Losa Aligerada

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DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012 DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012 DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CALCULO DE ACERO 2012 ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA

DISEO DE LOSA ALIGERADA EN SAP2000 CLCULO DE ACERO AUTOR: JOS LUIS REQUE QUESQUN CICLO: DECIMO CICLO CIUDAD ETEN CHICLAYO PERU ENERO DEL 2012

DISEO DE LOSAS ALIGERADAS EN SAP2000 CALCULO DE ACERO Como parte de este instructivo y dependiendo del lugar donde se ejecute la edificacin, se establecern consideraciones para el diseo de losa aligerada de acuerdo a normativas del lugar; En el caso nuestro que es PER, se establecen consideraciones de acuerdo a la norma E-060. 1. CONSIDERACIONES DE LA NORMA E-060 PARA LOSAS ALIGERADAS a) Las losas aligeradas estn compuestas de una combinacin monoltica de viguetas espaciadas en una direccin y una losa en la parte superior. b) El ancho de vigueta ser como mnimo 10 cm. c) El espaciamiento libre entre viguetas ser como mximo 75 cm. d) Las losas aligeradas que no cumplan con estas limitaciones sern tratadas como losas macizas. e) El espesor de la losa no debe ser menor de 5 cm. f) La losa debe llevar refuerzo perpendicular a las viguetas pero no menor que el refuerzo fijado por contraccin o temperatura. g) El refuerzo se determina considerando una seccin T, de ancho de ala b = 0.40 m. y ancho de alma = 0.10 m.

DETALLE ALIGERADO: H = 0.20m 2. PASOS PREVIOS PARA EL DISEO El clculo de acero para Losas Aligeradas es similar al clculo de acero para vigas; A continuacin se DISEAR EL ACERO CON SAP2000 para los tipos de aligerados previamente definidos que se muestran ms adelante. Como primer paso para el diseo de LOSA ALIGERADA se tiene que definir el sentido de la misma, siempre se debe llevar a cabo de tal manera que las viguetas queden con una luz libre menor respecto a si escogiramos el otro sentido. Se busca que la luz libre de las viguetas sea la menor por dos razones: 1. Controlar las deflexiones en el centro. 2. Economizar disminuyendo los momentos y con ello el acero. Cabe resaltar que pueden combinarse dos sentidos de aligerado en un mismo piso, quiere decir que un pao puede ser diseado con viguetas en un sentido y otro pao del mismo piso puede tener viguetas en otro sentido. Una vez definido el sentido del aligerado aparecen las VIGAS PRINCIPALES que son en las que se apoyan las viguetas, Las VIGAS SECUNDARIAS que en conjunto con las vigas principales sirven de amarre a todos los paos de un mismo piso para formar el DIAFRAGMA RGIDO. VIGA SECUNDARIA VIGA PRINCIPALSentido del AligeradoVIGA SECUNDARIA VIGA PRINCIPAL Luz menor Luz mayor

Los TIPOS DE ALIGERADOS para nuestro ejemplo se muestran en la pgina siguiente y son: A, B, C, D. E. F y G.

DATOS PARA EL SAP2000: 1. MATERIALES: Concreto fc = 210 Kg/cm2 Acero: fy = 4200 Kg/cm2 2. SECCION DE LOSA ALIGERADA (2.5 VIGUETAS) Asignamos una seccin T de ancho de ala 1.00 m y dems dimensiones que se muestran:

Se toma un ancho de alma 0.10 m. (Vigueta), y un ancho de ala de 0.40 m. La altura h de la seccin T obedece a un PREDIMENSIONADO (h = Luz libre/25); Se debe tener en cuenta que slo se tienen ladrillos de 12, 15, 20, 25 y 30 cm. y siendo la losa no menor a 5 cm; Entonces solo existirn losas aligeradas de 17, 20, 25, 30 y 35 cm. 3. METRADO DE CARGAS 3.1. CARGA MUERTA: En el metrado de carga muerta no se incluye el peso propio de las viguetas ni de la losa de 5 cm. debido a que el Programa SAP2000 tiene definido por defecto el PATRON DE CARGAS: DEAD (Muerta) que calcula de manera automtica el PESO PROPIO de los elementos estructurales a los que se les ha asignado una SECCIN previamente definida. CARGA MUERTA

P. Losa Aligerada (h=20 cm) Peso Muerto P. Tabiquera Equivalente Carga Muerta (Cm) En 0.40 m de Alma 80 Kg/m

150 Kg/m

100 Kg/m

330 Kg/m

330*0.40 = 132 Kg/m

P. Losa Aligerada (h = 20 cm.): El peso de losa aligerada de 20 cm de espesor es de aproximadamente 300 Kg/m2, como el programa calcula el peso de los 10 cm de vigueta y 5 cm de losa, queda por considerar el peso del ladrillo que es de 80 Kg/m2. Peso Muerto: El peso muerto en losas aligeradas est conformada por el peso del falso Piso (5cm) + Acabados (0.5 cm) + Peso de cielo raso (2cm) = 0.075 m. Peso especifico del Concreto Simple: 2000 Kg/m3. Peso muerto = 0.075 m. * 2000 Kg/m3 = 150 Kg/m2. Peso de Tabiquera Equivalente: lo obtenemos de la siguiente manera: Lm: Longitud de Muros. hm : Altura de Muros. em : Espesor de Muros. Pem: P. Esp. de muro de albailera. 3.2. CARGA VIVA: La carga viva depender del uso que se le asigne a la losa aligerada, pudiendo ser por ejemplo Vivienda, Oficinas u otros. Para el caso de azotea se considera 100 Kg/m2. En nuestro ejemplo el uso es vivienda que por norma Cargas E-020 la sobrecarga es 200 Kg/m2. Las mayoracin de cargas lo haremos en el SAP2000. CARGA VIVA

Sobrecarga (S/C) Carga Viva (Cv) En 0.40 m de Alma 200 Kg/m

200 Kg/m

200*0.40 = 80 Kg/m

3.3. CARGA EN VOLADO: El metrado de cargas en los volados para el caso de los muros (2.60 m) o parapetos (1.00 m) se modelar como una carga puntual en el extremo donde se ubica el muro o parapeto. El peso especfico del muro de albailera que es 1800 Kg/m3. MURO EN VOLADOS 2.60 m

Espesor de muro Altura de Muro Ancho Pm = 0.150 m

2.600 m

0.40 m

280.80 Kg

PARAPETO EN VOLADOS 1.00 m

Espesor de muro Altura de Muro Ancho Pm = 0.150 m

1.00 m

0.40 m

108.00 Kg

DISEO DE LOSAS ALIGERADAS EN SAP2000 CALCULO DE ACERO A continuacin se muestran los pasos a seguir para modelar y disear en el programa SAP2000 V14 el TIPO DE ALIGERADO C siendo estos pasos los mismos para llevar a cabo el resto de aligerados. El procedimiento que se describe a continuacin es similar tanto para SAP2000 Versin 12 como para el SAP2000 Versin 14. 1. PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000 Ejecutamos el programa SAP2000 Versin 14, desde el acceso directo que se encuentra en el escritorio. El programa se ejecutar y antes de mostrar el entorno del programa, aparecer un cuadro de dialogo Tip of the day (Consejo del da), el que muestra algunas actualizaciones y recomendaciones para el programa y el uso de sus comandos. Next Tip: Siguiente Consejo Previous Tip: Consejo Anterior Picamos en OK y Tendremos el entorno SAP2000 14 para empezar a modelar nuestra estructura. 2. PASO 2: DEFINIR UNIDADES Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta opcin se encuentra en la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000 V14, como se muestra a continuacin.

3. PASO 3: SELECCIN DEL MODELO Del men principal (parte superior), abriendo la opcin de File > seleccione New Model. Esta accin lo llevar a la ventana de New Model que se muestra a continuacin.

Seleccione la plantilla Beam, que es la que se muestra acontinuacion. Esto lo conducir a la siguiente ventana o pantalla.

Se deben llenar las casillas de acuerdo con las caracteristicas del Aligerado. o Number of Spans (Numero de Tramos): 6 o Span Length (Longitud de Tramo): Se deja cual esta. Las opciones que se presentan en Section Properties nos permiten definir las secciones de los elementos estructurales que utilizaremos mas adelante. Debido a que existen opciones en el Menu de herramientas (Define/ Section Properties/ Frame Sections) que son exclusivamente para la definicion de secciones, es que se ignora por ahora esa parte. NOTA: Asegrese que la opcin de Restraints est seleccionada. De otra manera, la estructura tendr las juntas libres (sin apoyos). Chequee la opcin Use Custom Grid Spacing and Locate Origin y haga clic en el botn Edit Grid, lo que lo llevar a la siguiente ventana:

Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en funcin de las longitudes de los tramos. Cabe resaltar que podemos utilizar las celdas de esta ventana como si fuesen celdas de excel, quiere decir que si realizamos una operacin aritmetica dentro de la celda, este al presionar enter muestra el resultado. Si le colocamos por ejemplo: 3.37+3.73 y Enter, se obtendra el resultado 7.1 Si se ingresaron los datos en forma alternada sin seguir un orden creciente o decreciente, solo hacer clic en Reorder Ordinates y todas los valores se ordenan. La opcion Bubble Size es el tamao de las burbujas que representan los Ejes. Presione Ok dos veces. Esto lo conducir a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene por omisin dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ.

Para formar el volado tenemos que LIBERAR el apoyo que se encuentra en el EJE 7, dejarlo sin ningun tipo de restriccin como se ver en el paso siguiente. 4. PASO 4: DEFINICION DE LAS CONDICIONES DE APOYOS PARA EL VOLADO Y EXTREMO DEL ALIGERADO. VOLADO Seleccione la junta a cambiar su condicin (Eje 7) Luego Seleccione en el men principal Assign/ Joints/ Restraints o presione el icono que se encuentra en la parte superior de la pantalla principal. Ambas acciones lo conducirn a la pantalla que se muestra a la derecha. Seleccionar la siguiente opcion: Junta libre de soporte. EXTREMO El apoyo simple que se encuentra en el extremo del aligerado, debe tener restriccion de giro para las direcciones de 1 y 3 (x y z) mas no para y (2), por lo tanto sleccionamos el apoyo y le damos las siguientes condiciones en Assign/ Joints/ Restraints

5. PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Seleccione Define del men principal, de la lista que se presenta escoja la opcin de Materials como se muestra en la figura a continuacin: Esto lo conducir a la pantalla que se muestra a continuacin: DEFINIENDO EL MATERIAL: Concreto210 Selecci