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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES CIVILES FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS

PROYECTO DE HORMIGON ARMADO II MEDIO CICLO

TEMA: DISEÑO DE LOSAS UNIDIRECCIONALES POR EL METODO EL COEFICIENTE DEL ACI.

AUTORA: COLL REZABALA GEMA GUADLUPE DOCENTE: ING. GARCIA VINCES LINCOLN JAVIER PARALELO: “B”

OCTUBRE 2019-FEBREO 2020

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INTRODUCCIÓN El presente trabajo trata de demostrar lo aprendido en clase aplicando en el diseño de losas en una dirección por el método de coeficiente del ACI, centrada en la parte superior de una edificación con una carga viva para un área de recreación. Las losas son los elementos que proporcionan las superficies horizontales y planas donde se aplican las cargas en las estructuras, además se colocan las instalaciones necesarias para el funcionamiento de un edificio. Por lo tanto, es un elemento primordial en una construcción, la elección depende muchos factores a considerar: estructurales, funcionales y estéticas. De esta manera se señala las características que definen la losa, así como el comportamiento y los tipos de losas que existen para evaluar la selección del tipo a emplear. Además, se indica la forma de establecer el espesor mínimo para algunos tipos de losas. Las losas que funcionan en una dirección, son aquellas que trabajan únicamente una la dirección perpendicular a los apoyos, esto sucede cuando en una losa perimetralmente apoyada existe un lado que es dos veces o más de dos veces grande que el otro lado. El método de los coeficientes del ACI es una herramienta que permite a los ingenieros civiles diseñar, en forma muy simplificada, vigas y losas horizontales que corresponden a sistemas estructurales continuos con apoyos simples y/o muros o columnas, sometidos a cargas de gravedad. Los coeficientes proporcionados por este método son los resultados de considerar las alternancias de cargas en las vigas o losas continuas. Al aplicar este método, surge la controversia del tipo de coeficientes que se deben emplear en los apoyos que constituyen muros o columnas, por lo cual se realiza eta investigación.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL 

Determinar cómo se desarrolla el diseño de la losa por el método del coeficiente del ACI.

OBETIVO ESPECIFICOS 

Diseñar una losa maciza en una dirección por el método del coeficiente del ACI.



Determinar qué factores influyen en el método del coeficiente del ACI.



Diseñar el armado de la losa diseñada por el método el ACI.

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MARCO TEÓRICO LOSAS EN UNA DIRECCIÓN En las estructuras de hormigón armado la losa es el típico sistema estructural horizontal que permite recibir directamente las cargas verticales, debidas al peso de los elementos y al uso y ocupación de la edificación y llevarlas al sistema vertical de soporte estructural seleccionado para la edificación tal como el pórtico resistente a momentos, los muros estructurales, la mampostería y los sistemas mixtos. La losa puede estar o no apoyada perimetralmente, en el primer caso descansa directamente sobre columnas generando la conocida placa plana y la losa plana las cuales se estudiarán más adelante como losas bidireccionales. En el segundo caso la losa puede apoyarse en vigas o muros los cuales pueden estar en todo el perímetro o no. Cuando la losa se apoya en dos lados únicamente se tiene la losa unidireccional y las cargas van en sentido perpendicular a las vigas o muros de apoyo.

Figura 1. Losa en una dirección apoyada sobre viga

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES CIVILES FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS Cuando se tienen vigas o muros en todos los bordes de la losa la acción estructural es en dos direcciones. Sin embargo, en este caso la acción depende de la relación luz larga, l b, a luz corta, la, la cual indica que para relaciones l a / l b > 2 la losa bidireccional se puede analizar como unidireccional porque más del 90% de la carga se dirige a las vigas en la dirección corta de la losa. Las losas de hormigón armado pueden también ser macizas o aligeradas. El sistema de losa maciza es muy utilizado en pavimentos y puentes, pero muy poco en edificios por las altas cargas debidas al peso propio y los altos costos en materiales. Las losas aligeradas son bastante utilizadas en la construcción de edificios por las ventajas que genera en ahorro de materiales, disminución del peso y mejora en aislamientos térmicos y acústicos. DISEÑO DE LOSAS MACIZAS UNIDERECCIONALES SOBRE VIGAS O MUROS El comportamiento estructural de las losas en una dirección se manifiesta por la manera como se deforman ante la acción de las cargas. En la figura 1 se muestra una losa apoyada en los bordes opuestos los cuales son más largos y sin apoyo en el borde corto. Esta losa se deflacta en la dirección corta de forma cilíndrica, mientras que en la dirección larga no presenta deformaciones. El momento flector actúa por lo tanto en el sentido de tales deformaciones y es el mismo para todas las franjas paralelas.

Figura 2. Comportamiento de losa maciza unidireccional

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES CIVILES FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS Una losa en una dirección para efectos de cálculo y diseño, puede considerarse con un conjunto de vigas rectangulares una junto a otra donde la altura es h con un ancho unitario igual a b. La luz es la distancia libre entre apoyos. La altura mínima de una losa maciza en una dirección con el propósito de limitar las deflexiones, está normado por el ACI 318-14 en tabla1. de acuerdo con la siguiente tabla: La altura mínima debe respetarse a menos que se calculen las deflexiones y éstas no excedan límites permisibles descritos en la tabla 2 del ACI 318-14. Tabla 1. Espesor mínimo para losa en una dirección según ACI 318-14

MÉTODO DEL COEFICIENTE DEL ACI El Código ACI incluye expresiones que pueden utilizarse para el cálculo aproximado de momentos y cortantes máximos en vigas continuas y en losas armadas en una dirección. Las expresiones para momento toman la forma de un coeficiente multiplicado por 𝑤𝑢 𝑙𝑛2 Tabla 2. Máxima deflexión permisibles en losas ACI 318-14

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donde w, es la carga mayorada total por unidad de longitud en la luz, y 𝑙𝑛 , es la luz libre entre cara y cara de los apoyos para momento positivo, o el promedio de las dos luces libres adyacentes para momento negativo. Los cortantes se toman iguales a un coeficiente multiplicado por𝑤𝑢 𝑙𝑛2 . Los coeficientes estipulados por el Código ACI 8.3.3 se presentan en la tabla 11.1 y se resumen en la figura 11.8. Los coeficientes de momento del ACI se determinaron con base en análisis elásticos, según las aplicaciones alternas de la carga viva, para lograr máximos momentos negativos o positivos en las secciones críticas, como se describió en la sección 11.2. Éstos son aplicables dentro de las siguientes limitaciones:

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Las limitaciones de este método son: • Vigas continuas, losas aligeradas o losas armadas en una dirección. • Debe de haber dos o más tramos de luces más o menos iguales. La luz del tramo mayor, de dos adyacentes, no debe exceder en más del 20 % de la luz del menor (L mayor ≤ 1.2 L menor). • Elementos prismáticos de sección constante. • La carga viva no debe exceder de tres veces la carga muerta. • Solo debe haber cargas uniformemente distribuidas. Las cargas muertas y vivas uniformemente distribuidas en cada uno de los tramos tienen la misma intensidad. • El pórtico, al cual pertenece la viga bajo análisis, debe estar arriostrado lateralmente sin momentos importantes debidos al desplazamiento lateral de la estructura producida por la carga de gravedad.

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CONCLUSIÓN 

El método de los coeficientes también se limita en su armado, esto es debido a que, por no distribuir los momentos de forma correcta, se desconocen los puntos de inflexión para la realización de traslapes y colocar el acero de refuerzo, la normativa rige el refuerzo de 60 veces el diámetro de la varilla a partir del punto de inflexión.



Se concluye que el método del ACI permite trabajar en forma rápida y precisa, con la garantía de obtener resultados confiables porque considera la alternancia de cargas. Siempre y cuando se cumpla con las limitaciones del método.

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BIBLIOGRAFÍA Bravo, Y. M. (abril de 2019). https://www.researchgate.net/. Obtenido de https://www.researchgate.net/: https://www.researchgate.net/publication/332553423_LOSAS_MACIZAS_DE_HORMIGON_A RMADO_EN_UNA_DIRECCION? Nilson, A. H. (1999). Diseño de estructura de concreto. Santafé de Bogotá: Emma Ariza H. David, J. (05 de 2017). La Academia . Obtenido de https://www.academia.edu/4561419/Capitulo_01_Losa Divis, P. C. (s.f.). Metodo de los Coeficientes del ACI. Perú.