan las propiedades del acero con una alta eficiencia en el diseo y lafabricacin, obtenindose una losa con una alta relacin de resistencia a peso.

    4 Funciona como encofrado, plataforma de trabajo y refuerzo de la losa, con lo que seelimina el elemento aligerante, el encofrado y otros elementos en las obras queimplica el uso de grandes reas de trabajo para almacenamiento dentro de la obra

    5 El manejo de la lmina en la obra no requiere de personal calificado ni de un procesode transformacin para su instalacin, por lo que se puede obtener grandesrendimientos en su ejecucin y bajos costos.

    Desventajas

    1 No se permite el uso de aditivos o acelerantes en el concreto que contengan salesclorhdricas ya que stos pueden producir corrosin sobre la lmina de acero.

    2 No se puede instalar lminas dobladas o deterioradas. Ejemplos de aplicacin

    Figura 2.20: Sistema de losas con lminas colaborantes usado en una plantaminera en Ilo-Per.

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    2.4 Sistema de losas con armadura metlica de celdillas autoportantes [2.4]La armadura metlica est constituida por celdillas abiertas y nervios que le confierencapacidad autoportante, trabaja como encofrado y refuerzo positivo de la losa decompresin en la ejecucin de todo tipo de techo, sustituye a los ladrillos de arcilla y

    concreto as como a los elementos prefabricados.

    Figura 2.21: Seccin del sistema de losas con armadura metlica con celdillasautoportante.

    Comportamiento estructural

    La existencia de una estructura perpendicular a la de la carga para resistir los esfuerzoshorizontales (vientos o sismo) es necesaria en la construccin de edificios con este sistema,ya que la losa de compresin no transmite empujes horizontales y los esfuerzos negativos

    son absorbidos por los nervios en V de la placa.

    Forma de colocacin

    1. La armadura metlica se coloca apoyada y fijada sobre todo tipo de estructura autoresistente con una separacin mxima de entrevigado de 80 cm, dispuesta de maneraque el vrtice de los nervios principales en uve quede inmerso en el concreto de la

    losa. En la tabla 2.1 vemos las distancias entre apoyos en funcin de la capa decompresin.

    Tabla 2.1: Variacin de la distancia entre apoyos segn la capa de compresinutilizada.

    Capa de Compresin 3 cm 4 cm 5 cm

    Distancia entre apoyos(A, vase figura 2.22)

    90 cm 85 cm 80 cm

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    Figura 2.22: Distancia entre apoyos, A.

    2. Se puede usar sobre distintos tipos de estructura autorresistente como vigasmetlicas, concreto, madera y tabiques.

    3. Se vaciar el concreto inicialmente sobre los apoyos de las vigas. Se debe prever lasjuntas de dilatacin y de trabajo necesarios de acuerdo a las superficies a vaciar y, ensu caso, la colocacin de una malla de reparto para evitar fisuras producidas por lasretracciones.

    4. Si la capa de compresin es mayor a 5 cm se deber aadir una malla electrosoldada.5. En algunas losas donde se llegue a luces de 1.20 m se debe reforzar con madera y

    puntales para realizar el vaciado del concreto y as evitar deformaciones. Una vez

    fraguado se retiran los soportes.

    6. Cuando la unin entre 2 armaduras metlicas se hace en funcin del ancho, y elempalme coincide entre apoyos, se procede a atar con alambre galvanizado una vezsolapados 8 a 10 cm. Cuando el empalme se hace en funcin del largo se debeencajar los nervios extremos y se atan con alambre.

    Ventajas

    1. Las celdillas de la armadura metlica ofrecen puntos de agarre del concreto vaciado,lo que asegura una perfecta adherencia entre la armadura y concreto.

    2. Debido al reducido peso de la plancha se puede tener ms facilidad en el manejo yalmacenaje en obra respecto a otros mtodos comnmente usados.

    3. Para la colocacin no se necesita de mano de obra especializada.4. Dado que, a travs del nervio lateral de solape encaja una placa con la siguiente, no

    se necesita ningn refuerzo adicional en las uniones.

    5. La armadura se adapta a las diferentes formas de una manera fcil y sencilla dada surigidez y flexibilidad, sin afectar su resistencia.

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    2.5 Sistema de losas con casetn de guayaquil [2.5]Se elabora los casetones con tiras de guayaquil asegurados entre s con madera y alambre,de tal manera que se forme el rectngulo correspondiente al casetn. La modulacin yaltura de los casetones dependen en gran parte del diseo estructural de la losa que tendr

    en cuenta las magnitudes y las cargas a soportar. Despus de elaborados los casetones, secolocan en la losa, de acuerdo con la modelacin estipulada en los planos, proporcionandoel aligeramiento necesario y sirviendo a la vez como formaleta para fundir las vigas yviguetas.

    Comportamiento estructural

    El comportamiento de una estructura aligerada con casetn de guayaquil debe serexactamente igual al de otras estructuras aligeradas con otros materiales. La grandiferencia est en la adecuada colocacin de los materiales. Si lo casetones son mal

    ubicados o anclados en la losa, se presentar alteraciones en las condiciones de diseocomo dimensiones de elementos mayores o nulos, sobrecargas por concreto alojado en lasceldas, etc.

    Forma de colocacin

    1. Cuando el sistema tiene una pequea losa inferior, se debe colocar la malla inferior yvaciar el concreto correspondiente a esa losa (el casetn se utilizara slo una vez).

    2. Colocar el refuerzo de las vigas y viguetas.3. Colocar los casetones de guayaquil en los espacios que deja el refuerzo.4. Puestos los casetones se procede al vaciado de la losa superior.

    Desventajas

    1. Las rupturas del casetn ocasionadas por el peso de operarios o equipos originan queel concreto llene parte de las celdas de aligeramiento.

    2. Entre los espacios de las tiras del casetn normalmente se presentan fugas de lechadade cemento y mortero, las que reducen las propiedades del concreto.

    3. La poca rigidez que tienen los casetones de guayaquil permite que la parte superior yparedes laterales se deformen considerablemente como consecuencia del peso y cargalateral producida por el concreto. De esta forma, las tortas superiores y vigas quedancon mayor espesor en la parte central del casetn.

    4. Cuando se utiliza indebidamente el casetn de guayaquil se puede presentardesperdicios del concreto hasta del 20% del volumen total de la losa.

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    2.6 Sistema de losas con casetn de lona sinttica [2.6]El aligeramiento de la losa se logra mediante casetones conformados por una estructuracompuesta por listones de madera envuelta con lona sinttica. La lona para aligerante deconstruccin es sinttica, impermeable, fabricada con resinas y aditivos que garantizan alta

    resistencia y durabilidad a la intemperie.

    Comportamiento estructural

    La solucin del casetn con lona sinttica hace que el comportamiento estructural sea elprevisto por el diseo. El peso de este casetn reduce la carga en las losas cuando se utilizaeste sistema.

    Forma de colocacin

    1. Los casetones de lona sinttica son colocados despus del armado del acero derefuerzo.

    2. Los casetones de lona que se van a reutilizar se retiran por debajo de la losa una vezque el concreto ha endurecido.

    Fabricacin de casetones usando lona sinttica

    1. Para su elaboracin se requiere utilizar madera resistente, preferiblemente, listones de4x2.5cm. La distancia entre los marcos puede variar entre 30 y 40 cm, dependiendode la estabilidad y resistencia de la madera. Los marcos se pueden confeccionar endos formas: Tipo A con listones parados y tipo B con listones acostados, segnmuestra la figura 2.24.

    30

    -40

    cm

    SI EL ANCHO DEL CASETON ES

    MAYOR A 70 CM SE DEBE INSTALAR

    UN LISTON ADICIONAL PARA MAYOR

    REFUERZAR EL MARCO

    TIPO A

    TIPO B

    Figura 2.24: Tipos de marcos de madera para casetones con lona sinttica.

    2. Al confeccionar la estructura se debe tener en cuenta la posicin de los listones enrelacin a los marcos. Los listones laterales superiores (A) deben ser clavados a losmarcos, de tal manera que queden a la misma altura de los listones centrales (B). Loslistones de la base (C) se deben asegurar tal como se muestra en la figura. Si el ancho

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    del casetn es mayor a 70 cm, se utiliza ms listones tipo B. Esto permite una mayorresistencia al trfico, como muestra la figura 2.25.

    CUANDO LA ALTURA DEL CASETON

    ES MAYOR A 40 CM SE DEBE

    INSTALAR UN REFUERZO ADICIONAL

    EN LOS COSTADOS

    C

    A

    B

    Figura 2.25: Posicin de los listones en relacin a los marcos.

    3. Una vez terminada la estructura se procede a instalar la lona (vase figura2.26)longitudinal o transversalmente, dependiendo de la dimensin del casetn, lo mayortemplado posible. Se corta el rea a cubrir, dejando unos centmetros a los bordes

    para fijarlos con una grapadora. Si la instalacin requiere uniones o juntas debertener en cuenta un traslapo doble, lo ms resistente posible.

    Figura 2.26: Colocacin de la lona sinttica sobre el marco de madera.

    4. Para la colacin de los casetones se sigue el mismo proceso de los ladrillos de arcilla.Una vez puestos en el sitio correspondiente se coloca la malla de temperatura en lalosa superior y se funde utilizando cualquier tipo de sistema de colocacin delconcreto.

    Ventajas

    1. Este tipo de casetn se puede dejar dentro de la losa o recuperar para su posteriorreutilizacin en losas de iguales caractersticas. El nmero de usos depende de lacalidad de los listones de madera que se emplee para su fabricacin.

    2. No existen ranuras por donde se pueda presentar desperdicios, y la lona por serimpermeable no permite prdida de agua, lechada, mortero o concreto.

    3. Si la lona es debidamente colocada (queda bastante estirada) garantiza la ausencia depandeos y deformaciones en las superficies de los elementos.

    4. Los casetones traen consigo beneficios ya que son livianos, pueden confeccionarse enla propia obra, son de fcil manipulacin, econmicos.

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    2.7 Sistema de losas con perfiles metlicos y poliestireno [2.7]Este sistema es un procedimiento de construccin de losas de entrepisos dispuestashorizontalmente o inclinadas segn los requerimientos del proyecto. Consiste en una losaaligerada, con base en la utilizacin de perfiles metlicos laminados en fro; de espesor,

    peralte y esfuerzo del material, variables segn los requerimientos estructurales;combinados con placas de poliestireno; varillas de refuerzo en las nervaduras, segn elclculo estructural; y una membrana de compresin de concreto hidrulico reforzada conmalla electro soldada. Vase figura 2.28.

    Figura 2.28: Esquema general del sistema de losas.

    Figura 2.29: Seccin tpica del sistema.

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    Forma de colocacin

    1. Se requiere de apuntalamientos de tipo secundariocolocados a 1.50 m como mximo.

    2. Se procede a colocar los perfiles metlicos cada 60 70 cmcentro a centro, mediante clavos colocados a 1.50 m. En losextremos se deber revisar la nivelacin de los apoyos.

    3. Colocar el acero de refuerzo producto del clculoestructural, para permitir la continuidad entre nervaduras y

    un buen anclaje.

    4. Colocacin a presin de placas de poliestireno.

    5. Colocacin de redes de instalaciones elctricas, sanitarias yde la malla electrosoldada.

    6. Vaciado de concreto en nervaduras y capa de compresin.

    7. Apariencia inferior de Losa.

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    Ventajas

    1. Anula el empleo del encofrado de contacto. Requiere de mnimas inversiones para sutransporte y maniobras de colocacin debido al poco peso de los materiales.

    2. En virtud de las caractersticas y pesos de los materiales que constituyen el sistema,se reduce las cargas muertas. Gracias a la ligereza y caractersticas de los materialesempleados en su integracin, su montaje resulta sencillo.

    3. Las cualidades termoaislantes con que cuenta el poliestireno, que es uno de losintegrantes de este sistema, hacen que el sistema sea ideal para climas extremosos y

    para edificaciones con requerimientos especiales en sus instalaciones. El poliestirenocuenta tambin con extraordinarias cualidades como aislante acstico, por lo que estesistema resulta ideal para edificios, casas habitacin, auditorios, escuelas, teatros,hospitales, centros de investigacin, etc.

    Ejemplos de aplicacin

    Figura 2.30: Edificio de oficinas claros de hasta 12.50 m y volados de 5.50 m.

    Figura 2.31: Edificio de oficinas con luces de 12.50m.

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    2.8 Sistema de losas aligeradas con casetones perdidos de poliestireno expandido[2.8]

    La inclusin de elementos aligerantes de poliestireno expandido en las losas resuelvesimultneamente la reduccin de peso de la losa y el aislamiento trmico de la misma. El

    poliestireno se adapta a los diferentes tipos de losa ya sea con viguetas o semiviguetas dehormign armado o pretensado, o bien, mediante la incorporacin en losas nervadasvaciadas in situ.

    Los bloques de poliestireno se pueden fabricar en mltiples anchos y altos, y en una ampliagama de contornos, adaptndose a cualquier diseo de la losa. Por su elevada rigidezestructural y versatilidad de diseo se utilizan, cada vez ms, las losa en dos direcciones oreticulares.

    Forma de colocacin con casetn perdido a la vista

    1. Sobre un encofrado, previo replanteo y trazado de los elementos estructurales, soncolocados los casetones de poliestireno asegurados al encofrado, para evitar sumovimiento durante los procesos de armadura de los refuerzos de la placa y vaciadodel concreto. A continuacin se coloca la armadura de vigas y viguetas a la que seinvolucra la armadura del recubrimiento. Luego se realizan las diferentesinstalaciones. Una vez hecha la limpieza de los bloques de poliestireno y delencofrado se procede a vaciar el concreto. Fraguado el concreto y retirado elencofrado, se observa, por la cara inferior los casetones de poliestireno, las vigas yviguetas. Una vez retirados los excedentes del vaciado, y si los casetones estndebidamente nivelados, stos pueden ser dejados a la vista, para darles algn acabadocomo estuco, pintura, etc., o utilizar un cielorraso falso. Vase figura 2.32.

    Figura 2.32: Sistema de losas aligeradas con casetones de poliestireno perdidos a la vista.

    Forma de colocacin con casetn perdido escondido

    1. El proceso para las losas con casetn perdido escondido se inicia con la extendidasobre la base de encofrado de una malla de alambre (malla de gallinero), ligada a la

    armadura de vigas y viguetas, se coloca los casetones de poliestireno en los vacos yse realiza las diferentes instalaciones embebidas dentro de la losa. Luego se retira

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    parcialmente los casetones por zonas para fundir la "torta inferior", en espesores de 3a 5 cm.; se reinstala y asegura los casetones para impedir su movimiento durante elcargue del concreto (tendencia a flotacin). Se procede al vaciado del concreto en laarmadura de las viguetas de la losa hasta llegar al nivel superior de los casetonesdonde se coloca el refuerzo por contraccin y temperatura para fundir luego la "torta

    superior" de la losa, segn se ve en la figura 2.33.

    2. Retirado el encofrado, sobre la cara inferior de la losa (torta), se aplica los diferentesacabados despus de corregir y nivelar los defectos de la losa. De esta manera, elcasetn queda embebido dentro de la placa transfiriendo al conjunto de la placa deentrepiso o cubierta sus cualidades de aislamiento acstico y trmico.

    TORTA INFERIORPOLIESTIRENO

    VIGUETA DE CONCRETO

    LOSA SUPERIOR DE PISO

    Figura 2.33: Losa aligerada con casetones de poliestireno perdido escondido.

    Forma de colocacin del casetn de poliestireno sobre viguetas prefabricadas.

    1. La colocacin del poliestireno se disea en funcin de la luz a cubrir de las viguetasprefabricadas, las que, por lo general, tienen una forma de "H" girada (o "i" concintura, para otros) que les permite acoplarse a los casetones. Tambin presentanunas prolongaciones de su armadura o "mechas" con las que se involucran a las vigasde amarre a las que llegan perpendicularmente. Las viguetas prefabricadas y loscasetones de poliestireno expandido se van ubicando intercaladamente apoyadassobre un sistema de puntales y cerchas o una base de encofrado que garantice sunivelacin y resistencia.

    2. Si es necesario, segn el clculo estructural, se colocan refuerzos negativos a lasviguetas prefabricadas; luego se realizan las perforaciones y pasos necesarios para

    hacer las instalaciones elctricas, hidrulicas y sanitarias, para proceder a lainstalacin de la armadura de la capa de recubrimiento, la que es aconsejable separarligeramente (1.5 a 2 cm.) de los casetones. Para evitar la aparicin de lechadas esnecesario un buen ajuste de los casetones con las viguetas prefabricadas, el sellado delas uniones contra muros, el traslapo de los casetones, etc.

    3. Durante el fraguado es aconsejable conservar puntales de refuerzo hasta obtener laresistencia adecuada. Por la cara inferior de la losa se apreciara las viguetas y loscasetones que pueden dejarse a la vista o ser tratados con algn tipo de acabado.

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    VIGUA DE APOYO

    MURO DE APOYO

    VIGUETA

    RETENSADA

    ARMADURA DE FIERRO

    PLACA CONCRETO

    LIESTIRENO

    H

    VIGUETA Y CASETON

    A LA VISTA

    0.60

    VIGUETA Y CASETON

    OCULTA

    0.60

    11.0

    2-3 cm

    H

    Figura 2.34: Colocacin de casetones sobre viguetas prefabricadas.

    Ventajas

    1. Los bloques de poliestireno se ven sometidos a esfuerzos combinados de flexin ypunzonamiento ocasionados por el trnsito de operarios y el vertido de concreto. Laresistencia a la flexin y al punzonamiento de los bloques de poliestireno expandidoviene determinada por su elevado grado de cohesin (caracterizada por la resistencia

    a la flexin) y por las dimensiones del bloque.

    2. La baja conductividad trmica del poliestireno expandido transmite a la losa suscaractersticas aislantes.El grado de aislamiento de una losa depende de la naturalezade las piezas de entrevigado y de la geometra de las mismas.

    3. Los bloques de arcilla y concreto aportan un peso propio que puede oscilar entre los60 y los 110 kg/m2. En iguales circunstancias, los casetones de poliestireno aportannicamente entre 1 3 kg/m2. Ello repercute en una disminucin de concreto y de lassecciones de acero en el resto de la estructura o en un aumento de los mrgenes deseguridad.

    4. Los bloques de poliestireno no son frgiles, por lo que no presentan roturas en losprocesos de descarga, acopio y acarreo en las obras, a diferencia de lo que sucede conlos bloques tradicionales de arcilla o concreto. Esto supone un ahorro econmico enel aprovechamiento de los materiales suministrados, as como la reduccin de loscostes de desescombro de las obras.

    5. Las piezas huecas de arcilla y concreto permiten que a travs de sus alveolos penetreuna cierta cantidad de concreto que es intil estructuralmente. Esta merma se eliminamediante el uso de bloques de poliestireno que, por su carcter macizo, aseguran eluso del concreto estructuralmente necesario.

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    6. Los bloques de poliestireno son ligeros, por lo que se instalan con mucha ms rapidezque los de arcilla o concreto. Adems, sus dimensiones pueden ser el doble o cuatroveces superior a los tradicionales, obtenindose en consecuencia mayoresrendimientos en la colocacin.

    7. Los bloques de poliestireno, al contrario que los de arcilla o concreto, puedenmecanizarse fcilmente en obra mediante simples serruchos, facilitando su perfectaadaptacin a las irregularidades de las obras.

    Ejemplos de aplicacin

    Figura 2.35: Aplicaciones de bloques de poliestireno en losas reticulares.

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    2.9 Sistema de losas aligeradas con casetones recuperables de poliestirenoexpandido

    [2.9]

    En aquellas construcciones que en virtud de su uso (oficinas, hospitales, comercio, etc.) esnecesario prever un espacio bajo las placas de entrepiso para instalaciones especiales

    (inyeccin y extraccin de aire, redes de incendio, sistemas, etc.) ocultas luego por uncielorraso falso; o simplemente para instalaciones a la vista (garajes, fabricas, etc.); o enaqullas en que se requiera algn tratamiento decorativo especial (zonas comerciales,iglesias, etc.) es posible usar casetones de poliestireno expandido recuperables para fundirlas losas de entrepiso o cubierta dejando a la vista el vaco del aligeramiento entre lasnervaduras de vigas y viguetas y utilizar los casetones nuevamente para pisos superiores.

    Es un sistema de colocacin y recuperacin de bloques macizos de poliestireno expandido(icopor), ampliamente utilizado en la construccin porque ofrece alto rendimiento delconcreto ya que no hay desperdicio por pandeos, filtraciones o roturas. Los casetonesrecuperables se fabrican industrialmente a la medida de los planos con flexibilidad de

    formas y tamaos. El casetn se forra con una pelcula de polietileno para evitar suadherencia al concreto y facilitar su extraccin. Este proceso se lleva a cabo en la obra. Elcasetn se recupera mediante una operacin que toma pocos segundos inyectando airecomprimido a travs de una manguera que infla un cojn que ser utilizado con la finalidadde desprender el casetn. Para asegurar su recuperacin, el casetn tiene forma trapezoidal,con una pendiente del 8 al 10% de su altura.

    MANGUERA

    CINTA DE LONA

    ELEMENTOS PARADESENCOFRAR

    CASETONESRECUPERABLES

    COJIN

    H

    CORTE

    TIPICO

    POLIESTIRENO

    H/10

    Figura 2.36: Sistema de losas construidas con casetones recuperables.

    Comportamiento estructural

    Si los casetones no sufren ningn desplazamiento al momento del vaciado del concreto, elcomportamiento de la estructura es el previsto en el diseo. El sistema adems dedisminuir la carga muerta por la no permanencia del elemento aligerante, no conlleva acambios en el comportamiento estructural.

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    Forma de colocacin

    1. Cada casetn se envuelve con una pelcula tensionada de polietileno, que resalta suforma y lo protege. Para facilitar el desencofrado se acostumbra dejar bajo el

    polietileno, en la cara superior, uno o varios cojines inflables con su correspondiente

    manguera que atraviesa el casetn por una perforacin hecha con una varilla. Elconjunto va amarrado con varias cintas de lona (ancho 5 cm). Se colocan loscasetones de acuerdo con la reparticin estructural sobre una base de encofrado,asegurndolos de manera que no se muevan durante la colocacin del fierro y elvaciado de concreto, pero teniendo cuidado de que esto no impida su retiro. Se colocael refuerzo de la losa, y en los sitios de las instalaciones elctricas, hidrulicas ysanitarias que sea necesario se reemplazan los casetones recuperables por casetones

    perdidos.

    2. Con el fin de evitar que el trfico de trabajadores y el transporte de materiales comoel fierro dae los casetones, stos se instalan junto con el elemento inflable y el

    polietileno una vez que est armado el 70 % del refuerzo.

    3. Despus de colocados los casetones, se extiende la malla de refuerzo superior,teniendo cuidado de no pinchar con las puntas los elementos inflables derecuperacin.

    4. El concreto se vaca sobre la parte superior del casetn y luego se reparteuniformemente entre las vigas, evitando as desplazamientos.

    5. Una vez retirado el elemento aligerante, los conductos para tuberas quedan aldescubierto. En los baos se puede utilizar casetn de poliestireno perdido.

    6. Cuando el concreto haya alcanzado el 70% de su resistencia, fraguada la losa yretirada la base del encofrado se procede al retiro de los casetones. A medida que soninflados los cojines dejados encima de cada casetn, en razn del empuje del aire yde la forma del casetn, stos se separan de la losa. Las cintas mediante un esfuerzode torsin comprimen ligeramente el casetn y a la vez que se le jala hacia abajo

    permiten el retiro de cada encofrado. Cada casetn debe ser revisado cuidadosamentey vuelto a envolver en polietileno antes de ser utilizado nuevamente.

    7. En general, los casetones son retirados por la parte inferior de la placa, pero tambinse puede fundir una torta inferior (base para cielorraso) y colocar los casetones enforma invertida, y extraerlos una vez fundida las viguetas por la cara superior, para

    proceder luego a instalar piso de madera (listn machihembrado) o placas deconcreto prefabricadas, etc.

    8. En los casetones recuperables, el polietileno puede ser reemplazado por cerasdesencofrantes, pinturas u otros acabados que permitan tener una adecuada superficie

    para el retiro de los elementos.

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    3 ETAPA: DESENCOFRADO

    2 ETAPA: VACIADO DE CONCRETOCASETON+COJIN

    AIRE

    1 ETAPA: PREPARACION

    ARMADURA DE FIERRO

    ENCOFRADO

    CASETON+COJIN

    Figura 2.37: Etapas a seguir para realizar el sistema con encofrado recuperable.

    Ventajas

    1. Cada casetn puede usarse 15 veces como mnimo, pero con un adecuado manejopuede soportar ms de 20 usos, sin necesidad de reemplazar el polietileno.

    2. Cuando se trate de edificios de 15 pisos o ms, los casetones pueden usarse comoaligerante perdido en la ltima losa-techo a construir, proporcionando as un medioaislante.

    3. El rendimiento del concreto es alto. No hay desperdicio por pandeos, filtraciones oroturas.

    4. Los casetones de poliestireno expandido son impermeables, no admiten filtracionesde finos ni absorben humedad durante el curado, posibilitando la completahidratacin del cemento

    5. Las principales ventajas del uso de casetones recuperables de poliestireno estn en subajo peso y fcil manipulacin. Su resistencia adecuada a la compresin del concretogarantiza la geometra de ste y evita su desperdicio. La reutilizacin, en especial enconstrucciones de varios pisos tpicos, representa no slo una economa en costos

    sino tambin un racional uso de los insumos de la obra y, muy particularmente,ahorro de tiempo.

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    Ejemplos de aplicacin

    Figura 2.38: Colocacin del casetn de poliestireno expandido y vaciado de concreto.

    Figura 2.39: Acabado final de la losa aligerada haciendo uso de casetones de poliestirenoexpandido.

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    2.10 Sistema de losas abovedadas [2.10]Sistema de entrepiso y cubierta es aplicable a viviendas de luces pequeas. Est basado enla utilizacin de elementos de entrevigado cumpliendo funciones estructurales cuyaconfiguracin permita que los materiales utilizados en su fabricacin trabajen en su forma

    ptima, es decir, que todas sus secciones reciban solicitaciones de compresin lograndocon esta la utilizacin de esta propiedad en concretos y morteros, as como la disposicinde todos sus elementos componentes, viguetas, losa abovedada y concreto in situ quegaranticen un trabajo homogneo de todo el conjunto.

    En la figura 2.40 se aprecia la seccin de este sistema donde se aprecia los elementosprefabricados que la conforman.

    L

    H

    VIGUETA PREFABRICADA

    LOSA ABOVEDADA

    CONCRETO VACIADO "IN SITU"

    Figura 2.40: Representacin grfica de la seccin del sistema de entrepiso.

    Este sistema est basado en la utilizacin de viguetas pretensadas o armadas, cuya seccinpor su forma geomtrica permite una vez completada la seccin de la losa se convierta enuna seccin en T trabajando homogneamente debido al efecto de la unin entre vigueta ylosa abovedada que se produce. El elemento de entrevigado utilizado corresponde a unalosa abovedada de mortero (sin refuerzo) de espesor entre 0.03 y 0.05 m, en dependenciade su modulacin y su flecha con un ancho como dimensin general de 0.30 m.

    El trazado de la losa abovedada sigue una directriz parablica a lo largo de su ejepermitiendo que el trabajo de una seccin en todos los puntos sea de solicitaciones acompresin y este forma permite aprovechar racionalmente el material del que estcompuesta (mortero).

    Todos los elementos pueden ser colocados sin la utilizacin de equipos de izaje, es decir,

    manualmente, y sus pesos oscilan entre 10Kg y 30 Kg. Las juntas entre las losasabovedadas se rellenan con pasta de cemento y el asiento o nivelacin de esta sobre lasviguetas es a base de mortero arena-cemento, permitiendo a su vez el constreimiento delas mismas teniendo como resultado una capacidad de carga suficiente para soportar lascargas de construccin.

    Este sistema puede ser utilizado como entrepiso o cubierta en viviendas econmicasprefabricadas o semi-prefabricadas con luces entre 3.00 m hasta 4.20 m (comodimensiones ms generales) y con mdulos entre viguetas acorde al sistema donde seutilice.

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    Ventajas

    1. Utiliza elementos prefabricados de fcil produccin industrial o en plantas a pie deobra, con una base material de poca complejidad en su instalacin.

    2. El tiempo de la ejecucin disminuye y es fcil la produccin de sus elementoscomponentes.3. Facilidad de ejecucin y manipulacin.

    4. Posee belleza arquitectnica y flexibilidad sin necesidad de apuntalamiento. Utilizaviguetas armadas o pretensadas.

    5. Este sistema puede ser usado en reconstrucciones y remodelaciones de edificios o encualquier estructura donde las cargas correspondan a los rangos para edificaciones deviviendas de luces cortas.

    2.11 Referencias[2.1] Pgina web:http://www.ladrillerasantaclara.com/productos.htm[2.2] Pgina web:http://www.serconet.com/visanfer/forjados/placas_aligeradas.htm[2.3] Informacin proporcionada por La Unidad de Arquitectura Metlica Barranquilla-

    Colombia a travs del ingeniero Wilson Reyes Alvarez.[2.4] Manual sobre Armaduras Metlicas Placner. Fabricante Placas Nervadas S.L.,

    Espaa, 2000, 30 pp.[2.5] Noticreto, edicin 45, Colombia, Santa Fe de Bogot, 1997, 80 pp.[2.6] Informacin proporcionada por Tesicol a travs de la ingeniero Alicia Borja

    McCornick.[2.7] Pgina web:http://www.losafacil.com/principal.html[2.8] Informacin proporcionada por el arquitecto Francisco Pardo Trelles.[2.9] Pgina web:http://www.formaplac.com/[2.10] Manual Sistema LAM, edicin 1, Cuba, 1997, 30 pp.

    http://www.ladrillerasantaclara.com/productos.htmhttp://www.serconet.com/visanfer/forjados/placas_aligeradas.htmhttp://www.losafacil.com/principal.htmlhttp://www.losafacil.com/principal.htmlhttp://www.formaplac.com/http://www.formaplac.com/http://www.formaplac.com/http://www.losafacil.com/principal.htmlhttp://www.serconet.com/visanfer/forjados/placas_aligeradas.htmhttp://www.ladrillerasantaclara.com/productos.htm
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    CAPTULO 3

    Losas compuestas reforzadas con lmina de acero

    3.1 Descripcin del sistemaEl sistema de losa con lminas colaborantes es un nuevo concepto para el diseo y laconstruccin de losas estructurales en edificaciones. Este sistema se compone de unalmina de acero preformada (steel deck) y una losa de concreto vaciada sobre sta, queactan de manera monoltica y forman una losa compuesta (Composite Steel Floor Deck).Este tipo de losa se suele usar donde la estructura principal se erige en acero o es unaconstruccin compuesta. El perfil de la lmina que trabaja mejor es el de formatrapezoidal. Las lminas son galvanizadas y tienen corrugaciones que hacen que laadherencia entre la interfase lmina y acero sea satisfactoria evitando as deslizamientoshorizontales entre los dos componentes. En el mercado se pueden encontrar lminas cuyo

    espesor vara aproximadamente de 0.028 pulg a 0.060 pulg (0.7 1.5 mm).

    [3.1]

    Estas losas compuestas tienen una serie de ventajas:

    El tablero de acero, que se coloca fcil y rpidamente sobre las vigas, sirve comoplataforma de trabajo para soportar la actividad de la construccin y para sostener elconcreto recin vaciado. Esto elimina la necesidad de encofrado y de andamiajes.

    El tablero de acero sirve como refuerzo principal a tensin para la losa. Si parte o todos los paneles del tablero se forman en celdas cerradas, stas pueden

    servir de conductos para cables elctricos o de comunicacin o para la calefaccin.

    El sistema puede utilizarse en edificios donde la estructura principal es en concreto o enacero y debe conectarse adecuadamente a las vigas principales de apoyo para servir dediafragma estructural y conformar elementos en construccin compuesta con dichas vigassi as se proyecta. Adicionalmente, puede apoyarse de forma conveniente sobre murosestructurales en mampostera o concreto. En la figura 3.1 se presenta el esquema generaldel sistema estructural de entrepiso con lminas colaborantes.

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    LAMINA COLABORANTE

    ANCHO UTIL

    MALLAELECTROSOLDADA

    H

    Figura 3.1: Seccin tpica del sistema de losa con lminas colaborantes.

    Este tipo de sistema involucra dos etapas principales para el diseo. La primera cuando elconcreto fresco an no ha endurecido, y la lmina colaborante funciona principalmentecomo encofrado. La segunda cuando el concreto endurece y la losa trabaja como seccincompuesta para resistir las cargas muertas y las cargas vivas. En la primera etapa seacostumbra verificar los esfuerzos y las deflexiones con los valores admisibles. En lasegunda se aplica el criterio de resistencia.

    3.2 Funciones de la lmina de acero [3.2]

    La lmina de acero tiene dos funciones principales:

    Durante el proceso constructivo sirve como encofrado permanente o para conformaruna plataforma segura de trabajo, eliminando la necesidad de armar y remover los

    encofrados temporales comnmente utilizados. Antes del endurecimiento delconcreto fresco, la lmina debe soportar su propio peso ms el peso del concretofresco y las cargas adicionales de construccin. Se debe verificar los esfuerzos y lasdeflexiones mximas y compararlos con los valores admisibles.

    Como componente estructural definitivo conforma el refuerzo positivo de la losa.Una vez endurecido el concreto fresco, ste y el acero actan en forma compuesta

    para resistir las cargas muertas y las cargas vivas sobreimpuestas. La interaccin seforma a partir de una combinacin de adherencia superficial entre el concreto y lalmina y por medios mecnicos mediante la restriccin impuesta por la forma de lalmina a travs de resaltes en la superficie, hendiduras o dispositivos para la

    transferencia de cortante tales como pernos o alambres transversales uniformementeespaciados. En este estado debe calcularse igualmente los esfuerzos y las deflexionesmximos y compararlos con los admisibles correspondientes. Adicionalmente, la losaen construccin compuesta y la viga de acero o concreto reforzado, que sirve deapoyo a la misma, pueden interconectarse convenientemente mediante conectores decortante para producir una sola unidad estructural a flexin la cual tiene mayorresistencia y rigidez que una losa y viga independientes.

    En el caso de las losas de entrepiso diseadas para actuar en la construccincompuesta con las vigas de apoyo se simplifica la instalacin de conectores decortantes entre los dos elementos y se hace nfasis en el recubrimiento de concreto

    alrededor de los conectores de cortante.

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    3.3 Cargas y esfuerzos no compuestos [3.1, 3.2 ]Para el diseo de la lmina actuando como encofrado, o sea, en estado no compuesto, lacarga de diseo debe incluir:

    El propio peso de la lmina. El peso del concreto fresco. Las cargas de construccin temporales que se calculan como la ms severas entre una

    carga uniformemente distribuida de 100 kg/m2sobre la superficie de la lmina y unacarga concentrada de 300 kg que actan sobre una seccin de la formaleta de 1 m deancho. Estas cargas corresponden a cargas de construccin como son sobrepesos porel manejo del concreto, el peso de la maquinaria y las personas que trabajan en laconstruccin de la losa.

    3.3.1 Defl exiones admisibles

    Para el clculo de las deflexiones verticales de la lmina colaborante actuando comoencofrado deber considerarse el peso del concreto de acuerdo con el espesor de diseo yel de la lmina. Las cargas de construccin no deben tenerse en cuenta por ser de carctertemporal. Debido a que la lmina se disea para permanecer en el rango elstico, sta serecuperar una vez que se retire dicha carga temporal.

    Las deflexiones verticales que se produzcan en condiciones de encofrado y en estado nocompuesto, calculadas con las cargas establecidas y medidas con respecto a la deflexinvertical del apoyo, deben limitarse a:

    admcal . La deflexin calculada debe ser el

    menor valor entre180

    *100 Le y 1.9 cm.

    Donde:L e = Longitud de la luz libre, (m)cal = Deflexin calculada, (cm)adm = Deflexin mxima admisible, (cm)

    3.3.2 Esfuerzo admisibles

    Los esfuerzos de tensin y de compresin por flexin en la lmina no deben exceder el

    60% del esfuerzo de fluencia o 2530 kg/cm2. ADMCAL

    2/2530*6.0 cmkgfyADM = (3.1)

    Donde:CAL = Esfuerzo actuante en el acero, (kg/cm

    2).ADM = Esfuerzo admisible en el acero (kg/cm

    2) Y = Esfuerzo de fluencia en el acero, (kg/cm

    2)

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    Soportes adicionales (apuntalamientos temporales)Si los esfuerzos actuantes o las deflexiones calculadas sobrepasan los esfuerzos admisiblesy/o las deflexiones admisibles respectivamente, se puede utilizar apuntalamientostemporales adicionales durante la construccin, los cuales generalmente son colocados enlos centros o tercios de las luces. En caso de requerirse apoyos temporales, debe indicarse

    claramente en los planos de construccin el tipo de apoyo requerido, su ubicacin y eltiempo necesario de apuntalamiento

    Longitudes de apoyoLas longitudes de apoyo del tablero sobre las vigas principales se determinan utilizandouna carga de concreto hmedo ms el peso propio de la lmina colaborante y una carga deconstruccin uniformemente distribuida de 100 kg/m2. Como regla general se recomiendautilizar una longitud de apoyo de por lo menos 4 cm cuando la lmina se instale sobre laviga, la cual impedir que el tablero resbale de su apoyo. Si esta condicin no puedecumplirse, por razones constructivas o cuando se esperen reacciones considerables en losapoyos, deber verificarse los esfuerzos en el alma de la lmina. Se recomienda utilizar una

    longitud de apoyo de la lmina sobre la viga de 2.5 cm. En casos crticos se recomienda detodas maneras sujetar convenientemente la lmina a la viga o elemento de apoyo paraevitar que resbale.

    3.4 Lmina colaborante y concreto como seccin compuesta [3.2, 3.3, 3.4]La losa con seccin compuesta debe disearse como una losa de concreto reforzado en laque la lmina acta como acero de refuerzo positivo. Las losas deben disearse con lucessimples o continuas sobre apoyos, sometidas a cargas uniformemente distribuidas.Adicionalmente deben ser diseadas para cargas concentradas importantes, para cargas

    dinmicas derivadas del uso de la estructura y para cargas debidas al funcionamiento de lalosa como diafragma estructural en una edificacin determinada.

    Aunque deben satisfacerse los lmites impuestos a los esfuerzos y a las deflexiones en elestado no compuesto, la base primaria para el diseo de losas compuestas consiste ensuministrar una resistencia adecuada para resistir sobrecargas hipotticas. Las cargas o losefectos de las cargas que se deben resistir se encuentran aplicando coeficientes desobrecarga a las cargas de servicio, y las resistencias de diseo se estiman multiplicandolas resistencias nominales por los coeficientes de reduccin de resistencia.

    VnVu MnMu

    Donde los efectos de las cargas, Vu y Mu, se basan en las cargas mayoradas:CVCMMu 8.15.1 +=

    CM = Peso del tablero y del concreto mas las cargas muertas adicionales, tn.m2CV = Carga viva de servicio, tn.m2

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    Tabla 3.1: Deflexiones mximas calculadas permisibles

    Tipo de elemento Deflexin que se considera Deflexin

    lmite

    Techos planos que no soporten o no estn

    unidas a elementos no estructurales quepuedan ser daados por deflexiones grandes.

    Deflexin instantnea debido a

    carga viva.

    L/180

    Pisos que no soporten ni estn ligados aelementos no estructurales susceptibles desufrir daos por deflexiones excesivas.

    Deflexin instantnea debido acarga viva.

    L/360

    Pisos o techos que soporten o estn ligados aelementos no estructurales susceptibles desufrir daos por deflexiones excesivas.

    La parte de la deflexin totalque ocurre despus de la uninde los elementos noestructurales (la suma de ladeflexin diferida a todas lascargas sostenidas, y la

    deflexin.

    L/480

    Pisos o techos que soporten o estn ligados aelementos no estructurales no susceptibles desufrir daos por deflexiones excesivas.

    inmediata debida a cualquiercarga viva adicional).

    L/240

    Se recomienda los siguientes valores del coeficiente de efectos a largo plazo, , segn latabla 3.2

    Tabla 3.2: Valores de en funcin del tiempo [3.1]

    Aos 5 aos o ms 2.012 meses 1.46 meses 1.23 meses 1.0

    De la misma manera que en los clculos de esfuerzos, para el clculo de deflexiones sesupone normalmente que no existe continuidad en la losa de manera que se utiliza lasfrmulas convencionales para luces simples. De nuevo esta suposicin puede evitarseutilizando las frmulas correspondientes a dos y ms luces continuas donde las partes de lalosa sometidas a flexin negativa requiere de refuerzo adicional que se coloca cerca de lasuperficie superior de concreto. Este refuerzo puede disearse de acuerdo a los mtodoscorrientes para losas. [3.1]

    3.4.4 Resistencia de adherencia a cortante

    Una de las formas de falla ms comunes en losa compuestas es una forma que combinafalla a cortante y de adherencia, de aqu que se le llame falla por adherencia a cortante, a lolargo de la interfase entre el acero y el concreto, en la cual se produce un deslizamientohorizontal. As como ocurra para las barras de refuerzo corriente, la sola adherencia

    natural por lo general no es suficiente. Por esta razn, se utiliza una variedad dedispositivos para la transferencia de cortante, que consisten en resaltes, alambres

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    transversales soldados y muescas que tienen como objetivo mejorar la adherencia acortante por medios mecnicos, efecto que va a sumarse a la adherencia propia entre losdos materiales.

    l

    Ve Ve

    GRIETA DE TENSIONDIAGONAL

    Pe/2l'

    el`

    DESLIZAMIENTOEN EL EXTREMO

    Figura 3.2: Agrietamiento diagonal y falla por adherencia

    En la figura 3.2 se expone una falla por adherencia a cortante como ocurre en un ensayo delaboratorio bajo dos cargas puntuales. Una grieta importante de corte diagonal se desarrollacerca de una de las cargas. Estos produce una prdida de adherencia en la vecindadinmediata de la grieta y sobre toda la longitud l. Esto genera un deslizamiento entre elconcreto y el acero, que se puede observar por el deslizamiento indicado en el extremo. A

    partir de ah, la falla por adherencia a cortante se relaciona con el agrietamiento diagonal acortante y esto se refleja en el mtodo de diseo para adherencia por cortante.

    En base a ensayos realizados, la resistencia de adherencia a cortante de losas compuestasque se refuerzan con tablero de acero puede expresarse en trminos de una ecuacinsimilar a la utilizada para la resistencia a cortante de elementos reforzados a flexin en la

    forma convencional:

    dbwMu

    dVuwcfVn *

    *49`16.0

    += (3.3)

    Las constantes 0.16 y 49 no son aplicables a tableros compuestos puesto que son vlidasslo para las vigas y las losas reforzadas con barras. Para losas compuestas los valores deestas constantes dependern de las peculiaridades del tablero, es decir, de la forma de laseccin transversal, del espaciamiento y profundidad de las nervaduras, del espesor de lalmina, de la forma, del espaciamiento y localizacin de los dispositivos de transferencia

    de cortante, etc. As que como consecuencia de la variedad de tableros que producen losdiferentes fabricantes, es necesario determinar con ensayos las constantes apropiadas paracada tipo.

    Estos ensayos se llevan a cabo sobre especimenes de losa a escala real, sometidos a flexinmediante dos cargas puntuales como se indica en la figura 3.2. As que en la ecuacinanterior para Vn se tiene queMu/Vu =l, es la luz de corte.

    dbl

    dmcfKVn *

    '

    *`

    +=

    (3.4)

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    Donde:Vn = fuerza cortante de adherencia nominal resistente, kg.d = Espesor efectivo de la losa, es decir, distancia de la parte superior del concreto al

    centroide de la seccin transversal del tablero de acero, cm.b = Ancho de anlisis. Normalmente en losas se toma ancho unitario de 100 cm.

    k,m = Constantes determinadas experimentalmente. = As/bd es la cuanta de refuerzo dada como la relacin entre el rea de la seccin

    transversal de la lmina colaborante y el rea efectiva del concreto.l = Distancia de la carga concentrada al apoyo ms cercano en el ensayo con dos

    cargas concentradas simtricas, cm.

    La ecuacin anterior se puede reformular de la siguiente manera:

    +=

    cfl

    dmK

    cfdb

    Ve

    ''*

    *

    `**

    (3.5)

    La ecuacin representa una lnea recta, de manera que cuando ( )cfdbVe `* se dibujacontra ( )cfld '' , k representa la interseccin con el eje ( )cfdbVe `* y m es la

    pendiente de la lnea. En este caso, Ve es la reaccin en el extremo medida en el ensayo enel momento de la falla.

    Al representar de manera grfica gran cantidad de ensayos, se encuentra que los puntos deensayo siguen efectivamente una lnea aproximada, con una dispersin experimental casidel 15%. Con objetivos de diseo, la resistencia de adherencia cortante se tomaconservadoramente un 15% menor al valor estimado. As que, con respecto a la figura 3.3,si la interseccin y la pendiente de la lnea de mejor ajuste son k1y m1respectivamente,

    para propsitos de diseo, se utilizan los valores k y m correspondientes a una lnea, un15% por debajo de la lnea de mejor ajuste.

    K1

    K

    LNEA REDUCIDA EN UN15% PARA DISEO

    MEJOR AJUSTE A PARTIRDE LOS ENSAYOS

    B

    A

    Ve/(bdf'c)

    d/(l`f'c)

    Figura 3.3: Resultados comunes de ensayos que fallaron por adherencia a cortante.

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    Cada fabricante de lminas colaborantes debe establecer su propia resistencia deadherencia a cortante mediante ensayos realizados aplicando dos cargas puntuales de lamanera expuesta en la figura 3.2 y los resultados deben dibujarse como se indica en lafigura 3.3. Con el fin de establecer una lnea recta confiable debe ensayarse un mnimo dedos pares de especimenes idnticos para cubrir el intervalo de luces de corte l` y de

    espesores de losa h. As, los especmenes para los puntos A se logran con valorespequeos de hy grandes de l y para puntosB, con valores grandes de hy pequeos de l.

    3.4.5 Conectores de corte [3.1, 3.5]

    Los conectores de cortante son esenciales para desarrollar la accin compuesta. Las losasconstruidas con el sistema de lmina colaborante al utilizarse como diafragma de piso quetiene como objetivo principal distribuir las cargas horizontales, generadas por efectos deviento o de sismo, a los elementos estructurales de soporte, deben transferir el cortantehorizontal de manera que se comporte como unidad.

    Al utilizar la losa compuesta como diafragma, el concreto que rellena los pliegues de lalmina de acero elimina la posibilidad de pandeos locales y en las esquinas. Sin la

    posibilidad de pandeos locales en la lmina, el sistema resulta adecuado para transmitirfuerzas cortantes generadas por las fuerzas horizontales. Es necesario entonces disearcuidadosamente la conexin del diafragma al sistema estructural de soporte para garantizaruna adecuada transmisin de las fuerzas cortantes generadas.

    El diseo del espaciamiento de los conectores a utilizar depende de la resistencia al cortede conector Qf y del flujo de corte ltimo Su o fuerza cortante ltima por unidad delongitud, calculada a partir del anlisis de fuerzas.

    3.4.6 Resistencia a flexin mtodo de la resistencia ltima

    El mtodo de la resistencia ltima para disear a flexin est basado en la fluencia de latotalidad de la lmina por lo cual son aplicables las frmulas tradicionales de diseo a larotura (o resistencia ltima) para el concreto. Para alcanzar la capacidad ltima a momentode la seccin compuesta, se ha demostrado experimentalmente que se requiere un nmerosuficiente de pernos de corte sobre la viga perpendicular a la direccin principal de lalmina.

    Aunque el tablero de acero en la estructura terminada sirve de refuerzo a la losa, lasdimensiones de su seccin transversal y, por tanto, su rea,As, por lo general las controlanlas condiciones temporales de construccin descritas con anterioridad. En consecuencia laslosas compuestas se pueden sobrerreforzar o subreforzar, segn las combinaciones

    particulares de luces y cargas, etc. En este sistema no es posible evitar las losassobrerreforzadas, en contraste con la situacin para las losas convencionales que utilizan

    barras corrientes de refuerzo.

    Se establece la cuanta balanceada que es aqulla para la cual la deformacin unitaria detensin en la parte superior de la lmina alcanza la deformacin de fluencia exactamente en

    el mismo instante de aplicacin de carga en que la superficie superior del concreto alcanzala deformacin lmite de c= 0.003.

  • 8/13/2019 Ici 087sapentrepisos

    55/138

    45

    +=

    d

    dh

    fy

    cf d

    yc

    cb

    '**85.0 1 (3.6)

    Donde:

    b

    = Cuanta balanceada de acero de refuerzo. 1 = 0.85 para concretos con fc 280 kg/cm 2(4000 psi).y = Deformacin unitaria limite del concreto.c = Deformacin unitaria de fluencia en el acero.h = Espesor nominal fuera a fuera de la losa, cm.dd = Altura de la lmina colaborante, cm.d = Altura efectiva de la parte superior de la losa de concreto al centroide del

    acero a tensin, cm.C = Resistencia a la compresin especificada para el concreto, kg/cm

    2.fY = Esfuerzo de fluencia de acero, kg/cm

    2 .

    h

    dd

    LAMINA COLABORANTE

    ANCHO UTIL

    te

    MALLAELECTROSOLDADA

    Figura 3.4: Seccin detallada del sistema con lmina colaborante

    Las losas compuestas con una cuanta de acero menor que b estn subreforzadas y elacero de la lmina estar en fluencia en el momento en que el concreto alcance sudeformacin lmite, mientras que aqullas con una de acero por encima de ese lmite seencuentran sobrerreforzadas y tendrn un esfuerzo en el acero menor que y cuando elconcreto alcanza su deformacin lmite. La ecuacin bsica que debe verificarse es lasiguiente: nu MM .

    Donde:Mu = Momento total actuante mayorado, tn.m.Mn =