ACI-318-08-CAPITULO-13

CAPITULO 13

SISTEMA DE LOSA EN DOS DIRECCIONES

13.2 GENERALIDADES Una franja de columna es una franja de diseño con un ancho a cada lado del eje de la columna igual a 0.25/ 2 ó 0.25/1, el que sea menor. Las franjas de columna incluyen las vigas, si las hay. Una franja central es una franja de diseño limitada por dos franjas de columna.

Cuando se usa un ábaco para reducir la cantidad de refuerzo por momento

negativo sobre una columna o el espesor mínimo requerido para una losa, el ábaco debe: (a) proyectarse bajo la losa al menos un cuarto del espesor de la losa adyacente, y (b) extenderse en cada dirección desde la línea central de

apoyo por una distancia no menor a un sexto de la longitud del vano medida al centro de los apoyos en esa dirección

13.3 REFUERZO DE LA LOSA Para poder determinar el área de refuerzo de cada losa en dos direcciones debe determinarse a partir de los momentos que se generan en las secciones críticas. Al momento de colocar dos refuerzos entre las secciones criticas la distancia de esparcimiento de estos, no debe de exceder de 2 veces el espesor de la losa. El espaciamiento del refuerzo en las secciones críticas no deberá exceder de dos veces el espesor de la losa, excepto en el caso de losas nervadas o aligeradas.

REFUERZO EN LAS ESQUINAS

Al momento de diseñar debemos tomar en cuenta que los refuerzos en las esquinas de las losas deben ser suficiente para resistir uno los momentos a los que estarán sometidos, tenemos que suponer que los momentos actuaran en un eje perpendicular a la diagonal que parte de la esquina superior de las losas. Debe proporcionarse refuerzo especial tanto en la parte superior como en la inferior de las esquinas exteriores de la losa, a lo largo de una distancia en cada dirección igual a un quinto de la luz larga del panel de esquina medida desde la esquina

13.4 ABERTURA EN LOS SISTEMAS DE LOSA Se permite dejar aberturas de cualquier tamaño en los sistemas de losas si se puede demostrar por medio de un análisis que la resistencia del diseño es por los menos igual a la requerida y que esta cumpla con todas las condiciones de funcionamiento, incluyendo límites para las deflexiones. Originalmente los sistemas de losas de hormigón armado consistían en una losa maciza con sus cuatro lados apoyados sobre vigas. Con este sistema, si la relación entre el lado mayor y el lado menor de un panel de losa es mayor o igual que dos, la transferencia de carga se

produce fundamentalmente por flexión en la dirección menor, y el panel trabaja básicamente como una losa armada en una sola dirección. Con el paso del tiempo y la evolución de la tecnología, las vigas sobre las líneas que unen las

columnas comenzaron a desaparecer gradualmente. El sistema de losa resultante, compuesto por losas macizas apoyadas directamente sobre columnas, se denomina placa plana.

La placa plana en dos direcciones es un sistema muy eficiente y económico, y en la actualidad es el sistema más utilizado para construcciones de múltiples pisos tales como, hoteles, dormitorios, edificios de departamentos y hospitales. En comparación con otros sistemas de entrepiso/cubierta de hormigón, las placas planas se pueden construir en menos

tiempo y con menores costos de mano de obra debido a que el sistema utiliza los encofrados y disposiciones de armadura más simples posibles.

13.5 PROCEDIMIENTO DE DISEÑOS En el diseño de una losa se nos permite diseñar cualquier tipo de losa que satisfaga las condiciones de equilibrio y compatibilidad geométricas siempre y cuando se logre demostrar que la resistencia en cada sección es la adecuada según lo que se establece en el capítulo 9.2 del ACI. El diseño de la losa se puede lograr mediante el uso combinado de soluciones basadas en un continuo linealmente elástico. El diseño de un sistema de losa implica algo más que su análisis y cualquier cambio en las dimensiones físicas de la losa con respecto a la práctica deber ser justificado.

Durante la vida de una estructura las cargas de construcción, las cargas normales de uso, las cargas vivas esperadas entre otros producen fisuración en las losas. Las fisuraciones reducen la rigidez de los elementos, e incrementan la flexibilidad lateral cuando actúan sobre la estructura cargas laterales. Las losas y las vigas entre los apoyos deben diseñarse para los momentos mayorados dominantes en cada sección, cuando las cargas gravitacionales,

viento, sismo u otras fuerzas laterales causen transferencia de momento entre la losa y la columna, una parte del momento no balanceado debe ser transferida por flexión.

13.6 MÉTODO DE DISEÑO DIRECTO Es un procedimiento aproximado para analizar sistemas de losas en dos direcciones solicitados exclusivamente por cargas gravitatorias. Debido a que se trata de un procedimiento aproximado, la aplicación de este método se limita a los sistemas de losas que satisfacen las limitaciones especificadas. Consiste en tres pasos fundamentales, como se muestra a continuación: •

Determinación del momento estático mayorado total.

•

Distribución del momento estático mayorado total a las secciones de momentos negativos y positivos.

•

Distribución de los momentos mayorados negativos y positivos a las franjas de columna y centrales y a las vigas, si las hay . La distribución de momentos a las franjas de columna y centrales se usa también en el método del Pórtico Equivalente.

Los paneles de las losas deben ser rectangulares, con una relación entre la luz mayor y menor, medidas centro a centro de los apoyos del panel, no mayor de 2. Todas las cargas deben ser únicamente gravitacionales y estar uniformemente distribuidas en todo el panel. La carga viva no mayorada no debe exceder de 2 veces la carga muerta no mayorada. El Método de Diseño Directo se basa en ensayos realizados con cargas gravitacionales uniformes y en las reacciones resultantes en las columnas determinadas por estática. Las cargas laterales (de viento, sísmicas, etc.) requieren un análisis estructural. Las losas de cimentación invertidas, diseñadas como losas en dos direcciones, requieren la aplicación de cargas de columna conocidas.

13.7 METODO DEL PORTICO EQUIVALENTE La aplicación del pórtico equivalente comprende la representación del sistema tridimensional de losa en una serie de pórticos planos (pórticos equivalentes) que se analizan para las cargas que actúan en el plano del pórtico. Loa momentos negativos y positivos determinados en las secciones críticas para diseño del pórtico se distribuyen a las secciones de losa. El diseño de un sistema de losas por medio del Método del Pórtico Equivalente debe basarse en las suposiciones dadas y todas las secciones de losas y elementos de apoyo deben ser diseñadas para los momentos y cortantes.

Cada pórtico debe consistir en una fila de columnas o apoyos y franjas

de

viga-losa

limitadas

lateralmente por el eje central del panel a cada lado del eje de columnas o apoyos. Cada pórtico equivalente puede analizarse

como

Alternativamente,

un para

todo. cargas

gravitacionales, se permite un análisis independiente de cada piso o cubierta con los extremos lejanos

de

las

columnas

considerados como empotrados.