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• CarlosCristobal

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¿Qué son las losas aligeradas?

Comúnmente llamadas techos, las losas aligeradas son elementos estructurales importantes que deben ser diseñados y construidos cuidadosamente. Están conformadas por viguetas, ladrillos, losa y refuerzo (ver figura 55).

Es la que se realiza colocando en los intermedios de los nervios estructurales, bloques, ladrillos, casetones de madera o metálicas (cajones) con el fin de reducir el peso de la estructura, y el acero en barras concentrado en puntos llamados nervios. Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los que la tercera dimensión es pequeña comparada con las otras dos dimensiones básicas. Las cargas que actúan sobre las losas

son

esencialmente perpendiculares al plano principal de las mismas, por lo que su

comportamiento está dominado por la flexión.

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La losa aligerada es un techo de concreto armado (compuesto de piedra chancada, arena gruesa, agua, y reforzado con varillas de acero), que para aligerar o alivianar su peso se le colocan ladrillos caracterizados por ser huecos. Este tipo de techo corresponde a los diferentes pisos de una vivienda o edificación. Por ejemplo: el techo del primer piso, segundo piso y hasta llegar a la azotea. Esta, además de ser el lugar horizontal donde transitamos y subdividimos nuestra casa en los diferentes ambientes, también es el diafragma que hace que las cargas se distribuyan uniformemente. Puede tener diferentes espesores o alturas: 17, 20, 25 y 30 cm.

 

UBICACIONES Y DIMENSIONES Las losas aligeradas siempre van apoyadas en vigas soleras (que son los refuerzos de construcción en la parte superior de un muro), recomendables en las siguientes luces. Se le denomina luz o

3 “luces” a las distancias de proyección horizontal que hay entre los apoyos (muros portantes) de las losas aligeradas. En cada metro cuadrado de losa aligerada se utilizan 8.33 ladrillos de 30 x 30 cm, sin importar la altura del ladrillo.

Funciones de las losas aligeradas Desde el punto de vista estructural, las losas aligeradas cumplen tres funciones específicas: o o o

Transmiten hacia los muros o vigas el peso de los acabados, su mismo peso, el peso de los objetos, el de las personas, etc. Dirigen hacia los muros las fuerzas que producen los terremotos. Unen los otros elementos estructurales (columnas, vigas y muros) para que toda la estructura funcione en conjunto, como si fuera una sola unidad.

Para que se puedan cumplir a cabalidad estas funciones, debes tener en cuenta las siguientes recomendaciones con relación a las losas aligeradas (Ver figura 16). o o o

Deben ser iguales en todos los pisos. Como máximo: Largo = 3 veces Ancho. Las aberturas para escaleras no deben ser excesivas ni en número ni en tamaño y de preferencia deben estar ubicadas en la zona central.

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Las losas aligeradas aparecen como una variante a las losas macizas las cuales están formadas únicamente de concreto armado. En la figura 56 se muestran los detalles para el anclaje del refuerzo de las viguetas de la losa aligerada. En el primer detalle, el aligerado se apoya en un muro de cabeza y en el segundo, el aligerado se apoya en un muro de soga; en este caso, se debe doblar también el fierro de abajo.

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A continuación se muestra el corte de una losa aligerada con ladrillo térmico hueco.

En esta imagen se puede entender la función de la distribución correcta de una losa aligerada. Se deja una capa de Concreto que funcionara con las cargas a compresión  y entre una pieza de ladrillo y otra se deja otra porción de concreto armado.  La colocación correcta así como la distribución adecuada en ambos sentidos del acero de refuerzo se pueden apreciar mejor en el siguiente diagrama. 

6 TIPOS DE LOSAS Losa Nervada: Consiste en una loza la cual es armada o confeccionada en la obra la cual posee nervios los cuales sirven de esqueleto soportante para la loza que generalmente esta enlucida en yeso y tiene como superficie una sobre losa. Losa Pretensada: Consiste en un tipo de loza la cual tiene en sus interiores fieros pretensados, o sea que están tensados de fábrica por lo tanto es una solución industrial. El concepto de loza pretensada viene de la loza nervada, la cual como su nombre lo dice está hecha en la misma obra. La característica de las losas pretensadas es que salvan grandes luces y pueden auto soportarse. Están formadas por la sobre loza, la membrana (enfierradura) y el nervio que es la parte más poderosa de la estructura.

Losa Reticular Celular: Son lozas las cuales se hacen en obra y se caracterizan porque de abajo se ven muchos cuadrados de concreto los cuales tiene esa forma por que los hacen con módulos cuadrados que hacen de moldaje el cual es prefabricado. Una de las características importantes de este es que la repartición de carga es equitativa y disminuye las estructuras soportantes (vigas perimetrales). En este tipo de lozas aparece un elemento llamado CAPITEL el cual sirve para recibir el peso de la loza sobre una mayor área que la de los elementos de soporte como son los pilares.

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Losa Fungiforme: Esta es una loza muy característica ya que es una loza apoyada con capitel propio, un ábaco y se arma

arriba

de

las

columnas

quedando

simplemente

apoyada.

Esta

loza

se

trabaja

independientemente, es reticular y es auto soportante. Losa Con Placas Colaborantes: Consiste en una loza la cual tiene abajo una placa de acero galvanizado con resaltes llamada en Chile PVG-R la cual es fabricada por la empresa INSTAPANEL: Los resaltes de las placas están hechos a base de golpes y sirven para la adherencia del concreto. Con estas placas nos evitamos el uso del encofrado y pueden tener vigas de perfil metálico las cuales se pueden hacer insitu o industrializadas. Se pueden ocupar en ampliaciones de supermercados con pintura anti fuego la cual retarda los efectos de un incendio. Tridilosa o Loza Esterometricas: Son lozas que se basan en elementos de barra unidas con unos nodos los cuales forman un sistema triangular. Se cubre con una maya y un concreto liviano, también se puede ocupar como sobre losa un cristal o un poli carbonato. Losa Pert: Este es un tipo de losa la cual va simplemente apoyada o en volado. Es capaz de salvar luces de 8 a 9 MTS Y 4 a 5 MTS respectivamente. LOSAS SEGÚN SU TIPO DE APOYO Las losas pueden estar soportadas perimetral e interiormente por vigas monolíticas de mayor peralte, por vigas de otros materiales independientes o integradas a la losa; o soportadas por muros de concreto, muros de mampostería o muros de otro material, en cuyo caso se las llama “Losas

8 Sustentadas sobre Vigas” o “Losas Sustentadas sobre Muros”, respectivamente.

Las losas pueden sustentarse directamente sobre las columnas, llamándose en este caso “Losas Planas”, que en su forma tradicional no son adecuadas para zonas de alto riesgo sísmico como las existentes en nuestro país, pues no disponen de capacidad resistente suficiente para incursionar dentro del rango inelástico de comportamiento de los materiales, con lo que se limita considerablemente su ductilidad. Pueden utilizarse capiteles y ábacos para mejorar la integración de las losas planas con las columnas, y para mejorar la resistencia de las losas al punzonamiento.

Las losas planas pueden mejorar relativamente su comportamiento ante los sismos, mediante la incorporación de vigas embebidas o vigas banda, con ductilidades apropiadas, en cuyo caso se llaman “Losas Planas con Vigas Embebidas”, que pueden ser útiles para edificios de hasta 4 pisos, con luces y cargas pequeñas y medianas.

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Si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determinan que la magnitud de los esfuerzos en dos direcciones ortogonales sea comparable, se denominan Losas Bidireccionales. Si los esfuerzos en una dirección son preponderantes sobre los esfuerzos en la dirección ortogonal, se llaman Losas Unidireccionales.

Cuando el concreto ocupa todo el espesor de la losa se la llama Losa Maciza, y cuando parte del volumen de la losa es ocupado por materiales más livianos o espacios vacíos se la llama Losa Alivianada o Losa Aligerada.

1 Las losas alivianadas son las más populares en nuestro país por lo que, a pesar de que los códigos 0 de diseño prácticamente no las toman en consideración, en este documento se realizará un análisis detallado de las especificaciones que les son aplicables. Los alivian amientos se pueden conseguir mediante mampuestos aligerados de concreto (son los de mayor uso en nuestro medio), cerámica aligerada, formaletas plásticas recuperables o formaletas de madera.

Las dimensiones estándar y los pesos de los bloques aligerados de concreto disponibles en el mercado son: DIMENSIONES DEL BLOQUE

CLASE DE LOSAS

PESO UNITARIO

a

b

c

20 cm

40 cm

10 cm

8 Kg

20 cm

40 cm

15 cm

10 Kg

20 cm

40 cm

20 cm

12 Kg

20 cm

40 cm

25 cm

14 Kg

Losas Unidireccionales: Las Losas Unidireccionales se comportan básicamente como vigas anchas, que se suelen diseñar tomando como referencia una franja de ancho unitario (un metro de ancho). Existen consideraciones adicionales que serán estudiadas en su momento. Cuando las losas rectangulares se apoyan en dos extremos opuestos, y carecen de apoyo en los otros dos bordes restantes, trabajan y se diseñan como losas unidireccionales.

Cuando la losa rectangular se apoya en sus cuatro lados (sobre vigas o sobre muros), y la relación largo / ancho es mayor o igual a 2, la losa trabaja fundamentalmente en la dirección más corta, y se la suele diseñar unidireccionalmente, aunque se debe proveer un mínimo de armado en la dirección ortogonal (dirección larga), particularmente en la zona cercana a los apoyos, donde siempre se desarrollan momentos flectores negativos importantes (tracción en las fibras superiores). Los momentos positivos en la dirección larga son generalmente pequeños, pero también deben ser tomados en consideración.

Losas Bidireccionales: Cuando las losas se sustentan en dos direcciones ortogonales, se desarrollan esfuerzos y deformaciones en ambas direcciones, recibiendo el nombre de Losas Bidireccionales. Las solicitaciones de diseño para las losas bidireccionales dependen de las cargas y las condiciones de apoyo. Existen tablas de diseño de losas para las cargas y las condiciones de apoyo (o de

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1 carencia de apoyo) más frecuentes (empotramiento o continuidad total; apoyo fijo con posibilidad de 2 rotación; borde libre o voladizo), y en casos de geometrías y cargas excepcionales se pueden utilizar los métodos de las Diferencias Finitas o de los Elementos Finitos.

MATERIALES: Entre otros materiales que se pueden usar como aligerante en las losas se encuentran:  Piezas de Block: En especial se suele usar el block ligero.

Casetón Blanco de Poliestirenos: Presentación diferentes medidas que se ajustan a los criterios estructurales especificados por el Calculista de la Obra. 

Molde de Casetón tipo M: El cual es la carcasa tipo cóncava que se coloca en la posición mostrada en la imagen para ocupar un volumen en la losa. 

SENTIDO DE LAS VIGUETAS: Para la elección del sentido de las viguetas se considera la luz de menor longitud y en base a ésta , poseerá el mismo sentido de las viguetas.

Sentido de las Viguetas: (a) La luz de menor valor, 3.8 es de sentido horizontal por lo tanto las viguetas serán Horizontales, (b) La Luz de menor valor es 3.5 de sentido vertical por lo tanto las Viguetas serán verticales. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS: 1ER CRITERIO: Cuando la fuerza sobrecarga es mayor a 300 kg/cm2

Donde L es la luz (distancia entre dos columnas) 2DO CRITERIO: Cuando la fuerza sobrecarga es menor o igual a 300 kg/cm2 Para el cálculo del peralte usamos la siguiente relación:

PERALTE ( h )=

L +0.02 25

METRADO DE CARGAS: CARGA VIVA: Es aquel peso que no es constante y es móvil (personas, muebles, etc) CARGA MUERTA: Es el peso de aquel elemento que es constante y no sufre cambios (vigas, columna, losa, muro, etc) Para el siguiente sistema: Ancho Tributario: 40cm = 0.4 m

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1 4 Pasamos a multiplicar casa componente del sistema de carga muerta por el ancho unitario y sumamos obteniendo un total de carga muerta:

FUERZA DE SOBRECARGA: 200 kg/m2 CARGA VIVA: (SOBRECARGA). (ANCHO UNITARIO) CARGA VIVA: (200 kg/m2).(0.4m) = 80 kg/m Se define la CARGA ÚLTIMA (Wu) de la siguiente manera:

Wu=1,5 . ( cargamuerta ) +1,8 .(carga viva)

Wu=1,5 . (240 kg/m ) +1,8 .(80 kg /m) Wu=504 kg /m

CÁLCULO DE MOMENTOS NEGATIVOS: Procederemos con la siguiente fórmula:

M=

Wu . L2 n

Donde “n” es una constante del CÓDIGO ACI: CÓDIGO ACI PARA UNA LOZA ALIGERADA: 

2 TRAMOS:



3 TRAMOS:

1 5



4 TRAMOS:

Analizaremos el caso de 4 tramos de la siguiente figura:

El código ACI que corresponde es el que se muestra a continuación:

Para cada apoyo A, B, C, D, E calcularemos las luces.

APOYO A => L = 4.5 m

4.5+ 4 =4.25 m APOYO B => L = 2 4. 2+ 4 =4. 1 m APOYO C => L = 2

APOYO D => L =

4. 2+ 3.8 =4 m 2

(504 M A= (504 M B=

kg ).(4.2 5 m)2 m =910 kg . m 10

(504 M C=

kg ).(4. 1 m)2 m =770 kg . m 11

(504 M D=

kg ) .( 4.5 m)2 m =425 kg . m 24

kg ).( 4 m)2 m =806 kg . m 10

APOYO E => L = 3.8 m

(504 M E=

kg ).(3.8 m)2 m =303 kg . m 24

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