Conceptos Generales para el Diseño de Losas

S.A.C
Análisis y Diseño de
Losas de Entrepiso y
Sistemas de Fundaciones
Superficiales, utilizando
ETABS y SAFE.

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Análisis y Diseño de
Losas de Entrepiso y
Sistemas de
Fundaciones
Superficiales, utilizando
ETABS y SAFE.
MODULO I: LOSAS DE ENTREPISO EN
CONCRETO ARMADO (LOSAS MACIZAS)

MODULO I: LOSAS DE ENTREPISO EN CONCRETO ARMADO
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LOSAS MACIZAS:
✓Conceptos Generales y Normalizados.
✓Recomendaciones al momento del modelado con
ETABS y SAFE.
✓Acciones y Combinaciones de Diseño
✓Modelado de los Elementos.
• Losas Macizas en una (01) dirección.
• Losas Macizas en una (02) direcciones.
• Losas Nervadas en una (01) dirección.
• Losas Nervadas en dos (02) direcciones.
✓Análisis de Resultados.
• Fuerzas resultantes y sus efectos.
• Esfuerzos resultantes y sus efectos.
• Deflexiones.
• Agrietamientos.
✓Diseño de los Elementos.
• Conceptos de diseño por flexión y corte.
• Diseño estructural (aceros de refuerzos).
✓ Detallado de los Elementos.
• Sofitos Metálicos Compuestos.

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LOSAS:
Se tiene múltiples elementos estructurales que conforman la integridad de una edificación; algunos
considerados como principales, debido a que su perdida total o parcial pone en riesgo la integridad de la
misma; y otros como secundarios, y aunque juegan un papel fundamental no constituyen, el colapso general de
la estructura; ahora desde mi punto de vista las LOSAS estarían en un punto intermedio, ya que aunque existan
daños significativos o deflexiones excesivas en la misma, esto no implica que la estructura colapsará; por lo
menos mientras estos daños sean locales y no una serie de daños; ahora lo que si sabemos es que esta losa
dejará de cumplir su función principal, que es la de transmitir de manera efectiva las cargas a la estructura
principal o como algunas variantes al suelo, motivo por el cual se debe tener especial cuidado en su análisis y
diseño.
Las losas pueden clasificarse principalmente por tres aspectos; el primero, la forma en la que transmitirán
las cargas, característica esencial para su diseño; el segundo, el material que la constituirá y la tercer aspecto
es el método constructivo.

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LOSAS EN CONCRETO ARMADO MACIZAS:
Se definen como entrepisos a los distintos niveles de la edificación y
sobre los cuales se dispondrán las acciones, esto se hacen sobre las
losas, las cuales pueden ser variadas; en este caso se trabajará con las
que están conformadas por concreto y acero de refuerzo; estas pueden ser
diseñadas para poder transmitir las cargas en una (01) o dos direcciones
(02), y cuyo método constructivo, por lo general monolítico constituye la
forma perfecta de transmitir las cargas gravitacionales a través de las vigas
y columnas hasta el suelo, además de brindar rigidez lateral a la estructura
en general.
Estas son uno de los sistemas de distribución de cargas más utilizados
dentro de la ingeniería estructural, suele ser la solución ideal en muchos
proyectos, aunque presenta sus limitantes constructivas, es un tipo de
construcción bien conocido en muchos países.

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El código de diseño base ha utilizar en esta capacitación, es la norma ACI-
318-14, que a su vez ha sido el modelo de muchas otras normas americanas
que regularizan el análisis y diseño de los elementos en concreto armado, la
norma ACI-318, ha sustentado y validado sus ecuaciones y detalles, con
estudios y certificaciones, brindan seguridad con los elementos diseñados bajo
sus parámetros y por lo general son capítulos más estrictos que muchos de las
demás normas. Ahora hay que tener en cuenta y tal y como el Reglamento lo
estipula textualmente:
“El propósito de este Reglamento es proteger la salubridad y seguridad pública
estableciendo requisitos mínimos para la resistencia, estabilidad,
funcionamiento, durabilidad, e integridad de las estructuras en concreto.”

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El código ACI-318-14, tiene capítulos específicos y generales, que debemos conocer para poder
comprender el alcance de la misma, estos son:
• Capitulo 04: Requisitos para Sistemas Estructurales.
• Capitulo 05: Cargas.
• Capitulo 06: Análisis Estructural
• Capitulo 07: Losas en una Dirección
• Capitulo 08: Losas en dos Direcciones.
• Capitulo 12: Diafragmas.
• Capitulo 15: Nudos Viga-Columna y Losa-Columna.
• Capitulo 24: Condiciones de Funcionamiento.
• Capitulo 25: Detalles del Refuerzo.
Cabe destacar, que parte fundamental de esta capacitación es la de brindar las herramientas para poder
sustentar, revisar y validar los resultados obtenidos a través de herramientas computacionales.

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Pre-tensadas
LOSAS TENSADAS
Postensadas
Carga Distribuida en 1 Dirección
MACIZAS
Carga Distribuida en 2 Dirección
CONCRETO ARMADO
Carga Distribuida en 1 Dirección
ENTREPISO
(LOSAS)
VASEADOS EN SITIO
Nervadas
Carga Distribuida en 2 Dirección
Mixta (sofitos metálicos con concreto)
Carga Distribuida en 1 Dirección
Losetas de Concreto
Losetas de Concreto
PREFABRICADOS
Viguetas de Concreto
Tipo I, H y Rectángulares

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En el proceso de modelado, es fundamental prestar especial atención
a detalles que pueden jugar un papel fundamental en el proceso de calculo
y que una mala definición de estos aspectos puede cambiar totalmente los
resultados; uno de estos detalles se encuentra en la definición del material
de la losa, en este caso el concreto; donde las variables como:
• El peso específico, fundamental para poder obtener la carga por peso
propio.
• El Módulo Elasticidad [E], dependiente directamente de la resistencia a
la compresión de diseño [f´c] y necesario para la correcta determinación
de los aspectos de las deformadas.
• El Módulo de Corte [G], esencial para la verificación del espesor de losa.
• El coeficiente de Poisson [μ], necesario para las consideraciones de
cambios volumétricos y de deformación.

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Cabe destacar que el Reglamento ACI-318-14, tiene
capítulos específicos que regulan al concreto [7.2.2.1], al acero
de refuerzo [7.2.2.2]; que deben cumplir con los capítulos 19 y 20
respectivamente, de dicho reglamento; además que los requisitos
del material, diseño y detallado de elementos embebidos en el
concreto [7.2.2.3].

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Otro de los más graves errores, es el no definir adecuadamente las
condiciones propias de cálculo, existen dos clasificaciones fundamentales,
que afectan directamente a los resultados de las deformaciones, y aunque
para los niveles aceptables de deflexiones en losas, no representan un
cambio grande, si lo es al momento de obtener esfuerzos sobre la losa, que
aunque muchos profesionales se limitan a trabajar con las fuerzas, los
efectos de agrietamientos sobre los elementos se avalúan correctamente
con los esfuerzos.
• Shell-Thin: Todos los grados de Libertad permitido, utiliza
Teoría de Losa Delgada.
• Shell-Thick: Todos los grados de Libertad permitido, utiliza
Teoría de Losa de espesor grueso (Mindli).
• Membrane: No se Considera los aportes de rigidez de la losa.

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La geometría de la losa y del diafragma en general, así como las condiciones de apoyo de las losa inciden
directamente en las consideraciones matemáticas del análisis de la losa, ya que si una losa asimétrica puede
generar concentraciones de esfuerzos e inducir agrietamientos, además hay que tener claro que la condición de
diafragma rígido es una idealización, que en la realidad no existe; y solo se utiliza para poder simplificar el
proceso de evaluar los desplazamiento lateral.
El método constructivos y las especificaciones
técnicas, son fundamentales, ya que puede afectar por
ejemplo, a las condiciones de apoyo consideradas, las
cuales pueden cambiar drásticamente lo calculado; y
entonces vigas que consideraban a la losa como parte
del elemento resistente a la flexión, estarán en
desventaja y además tendrán una posible línea de falla
en las uniones entre concretos, aún y cuando se haya
usado aditivos.

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Las cargas y las combinaciones entre estas, son fundamentales; ya que una carga o una combinación
especifica, no genera todas las acciones máximas necesarias para el diseño; algunas inducirán las requeridas
para la flexión y otras el corte; además que también hay que entender que la carga variable; no es fija y que el
movimiento de esta, generará distintos efectos sobre la losa; aún cuando no se considera como una carga
móvil, es una disposición de cargas estáticas en distintas posiciones de la losa; y el ignorar estos movimientos
acarrea daños IRREPARABLES en el diseño de la misma.
Hay que comprender que el diseño de las losas
dependen directamente de dos condiciones, la flexión y el
corte; que tienen como efectos las deflexiones excesivas y
el agrietamiento; por lo que los Estados Límites de Diseño
serán debido a cargas y combinaciones últimas y de
servicio.

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Del capitulo 5, del Reglamento ACI-318-14,
podemos resaltar las siguientes expresiones
textuales:
Y del capitulo 6 “Análisis Estructural”, del mismo
reglamento, en relación a las losas, tenemos:

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Las losas macizas, son subdivididas según la distribución de la
carga que esta puede tener, en una (01) o dos (02) direcciones, siendo
esto parte fundamental en su análisis y diseño; además que ya se
comienza a considerar las condiciones de apoyo que tendrá esta sobre
los componente principales (vigas). En el caso de las losas armadas en
una dirección, los casos son muy fácil de visualizar, ya que si la losa se
encuentra en voladizo, es comprensible cual es el lado que estará
resistiendo la carga, además en un elemento que solo tiene dos
apoyos laterales, también es evidente, hacia donde se estará moviendo
las cargas; ahora en el caso de que se encuentre apoyada en todas las
dirección se debe evaluar la relación; (Lado Mayor)/(Lado Menor)≥2,
entonces, se entiende que la transmisión de las cargas y esfuerzos se
realizará en la dirección de la luz más corta.

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Debido, a que es la losa es un elemento que prácticamente esta a flexión pura, las cargas gravitacionales
serán las demandas que prevalezcan en el diseño; y donde el efecto de las cargas variables es determinantes,
y no solo por la magnitud, sino por las distintas posiciones que pueden darse dentro del sistema, y este es el
caso de estudio típico de losas continuas, donde hay que realizar combinaciones adicionales para poder
considerar efectos adicionales; dichas combinaciones tendrán como laborar ubicar los momentos máximos
positivos y negativos, tanto en los apoyos como en el centro de la Luz.
Momento negativo (-) máximo sobre el apoyo
Momento positivo (+) máximo en el centro de
la Luz 2 y 4
Momento minimo positivo (+) ó negativo (-) en
el centro de la Luz 2 y 4
Figura 3.4; tomada de
“Diseño Estructural en
Concreto Armado”, María
Graciela Fratelli.

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Lo primero que deberemos establecer es la
condición básica del diseño, que es el espesor el cual
tiene como parámetro mínimo, lo establecido en el
Reglamento ACI-318-14, en el Capitulo 7, en la
sección 7.3, Limites en el Diseño, donde establece
que:

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MODULO I: LOSAS DE ENTREPISO EN CONCRETO ARMADO
Las losas macizas, que distribuyen las cargas en
las dos direcciones, se aplica ya para cuando
tenemos claramente establecido apoyo en el
contorno de la losa, y la relación entre las longitudes
cumple que: 0.50 ≤ (Lado Mayor)/(Lado Menor) ≤ 2

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