DISEÑO ESTRUCTURAL IV

DISEÑO ESTRUCTURAL IVPROGRAMA DE ESTUDIO

UGMLICENCIATURA EN ARQUITECTURA

Diseño Estructural IV Arq. J. Victor Meneses Campos 1

JUNIO 2009.

CUARTO SEMESTREjovim

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OBJETIVOS GENERALES:• El alumno calculará las fuerzas internas generadas en los sistemas

estructurales para la construcción.• Aprenderá teorías y métodos para el cálculo de elementos

estructurales.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE• Elaboración de dibujos de ejercicios prácticos.• Exposición en pizarrón y proyecciones.


• Exposición en pizarrón y proyecciones.

MODALIDAD DE EVALUACION DE LA ASIGNATURA• - Exámenes exploratorios (3) 60%• - A.C. (trabajos, tareas, modelos) 30%• - Participación 10%• TOTAL 100%

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PROGRAMA DEL CURSO:

- Métodos de elasticidad.- Momento resistente del concreto y del acero- Constantes para la comprobación de vigas y su dimensionamiento.- Vigas: Peralte, esfuerzos unitarios, estribos, adherencia, flechas.- Vigas doblemente armadas.- Columnas: Compresión axial y excéntrica.- Columnas cortas y largas con carga axial. Columnas a flexocompresión.- Columnas circulares.


- Columnas circulares.- Losas: apoyadas en un lado o volada. Losas apoyadas en 2, 3 y 4 lados.- Losas perimetrales, losas continuas, losas de 10 cm.- Cimentaciones superficiales: Losas de cimentación, zapatas aisladas, zapatas

corridas.- Vigas T, losas nervadas en 1 y 2 sentidos.- Losas planas sin trabes. jov

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BIBLIOGRAFIA:• NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN

DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO. 6 de octubre de 2004. Gobierno del Distrito Federal, México.

• González Cuevas, Oscar M; “Aspectos fundamentales del concreto reforzado”: Edit. Limusa; México, 2005.

• Gallo Ortiz; Espino Márquez; Olvera Montes; “Diseño Estructural de Casas Habitación”. Edit. Mc GRaw Hill; 2005; ISBN-10: 970-10-4826-1.

• P. Beer; Ferdinand; Johnston; Russell; Mecánica vectorial para ingenieros, ESTÁTICA; Edit. Mc Graw Hill; octava edición; 2007.

• PARKER, Harry; “Diseño simplificado de estructuras de madera”; Edit. LIMUSA; México, 1999.


• PARKER, Harry; “Diseño simplificado de estructuras de madera”; Edit. LIMUSA; México, 1999.

• LUTHE, García Rodolfo; “Análisis estructural”, Edit. Alfaomega; México, 2000.• AMBROSE. James, “Estructuras”, Edit. LIMUSA; México, 2001.• SCHMITT; “Tratado de construcción”; Edit. Gustavo Gili; Barcelona; 2002.• GUZMAN, E. MIGUEL ANGEL A; Aplicación de las normas NTC-RDF-2004; En el

diseño de estructuras de concreto reforzado; Colegio de Ingenieros Civiles de Michoacán, A.C.

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Las estructuras de concreto

Las estructuras de concreto reforzado tienen ciertas características,derivadas de los procedimientos usados en su construcción, que lasdistinguen de las estructuras de otros materiales.

El concreto se fabrica en estado plástico, lo que obliga a utilizar moldesque lo sostengan mientras adquiere resistencia suficiente para que


que lo sostengan mientras adquiere resistencia suficiente para quela estructura sea autosoportante.

Esta característica impone ciertas restricciones, pero al mismo tiempoaporta algunas ventajas. Una de éstas es su "moldeabilidad",propiedad que brinda al proyectista gran libertad en la elección deformas.

Gracias a ella, es posible construir estructuras, como los cascarones,que en otro material serían muy difíciles de obtener.

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Existen dos procedimientos principales para construir estructuras deconcreto.

Cuando los elementos estructurales se forman en su posición definitiva,se dice que la estructura ha sido colada in situ o en sitio, es decircolada en el lugar.

Si se fabrican en un lugar distinto al de su posición definitiva en laestructura, el procedimiento recibe el nombre de prefabricación.

El primer procedimiento obliga a una secuencia determinada deoperaciones, ya que para iniciar cada etapa es necesario esperar a


El primer procedimiento obliga a una secuencia determinada deoperaciones, ya que para iniciar cada etapa es necesario esperar aque se haya concluido la anterior.

Por ejemplo, no puede procederse a la construcción de un nivel en unedificio hasta que el nivel inferior haya adquirido la resistenciaadecuada. Además, es necesario a menudo construir obras falsasmuy elaboradas y transportar el concreto fresco del lugar defabricación a su posición definitiva, operaciones que influyendecisivamente en el costo.

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Con el segundo procedimiento se economiza tanto en la obrafalsa como en el transporte del concreto fresco, y sepueden realizar simultáneamente varias etapas deconstrucción.

Por otra parte, este procedimiento presenta el inconvenientedel costo adicional de montaje y transporte de loselementos prefabricados y, además, el problema dedesarrollar conexiones efectivas entre los elementos.

El proyectista debe elegir entre estas dos alternativas,


El proyectista debe elegir entre estas dos alternativas,guiándose siempre por las ventajas económicas,constructivas y técnicas que pueden obtenerse en cadacaso.

Cualquiera que sea la alternativa que escoja, esta eleccióninfluye de manera importante en el tipo de estructuraciónque se adopte.

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Características acción-respuesta.

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Carga deformación.

Considérese el voladizo mostrado en la figura 1.2 sujeto a la acción deuna carga vertical P, que varía desde un valor nulo hasta aquel queproduce el colapso. La característica acción-respuesta másinmediata es la curva carga-deflexión presentada también en lafigura. En términos de esta característica es posible definir cuatroetapas en el comportamiento del voladizo:


a) Una etapa inicial elástica, en la que las cargas son proporcionales alas deformaciones. Es frecuente que bajo las condicionespermanentes de servicio (excluyendo las cargas de corta duracióncomo viento o sismo), la estructura se encuentre en esta etapa. Lacarga de servicio se ha marcado en la figura como P, y ladeformación correspondiente como a.

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b) Una etapa intermedia en la que la relación carga-deformación ya noes lineal, pero en la que la carga va creciendo.

c) Una etapa plástica, en la que se producen deformacionesrelativamente grandes para incrementos pequeños o nulos de lascargas.

La resistencia Pr se encuentra en esta etapa. Debido a la forma de lacurva, es difícil establecer cuál es la deformación correspondiente ala resistencia.

d) Una etapa inestable, caracterizada por una rama descendente hasta


d) Una etapa inestable, caracterizada por una rama descendente hastael colapso, donde a mayores deformaciones la carga disminuye.

De la ilustración se puede definir el factor de seguridad como elcociente Pr/Ps,. La estructura tendrá una resistencia adecuada, sieste factor es mayor que un valor predeterminado considerado comoaceptable.

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Gráfica carga-deformación.


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El análisis de las estructuras de concreto reforzado.

Para poder analizar una estructura es necesario idealizarla.Por ejemplo, una idealización frecuente en el análisis deedificios es considerar la estructura como formada porseries de marcos planos en dos direcciones. De este modose reduce el problema real tridimensional a uno de dos


se reduce el problema real tridimensional a uno de dosdimensiones. Se considera, además, que las propiedadesmecánicas de los elementos en cada marco estánconcentradas a lo largo de sus ejes. Las acciones seaplican sobre esta estructura idealizada.jov

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El dimensionamiento de elementos de concretoreforzado.

Se entiende por dimensionamiento la determinación de laspropiedades geométricas de los elementos estructurales yde la cantidad y posición del acero de refuerzo.

El procedimiento de dimensionamiento tradicional, basado enesfuerzos de trabajo, consiste en determinar los esfuerzoscorrespondientes a acciones interiores obtenidas de unanálisis elástico de la estructura, bajo sus supuestas


análisis elástico de la estructura, bajo sus supuestasacciones de servicio.

Estos esfuerzos se comparan con esfuerzos permisibles,especificados como una fracción de las resistencias delconcreto y del acero. Se supone que así se logra a la par,un comportamiento satisfactorio en condiciones de servicioy un margen razonable de seguridad.

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El procedimiento más comúnmente utilizado en laactualidad es el denominado método plástico, deresistencia o de resistencia última, según el cual loselementos o secciones se dimensionan para quetengan una resistencia determinada.

El procedimiento consiste en definir las accionesinteriores, correspondientes a las condiciones de


interiores, correspondientes a las condiciones deservicio, mediante un análisis elástico, ymultiplicarlas por un factor de carga, que puede serconstante o variable según los distintos elementos,para así obtener las resistencias dedimensionamiento.

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Factores de carga

El Reglamento del Distrito Federal [1.35] establece los siguientes factores de carga:

a) Para combinaciones que incluyan exclusivamente acciones permanentes yvariables, el factor de carga, Fc, será de 1.4, excepto en estructuras que soportenpisos en los que pueda haber normalmente aglomeración de personas, o enconstrucciones que contengan equipo sumamente valioso, caso en el cual el factorde carga será de 1.5.

b) Para combinaciones de acciones que incluyan una accidental, como viento o sismo,además de las acciones permanentes y variables, el factor de carga,


además de las acciones permanentes y variables, el factor de carga,Fc, será de 1 .1.

C) Para acciones cuyo efecto sea favorable a la resistencia o estabilidad de laestructura, se tomará un factor de carga, Fc, de 0.9. En estos casos, como ya seexplicó anteriormente, se utiliza la carga nominal mínima.

d) En la revisión de estados Iímite de servicio, se tomará un factor de carga igual auno.

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Características generales del concreto y del aceroEl concreto es un material pétreo, artificial, obtenido de la

mezcla, en proporciones determinadas, de cemento,agregados y agua. El cemento y el agua forman una pastaque rodea a los agregados, constituyendo un materialheterogéneo. Algunas veces se añaden ciertas sustanciasquímicas llamadas aditivos o adicionantes, que mejoran omodifican algunas propiedades del concreto.


modifican algunas propiedades del concreto.El Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, por

ejemplo, define dos clases de concreto: clase 1, que tieneun peso volumétrico en estado fresco superior a 2.2ton/m3, y clase 2, cuyo peso volumétrico está comprendidoentre 1.9 y 2.2 ton/m3.

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El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero esdébil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como materialestructural. Para resistir tensiones se emplea refuerzo de acero,generalmente en forma de barras, colocado en las zonas donde seprevé que se desarrollarán tensiones bajo las acciones de servicio.

El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la pocaresistencia a la tensión del concreto. El uso del refuerzo no estálimitado a la finalidad anterior. También se emplea en zonas de


limitado a la finalidad anterior. También se emplea en zonas decompresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado,para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración ypara proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo queindirectamente aumenta su resistencia a la compresión.

La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que sellama concreto reforzado.

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Variación de la resistencia con la edad


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Algunas características de los aceros de refuerzo

El acero para reforzar concreto se utiliza en distintas formas. La máscomún es la barra o varilla que se fabrica tanto de acero laminado encaliente como de acero trabajado en frío.

Los diámetros usuales de las barras producidas en México varían de l/4de pulg a 1 l/2 pulg. (Algunos productores han fabricado barrascorrugadas de 5/16 de pulg, 5/32 de pulg y 3/16 de pulg.) En otrospaíses se usan diámetros aun mayores.

Todas las barras, con excepción del alambrón de l/4 de pulg, que


Todas las barras, con excepción del alambrón de l/4 de pulg, quegeneralmente es liso, tienen corrugaciones en la superficie, paramejorar su adherencia al concreto.

En México se cuenta con una variedad relativamente grande de acerosde refuerzo. Las barras laminadas en caliente pueden obtenerse conlímites de fluencia desde 2300 hasta 4200 kg/cm2. El acerotrabajado en frío alcanza límites de fluencia de 4000 a 6000 bajadoen frío, fabricado en México. En los kg/cm2.

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Dimensionamiento de vigas

Fundamentalmente, debe buscarse la sencillez constructiva y launiformidad, y deben evitarse las discontinuidades tanto en lasdimensiones del concreto como en la distribución del refuerzo.

Los cambios bruscos de sección no suelen ser convenientes.El refuerzo debe detallarse considerando la posibilidad de condiciones

de carga no previstas específicamente en el cálculo y los efectos de


de carga no previstas específicamente en el cálculo y los efectos delas redistribuciones de momentos.

El proyectista busca obtener soluciones económicas en cuanto aconsumo de materiales. Pero no debe olvidarse que en el costo totalde una estructura influyen otros factores, tales como las cimbras yobras falsas, la mano de obra, la duración de la construcción y elprocedimiento constructivo adoptado,

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La sencillez constructiva conduce a tiempos de ejecución menores ycostos de mano de obra inferiores.

Para lograr sencillez y rapidez constructiva, es conveniente estandarizarsecciones en el mayor grado posible, no solamente en lasestructuras prefabricadas, donde esto es obvio, sino también en lasestructuras coladas en el lugar. La estandarización de secciones traeconsigo la simplificación de la mano de obra y la posibilidad de lograruna planeación eficiente del uso de cimbras. Como es natural,conviene también que los elementos estructurales tengan formas


conviene también que los elementos estructurales tengan formasgeométricas sencillas.

También es aconsejable la estandarización de los detalles de refuerzo,de manera que pueda reducirse a un mínimo el número de barras decaracterísticas distintas. La estandarización del refuerzo facilita laslabores de habilitado y de colocación, al mismo tiempo que simplificala supervisión y el control de costos.

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Detallado del refuerzoa) Los armados deben ser sencillosb) No debe haber congestionamientos del refuerzoC) El refuerzo debe tener recubrimientos adecuadosEl recubrimiento protege al acero de dos agentes: la corrosión y el

fuego.d) Las barras deben estar ancladase) Las estructuras deben tener un comportamiento dúctil


e) Las estructuras deben tener un comportamiento dúctilCorte de barrasEl diagrama de momentos puede modificarse con respecto al teórico

por variaciones en la distribución o en la magnitud de las cargas, ydebido a que las barras deben anclarse en sus extremos, serecomienda que éstas se prolonguen cierta distancia, generalmenteigual o mayor que el peralte de la viga, más allá de la sección endonde pueden cortarse teóricamente.

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Estribos.

En el caso de que el diagrama de fuerza cortante sea variable, como elde la figura, puede dividirse en dos o tres segmentos de magnitudconstante, como se indica con línea punteada en la misma figura.Debe tenerse en cuenta que el diagrama teórico de fuerza cortantepuede modificarse por cambios imprevistos en la distribución de lacarga.


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Secciones rectangulares doblemente armadas

Puede suceder que una sección rectangular cuyas dimensiones hayan sido fijadas poralguna restricción funcional no pueda soportar, como sección simplementearmada. En tal caso, la capacidad de la sección puede aumentarse adicionandoacero de compresión e incrementando el acero de tensión. El acero decompresión también es útil para reducir deflexiones. A veces una sección tienerefuerzo de compresión por motivos ajenos a la resistencia o al control dedeformaciones. Éste es el caso, por ejemplo, de la viga continua de la figura.


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EJEMPLO SEGÚN ACI - 318 04


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COLUMNAS


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LOSAS

Las losas son elementos estructurales cuyas dimensiones enplanta son relativamente grandes en comparación con superalte. Las acciones principales sobre las losas soncargas normales a su plano, ya que se usan para disponerde superficies útiles horizontales como los pisos de


de superficies útiles horizontales como los pisos deedificios o las cubiertas de puentes. En ocasiones, ademásde las cargas normales actúan cargas contenidas en suplano, como en el caso de losas inclinadas, en las que lacarga vertical tiene una componente paralela a la losa.jov

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Losas en una direcciónLas losas mostradas en la figura se conocen con el nombre de losas en una dirección

porque, como se verá en la siguiente sección, trabajan únicamente en la direcciónperpendicular a los apoyos. Estos apoyos pueden ser las vigas principales de unmarco, vigas secundarias que se apoyan a su vez en vigas principales o en muros,o muros de mampostería que soportan la losa directamente.


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En la figura 16.2 se muestra un sistema de piso usado frecuentemente cuando losmarcos de un edificio forman tableros de losa de dimensiones relativamentegrandes. Se suele en estos casos colocar vigas secundarias en la dirección cortadel tablero, de tal manera que se forman varios tableros de losa más pequeños.Cuando la relación entre el lado largo y el lado corto de estos tableros es mayorque dos, las losas se pueden diseñar como losas en una dirección aunque esténapoyadas en realidad en sus otros lados, ya que, como se verá en el siguientecapítulo, trabajan en forma similar a las losas mostradas en la figura que seflexionan uniformemente.


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Momentos flexionantes

EI diseño de estas losas es, por consiguiente, similar al de lasvigas, con algunas características que se señalan acontinuación. Se recomienda iniciar el diseño fijando unvalor del peralte que garantice que no ocurran deflexionesexcesivas, ya que esto es el factor que suele regir en eldiseño. Para ello puede usarse la tabla 11.4, tomada delReglamento ACI 31 8-02, la cual proporciona espesores de


Reglamento ACI 31 8-02, la cual proporciona espesores delosa con los que no se exceden las deflexiones permisibles,o bien puede fijarse un espesor tentativo y calcular lasdeflexiones como se explica en el capítulo de este texto.

Fuerza cortante jovim

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DIMENSIONAMIENTO

Una vez determinado el espesor de la losa, se calcula el peralteefectivo restando el recubrimiento del espesor. El reglamento ACI318-02 recomienda un recubrimiento libre de 2 cm para losas noexpuestas a la acción del clima (intemperie), ni en contacto con elsuelo.

El cálculo de los momentos flexionantes y de las fuerzas cortantespuede realizarse enseguida, considerando que la losa es una vigacontinua de un metro de ancho con carga uniformemente distribuida.


continua de un metro de ancho con carga uniformemente distribuida.Además del refuerzo principal de flexión, debe proporcionarse refuerzo

por cambios volumétricos, normal al anterior, de acuerdo con losrequisitos de:

Intemperie (p=.003); protegido (p=.002). Este refuerzo deberá teneruna separación máxima de 50 cm o 3.5 veces el peralte de la losa.

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Los momentos flexionantes en losas perimetralmente apoyadas secalcularán con los coeficientes de la tabla 6.1 si se satisfacen lassiguientes limitaciones:

a) Los tableros son aproximadamente rectangulares;b) La distribución de las cargas es aproximadamente uniforme en cada

tablero.Para momento flexionante negativo, las secciones críticas se tomarán

en los bordes del tablero, y para positivo, en las líneas medias.


en los bordes del tablero, y para positivo, en las líneas medias.A fin de doblar varillas y aplicar los requisitos de anclaje del acero se

supondrán líneas de inflexión a:un sexto del claro corto desde los bordes del tablero para momentopositivo.

y a un quinto del claro corto desde los bordes del tablero paramomento negativo.

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Peralte mínimo

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Losas de entrepisoLas losas de entrepiso se consideran como uno de los elementos más delicados en la

construcción de vivienda, ya que una colocación incorrecta del acero de refuerzo puedellevarla al colapso sin necesidad de que sobrevenga un sismo.

• Losas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de otro,construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los murosestructurales.

FUNCIONES

Las losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones:


Las losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones:

• Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentespisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada,la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir,que no deje ver las cosas de un lado a otro.

• Función estructural : Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas deservicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de losacabados como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio,para atender la función sísmica del conjunto.

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Especificaciones generales

• La separación máxima del acero de refuerzo en las losas será de 3h (h es el espesor dela losa).

• En la proximidad de cargas concentradas superiores a una tonelada, la separación delrefuerzo no debe exceder de 2.5 d (d es el peralte efectivo de la losa).

• El diámetro del agregado grueso máximo utilizado en el concreto de las losas será de 1/3


• El diámetro del agregado grueso máximo utilizado en el concreto de las losas será de 1/3del peralte.

• Se podrá utilizar concreto clase 1, f’c < 250 kg/cm² (pero no menor de kg/cm²), o concretoclase II, f’c >= 250 kg/cm²

• Previo al colado, se verificará que la cimbra presente la rigidez necesaria para que nopresente deflexiones que provoquen la deformación de la losa. Así mismo seinspeccionará que en su cubierta exista diesel o aceite quemado para evitar que elconcreto se adhiera a la cimbra.

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• Anticipadamente al colado, la cimbra deberá de humedecerse, para que esta noabsorba el agua del concreto, así como provocar el esponjamiento de la madera ycierre las juntas de la madera.

• Se supervisará el tendido de las instalaciones que deban estar embebidas en lalosa (instalaciones eléctricas).


• Deberá tenerse especial cuidado en atender el proporcionamiento de la mezclaindicada (en volumen).

• Preferible si se utiliza vibrador para la compactación del concreto.jovim

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• Losa de Concreto Armado

Una losa de concreto armado es uno de los sistemas de entrepiso mascomunes y por las facilidad de compra de sus materiales mas usados hoy endía.

Hacer una losa de concreto armado es una de las partes más laboriosas ycomplicadas de una construcción.


complicadas de una construcción.

El concreto resiste mucho peso encima, es decir, resiste mucho la compresión,pero es débil a la tensión.

El fierro, en cambio, es muy resistente a la tensión.

Por eso cuando se usan juntos, como en la losa de concreto armado, resultanentrepisos y techos sumamente resistentes.

Al hacer la losa, hay tres tareas principales: construir la cimbra, armar losrefuerzos de la varilla y colar el concreto

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• CURADOUna manera de curar el concreto es regar agua hasta que se encharque, tres veces

al día, durante 10 días. lo importante es que no pierda agua bruscamente, unavez que se vacía el concreto, debe permanecer sin carga alguna por lo menoslas primeras 8 horas.

• DESCIMBRADOA los 15 días del colado, ya se puede quitar la cimbra, cuidadosamente, sin romper

la madera. Primero se quitan las cuñas; luego, los arrastres. Después los piesderechos con las vigas madrinas. al final la tarima con los polines . Es necesario


derechos con las vigas madrinas. al final la tarima con los polines . Es necesariodejar uno o dos puntales en el centro, para quitarlos hasta 28 días después delcolado.

• TERMINADO DE LA AZOTEACuando la losa de la azotea es horizontal, es necesario darle una inclinación que

provoque el escurrimiento y salida del agua de la lluvia rápidamente sin que seproduzcan encharcamientos ni humedades. Esta inclinación se hace por mediode un relleno de arena o piedra ligera y un enladrillado.

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LOSA ARTESONADA

¿QUÉ ES FORJADO INSITU?

• Es una estructura plana y rígida de concreto, proyectada pararesistir las fuerzas aplicadas trabajando conjuntamente con lasarmaduras principales y secundarias.

• Se denomina así por que los nervios o viguetas “in situ“ sonejecutados en el sitio o lugar, que en este caso es la obra.


ejecutados en el sitio o lugar, que en este caso es la obra.

• A su vez, es del tipo losa nervada ya que está constituido pornervios armados en una sola dirección situados a cierta distanciaentre ejes.Entre estos nervios armados se dispone una losa delgada,reduciéndose a una mera capa de compresión de 4 o 5 cm, lacual descansa sobre elementos aligerantes, tomando así elnombre de losa aligerada. Los elementos aligerantes empleadosson blocks de concreto o poliestireno expandido (unicel).

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LOSA ARTESONADA

CARACTERÍSTICAS DEL FORJADO "IN SITU"

• En todos los casos capa de compresión de 4 o 5 cm debe ser armadacon malla soldada. Blocks de concreto pueden conseguir mejoresaislamientos térmicos y acústicos y una mayor resistenciafrente al fuego.

• Existen armados unidireccional y bidireccionales formados por 2 barras


• Existen armados unidireccional y bidireccionales formados por 2 barrasde acero en positivos o parte inferior del forjado, y 1 o 2 barrassuperiores o negativos, según necesidades de cálculo.

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LOSA ARTESONADA

Losa Prefabricada“Vigueta y Bovedilla”

• La losa prefabricada de vigueta y bovedilla es una “losanervada” en un sentido la cual consiste en una serie denervios (viguetas). generalmente espaciadas a 70-80centímetros según el fabricante, sobre la cual se colocaelectromalla y concreto. A este sistema se le conoce como


electromalla y concreto. A este sistema se le conoce como“losa prefabricada”.

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LOSA ARTESONADA

ViguetasEn este tipo de losa los materiales prefabricados (vigueta y

bovedilla) representan aproximadamente el setenta y cincopor ciento del total de materiales, mientras el restanteveinticinco por ciento corresponde a materiales colocados

enobra.


La losa nervada en un sentido tiene un comportamientoestructural semejante al de una viga T simplementesoportada o una viga continua de dos o más claros, por lotanto las consideraciones estructurales aplicables a lasvigas lo son también a las losas.jov

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LOSA ARTESONADA

Bovedillas.El adecuado diseño del concreto reforzado indica utilizar los componentes del sistema de manera eficiente: concreto en la zona de compresión y acero en las zonas de tensión.

Para bajar el peso de la losa sólida de concreto y eliminar el


Para bajar el peso de la losa sólida de concreto y eliminar el uso de acero y concreto en zonas innecesarias, se utilizan bovedillas, las cuales quedan dentro del colado como relleno.

Con el uso de bovedillas se reduce el peso de la losa y también la cantidad de acero de refuerzo, por consiguiente baja el costo de la losa.jov

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LOSA ARTESONADA

En nuestro medio generalmente se utilizan bovedillas hechascon materiales similares a los utilizados en la fabricación deblock: piedra pómez, cemento y agua. Aunque existenbovedillas de otros materiales como poliestireno (unicel) conlos cuales se puede bajar considerablemente el peso de lalosa, estas son usadas en casos especiales ya que su costo es


losa, estas son usadas en casos especiales ya que su costo esmuy elevado.

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LOSA ARTESONADA

Nervio de temperatura

Consiste en una costilla o armadura de dos varillas o mas.

La función del nervio de temperatura como su nombrelo indica es dar rigidez a la losa en el sentido


lo indica es dar rigidez a la losa en el sentidoperpendicular de las viguetas, evitando en la medidade lo posible la aparición de fisuras por el movimientodesigual de las dichas viguetas provocadas porsismos o contracción por temperatura.

• Los rigidizantes se distribuyen uniformemente a cada1.50 metros de separación entre ellos.

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LOSA ARTESONADA

Electromalla o malla soldada

Se utiliza electromalla por dos motivos: como refuerzo portemperatura (para evitar fisuras en el concreto debido a lacontracción que sufre por los cambios de temperatura) y como


contracción que sufre por los cambios de temperatura) y comorefuerzo complementario a las varillas por “momento negativo” de

la_losa.

Generalmente se utiliza electromalla 6x6 – 10/10 para cuando secuela un espesor de 5 centímetros sobre la bovedilla yelectromalla 6x6 – 8/8 cuando se cuela 7 centímetros.

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LOSA ARTESONADA


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LOSA ARTESONADA ejercicio 1


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LOSAS DE CIMENTACIONEs una estructura de concreto tipo losa que se emplea cuando la

capacidad de carga del terreno es muy baja, y las zapatas resultanuna opción económicamente cara; existen losas de cimentaciónmacizas y aligeradas.

FORMA DE TRABAJAR


FORMA DE TRABAJAR

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FORMA DE CALCULAR UNA LOSA DE CIMENTACION

Básicamente el calculo es el mismo que para una losa perimetral, con la diferencia que en lugar de una carga de arriba para abajo, tienes presión del suelo de abajo para arriba, esto es armas de forma inversa las varillas.

1.- calculas el peso de toda tu estructura 2.- divides ese peso entre el área destinada a tu losa y obtienes kg/m2 3.- con esta presión diseñas 4.- ten en cuenta que tus losas deben ser regulares max. 4.5x4.5 mts

LOSAS DE CIMENTACIÓN: ASPECTOS A CONSIDERAR


LOSAS DE CIMENTACIÓN: ASPECTOS A CONSIDERAR

• - Movilizan estratos a grandes profundidades• - Sensible a heterogeneidades como el tipo de material, estratos, agua, etc.• - Análisis placa – estructura – terreno: Análisis del módulo de balasto Análisis de

sensibilidades: Puntos duros, puntos blandos, asientos inducidos -Verificación delas mejoras del terreno. Retención de finos.

• - Análisis y tratamiento del agua (escorrentía, saneamiento, drenaje,…)

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LOSAS DE CIMENTACIÓN: FORMAS DE AGOTAMIENTO:

• - Fallos por flexión provocados por el agotamiento del concreto a compresión.

• - Fallos de flexión por agotamiento de las armaduras

• - Fallos de flexión por traslapes insuficientes en una misma sección

• - Fallos por punzonamiento de la losa


• - Fallos por punzonamiento de la losa

• - Fallos por torsión en huecos y bordes de la losa

• - Fallos por excesiva fisuración y problemas de durabilidad

• - Problemas por subpresiones en la losa

• - Controles: Problemas de traslapes y anclajes de armaduras Disposición de juntas y problemas de estanquidad Refuerzos de punzonamiento, torsión

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Esquemas de cómo son y funcionan las losas de cimentación.


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ARMADO DE UNA LOSA DE CIMENTACION


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LOSA DE CIMENTACIÒN ejemplo 1


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EJEMPLOS DE CONSTRUCCIÓN DE LOSAS DE CIMENTACIÓN


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ZAPATASSon cimentaciones de tipo superficial, aunque en ocasiones están

desplantadas a una mayor profundidad.

Son elementos estructurales fabricados con concreto armado oreforzado.

Existen en la actualidad zapatas prefabricadas de concreto armado;aunque lo mas común es fabricarlas en obra.


Una zapata se calcula con el principio de viga ancha (o también comolosa maciza). Su cálculo se lleva a cabo en varios pasos. Siendolos mas importantes:

- Revisión a flexión

- Revisión a fuerza cortante

- Revisión contra penetración o punzonamiento

- Revisión contra volteo.jov

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ZAPATAS

Generalmente existen 2 tipos de zapatas:

1) Zapatas aisladas.- son las que se usan generalmentecomo cimentación para columnas y pilares. Y otro tipode estructuras que transmiten cargas puntuales.


2) Zapatas corridas.- este tipo de cimentación se usa paratransmitir cargas uniformemente distribuidas, porejemplo: soportan sobre ellas el peso de grandes muros,las cargas transmitidas por columnas muy juntas y otrotipo de estructuras pesadas.

Se recomienda su uso en terrenos blandos.jov

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ZAPATAS

Las zapatas más pequeñas como son las utilizadas en las viviendas deben construirse con un f´c=200 kg/cm2.

Las zapatas que se usan en pequeños marcos, como lo son pequeños edificios deben tener como mínimo un concreto f’c=250 kg/cm2.


concreto f’c=250 kg/cm2.

Dependiendo de las características particulares de cada terreno y de su resistencia de carga y de la construccion que se hará sobre el se recomienda en general que el desplante tenga una profundidad mínima de 80 a 100 cms.

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ZAPATAS

Existen dentro de las zapatas 2 tipos de estas:

- Las colindantes o de lindero

- Y las intermedias o centrales.

Para la construcción de una zapata se recomienda construir primero


Para la construcción de una zapata se recomienda construir primero una plantilla a manera de base, hecha con concreto pobre de f’c=100 kg/cm2, con un espesor de 5 cm.

Esta plantilla tiene las siguientes funciones:

- Servir de protección al acero de refuerzo de la zapata, esto es, evitar la oxidación y corrosión de las varillas ante la humedad natural del terreno.

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ZAPATAS

- Otra función seria la de servir como un piso firme para poder armar sobre el la parrilla de la zapata.

- También otra función es la de dar nivel para el desplante.

Existen zapatas con y sin escarpio.

Cuando las zapatas tienen escarpio son rigidas.


Cuando las zapatas tienen escarpio son rigidas.

Cuando las zapatas no tienen escarpio son flexibles.

Frecuentemente en las zapatas aisladas se requiere un elemento entre la zapata y la columna, el cual se llama “dado”; este elemento ayuda en la transmisión de momentos de la columna hacia la zapata, y también ayuda a evitar el punzonamiento.

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Bulbos de presiones no excesivamente profundos


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ZAPATAS DE CIMENTACION


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ZAPATAS


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ZAPATA CORRIDA


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ZAPATA AISLADA


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CONSTRUCCION DE UNA ZAPATA


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EJEMPLO 1 DE ZAPATA


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EJEMPLO 2


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EJEMPLO 3 DE ZAPATA


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EJEMPLO 4 DE ZAPATA


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EJEMPLO 5 DE ZAPATA


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CONTRATRABES

Son vigas de concreto armado que sirven para absorbermomentos flexionantes.

También sirven para ayudar a uniformar cargas entre zapatasaisladas.


Otra función sería que al estar ligando zapatas aisladas,ayudan al mismo tiempo a evitar asentamientosdiferenciales. jov

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José Victor Meneses CamposM.I. Arq.

[email protected]

Puebla, México_________________________________


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Versión actualizada en:

http://jovimeca.tripod.com/docencia

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DISEÑO ESTRUCTURAL IV

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