Repblica Bolivariana de Venezuela.Ministerio del Poder Popular para la Educacin.Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario.5to Semestre Escuela 41 Seccin A

Losas y Vigas

Facilitadora:Integrantes:Ing. Elisett GarcaBr. Cedeo AdrinBr. Gonzlez LuismarBr. Luces ManuelBr. Rodrguez CarliandrisBr. Tirado Marialejandra

Noviembre del 2014.ndice

1.Losas y vigas (Definicin, tipos y usos).21.1.Losa:21.2.Viga:52.Cargas vivas y cargas muertas.82.1.La Carga:92.2.Cargas muertas:92.3.Las Cargas Vivas93.Sistema de losas y vigas (Caracteristicas, tipos y armados).93.1.Sistema de Losas93.2.Sistema de Vigas244.Refuerzos de losas y vigas (cmo se representan grficamente y normas de construccin por las que se rigen).274.1.Refuerzo de Vigas27Refuerzo de perfiles metlicos existentes mediante la soldadura de platabandas o perfiles soldados.27Refuerzo o reparacin de viguetas de forjado de madera mediante la colocacin de perfiles metlicos de acero.314.2.Refuerzo de Losa34Losa Aligerada34Tuberas que pasan a travs de la losa aligerada35Refuerzo de Losas aligeradas en viviendas36Requisitos Normativos para el diseo de Losas y Vigas.37Bibliografa.42

1. Losas y vigas (Definicin, tipos y usos).

1.1. Losa:Es una estructura plana horizontal de hormign reforzado que separa un nivel de la edificacin de otro o que puede servir de cubierta.

Tipos:

Losa maciza (tradicional): Losa de hormign pretensado empleada en aberturas cortas y cargas que se distribuyen uniformemente. Son las fundidas o vaciadas sin ningn tipo de aligerante. Se usan con espesores hasta de 15 cm, generalmente utilizan doble malla de acero una en la parte inferior y otra en la parte superior.

Losa nervada (o reticular): Losa de hormign armado moldeada con una serie de nervios asentados en un conjunto de vigas paralelas. Tambin llamada losa aligerada. Son las que utilizan un aligerante para rebajar su peso e incrementar el espesor para darle mayor rigidez transversal a la losa. Los aligerantes pueden ser rgidos o flexibles.

Tridilosa (aeroespacial): Es una estructura mixta de concreto y acero que se compone de elementos tubulares soldados u atornillados a placas de conexin, tanto en el lecho superior como en el inferior que permite la construccin de estructuras mucho ms ligeras, resistentes y econmicas en tiempos mucho menores que los sistemas convencionales.

Losacero (la ms nueva en el mercado): Este sistema est desarrollado para uso en losas de entrepisos metlicos en edificios. Sus componentes bsicos son: lamina acanalada con indentaciones, malla electrosoldada y como accesorio opcional los conectores de corte para el efecto de viga compuesta o para incrementar la capacidad propia de la los acero.

Losa de vigueta y bovedilla (con block de jal ligero o de poliestileno): Es un sistema constructivo semi prefabricado, diseado para la construccin rpida y econmica de entrepisos y techos. Contamos con amplio stock de viguetas en diferentes longitudes y peraltes para entrega inmediata.

Losa tejamanil: Una estructura de techo de ripia para calefaccin solar, la cual combina las funciones de un techo y un tablero de calefaccin solar por conduccin de fluido. Cada ripia es un cuerpo hueco de tamao y configuracin general de una ripia convencional y tiene un receptculo de admisin de fluido en el extremo superior y un tapn de salida de fluido en el extremo inferior, con un faldn en este ltimo para cubrir al tapn.

Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una direccin hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las que un lado mide por lo menos 1.5 veces ms que el otro. Es la ms corriente de las placas que se realizan en nuestro medio.

Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro costados de la placa y la relacin entre la dimensin mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones.

Losas o placas en concreto (hormign) reforzado: Son las ms comunes que se construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metlicas de acero.

Losas o placas en concreto (hormign) pretensado: Son las que utilizan cables traccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresin. Este tipo de losa es de poca ocurrencia en nuestro medio y slo lo utilizan las grandes empresas constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables.

Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto reforzado. Losa o placa en lmina de acero: Son las que se funden sobre una lmina de acero delgada y que configura simultneamente la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio constructivo nacional

Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plstico reforzado, lminas plegadas de fibrocemento, perfiles metlicos etc.

1.2. Viga:La viga es un elemento fundamental en la construccin, sea sta de la ndole que fuera. Ser el tipo, calidad y fin de la construccin lo que determinar medidas, materiales de la viga, y sobre todo, su capacidad de sostener y contener pesos y tensiones. Una viga est pensada para soportar no slo presin y peso, sino tambin flexin y tensin, segn cul finalidad predomine ser el concepto de viga para ingeniera o arquitectura, que predomine. Son miembros estructurales rgidos diseados para cargar y transferir cargas transversales a travs del espacio a los elementos de apoyo. El patrn no concurrente de fuerzas sujetas a una viga a la flexin y a la deflexin, lo que debe ser resistido por la resistencia interna del material.Constituyen un elemento primordial en la construccin, ms all del material con que estn construidas. Esto depender del tipo de obra que se est desarrollando, lo que tambin condicionar las medidas de la viga.Configuraciones de viga Viga simple: descansa en apoyos en ambos extremos, con los extremos en libertad de girar y sin ofrecer resistencia a los momentos.Cantilever: es una viga u otro miembro estructural rgido que se proyecta con solo un extremo fijo.Viga en voladizo: es una viga simple que se prolonga ms all de uno de sus apoyosViga de doble voladizo: es una viga simple que se prolonga ms all en ambos apoyos.Viga doblemente empotrada: Tiene ambos extremos restringidos contra la traslacin y la rotacin. Los extremos fijos transfieren los esfuerzos por flexin, aumentan la rigidez de la viga y reducen su deflexin mxima.Viga de tramo suspendido: es una viga simple apoyada en los voladizos de dos claros adyacentes con juntas construidas con seguros en los puntos de momento cero.Viga continua: Se prolonga sobre ms de dos apoyos con objeto de desarrollar mayor rigidez y momentos ms pequeos que en una serie de vigas simples que tengan claros y cargas similares.

Tipos:1. Por la formaAlma Llena: Cuando la seccin de la viga se mantiene constante en toda su longitud.Pueden ser horizontales o inclinados que pueden ser de cualquier forma pero prefieren de estructuras regulares por su facilidad de construccin y diseo, en el caso particular de concreto armado, las proporciones entre la base y la altura pueden ser de 1:2 hasta 1:4, aunque no se descartan las secciones cuadradas trapezoidales y circulares. Viga Peraltada. Viga De Amarre. Viga Chata. Vigueta. Viga Peraltada inversa.

Celosa.Cuando la viga est formada por un sistema reticulado, no teniendo seccin constante en toda su longitud.

1. Condicin Esttica IsostticaIsostticas o simples: Vigas en las cuales l nmero de reacciones en los apoyos puede ser determinadas con las ecuaciones de equilibrio; esto implica que el nmero de reacciones en la viga sea igual a tres. Esta condicin es necesaria pero no suficiente para que la viga este completamente inmovilizada; por ello antes de resolver una viga isosttica se debe analizar la estabilidad, entre estas tenemos: vigas simplemente apoyadas, vigas con extremos en voladizo, vigas en voladizo, vigas articuladas.HiperestticaHiperestticas o continuas: Las vigas hiperestticas tienen ms reacciones de las necesarias para que el cuerpo est en equilibrio, por lo cual queda restringida la posibilidad de movimiento (tiene ms de tres reacciones).Poseen ms de dos apoyos a lo largo de su longitud.

Segn el materialVigas de concretoLas vigas son elementos estructurales de concreto armado, diseado para sostener cargas lineales, concentradas o uniformes, en una sola direccin. Una viga puede actuar como elemento primario en marcos rgidos de vigas y columnas, aunque tambin pueden utilizarse para sostener losas macizas o nervadas. La viga soporta cargas de compresin, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de flexin son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado, las vigas tambin soportan esfuerzos cortantes hacia los extremos por tanto es conveniente, reforzar los tercios de extremos de la viga. Para lograr que este elemento se dimensione cabe tener en cuenta la resistencia por flexin, una viga con mayor peralte (altura) es adecuada para soportar estas cargas, pero de acuerdo a la disposicin del proyecto y su alto costo hacen que estas no sean convenientes.Vigas de MaderaLa viga de madera es un buen material desde el punto de vista estructural, aporta resistencias elevadas, es aislante, se adapta a geometras complejas, permite salvar grandes luces y disponer de piezas con radios de curvatura. La CTE (Cdigo Tcnico de la Edificacin) permite que las vigas de madera puedan competir en el mbito estructural de la edificacin, en las mismas condiciones que el resto de materiales utilizados habitualmente.Vigas de AceroLas vigas estn hechas para contener y sostener pesos, presiones y tambin flexin y tensin. La caracterstica predominante estar sujeta a la finalidad que tenga la viga. De cualquier manera, es posible hacer un clculo teniendo en cuenta el material con que est confeccionada, para saber qu es lo que puede soportar.El acero tiene la caracterstica de ser isotrpico y las vigas de acero son ms resistentes que las de madera o de hormign. Adems, estn preparadas para la traccin y la compresin y son ms livianas.Uno de los usos ms importantes que han tenido las vigas de acero es como parte de la construccin de puentes. Estas piezas se fabrican de acuerdo a la estructura del puente que se desea instalar.

2. Cargas vivas y cargas muertas. En la ingeniera mecnica y estructural, y en la arquitectura las cargas vivas y muertas son dos tipos de fuerzas que actan sobre un objeto.2.1. La Carga:La Carga es cualquier tipo de fuerza ejercida sobre un objeto, que puede encontrarse en forma de un peso no revelado (fuerza de gravedad), una presin, o cualquier cosa que hace hincapi en el objeto en cuestin2.2. Cargas muertas:Cargas Muertas Las cargas muertas son los componentes con un mismo peso, que se aplican a la estructura como el yeso y al material de la propia estructura. Por lo general son relativamente constantes durante toda la vida de la estructura, por lo que tambin se conocen como cargas permanentes. El diseador tambin puede estar relativamente seguro de la magnitud de la carga, ya que est estrechamente vinculada a la densidad del material, que contiene una variante y es normalmente responsable de las especificaciones del componente. Las cargas muertas incluyen tambin las fuerzas creadas por los cambios irreversibles en las limitaciones de una estructura. Por ejemplo, las cargas debidas a la solucin, los efectos del pre-estrs o debido a la contraccin y la influencia en el hormign. 2.3. Las Cargas VivasLas cargas vivas, denominadas tambin cargas probables, incluyen todas las fuerzas que son variables dentro de un mismo ciclo. La presin de los pies en la escalera de peldaos (variable en funcin del uso y tamao). Carga ambientales como la fuerza del viento. Cargas en vivo como en un techo producido durante el mantenimiento de los trabajadores, equipos y materiales y durante la vida de la estructura de los objetos mviles, tales como las macetas y por las personas. Las Cargas Viva en un Puente, pueden ser producidas por los vehculos que circulen sobre la superficie del puente. En conclusin todo objeto que aplique una fuerza sobre una estructura en su parte externa.

3. Sistema de losas y vigas (Caracteristicas, tipos y armados).

3.1. Sistema de LosasLa variedad de soluciones estructurales que pueden darse a un sistema de piso es tan grande que hara interminable un intento de enumerarlas o an de clasificarlas en detalle. Es en estos sistemas donde mayor es el nmero de innovaciones que se presentan continuamente, ligadas sobre todo a tecnologas de construccin que tratan de hacer ms rpida y ms sencilla la fabricacin.Se han seleccionado una serie de parmetros como lo son las condiciones de apoyo, la direccin del armado, la composicin de su seccin transversal, y el material y el mtodo que se utiliza para su construccin, para hacer posible una clasificacin de las losas. Se pueden clasificar segn Las condiciones de apoyoLas losas pueden estar soportadas perimetral e interiormente por vigas de concreto armado de mayor altura que la losa vaciadas monolticamente, o por vigas de otro material integradas a la losa o independientes de la misma, o pueden estar soportadas por muros de concreto armado, de mampostera o de algn otro material; en estos casos se les llamaLosa sustentada sobre Vigas(figura 1)o Losas sustentadas sobre Muros, respectivamente.

Figura 1 _ Losa sustentada sobre vigasLas losas tambin pueden apoyarse directamente sobre las columnas recibiendo el nombre deLosas Planas(figura 2), las cuales son mencionadas en nuestra Norma de Concreto Estructural comoPlacas, sin embargo ste tipo de losa ha demostrado un comportamiento inadecuado en zonas de alto riesgo ssmico como las que tenemos en nuestro pas debido a que no tienen capacidad suficiente para incursionar en el rango inelstico lo que les resta considerablemente la ductilidad, propiedad indispensable de una estructura sismo resistente. Tambin presentan problemas de punzonado por las altas demandas de fuerza cortante en las zonas cercanas a los apoyos (las columnas).

Figura 2 _ Losa Plana

Para mejorar su comportamiento se le puede agregar al diseo el uso de bacos y capiteles en la unin losa-columna de manera de integrar ambos elementos ms eficientemente y aumentar la resistencia al punzonado y a la flexin negativa, como se puede observar en la figura 3.

Figura 3.3 _ losa Plana con bacos y capitelesEn edificios de poca altura, no mayor a cuatro pisos, con luces cortas y cargas pequeas y medianas, se puede mejorar relativamente el comportamiento ante sismos de las losas planas incorporando vigas de banda con ductilidad adecuada embutidas en las mismas. Estas reciben el nombre deLosas Planas con Vigas Embutidas(figura 4).

Figura 4 _ Losa Plana con Vigas EmbutidasTambin existen losas que estn apoyadas directamente sobre el terreno como en el caso de calles, carreteras, aeropuertos, galpones, etc. En las que se debe proporcionar un colchn de piedra picada para asegurar un apoyo uniforme sobre el terreno. En otros casos esa losa sirve para implantar edificios en zonas de poca capacidad de suelo, a stas se les conoce con el nombre deLosa de Fundacin(figura 5).

Figura 5 _ Losa de Fundacin

La direccin del armadoLas losas se pueden armar en una o en dos direcciones, lo que las hace llamarLosa UnidireccionalyLosa Bidireccionalrespectivamente (figuras 1 y 2). La armadura en una o en dos direcciones est asociada a la forma como se distribuyen los esfuerzos internamente en la losa y como sta los trasmite a sus elementos de apoyo, sta condicin de distribucin de esfuerzos depende estrictamente de la geometra de la losa, es decir de sus dimensiones en planta. Cuando ambas dimensiones son muy similares los esfuerzos se repartirn de manera uniforme en ambos sentidos, si por el contrario hay una dimensin considerablemente ms grande que la otra los esfuerzos tendrn la tendencia de distribuirse en la direccin ms corta. Ms adelante se explicar en forma detallada como se determina la direccin del armado, aspecto que ser fundamental en el diseo, clculo y construccin de las losas y por ende en su comportamiento.

Figura 1 _ Losa Unidireccional

Figura 2 _ Losa Bidireccional

Segn su seccin transversalCuando el concreto ocupa todo el espesor de la losa se le llamaLosa Maciza,y cuando se elimina concreto de la seccin transversal con la finalidad de restar peso y se sustituye por elementos ms livianos o simplemente por espacios vacos se le llamaLosa Aligeradaque puede serLosa Nervadasi est armada en una direccin oLosa Reticularsi est armada en dos direcciones.

Figura 1 _ Losa MacizaLas Losas Macizas, mostradas en la figura 1, se utilizan cuando existen cargas concentradas muy altas como es el caso de maquinaria, tanques, multitudes de gente, etc., cuando deben soportar cargas mviles como vehculos o cuando son las ms convenientes de utilizar por su facilidad constructiva como es el caso de las losas de escaleras.

Figura 2 _ Losa NervadaLas Losas Nervadas de las figuras 2 y 3 son ampliamente usadas en la construccin de edificios de varios pisos ya que disminuyen notablemente las cargas permanentes que la estructura debe resistir, sobre todo si se trata de luces grandes, de ms de cinco metros.

Figura 3 _ Losa Reticular nervada en dos sentidos

El Material y mtodo constructivo

En la construccin de edificaciones se utilizan actualmente una gran variedad de materiales y mtodos constructivos, con los que se ha tratado de innovar y mejorar las tcnicas tradicionales fundamentalmente con el objetivo de acelerar los tiempos de obra, minimizar el desperdicio de materiales y en consecuencia optimizar el manejo de los recursos econmicos destinados para la construccin. Las losas no escapan de sta realidad, y para ello se han diseado distintos tipos de losas que cubren necesidades propias de cada proyecto, de hecho existe en la construccin comn losas que no son de concreto armado sino que utilizan otros materiales combinados con el concreto o incluso dichos materiales por si solos que cumplen determinada funcin en la edificacin.LasLosas de Machihembradoson ampliamente utilizadas como cubiertas de techo en viviendas unifamiliares y multifamiliares debido a su facilidad constructiva, buena apariencia y fcil accesibilidad a los materiales. Constituidas por perfiles metlicos sobre los cuales se coloca un listn de madera conformando lo que se le llama Correas de Techo, las cuales son el sustento de la losa; sobre los listones se fijan las tiras de madera que en conjunto conformarn la superficie plana sobre la que se colocar el manto asfltico impermeabilizante y posteriormente las tejas con el mortero de asiento. Deben tener la pendiente mnima necesaria, generalmente mayor a 15%, para que el agua de lluvia escurra con facilidad sobre las tejas. Si la pendiente del techo es muy pronunciada se deben sujetar las tejas con un anclaje mecnico para garantizar que permanecern en su sitio. En la figura 1 se puede observar la seccin transversal de este tipo de losa.

Figura 1 _ Seccin de una Losa de Machihembrado

En edificios de poca altura con luces pequeas se pueden utilizar lasLosas de Tabelonesque estn conformadas por perfiles metlicos sobre los que se apoyan los tabelones y sobre ellos se hace el vaciado de una loseta de concreto. Ver figuras 2, 3 y 4.

Figura 2 _ Losa de Tabelones

Los Tabelones son bloques de arcilla de seccin rectangular hueca, generalmente de seis y ocho centmetros de altura por veinte de ancho y sesenta u ochenta de largo, su longitud determinar la separacin de los perfiles y se escoger de acuerdo a las cargas que deba resistir la losa. Los perfiles se calculan como una viga de acero sometida a flexin, sobre ellos se deben soldar los conectores de corte que permitirn que la loseta de concreto y los perfiles metlicos trabajen en conjunto.La seccin conformada por los perfiles metlicos con sus conectores de corte, junto con la loseta de concreto y el aligeramiento de los tabelones hacen que estas losas trabajen como una losa nervada armada en una direccin (la direccin de los perfiles, que debe ser la ms corta).Estas losas presentan la ventaja que no requieren de encofrado debido a que los tabelones realizan ese trabajo, disminuyendo los costos de madera para encofrado y acelerando los ritmos de construccin. El calculista debe determinar y especificar en los planos si es necesario el apuntalamiento de los perfiles para garantizar la seguridad durante la etapa constructiva, ya que estos deben resistir cargas durante la construccin que podran llegar a ser mayores que las cargas de servicio.

Figura 3 _ Seccin de una Losa de Tabelones con perfiles IPN

Figura 4 _ Seccin de una Losa de Tabelones con perfiles tubulares

Otro tipo sistema de piso ampliamente utilizado en la construccin est constituido por Losas de concreto apoyadas en lminas corrugadas de acero, las cuales funcionan como autoencofrantes, y el acanalado de las lminas funciona como una especie de nervio. Existen diversas empresas que venden este tipo de lminas, pero en nuestro pas la primera que las comercializ las denominLosacero, por lo que coloquialmente el sistema quedo llamado con su nombre comercial. Originalmente ste sistema nace para ser utilizado en estructuras de acero pero debido a su versatilidad se ha instalado con xito en estructuras de otros materiales.

Figura 5 _ Losacero

El sistema Losacero est constituido por lminas acanaladas de acero galvanizado sobre las que se coloca el concreto formando un conjunto que trabaja en forma integral gracias a la adherencia del concreto a las lminas a travs de las muescas que stas tienen para tal fin y los conectores de corte que se deben colocar de forma adecuada (figuras 5 y 6). Es conveniente la colocacin de la malla electrosoldada como acero de reparticin por retraccin y temperatura. Tambin se puede utilizar un producto llamado tecnofibra que mezclado uniformemente con el concreto trabaja como millones de puentes que distribuyen los esfuerzos internos de traccin que tratan de separar la matriz.

Figura 6 _ Detalle de Losacero con y sin conectoresLa lmina de acero galvanizado presenta tres ventajas claramente definidas: funciona como superficie de trabajo durante la construccin, sirve como encofrado permanente y trabaja como acero de refuerzo positivo sustituyendo las cabillas.La Losacero es comnmente usada en edificios de uso industrial y comercial aunque tambin se puede utilizar en edificios residenciales siempre que se le d un acabado inferior adecuado para tal fin.Las especificaciones tcnicas en cuanto a capacidad de carga y condiciones de apoyo son suministradas por el fabricante de las lminas, sin embargo se debe tener especial cuidado con las cargas de construccin y el apuntalamiento de las mismas.LasEstructuras Tridimensionalesson estructuras formadas por perfiles tubulares en acero de calidad comercial, generalmente tubos cuadrados o rectangulares donde los elementos se conectan a un nodo conector tanto en la malla superior como en la inferior. Son utilizadas en techos, muros, pirmides, esferas, casquetes esfricos, formas planas o inclinadas. En las siguientes imgenes se pueden observar algunas estructuras tridimensionales.

Figura 7 _ Tridilosas.LaEstructura Metlica Tridilosaes una estructura espacial mixta de concreto y acero que se compone de elementos tubulares soldados o atornillados a placas de conexin, tanto la malla de la losa superior como la inferior estn embebidas en losetas de concreto armado logrando el conjunto una eficiencia del 95% aproximadamente, lo que permite construccin de estructuras ms livianas, resistentes y econmicas y en tiempos menores que los sistemas convencionales (figuras 8 y 9). Estas caractersticas permiten que la tridilosa sea utilizada eficientemente en la construccin de puentes, hangares, centros comerciales, hoteles, y en general espacios abiertos que por su uso impidan la colocacin de apoyos cercanos entre s.

Figura 8 _ Tridilosa

Figura 9 _ Estructuras ejecutadas con tridilosas

Los dos tipos de losas anteriormente descritos tienen un comportamiento autoportante durante su construccin y sus elementos trabajan bajo las condiciones ms elementales, es decir, todos los elementos estn sometidos a esfuerzos axiales, bien sea de compresin o traccin.

Figura 10 _ Seccin y detalle de un Tridilosa

Losas Postensadas. Las losas unidireccionales y bidireccionales postensadas son una tcnica que permite proyectar estructuras de grandes luces entre apoyos y de altura reducida con ritmos de construccin muy elevado. La experiencia con este tipo de losa ha permitido construir edificios con ms de mil (1000) metros cuadrados por planta con ritmos de encofrado, armado y desencofrado de solo una (1) semana (figura 11). Un aspecto que ha limitado el empleo masivo de esta tcnica es su desconocimiento e incluso no enseanza en los Centros Universitarios, aunque las tcnicas de las losas postensadas estn disponibles en la edificacin desde la dcada de 1960 con procedimientos similares a la actualidad.

Figura 11 _ Estructuras ejecutadas con losas postensadas

Losas Prefabricadas. Tcnica conformada por elementos vaciados en sitio tales como las columnas y vigas de los prticos que servirn de asiento a las losas prefabricadas pretensadas. Estas losas prefabricadas son construidas en plantas especializadas con controles de calidad rigurosos, de secciones transversales diferentes segn la exigencia del proyecto de tal manera que se tienen losas prefabricadas PI, Te, doble Te, entre otras. Posteriormente a la colocacin se vaciar una loseta de concreto armado para garantizar la continuidad estructural y el buen comportamiento antes las cargas actuantes.

Figura 12 _ Losas Prefabricadas

Figura 13 _ Estructura realizada con losas prefabricadasLosas Nervadas con Nervio Prefabricado. Estas losas estn mayormente indicadas para armado en una direccin ya que los nervios de la losa son prefabricados y con ello se puede eliminar el encofrado y disminuir su tiempo de ejecucin (figuras 14 y 15). Lo ms interesante de esta solucin estructural estriba en que el nervio prefabricado tiene que llevar una armadura que haga las veces de conector entre el nervio prefabricado y el vaciado posterior de la losa nervada.

Figura 14 _ Seccin de Losa con Nervio Prefabricado

Figura 15 _ Colocacin de bovedilla en losa con nervio prefabricado

3.2. Sistema de VigasLos sistemas de vigas estructurales (huecos) crean un elemento de armazn estructural que contiene una serie de vigas individuales colocadas en paralelo. Un sistema de vigas constituye un mtodo eficaz para crear un armazn alrededor de un rea de una estructura que requiere soporte adicional.Una viga debe soportar el peso, los esfuerzos de compresin, la flexin y la tensin, de acuerdo a la finalidad constructiva.Vigas Lineales Pueden cumplir funciones estticas, resistir compresin, traccin y flexin.

Absorben fuerzas en la direccin de su eje.

Desvan fuerzas perpendiculares a su eje mediante tensiones internas en su seccin desvindolas a los extremos de su eje.

Mediante uniones rgidas se pueden unir vigas y columnas aisladas para formar un sistema global de mltiples elementos. en el que cada componente participa en el mecanismo de resistencia frente a la deformacin mediante una curvatura de su eje. A esto se le conoce como estructura de seccin activa.

VIGAS DE UN VANOVIGAS CONTINUASVIGAS ARTICULADASVIGAS EN VOLADIZOSISTEMA ESTRUCTURAL DE VIGAS

Estructura de PrticosEmpotradosArticulados

Apoyados

Prticos de una plantaPrticos de un vanoPrticos de varios vanos

Estructura de Retcula de Vigas.

Retculas HomogneasRetculas EscalonadasRetculas Concntricas

4. Refuerzos de losas y vigas (cmo se representan grficamente y normas de construccin por las que se rigen).

4.1. Refuerzo de VigasRefuerzo de perfiles metlicos existentes mediante la soldadura de platabandas o perfiles soldados.

Para el forjado, el refuerzo de la seccin de acero inicial se efecta mediante aadido de platabandas y/o perfiles metlicos que se fijan a la viga original mediante soldadura, pernos de anclaje o mtodos de encolado. Los refuerzos normalmente se localizan bajo el ala inferior, o eventualmente sobre el alma de los perfiles existentes. Cuando es accesible, el ala superior tambin puede reforzarse.

En general, se compensa la falta de rigidez de las vigas aadiendo platabandas sobre las alas que permiten incrementar al mximo la inercia de la nueva seccin. La debilidad frente al esfuerzo cortante se corrige aadiendo refuerzos al alma en las zonas de esfuerzos cortantes importantes, como los apoyos. Al aadir elementos metlicos hay que tener en cuenta la compatibilidad metalrgica entre los materiales, especialmente si se desea soldar. Estas tcnicas de consolidacin de forjados metlicos por anexin de platabandas metlicas tambin se usan para el refuerzo definitivo de estructuras metlicas.Refuerzo de perfiles metlicos existentes mediante soldadura de platabandas o perfiles

Colocacin de platabandas soldadas sobre las alas y el alma de perfiles metlicos en U, I, y L. Colocacin de ngulos de recubrimiento biseladosEsta ficha muestra el ejemplo de la restauracin y refuerzo de los invernaderos del Parque de la Tte dOr en Lyon. Los elementos originales del siglo XIX estaban corrodos y en algunos casos subdimensionados. Fueron reforzados respetando la esttica arquitectnica de la estructura y el estatus del monumento.En primer lugar se procedi a la limpieza de los elementos estructurales mediante cepillado, a continuacin se controlaron los elementos de unin (remaches o pernos de anclaje) y por ltimo aadir los elementos de refuerzo, como se muestra en las figuras inferiores.Refuerzo de vigas de hormign armado mediante colocacin de componentes de acero

Las necesidades de refuerzo de los forjados de hormign surgen por la degradacin del revestimiento y/o de las armaduras (corrosin, incendio), por el aumento de las cargas de explotacin (cambio de uso) o incluso para reparar errores cometidos en las fases de diseo y ejecucin (errores de clculo, defectos del revestimiento, defectos del hormign usado). Citaremos tambin el caso de perforaciones de nuevos huecos en losas existentes o la interrupcin de elementos de carga, que necesitan colocar durmientes (ver ficha siguiente). Si bien existen otras tcnicas de refuerzo (hormign proyectado, resinas sintticas), el refuerzo con acero de las vigas y de las losas en hormign armado es muy apreciada por los profesionales porque ofrece flexibilidad y facilidad de ejecucin.Las tres tcnicas presentadas resumen muchas de las posibles intervenciones. La colocacin de elementos a una viga en paralelo (figura a) de hormign armado permite el refuerzo o el anclaje en caso de un hueco. La figura b muestra el refuerzo de una viga embebiendo perfiles compactos. Por ltimo, la figura c muestra el refuerzo de una seccin de viga por encolado de placas de chapa por medio de resina epoxi. Esta tcnica se llama mtodo lHermite y se utiliza tambin para reforzar los tableros de puente de hormign armado. Hay que recordar que esta solucin no permite aumentar la estabilidad ante el fuego, dada la resistencia al fuego de los pegamentos. Aadir una vigueta de acero debidamente conectada (penetracin de la losa para los pasadores) en la cara inferior de una losa o viga tambin es una solucin eficaz de refuerzo.

Refuerzo de vigas de madera mediante la colocacin de perfiles metlicos de acero

El refuerzo de las vigas maestras de antiguas estructuras se lleva a cabo fcilmente gracias al acero. Son numerosas las posibles soluciones. La presente ficha da algunos ejemplos de forma no exhaustiva. Figura a) la viga de madera se refuerza mediante la colocacin de perfiles en paralelo U, I o H. Tambin, (figura b), se puede deslizar una vigueta para sostener la viga existente cuando no hay problemas de glibo bajo la viga. La colocacin de conectores (tirafondos), en nmero suficiente, tiene como objetivo hacer solidarios la madera y el acero, para obtener una inercia superior a la suma de las inercias de ambas vigas.

Por ltimo, la figura c) muestra un ejemplo de refuerzo de una viga en madera por suspensin. Se ancla en los muros una viga metlica perpendicular a la viga original. Las vigas de madera se unen a esta nueva viga, de suficiente inercia, mediante estribos.

Refuerzo o reparacin de viguetas de forjado de madera mediante la colocacin de perfiles metlicos de acero.

Como en el caso de las estructuras, el refuerzo de forjados de madera mediante perfiles de acero es vlido, tanto para reforzar elementos deteriorados (podridos o carcomidos) como para soportar los incrementos de carga. Los perfiles de refuerzo se apoyan en los elementos existentes o aadidos (muros, vigas). Los diseos mostrados a continuacin, que se dan a ttulo de ejemplo, muestran algunas opciones de refuerzo de viguetas de forjado que permiten conservar el techo existente sin quitarlo.

La figura a) muestra un antiguo forjado reforzado con viguetas cojas. El refuerzo mediante viguetas metlicas se efecta con perfiles en U, unidos con pasadores para limitar el riesgo de desbordamiento y se sitan a uno o a ambos lados de la pieza a reforzar. Las viguetas defectuosas, a menudo alabeadas, se calzan sobre los nuevos perfiles.

La figura b) muestra un refuerzo sin utilizar las viguetas existentes, que soportan nicamente el techo.

Las cargas son soportadas ntegramente por vigas metlicas de sustitucin alojadas en el cuerpo del forjado. Los apoyos de las viguetas deterioradas pueden reforzarse mediante placas metlicas.

El problema se soluciona creando un nuevo apoyo, sea en forma de repisa, de pilar o muro. Se puede ensamblar una nueva pieza de madera tratada a la vigueta defectuosa mediante dos placas metlicas unidas por tirafondos o por bulonado.

Reparacin de un forjado o de una estructura de madera mediante sujecin de las vigas en los apoyos.

El forjado y tejado de los edificios antiguos a menudo estn construidos por medio de troncos de madera toscamente escuadrados y que se han empotrado, de manera ms o menos regular en la mampostera. La prdida de estanqueidad del tejado o simplemente una humedad persistente puede conducir a que se pudran elementos de carga del forjado o del tejado, con daos irremediables y el riesgo, a largo plazo, de un hundimiento generalizado. Despus de apuntalar la estructura, la limpieza de los daos y el tratamiento de los elementos podridos, un mtodo de consolidacin eficaz consiste en colocar una viga de borde de acero perpendicular a las viguetas del forjado o a las vigas afectadas. Calzar cuidadosamente la viga mediante puntales bajo las viguetas de madera, empotrar la viga de acero de tipo IPE o HE en los muros adyacentes, para que sirva de apoyo a las viguetas. En esta operacin, el uso de una viga de acero garantiza, gracias al elevado mdulo del material, una rigidez y unas dimensiones reducidas.

En la construccin de una vivienda normalmente se utilizan las vigas soleras.Son aquellas en donde reposan las viguetas del techo, las cuales se encuentran sobre los muros portantes y entre las columnas. Su funcin es transferir las cargas del techo sobre los muros, distribuyndolas uniformemente. Adems se encargan de proporcionar confinamiento y arriostre a los muros portantes de ladrillo.

Cuando el muro portante es de cabeza, la viga solera o collar tiene un ancho generalmente igual al espesor del muro; pero cuando es de soga, es mejor que sea de 25 cm para evitar la formacin de cangrejeras al momento de hacer el vaciado del concreto. En cuanto a su altura, es la misma que la de la losa aligerada, pero no debe ser menor de 17 cm. El refuerzo mnimo es 4 barras de 3/8.

Los estribos sern espaciados segn lo ordenen los planos correspondientes, teniendo en cuenta que en el centro la separacin mxima es 25 cm y en los extremos debe ser 10 cm.

4.2. Refuerzo de LosaLosa AligeradaLaslosas aligeradas, comnmente llamadas techos, son elementos estructurales importantes que deben ser diseados y construidos cuidadosamente. Estn conformadas porviguetas,ladrillos,losayrefuerzo.

En la figura 56 se muestran los detalles para elanclaje 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 tambin el fierro de abajo.

Tuberas que pasan a travs de la losa aligerada

Hay que evitar que los tubos de las instalaciones sanitarias atraviesen las viguetas del techo, las vigas chatas o las peraltadas, ya que los debilitan. Si por alguna razn hay que colocar tubos en la posicin que se muestra en la figura 57, entonces se debern colocar adosados al techo por la parte inferior o superior; de lo contrario, se deben cambiar sus posiciones y colocarlos como indica la figura 59, dentro del ladrillo de techo.

Refuerzo de Losas aligeradas en viviendasa. Aligerado h = 17 cm- Un tramo- Dos tramosb. Aligerado h = 20 cm- Un tramo- Dos tramos

Requisitos Normativos para el diseo de Losas y Vigas.

La Norma establece una serie de requisitos para el Diseo de secciones de Concreto Armado sometidas a flexin, fuerza axial, corte, torsin, etc., a ellos no escapa el diseo de losas, de hecho, en varios de sus articulados hace mencin especial a las mismas.Los requisitos abarcan todos los temas involucrados en el proceso de anlisis, diseo y detallado de losas de concreto armado como lo son: factores de minoracin de resistencia y factores de mayoracin de cargas (mostrados en las secciones anteriores), requisitos especiales para el detallado del acero de refuerzo, requisitos para el diseo por flexin y por corte, luces de clculo, espesores mnimos de losas para el estado lmite de servicio, requisitos especiales para el nivel de diseo ND-3 correspondiente a zonas ssmicas, etc.A continuacin se presenta una sntesis de los artculos ms importantes que se deben considerar para hacer un diseo adecuado de losas de concreto armado. En las secciones subsiguientes se har mencin de artculos relacionados directamente con el tema que se est tratando.Segn el Captulo 8 de la Norma Venezolana 1753-2006:Los miembros de las estructuras de concreto reforzado debern ser diseados para tener la resistencia adecuada utilizando los factores de mayoracin de cargas y de minoracin de resistencias que se especifican en el Captulo 9 de la misma y que se muestran en la subseccin anterior.En cuanto a los mtodos de anlisis estructural, se establece que todos los miembros de prticos u otras estructuras se proyectarn para resistir las solicitaciones mximas obtenidas mediante un anlisis estructural elstico, considerando algunas excepciones dispuestas en el Artculo 8.3 o el Anexo A.En el diseo de vigas y losas continuas se pueden emplear los valores aproximados de momentos flectores y fuerzas cortantes que se detallan en la Tabla H-8.2 de la Norma (Tabla 3.4 de ste texto), siempre que se cumpla lo siguiente:Los miembros son prismticos.Se tienen dos o ms tramos.Las luces Ln son aproximadamente iguales, sin que la luz mayor en dos tramos adyacentes exceda en ms del 20% a la menor de ellas. Para el clculo de momentos negativos se puede tomar como Ln el promedio de las luces adyacentes al apoyo.La carga variable CV no excede tres veces la carga permanente CP.Se deben considerar las combinaciones ms desfavorables, y no se permite la redistribucin de momentos indicada en el Artculo 8.3Luz de clculo:La luz de clculo para las losas, segn sus condiciones de apoyo, ser como sigue:La luz libre ms el espesor de la losa, pero sin exceder la distancia entre los ejes de los apoyos, si la losa est simplemente apoyada o empotrada en sus extremos.La distancia entre los ejes de los apoyos en el caso de losas continas.Vigas T:Las alas y el alma de las vigas T debe vaciarse monolticamente, de lo contrario deben adoptarse las disposiciones constructivas necesarias para garantizar la unin efectiva de las partes integrantes.La anchura efectiva de la losa o placa que constituye las alas de la viga T no exceder un cuarto de la luz de la viga.La anchura efectiva del ala a cada lado del alma ser la menor de las siguientes:8 veces el espesor de la losa o placa de la distancia libre hasta la viga prximaLa anchura efectiva del ala en vigas que tengan el ala de un solo lado, medida desde la cara del alma, ser la menor de las siguientes:1/12 de la luz de la viga6 veces el espesor de la losa o placa de la distancia libre hasta la viga ms prximaEn vigas aisladas, el espesor de las alas no ser menor que la mitad de la anchura del alma, y la anchura efectiva de las mismas no ser mayor que cuatro veces la anchura del alma.Las losas macizas que forman el ala de vigas T y son armadas paralelas a las mismas, deben llevar un refuerzo transversal en la parte superior de la losa de acuerdo a lo siguiente:El mismo se disear para resistir la carga mayorada sobre la anchura del ala, suponiendo que sta acta en voladizo. Para vigas aisladas se considera la anchura completa del ala. Para otras vigas T se debe considerar solamente la anchura efectiva del ala.La separacin del refuerzo transversal no ser mayor que cinco veces el espesor de la losa o placa, ni mayor que 45 cm.Losas Nervadas:La loseta superior puede ser prefabricada pero al menos una parte de su espesor debe ser vaciada en sitio.Se debe aumentar la resistencia al corte de los nervios mediante macizado, ensanchndolos en los extremos o por medio de acero de refuerzo. El macizado mnimo permitido es de 10 cm.La resistencia al corte del concreto, Vc, se puede considerar 10% mayor que los valores dados en la seccin 11.3.La anchura de los nervios longitudinales no puede ser menor que 10 cm. en su parte superior, y su anchura promedio no puede ser menor que 8 cm.La altura libre de los nervios longitudinales no ser mayor que 3,5 veces su ancho promedio.La separacin mxima entre nervios, medida centro a centro, no ser mayor que 2,5 veces el espesor de la losa, ni mayor que 75 cm.Las losas nervadas de ms de 5 mts. se deben rigidizar con nervios transversales de seccin igual a la de los nervios longitudinales.La longitud no arriostrada mxima de los nervios longitudinales ser de 2,5 mts.Los nervios transversales deben llevar un mnimo refuerzo de acero igual a una barra N 4 en la parte inferior y superior.Los nervios transversales se pueden omitir si por medio de clculo se comprueba que no son necesarios para resistir la flexin transversal originada por cargas concentradas en diferentes puntos de la losa.Si la losa no cumple con las limitaciones dimensionales anteriormente expuestas, se disearn como placas, vigas o losas sobre vigas.Los nervios principales y transversales de losas armadas en una direccin, no se tomarn en cuenta para efectos de rigidez en el sistema resistente a sismos.En caso de que la loseta superior contenga tuberas o conductos segn lo permitido en el Artculo 6.4 (ver subseccin 3.11 Proceso Constructivo) debe ser por los menos 2,5 cm. mayor que el dimetro o la altura de la tubera o conducto que sta contenga.Elementos de relleno permanentes:Los elementos de relleno permanente se considerarn como colaborantes en el sistema resistente de la losa slo si estn fabricados de un material que tenga una resistencia a la compresin mayor o igual que la resistencia especificada para el concreto de los nervios.De ser as se pueden tomar en cuenta los paramentos verticales de los elementos de relleno en contacto con los nervios para los clculos de la resistencia al corte y momentos negativos.El espesor de la loseta de concreto sobre los elementos de relleno permanente no ser menor de 4,5 cm, ni de 1/12 de la distancia libre entre los nervios.En la loseta de pisos nervados en una sola direccin, se proporcionar un refuerzo perpendicular a los nervios, de acuerdo con lo requerido en el Artculo 7.6 (ver subseccin 3.10 Detallado del acero de refuerzo).Si se utilizan formaletas de acero, no se debe tomar en cuenta el acero de las mismas como acero de refuerzo, a menos que se consideren las disposiciones de la Norma Venezolana 1618 para el clculo de secciones compuestas de acero y concreto.Elementos de relleno removibles:Cuando se empleen elementos de relleno removibles, el espesor de la loseta no ser menor de 5 cm. ni de 1/12 de la distancia libre entre nervios.Se colocar acero de refuerzo en la loseta, perpendicular a los nervios longitudinales y tomar en consideracin los momentos flectores y las cargas concentradas si las hubiere, pero no ser menor que el requerido en el Artculo 7.6.En los siguientes subcaptulos se explica en detalle cada paso que se debe seguir en el proceso de anlisis, diseo y construccin de losas, y se cita la Norma en los puntos que se considera necesario.Para el caso de construccin de losas que involucren estructuras de acero como la de Tabelones, la Tridilosa, y otras estructuras cuyas codificaciones no sean lo suficientemente especficas en la Norma de Concreto Estructural se debe consultar la Norma Venezolana COVENIN-MINDUR 1618-98 titulada ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES. MTODO DE LOS ESTADOS LMITES.

Bibliografa.

Fuentes Electrnicas: http://catedracanciani.com.ar/cancianiweb/E2/teorica_3y4.pdf

http://civil.cicloides.com/losas/3.4.2/

http://www.acerosarequipa.com/maestro-obra/maestro-obras-manuales-digitales/manual-de-construccion-para-maestros-de-obra/2-recomendaciones-sobre-el-refuerzo/23-vigas.html

http://www.acerosarequipa.com/manuales/manual-maestro-de-obra/2-recomendaciones-sobre-el-refuerzo/24-losas-aligeradas/241-tuberias-que-pasan-a-traves-de-la-losa-aligerada.html

http://www.constructalia.com/espanol/rehabilitacion_con_acero/iii_tecnicas_de_refuerzo_de_vigas#.VFfRJzSG-So27