Catedra:

HORMIGON ARMADO

TRABAJO PRÁCTICO

HORMIGÓN ARMADO

Trabajo Práctico Integrador

Tema: Diseño de Losas de H°A°

Fecha de presentación: 05/05/2016

Grupo Nro: 5

Integrantes:

1. DALCIN, Taiane

2. MARTINEZ RAMIREZ, Alexis Sebastián

3. MENDOZA, Nicolás Emanuel

4. OLIVERA, Daniel Alejandro

AÑO 2017

Catedra:

HORMIGON ARMADO

OBJETO DEL PRESENTE TRABAJO

El objeto del trabajo es el diseño y el cálculo estructural de un edificio a ser

destinado a departamentos y oficinas, aplicando los conocimientos adquiridos en la

catedra de Hormigón Armado, tanto teórico como prácticos y desarrollar habilidades en

el manejo de softwares de utilidad a la hora de llevar a cabo dichas tareas.

ESTADO DEL ARTE

La obra se encuentra sin desarrollar tareas preliminares.

MEMORIA DESCRIPTIVA

A partir de la planta arquitectónica de un edificio de departamentos y oficinas,

utilizada en el primer trabajo practico de la materia, se da lugar a diseñar la estructura

para la misma1, proponiendo en primer lugar losas macizas y luego de tipo alivianadas.

Así, en este informe se pre dimensionan losas y vigas, verificando relaciones de esbelteces

limites brindadas por el reglamento CIRSOC 201-05; a continuación, se dimensionan a

flexión las losas planteadas en el diseño estructural. Para tal fin, se realiza el análisis de

cargas correspondiente a cada losa de la planta, utilizando valores de cargas y sobrecargas

dados por el CIRSOC 201-05 y se determinan sus correspondientes solicitaciones.

PREDIMENSION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

El diseño estructural se conforma por 3 losas, y un total de 15 vigas las cuales se calculan

a continuación.

LOSAS

En base a la relación de luces de cada losa (β), siendo aquellas con β<2

bidireccionales, es decir, descargan en dos direcciones, y aquellas con β≥2,

unidireccionales, descargan solo en dirección de su luz menor; y a la condición de

vínculos de cada una, se determina el espesor mínimo mediante las tablas del capítulo 9

del CIRSOC 201-05. Así, se tiene:

Para losas unidireccionales:

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HORMIGON ARMADO

Y para losas bidireccionales:

El espesor mínimo se calcula dividiendo la menor de las luces de dicha losa por

su respectivo valor de ϒ, adoptando un espesor que sea manejable en obra.

Para predimensionar las losas L001 y L002 se las considera como losas

rectangulares de las mayores dimensiones en las direcciones X e Y, y se utilizan las tablas

anteriores, a fin de adoptar un criterio para poder tener un espesor inicial con el cual

trabajar.

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HORMIGON ARMADO

Más adelante se cargará la estructura en el software de cálculo estructural

SAP2000, para poder visualizar de manera más clara la forma en que trabaja la estructura

y si se deben corregir los espesores adoptados o no.

A continuación, se presenta un resumen de los espesores calculados,

primeramente, para las losas macizas y luego para las alivianadas:

Losas Macizas:

Para el planteo de losas alivianadas se propone:

En primer lugar, aprovechar la menor carga debido al tipo de losa, y unir las losas L001y

L002, eliminando así la viga V014. Esto deja solamente la losa L001 y L002, para las

cuales se plantean los siguientes módulos, en los que se utilizaran ladrillos de 12x18x25:

En ambas losas se utilizarán bloques de 6 ladrillos (3 en x, 2 en y) con los siguientes

anchos de nervios:

L001:

X-X: 13 cm

Y-Y: 10 cm

L002:

X-X: 16 cm

Y-Y: 10 cm

Altura de nervios: 12cm.Se verifica que estos valores estén en concordancia con los

limites dados por El Reglamento, artículo 8.11.2:

LosaLuz

Menor

Luz

Mayor

Relacion de

Lados

Ly/Lx= β

Tipo de losa Factor ϒ

Espesor

de

losa [cm]

Espesor

Minimo

Espesor

adoptado

[cm]

condicion

de vinculoObservacion

001 4,4 5,8 1,32 bidireccional 35,44 12,42 12 13 Dos Extr. Cont. un borde diagonal

002 3,6 4,4 1,22 bidireccional 34,52 10,43 12 13 Un Extr. Cont. un borde circular

003 6 6 1,00 bidireccional 36,5 16,44 12 18 Un Extr. Cont.

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HORMIGON ARMADO

Se adopta una capa de compresión de 5cm.

ANALISIS DE CARGAS

Para el mismo se utilizan los valores del CIRSOC 101-05. Los pesos unitarios son

transformados en cargas distribuidas por metro lineal, multiplicando el peso unitario por

el espesor de cada componente y luego por una franja de un metro de ancho, obteniendo

la carga en kN/m.

Primero se detalla el paquete de losa correspondiente al entrepiso y luego las

cargas correspondientes a la mampostería.

Las cargas de servicio se determinan utilizando la tabla 4.1 del CIRSOC 101-05

Para las losas alivianadas se tiene:

L001:

ANÁLISIS DE CARGAS PARA ENTREPISOS

• LOSAS: 001, 002 Nivel +9.00 Destino: Oficina + Baño

ITEM ESPESOR PESO ESP. INCIDENCIA PESO

Piso - porcelanato 0,020 m 20,00 KN/m² 100% 0,40 KN/m²

Carpeta 0,020 m 100% 0,00 KN/m²

Contrapiso 0,080 m 25,00 KN/m³ 100% 2,00 KN/m²

Losa HºAº 0,130 m 25,00 KN/m³ 100% 3,25 KN/m²

Cielorraso aplicado bajo Losa 0,02 m 19,00 KN/m³ 100% 0,38 KN/m²

PESO PROPIO DE LOSA D = 6,03 KN/m²

SOBRECARGA DE SERVICIO oficinas L = 2,50 KN/m²

U1: 1.4*D 8,44 KN/m²

U2: 1.2*d+1.6*L 11,24 KN/m²

• LOSAS: 003 Nivel + 9.00.- Destino: Vivienda

ITEM ESPESOR PESO ESP. INCIDENCIA PESO

Piso - porcelanato 0,020 m 20,00 KN/m² 100% 0,40 KN/m²

Carpeta 0,020 m 100% 0,00 KN/m²

Contrapiso Hormigón ciclopeo 0,080 m 25,00 KN/m³ 100% 2,00 KN/m²

Losa HºAº 0,180 m 25,00 KN/m³ 100% 4,50 KN/m²

Cielorraso 0,02 m 19,00 KN/m³ 100% 0,38 KN/m²

PESO PROPIO DE LOSA D = 6,88 KN/m²

SOBRECARGA DE SERVICIO viviendas L = 2,00 KN/m²

U1: 1.4*D 9,63 KN/m²

U2: 1.2*d+1.6*L 11,46 KN/m²

Area del modulo[m2]= 0,4032

V del modulo[m2]= 0,069

V de ladrillos[m2]= 0,032

V de H°[m2]= 0,036

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L002

espesor losa (m) 0,17

Elemento Material Espesor(m) Peso unitario (KN/m3) Total (KN/m2)

Piso Porcenalato 0,02 20 0,4

Carpeta de nivelacion Cemento, cal y arena - - 0,2

Contrapiso H.CP. Arena y agreg. Basaltico 0,08 25 2

Hormigon H. CP. Arena y piedra partida 25 2,24

cielorraso mezcla de cemeno, cal y arena 0,02 19 0,38

ladrillos 7 0,56

D [kN/m] = 5,78

L [kN/m] = 2,5Total

Losa 001

Area del modulo[m2]= 0,4224

V del modulo[m3]= 0,072

V de ladrillos[m3]= 0,032

V de H°[m3]= 0,039

espesor losa (m) 0,17

Elemento Material Espesor(m) Peso unitario (KN/m3) Total (KN/m2)

Piso Porcenalato 0,02 20 0,4

Carpeta de nivelacion Cemento, cal y arena - - 0,2

Contrapiso H.CP. Arena y agreg. Basaltico 0,08 25 2

Hormigon H. CP. Arena y piedra partida 25 2,33

cielorraso mezcla de cemeno, cal y arena 0,02 19 0,38

ladrillos 7 0,54

D [kN/m] = 5,85

L [kN/m] = 2,5Total

Losa 002

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CARGAS DE MAMPOSTERÍA

Debido a que las cargas de mampostería representan una carga importante a estar

soportada por la estructura, se debe considerar el efecto que producen en nuestro diseño,

para así reforzar dichas zonasAl observar la planta vemos que tenemos mampostería en

las zonas de los baños y sobre la losa L003 una que cruza horizontalmente por la misma,

y el resto descarga directamente sobre las vigas sin transmitir el efecto a las losas, por lo

que no consideramos estas últimas en el presente informe.

Ya que ambas están sobre losas bidireccionales, se calcula el efecto de la carga en

las dos direcciones, tomando cada una como una viga simplemente apoyada en la que una

tendrá una carga puntual y otra distribuida a lo largo. Se considera el ancho de afectación

de la carga igual a la mitad de la luz de la misma.

Si consideramos el 100% de la carga en ambas direcciones estaríamos

sobredimensionando la carga, por lo que consideramos un porcentaje de la carga para

cada lado, siempre que el total sea mayor al 100% para estar del lado de la seguridad. En

este caso tomamos un 60% de carga para cada dirección.

Entonces, para obtener el valor en la dirección y-y, se multiplica el peso unitario

de la mampostería (sacado del CIRSOC 101-05), por el volumen que se tiene por 0,6,

obteniendo la carga por metro lineal:

𝑄𝑀𝑝𝐷 = 𝛾 ∙ 𝑒 ∙ ℎ ∙ 𝑙 ∙ 0,6

En la dirección x-x, para obtener la

carga distribuida se multiplica el peso

unitario de la mampostería (sacado del

CIRSOC 101-05), por el área de la misma por

0,6:

𝑸𝑴𝒑𝑫 = 𝜸 ∙ 𝒆 ∙ 𝒉 ∙ 𝟎, 𝟔

A continuación, se resumen los

resultados de las cargas de mampostería en la

siguiente tabla:

luz tipo de carga valor luz tipo de carga valor

3 distribuida 2,52 3 puntual 7,56

1,5 puntual 3,78 1,5 distribuida 2,52

3 distribuida 2,52 3 puntual 7,56

1,5 puntual 3,78 1,5 distribuida 2,52

6 distribuida 2,52 6 puntual 15,12

L001

L003

Losa

x-x y-y

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SOLICITACIONES

Para obtener las mismas se utiliza el software SAP 2000, en el que se carga la

estructura, los valores de carga permanente y de sobrecarga de los elementos pre

dimensionados y se tienen los valores de momento en los tramos y en los apoyos de las

losas.

Los valores de carga se mayoraron antes de obtener las solicitaciones por una

cuestión de facilidad de carga de datos en el programa.

El Reglamento brinda 5 polinomios que relaciona los diferentes tipos de cargas

mediante coeficientes de seguridad, para así obtener una carga total con la cual realizar

los cálculos. En el caso analizado, los únicos factores en juego son las cargas muertas D

y las sobrecargas L, por lo que se decide utilizar el siguiente polinomio para mayorar las

cargas:

U=1,2xPD+1,6xPL

Al obtener los resultados arrojados por el programa se verifica que los valores de

deformación de las losas superan los máximos establecidos por el Reglamento CIRSOC

201-05, en la Tabla 9.5b:

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Es por ello que se decide aumentar los espesores de losa a 18 cm. a las losas L001,

y L002.

Con estos valores se obtienen los siguientes valores de solicitaciones:

Valores

Rótulos de fila Máx de Mx Mín de Mx Máx de My Mín de My Promedio de Vx Desvest de Vx Promedio de Vy Desvest de Vy

L001 15,05 -40,38 15,94 -76,22 -2,86 15,92 1,51 19,52

L002 13,56 -40,75 18,99 -66,46 2,69 16,23 1,57 19,49

L003 8,90 -2,18 15,87 -11,71 1,26 5,34 -2,08 9,84

Total general 15,05 -40,75 18,99 -76,22 0,15 15,52 1,16 18,74

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Solicitaciones en dirección x-x

Solicitaciones en dirección y-y

DISEÑO DE ARMADURA

Adoptados los espesores de cada losa, se calcula la armadura necesaria en los tramos,

utilizando la tabla de Flexión N°3 y las formulas:

𝑚𝑢 » 𝑚𝑛 ≥ 𝑚𝑢

𝜙 ; 𝑘𝑑 =

𝑑

√𝑚𝑛𝑏

; 𝐴𝑠 = 𝑘𝑒 ∗𝑚𝑛

𝑑

Este se compara con el valor de armadura necesario para resistir efectos de

contracción y temperatura y se adopta la mayor de ambas. Luego, el CIRSOC da los

requisitos de separaciones máximas entre barras:

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𝑆 ≤ 2,5 ℎ » ℎ: 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑠𝑎

𝑆 ≤ 25 𝑑𝑏 » 𝑑𝑏: 𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 𝑆 ≤ 30𝑐𝑚

A continuación, se muestra el detalle de los cálculos, primeramente, para las losas

macizas, y luego para las alivianadas:

Armaduras en los tramos:

Armaduras de apoyos:

Se presentan en la siguiente tabla los resultados obtenidos:

LOSAS Mx My Mnx Mny ec es Kc Kz Kd d z b Mn Mn/Mext. VERIFICA T As Separacion As adoptado

L001 15,05 16,72 - 0,0020 0,0448 0,0431 0,9817 1,14 0,148 0,15 1,00 16,76 100,24% SI 0,12 2,75 1db8 c/18 2,79

L001 15,94 - 17,72 0,0020 0,0472 0,0412 0,9825 1,17 0,156 0,15 1,00 17,81 100,52% SI 0,12 2,81 1db8 c/17,5 2,87

L002 13,56 15,06 - 0,0028 0,0686 0,0388 0,9835 1,20 0,148 0,15 1,00 15,10 100,26% SI 0,10 2,66 1db8 c/18,5 2,72

L002 18,99 - 21,10 0,0020 0,0390 0,0492 0,9791 1,07 0,156 0,15 1,00 21,19 100,46% SI 0,14 3,30 1db8 c/15 3,35

L003 8,90 9,89 - 0,0014 0,0538 0,0254 0,9892 1,49 0,148 0,15 1,00 9,93 100,41% SI 0,07 2,66 1db8 c/18,5 2,72

L003 15,87 - 17,64 0,0016 0,0378 0,0410 0,9826 1,17 0,156 0,15 1,00 17,70 100,35% SI 0,12 2,81 1db8 c/17,5 2,87

LOSAS Mx My Mnx Mny ec es Kc Kz Kd d z b Mn Mn/Mext. VERIFICA T As Separacion As adoptado

L001 -40,38 -44,87 - 0,0030 0,0199 0,1312 0,9443 0,67 0,142 0,13 1,00 45,11 100,54% SI 0,34 8,01 1db12 c/17 6,61

L001 -76,22 - -84,69 0,0030 0,0107 0,2185 0,9071 0,53 0,154 0,14 1,00 84,91 100,25% SI 0,61 14,47 1db12 c/9,5 11,91

L002 -40,75 -45,28 - 0,0030 0,0197 0,1322 0,9438 0,67 0,142 0,13 1,00 45,43 100,32% SI 0,34 8,07 1db12 c/14,5 8,08

L002 -66,46 - -73,84 0,0030 0,0130 0,1875 0,9203 0,57 0,154 0,14 1,00 73,92 100,10% SI 0,52 12,42 1db12 c/10,5 10,77

L003 -2,18 -2,43 - 0,0030 0,4820 0,0062 0,9974 3,00 0,148 0,15 1,00 2,44 100,57% SI 0,02 2,66 1db8 c/18,5 2,72

L003 -11,71 - -13,01 0,0030 0,0968 0,0301 0,9872 1,37 0,156 0,15 1,00 13,04 100,28% SI 0,08 2,81 1db8 c/17,5 2,87

Apoyos

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ANEXOS

PLANTA ARQUITECTONICA

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PLANTA ESTRUCTURAL LOSA MACIZA

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PLANTA ESTRUCTURAL LOSA ALIVIANADA

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001

Parc. Uds Total

LOSA 110 610 10

Dirección x-x

75 75

10 21 429 21 10

Dirección x-x

172

15

Apoyo x-x Izquierda

172

15

Apoyo x-x Derecha

75 270

10 21 389 21

Dirección y-y

10 630 10

Dirección y-y

300

Apoyo y-y superior

PLANILLA DE DOBLADO DE ACEROSCódigo de PE: P32-ARMCo

Revisión:

Elemento Ø FormasLargo

Corte

Cantidades

8 6,31 4 16

Largo Total

8 6,30 4 17 68 428,40

12 1,87 4 35

64 403,84

12 1,87 4 35 140 261,80

8 6,50 4 17

140 261,80

8 7,86 4 17 68 534,48

68 442,00

12 3,00 4 63 252 756,00

001

Parc. Uds Total

LOSA 210 955 10

Dirección x-x

59 180 51

10 21 21 21 21 10

Dirección x-x

172

15

Apoyo x-x Izquierda

220

Apoyo x-x Derecha

59

22 277 22 10

Dirección y-y

10 470 10

Dirección y-y

165

15

Apoyo y-y inferior

Elemento Ø FormasLargo

Corte

Cantidades

PLANILLA DE DOBLADO DE ACEROSCódigo de PE: P32-ARMCo

Revisión:

8 10,02 4 12

Largo Total

8 9,75 4 12 48 468,00

415 203

12 2,20 4 30

48 480,96

12 1,87 4 30 120 224,40

8 4,90 4 20

120 264,00

8 5,78 4 20 80 462,40

198

1,80 4 57

80 392,00

228 410,40

001

Parc. Uds Total

LOSA 3

132

10

Apoyo x-x Derecha

51 51

10 22 337 22 10

Dirección y-y

10 470 10

Dirección y-y

125

10

Apoyo y-y superior

125

10

Apoyo y-y inferior

Elemento Ø FormasLargo

Corte

Cantidades

PLANILLA DE DOBLADO DE ACEROSCódigo de PE: P32-ARMCo

Revisión:

4

Largo Total

4 968 1,42 24

40

4,90 4 10

136,32

8 4,93 10 197,20

80 108,008 1,35 4 20

40 196,00

8 1,35 4 20 80 108,00

8