vibraciones verticales

ESTUDIO DE ALTERNATIVA DE PLACA DE ENTREPISO EN LOSA MACIZA DE SECCIN VARIABLE.

SERGIO.ABRIL RODRIGUEZ ALVARO ANDRS RONDN FLOREZ

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS FISICO MECANICAS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL BUCARAMANGA

2010

ESTUDIO DE ALTERNATIVA DE PLACA DE ENTREPISO EN LOSA MACIZA DE SECCIN VARIABLE.

SERGIO ABRIL RODRIGUEZ, ALVARO ANDRS RONDN FLOREZ

Trabajo de grado para optar al titulo de Ingeniero Civil

DIRECTOR DALTON MORENO GIRARDOT.

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS FISICO MECANICAS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL BUCARAMANGA

2010

TABLA DE CONTENIDO

Pg.

INTRODUCCION 1

1 HISTORIA-VENTAJAS 3

1.1 EVOLUCIN DE LAS ESTRUCTURAS 3

1.2 VENTAJAS (PLACA MACIZA DE SECCIN VARIABLE) 6

2. DESCRIPCIN DEL SISTEMA DE LOSA MACIZA CON SECCIN

VARIABLE 9

2.1GEOMETRA 9

2.2 CONCRETO 10

2.3 REFUERZO POR RETRACCION Y TEMPERATURA. 10

2.4. REFUERZO NEGATIVO EN LA LOZA 11

2.5 ESPESOR DE LOSA Y RECUBRIMIENTO MINIMO. 11

3. ASPECTOS DE DISEO. 13

3.1 CONSIDERACIONES DE DISEO. 13

3.2. PROPIEDADES. 15

3.2.1. Centroide 15

3.2.2. Momentos De Inercia 17

3.2.2.1 Momentos De Inercia No Fisurado 17

3.2.2.2 Momentos De Inercia No Fisurado 18

3.3 CARGAS 19

3.3.1. Cargas 19

3.4 RESISTENCIA DE LA SECCIN TRANSVERSAL. 20

3.4.1 Momentos 23

3.4.2 Cortante 24

3.5 DEFLEXIONES 25

3.6 FUNCIONAMIENTO COMO DIAFRAGMA 28

3.7 CONECTORES DE CORTANTE. 29

3.8 VIBRACIONES AMBIENTALES Y CARGAS DINMICAS 30

4. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS 32

4.1 FORMALETA Y ACCESORIOS 32

4.2 INSTALACION Y MANIPULACIN 43

4.3 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO 44

5 COMPARACION CON OTROS SISTEMAS DE ENTREPISO 47

5.1 INSTALACIN Y MONTAJE STELL DECK 47

5.2 LOSAS MACIZAS 53

5.3 LOSAS ALIGERADAS 56

5.4 CONSTRUCTIVILIDAD 58

5.5 ESTETICO 59

5.6 ECONOMICO 61

5.7 FUNCIONALIDAD 62

6. DISEO Y ANALISIS DEL MODELO DE PLACA DE ENTREPISO EN LOSA

MACIZA DE SECCION VARIABLE, UTILIZADO EN LA PRUEBA DE CARGA 63

6.1 DISEO MODELO DE LOSA MACIZA DE SECCIN VARIABLE 63

6.2 MODELADO EN ANSYS DE LA PRUEBA DE CARGA 71

6.3 ENSAYO DE PRUEBA DE CARGA. 74

6.4 PRUEBA DE CARGA 80

6.5 ANALISIS DE DATOS OBTENIDOS EN LA PRUEBA 83

6.6 ESTIMACIN DE LA ROTURA. 86

CONCLUSIONES 87

BIBLIOGRAFA 89

ANEXOS 90

LISTA DE FIGURAS

Pg. Figura 1. Panten de Roma. 6

Figura 2. Seccin transversal placa maciza de seccin variable. 9

Figura 3. Centro de gravedad de una placa. 15

Figura 4. rea de la parte variable del sistema de entrepiso. 16

Figura 5. Centroide de un rea 17

Figura 6. Deformaciones y esfuerzos en una viga rectangular. 20

Figura 7. Distribucin de deformaciones para diferentes modos de falla por flexin. 21

Figura 8. Seccin transformada. 26

Figura 9. Fotografa formaleta en Construccin. 33

Figura 10. Fotografa grapa. 34

Figura 11. Lamina delgada de acero se utilizo como gua de corte. 35

Figura 12. Dimensiones formaleta metlica para entrepiso macizo de seccin variable

(medidas en milmetros) 36

Figura 13. Diseo para construccin de formaleta. 36

Figura 14. Laminas cortadas y perforadas para construir el encofrado. 38

Figura 15. Laminas que se utiliza para dar la forma curva del encofrado. 38

Figura 16. Adecuacin de la lmina superior con lminas exteriores. 39

Figura 17. Soldadura de la lmina superior con lminas exteriores. 39

Figura 18. Corte de rigidizadores transversales del encofrado. 40

Figura 19. Soldadura rigidizadores transversales del encofrado. 40

Figura 20. Pasadores o uas de la formaleta. 41

Figura 21. Soldadura de pasadores a la estructura del encofrado. 42

Figura 22. Desencofrado. 42

Figura 23. Instalacin de formaletas para fundir entrepiso. 43

Figura 24. Direccin de colocacin del metaldeck. 47

Figura 25. Direccin de colocacin del metaldeck en plantas irregulares. 48

Figura 26. Corte de laminas metaldeck. 48

Figura 27. Posicin de instalacin de la lamina metaldeck. 49

Figura 28. Apuntalamiento temporal laminas de metaldeck. 50

Figura 29. Tapas de cierre metaldeck. 50

Figura 30. Instalacin de malla. 51

Figura 31. Distanciadores. 52

Figura 32. Seccin tpica metaldeck. 52

Figura 33. Losa maciza. 54

Figura 34. Proceso constructivo losa maciza 55

Figura 35. Detalle de refuerzo losa maciza. 56

Figura 36. Corte transversal losa aligerada. 57

Figura 37. Seccin tpica losa aligerada. 58

Figura 38. Geometra de la seccin transversal de la losa utilizada para el modelo 63

Figura 39. reas aferentes del modelo de entrepiso. 64

Figura 40. Diagramas anlisis en SAP 2000. 65

Figura 41. Seccin de diseo 67

Figura 42. Detalles de refuerzo transversal del entrepiso de seccin variable. 70

Figura 43. Detalle del refuerzo por retraccin de fraguado y temperatura. 70

Figura 44. Geometra del modelo. 71

Figura 45. Diagrama de deformaciones direccionales. 71

Figura 46. Diagrama de deformaciones absolutas. 72

Figura 47. Deformaciones ms representativas del modelo. 72

Figura 48. Distribucin de esfuerzos normales. 73

Figura 49. Distribucin de esfuerzos normales mximos. 73

Figura 50. Corte de esfuerzos normales mximos 74

Figura 51. Modelos para construccin en el laboratorio. 74

Figura 52. Corte transversal en 3D del modelo construido. 75

Figura 53. Vista en planta del modelo construido. 76

Figura 54. Marca para ubicar el deformimetro 80

Figura 55. Ubicacin de Deformimetros. 80

Figura 56. Recipiente azul con 150kg de triturado. 81

Figura 57. Levantamiento de carga con ayuda del puente gra. 82

Figura 58. Carga sobre impuesta 11toneladas. 83

Figura 59. Descarga de placa para medir la deflexin residual. 83

Figura 60. Comportamiento del sistema en C1 84

Figura 61. Comportamiento del sistema en C2 84

LISTA DE TABLAS

Pg.

Tabla 1. Espesores mnimos de h para no calcular deflexiones. 26

Tabla 2. Deflexiones mximas calculadas permisibles. 28

RESMEN

TITULO: ESTUDIO DE ALTERNATIVA DE PLACA DE ENTREPISO EN LOSA MACIZA DE SECCIN VARIABLE.* AUTORES: SERGIO .ABRIL RODRIGUEZ

ALVARO ANDRS RONDN FLOREZ** PALABRAS CLAVES Teora de Whitney, modelo en Ansys, seccin variable DESCRIPCIN: En este trabajo se propuso una nueva alternativa de placa de entrepiso en losa maciza de seccin variable, se hizo una comparacin frente a otros sistemas constructivos utilizados en la actualidad, dando a conocer las ventajas que ofrece la nueva propuesta, adems se realizo la valoracin terica basada en el mtodo de los estados limites, teniendo como parmetro de anlisis y diseo las Normas Colombianas Sismo Resistentes. En este documento se indica cmo se debe realizar el diseo y construccin, de la nueva alternativa de entrepiso de losa maciza de seccin variable, contiene material de ayuda al ingeniero calculista, propiedades de las secciones, combinaciones de acero comunes para los nervios de apoyo con su respectivo momento nominal. Adicional a los estudios tericos, llevo a cabo una evaluacin de tipo experimental por medio de una prueba de carga, en la cual se observo el funcionamiento de la placa de entrepiso en losa maciza de seccin variable, se aplico una carga sobre impuesta mayorada superior a 0.851.7 1.4, y se cumpli con los requisitos exigidos por la norma en el capitulo C.19. Se realizo modelo en Ansys V12, simulando las condiciones de carga y apoyo de la prueba, en cual se visualiz el comportamiento de la placa de entrepiso, dada la configuracin o geometra transversal de la losa maciza, los esfuerzos normales se concentraron en su mayor parte en los nervios de apoyo, disminuyendo solicitaciones por flexin de la losa maciza en el centro de luz.

* Trabajo de grado ** Facultad de Ingenieras Fsico-Mecnicas, Escuela de Ingeniera Civil. Director: Dalton Moreno Girardot.

ABSTRACT

TITLE: STUDY OF ALTERNATIVE MEZZANINE BOARD SOLID SLAB OF VARIABLE SECTION* AUTHORS: Sergio Abril Rodrguez

lvaro Andrs Rondn Flrez** KEYWORDS: Whitney theory, variable section, Ansys model. DESCRIPTIN: This project proposed a new alternative for mezzanine board in massif slabs of variable section, a comparison was made over other building methods used at present, knowing the advantages of the new proposal, besides It was performed a theoretical valuation method based on limits states, having as an analysis and design parameter Colombian Quake Resistant Standards. In this document we indicate how to carry out the design and construction of new mezzanine alternative massif slab of variable section contains support engineer, properties of sections, combinations of common steel nerves of support their respective nominal time. In addition to theoretical studies, carry out an experimental evaluation using a load test, which it was observed in the functioning of the mezzanine board in massif slabs of variable section, a load on imposing more than 0.85 (1.7L +1.4 D), and it fulfilled with the demanded requirements of the rule in Chapter C.19. Ansys model was performed, simulating the loading conditions and supporting evidence, which it was visualized in the behavior of the mezzanine board, with the configuration or cross-sectional geometry of the massif slab, the normal efforts are concentrated mostly in Support nerves, decreasing flexural solicitations massif slab in the center of light.

*Grade Project**Faculty of Physical-Mechanical Engineering, Civil Engineering School, Director Dalton Moreno Girardot.

1

INTRODUCCION La presente investigacin se refiere al cmo crear un nuevo sistema de entrepiso

de seccin transversal variable, lo cual implica la consideracin terica y

experimental de los requisitos contemplados dentro de su funcionalidad, tal como

conformar un diafragma rgido y tambin la funcin de recibir cargas

gravitacionales tales como su propio peso, cargas sobre-impuestas y la carga viva.

La caracterstica principal de este trabajo es buscar la optimizacin de los

sistemas constructivos. De manera que los estos procesos sean eficientes y

econmicos, que requiera de menor recurso humano y consumo de tiempo en su

montaje, haciendo que el precio de obra ejecutada sea menor.

El ingeniero estudia continuamente, no se conforma con lo que sabe, da a da va

de la mano con la tecnologa, se preocupa por informarse de los nuevos avances,

adems aplica todo su conocimiento en la solucin de problemas, en la

optimizacin de recursos para facilitar procesos y mejorar la productividad.

Este trabajo es de carcter terico practico, y consta de un marco conceptual

basado en la mecnica de materiales y en la teora de los estados limites del

diseo por flexin, se realizara el montaje del modelo propuesto para el sistema de

entrepiso, al cual se le aplicaran cargas progresivamente para observar el

comportamiento y poder realizar los ajustes necesarios para que el resultado final

sea el esperado, de todo el proceso se llevara registro fotogrfico que permitir

establecer diferencias con otros sistemas constructivos.

2

Como resultado de la investigacin se presentara el diseo y la construccin de un

sistema de formaleta que tendr como principal caracterstica su fcil

manipulacin e instalacin dentro de las obras.

3

1 HISTORIA-VENTAJAS

1.1 EVOLUCIN DE LAS ESTRUCTURAS

El hbitat de los primeros homnidos fueron refugios lgneos cubiertos con pieles

que se desmontaban y trasladaban de un lugar a otro, que junto con las cuevas y

cavernas de cada lugar, servan para resguardarse en las pocas ms fras.

En el periodo Neoltico (7.000 a.d.C-2.500 d.C) el hombre empieza a cultivar la

tierra y domesticar animales reproducindolos en cautividad. Con la agricultura y

la ganadera, se convierte en sedentario y con ello empieza la construccin de

refugios con los materiales de cada lugar.

De esta forma, en las zonas ms septentrionales del planeta, con climas muy fros

y bosques abundantes se ha utilizado la madera como material de construccin

que, con las mejoras tecnolgicas de cada poca, ha llegado hasta nuestros das.

En el resto del territorio se ha utilizado bsicamente la piedra, la cermica y la

tierra para conformar los edificios.

La piedra, la cermica y la tierra prensada (tapial) son materiales que se

caracterizan por un buen comportamiento estructural a los esfuerzos de

compresin, pero deficiente a los esfuerzos de flexo-traccin. Es por ello que los

profesionales de la construccin se las ingeniaron para crear tipologas

estructurales con el fin de cubrir espacios con estos materiales, generando

bvedas, arcos, muros, pilares, dinteles y contrafuertes.

Esta construccin mural se caracteriza por una estructura vertical a base de muros

de grandes dimensiones con materiales de una densidad elevada y una estructura

4

horizontal formada con materiales trabajando a compresin y bien aparejados

entre ellos.

Tambin la madera ha estado presente en la cubricin de espacios, debido a su

buen comportamiento a flexo-traccin, pero es notorio que han sido los materiales

ptreos y cermicos a los que la arquitectura culta occidental les ha conferido esta

misin en los edificios emblemticos. De esta forma se edificaron las baslicas

romanas, las iglesias, los monasterios romnicos y las catedrales gticas que

llevaron a la piedra a su lmite estructural.

Con este tipo de construccin mural masiva, el aumento de la masa de los

elementos estructurales favorece y mejora todos sus requerimientos.

La resistencia especialmente a compresin aumenta con la masa. Con el espesor y la densidad del material aumenta el aislamiento trmico. El aislamiento acstico mejora con la masa. La impermeabilizacin aumenta con la masa. Con una mayor masa los edificios son ms durables.

Es por todo ello que esta tipologa constructiva de construccin masiva, que ha

llegado hasta nuestros das ha generado una tendencia a identificar que la

masividad es favorable y de esta forma, an hoy en da, est bastante extendido

identificar la densidad de los materiales con la solidez y calidad constructiva o

estructural. Curiosamente esto no pasa en los pases con una tradicin en la

construccin en madera donde se ha desarrollado una tipologa constructiva

ligera.

Aunque nuestra tradicin constructiva se caracteriza por la masividad y la

densidad de los materiales no es menos cierto que el espritu de superacin del

hombre y la ambicin de crear cada vez edificios mayores, han hecho pensar en

5

aligerar las estructuras, especialmente los elementos horizontales, para cubrir

edificios con luces cada vez mayores.

De esta forma encontramos en la historia de la construccin brillantes ejemplos de

aligeramiento como el Panten de Roma que hizo construir Marco Agripa en el 27

a.C. cubierto con una bveda de 43,30 m. de dimetro interior, aligerada con

fornculas interiores y formada con una argamasa de piedra tosca y escoria

volcnica.

A lo largo de los ltimos 5.000 aos de construccin masiva podemos encontrar

otros ejemplos singulares de aligeramiento, pero en general este sistema

constructivo ha llegado con muy pocas variables hasta el siglo XIX, en que

diversos descubrimientos cientficos y tecnolgicos han llevado a una renovacin

tecnolgica en la construccin.

Estos avances llevaron principalmente a la obtencin de dos materiales de nueva

creacin, como fueron el acero y el hormign armado.

Tambin se desarrollaron nuevas propuestas cientficas para analizar el

comportamiento mecnico y estructural, que acabaron por modificar el sistema

constructivo tradicional y de esta forma se estableciese un nuevo modelo

estructural, la estructura porticada.

Este nuevo sistema constructivo provoc un cambio profundo en la forma de

disear y ejecutar la arquitectura ya que, adems de utilizar unos nuevos

materiales con prestaciones y comportamientos diferentes a los tradicionales, ha

supuesto una prdida de la homogeneidad que aportaba la estructura, dado que

ella sola, configuraba, prcticamente todo el edificio. La nueva tipologa

constructiva es heterognea y cada elemento cumple una funcin especfica. La

6

estructura soporta el edificio, el cerramiento protege, la cubierta impermeabiliza,

etc...

Figura 1. Panten de Roma.

Fuente: celialosabe.wordpress.com

1.2 VENTAJAS (PLACA MACIZA DE SECCIN VARIABLE) Resistencia estructural con menos peso: utilizando las propiedades del acero a su

mxima eficiencia en el diseo y fabricacin de las formaletas, estas resultan con

una alta resistencia en relacin con su peso.de manera tal que los costos de

transporte, montaje de la estructura pueden ser ms bajos en comparacin con

otros sistemas.

7

Tiene una apariencia llamativa debido a que tiene luces ms largas entre los

nervios y una forma convexa hacindolo visualmente muy a atractivo cuando este

sea expuesto en aplicaciones arquitectnicas.

Elimina los costos y retrasos que puedan presentarse en otros sistemas de

entrepiso ocasionados por las condiciones del clima dado que el sistema puede

ser instalado en la mayora de las condiciones climticas

El sistema combina los bajos costos con optimo comportamiento el sistema

minimiza el desperdicio de material, requiere en general menor volumen de

concreto que otros sistemas y por otro lado reduce el peso de la edificacin.

El sistema posee una facilidad constructiva ya que las formaletas son mano

portables tienen un optimo almacenamiento en obra, rapidez de instalacin no es

biodegradable, no contamina otros materiales puede usarse tanto en estructuras

metlicas como de concreto

Sirve como plataforma de trabajo y formaleta adems el sistema es recuperable y

reutilizable en posteriores construcciones de entrepisos

No necesita la colocacin de apuntalamientos o cimbras para soportar el peso del

hormign antes del endurecimiento del mismo, lo que simplifica mucho la

ejecucin de la obra, permitiendo ejecuciones muy rpidas.

En el caso de forjados a una determinada altura importante, por ejemplo por

encima de 5 metros, al no necesitar apuntalamiento ni cimbras resulta muy

adecuado para no tener que montar castilletes o varios niveles de apuntalamiento,

simplificando y abaratando la ejecucin

8

Permite ahorrar hasta un 12% aproximadamente de hormign, gracias a la forma

convexa de la formaleta de acero. Esta reduccin en el peso propio de la losa

produce una reduccin significativa de la carga que soporta la estructura, dando

lugar a una construccin ms ligera que un edificio tradicional de hormign.

9

2. DESCRIPCIN DEL SISTEMA DE LOSA MACIZA CON SECCIN VARIABLE

2.1GEOMETRA

Figura 2. Seccin transversal placa maciza de seccin variable.

, Ecuacin q rige la forma de las zonas 1 y 3.

La zona 2 es de espesor constante.

La placa maciza de seccin variable, fue pensada con el objeto de distribuir

momentos de una forma especial a lo largo de la luz. Se pens en que el diagrama

de momentos fuese ms pronunciado en los apoyos es decir en la zona de mayor

rigidez de losa con el objetivo de que los momentos positivos tendieran a ser lo

ms pequeo posibles.

Realmente ha sido complejo evaluar la variacin de la distribucin de momentos

de manera exacta, lo que s es claro, es que la variacin de la inercia permite que

la los momentos sean mayores en los extremos de la luz.

Lo anterior tambin contribuye a que las deflexiones sean menores en el centro de

luz, comparadas con un tramo de placa de altura constante.

10

Podra pensarse en calcular una seccin con una variacin de inercia de mayor

pendiente, pero debe haber un equilibrio entre el tramo de seccin constante y los

tramos de seccin variable.

2.2 CONCRETO El concreto reforzado es un material utilizado en la construccin que consta de la

mezcla de cemento, arena, triturado y agua. Depende de su dosificacin y

caractersticas de sus componentes se obtienen distintos valores de resistencia.

Para obtener una buena calidad del concreto adems de una buena combinacin

de materiales es necesario garantizar un buen mezclado, colocacin, vibracin,

curado y durabilidad, debe cumplir con los requisitos de la NSR-98 sec C3, C4 y

C5.

Para el caso particular del ensayo de prueba de carga se extrajeron muestras, y

se les practico ensayos de compresin para hallar la resistencia del concreto.

2.3 REFUERZO POR RETRACCION Y TEMPERATURA.

Con el fin de evitar fisuras, provocadas por cambios volumtricos debidos a la

evaporacin de agua y contracciones provocadas por cambios de temperatura, se

debe colocar una malla de acero de refuerzo en la direccin perpendicular al

refuerzo principal, que absorba los efectos de retraccin de fraguado y

temperatura. Para escoger la malla electro soldada, se debe cumplir con las

especificaciones de la NSR-98 sec C.7.12.1:

Mallas electro soldadas de alambre liso o corrugado ------------ 0.0018

11

Si se desea controlar la fisuracin la cuanta mnima anterior se debe multiplicar

por los siguientes factores.

Para concreto expuesto a la intemperie-----------------------------1.50

Para concreto que no est expuesto a la intemperie-------------1.25

El acero necesario por retraccin y temperatura se obtiene de:

0.0018 100

En la ecuacin anterior (ver anexo B)

2.4. REFUERZO NEGATIVO EN LA LOZA

Para losas que involucren varias luces consecutivas, el ingeniero puede

seleccionar un sistema de losa continuo en los apoyos, caso en el cual es

necesario disear la losa para el momento negativo que se genera y deber

colocarse el refuerzo negativo complementario en estos puntos de apoyo

2.5 ESPESOR DE LOSA Y RECUBRIMIENTO MINIMO. El refuerzo de acero debe estar protegido de xidos y sustancias que se

encuentran en el medio ambiente, para evitar su corrosin.

Se debe dejar un recubrimiento mnimo donde se garantice la proteccin del

refuerzo, este valor de espesor puede variar dependiendo de la agresividad del

medio donde se localice la estructura.

12

Este recubrimiento adems de proteger el acero, debe proporcionar un rea de

contacto suficiente entre el acero y el concreto para que exista una buena

transferencia de esfuerzos entre ellos.

Espesores mnimos segn la NSR-98 sec C.7.7.1:

Hormign no expuesto a la intemperie ni en contacto con tierras de relleno

En placas y viguetas----------------------- 20 mm

13

3. ASPECTOS DE DISEO.

3.1 CONSIDERACIONES DE DISEO. La teora elstica es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se

presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Sin embargo

esta teora es incapaz de predecir la resistencia ltima de la estructura con el fin

de determinar la intensidad de las cargas que provocan la ruptura y as poder

asignar coeficientes de seguridad, ya que la hiptesis de proporcionalidad entre

esfuerzos y deformaciones es completamente errnea en la vecindad de la falla de

la estructura.

Esta teora tambin es conocida como el mtodo de las tensiones admisibles,

tiene varios inconvenientes, unos de tipo econmicos otros de seguridad, razn

por la cual en la actualidad se utilizan otras metodologas de diseo.

Para el diseo de la nueva alternativa de entrepiso de loza maciza de seccin

variable, se debe tener en cuenta en mtodo de los estados lmites, tal como lo

establece la NSR-98 este mtodo permite disear la estructura de tal manera que

la probabilidad de falla para los estados limites de resistencia y servicio estn

dentro de un intervalo de valores aceptables.

El mtodo del estado lmite de resistencia, tambin conocido como mtodo de

diseo a la rotura permite un mejor uso de los materiales empleados en la

construccin desde el punto de vista econmico, adems proporciona un concepto

ms real de la seguridad.

14

Basado en la teora plstica es un mtodo para calcular y disear secciones de

concreto reforzado fundado en las experiencias y teoras correspondientes al

estado de ruptura de las teoras consideradas, es el utilizado actualmente.

En la NSR-98 en el capitulo C.8.1.2 se contemplan dos estados limites

a-) El estado limite de resistencia que corresponde a la mxima capacidad

portante.

b-) El estado limite de funcionamiento o servicio, que corresponde a los criterios

que gobiernan el uso normal y la durabilidad.

Hiptesis del mtodo del estado limite de resistencia

Se admite que las secciones planas antes de la flexin, permanecen planas

despus de ella, es decir las deformaciones son proporcionales a su distancia el

eje neutro. Esta hiptesis se ha verificado experimentalmente y es correcta,

excepto para mediciones muy pequeas y en la rama descendiente del diagrama

tensin deformacin.

El diagrama de tensiones de compresin no es rectilneo y debe ajustarse a los

resultados experimentales sobre cilindros. El ACI-318-02 Sec 10.2.6 y la NSR-

98 sec 10.2.6 aceptan para el bloque de compresiones cualquier curva siempre

que sus predicciones de la ltima resistencia estn en concordancia razonable con

los datos experimentales. En otros trminos, no se acepta la proporcionalidad

entre tensiones y deformaciones.

Se admite la adherencia perfecta entre el hormign y el acero. Para el hormign

reforzado con varillas corrugadas esta hiptesis es realista.

15

El trabajo del hormign a traccin es despreciable. El despreciar la magnitud de

estas tensiones no influye apreciablemente en la exactitud de los resultados.

Resultados experimentales en vigas demuestran que la deformacin del hormign

en el instante de la falla o rotura, uc, vara entre 0.0032 y 0.0037. Para

hormigones de 9,8 a 24,5 Mpa, estando del lado de la seguridad, se asume que

la falla es inminente cuando uc alcanza el valor de 0.003.

3.2. PROPIEDADES.

(ver el anexo A)

3.2.1. Centroide

Centroide de la parte curva.

Figura 3. Centro de gravedad de una placa.

Fuente: Beer Johnston Esttica-6ta Ed.

16

Condiciones de la seccin x1 = 0 x2 = x

15 12/

30 20

12

12

6 8 3

12 8

Centroide de la parte constante

h2

Figura 4. rea de la parte variable del sistema de entrepiso.

El rea de la parte variable se puede obtener por medio de una integral

rea 1 A x hf

rea 2 A bw h

rea 3 A

.

dx

rea total Ac A A A

17

3.2.2. Momentos De Inercia 3.2.2.1 Momentos De Inercia No Fisurado

Figura 5. Centroide de un rea

Fuente: Beer Johnston Esttica-6ta Ed.

0

0

Para elementos de geomtrica regular y compuestos de un material homogneo

se puede trabajar en funcin del rea.

0

El segundo momento o momento de inercia

Momento de inercia de la parte curva

18

Segn el teorema de Steiner

60 160

180 96

19

720 480

Momento de inercia de la parte constante

1

12h

Momento de inercia de la vigueta

1

12h

El momento de inercia de la seccin completa no fisurada est dado por la

siguiente expresin:

2 2

3.2.2.2 Momentos De Inercia No Fisurado

2 2 1

19

3.3 CARGAS 3.3.1. Cargas

Las cargas que se deben tener en cuenta para el diseo son las siguientes:

Carga muerta

Peso propio del concreto reforzado, con una densidad de 24

Cargas sobre-impuestas, se toman los valores del captulo B.3 de la NSR 98:

Cargas de acabados

Cargas de muros

Otro tipo de carga

Carga muerta =

Carga viva, se toma el valor del captulo B.4 de la NSR-98

La combinacin de carga, usando el mtodo de estado lmite de resistencia es

1.4 1.7

Donde corresponde a la carga muerta y corresponde a la carga viva.

Las cargas vivas son afectadas por un mayor factor de seguridad que las muertas,

debido a que su evaluacin es ms incierta.

Estos factores de seguridad fueron deducidos experimentalmente en estudios de

probabilidad de falla y su aplicacin es universal.

20

3.4 RESISTENCIA DE LA SECCIN TRANSVERSAL.

El anlisis y diseo de la seccin est basado en la teora de Withney, la cual

consiste en suponer una distribucin uniforme de los esfuerzos de compresin de

intensidad 0.85 fc actuando sobre un rea rectangular limitada por los bordes de

la seccin y una recta paralela el eje neutro, localizada a una distancia a = 1 c de

la fibra de mxima deformacin en compresin.

En la carga ultima, la viga de concreto reforzado no es ni elstica, ni homognea,

entonces las ecuaciones de esta teora de flexin no son aplicables.

Para definir el comportamiento de la seccin se consideran las siguientes

hiptesis.

a) Se supone una distribucin lineal de la deformacin.

b) La deformacin en el acero y concreto es la misma antes del agrietamiento del

concreto o de la fluencia del acero.

c) El concreto es dbil a la tensin < 10% resistencia limite de compresin.

Condicin de equilibrio

C = T (1)

Figura 6. Deformaciones y esfuerzos en una viga rectangular.

21

Bloque rectangular equivalente

El valor de 0.85 fc para el esfuerzo promedio del bloque equivalente de

compresin se basa en los resultados de pruebas de muestras de concreto de la

estructura a una edad mnima de 28 das.

Basado en muchas pruebas experimentales el ACI adopto como un valor limite de

seguridad una deformacin mxima permisible de 0.003 in/in.

Se asume una distribucin lineal de deformaciones, el diagrama de deformaciones

puede presentar los siguientes comportamientos

Figura 7. Distribucin de deformaciones para diferentes modos de falla por flexin.

Existe un tipo de falla para cada uno de los casos mostrados

Seccin balanceada : En este tipo de falla el acero comienza a fluir cuando el concreto alcanza su

capacidad ltima de deformacin y empieza a aplastarse.

22

Seccin sobre-reforzada : Falla que ocurre por el aplastamiento inicial del concreto, dicha condicin se logra

utilizando mas refuerzo en la cara de la tensin que el requerido para la condicin

balanceada.

Seccin sub- reforzada La falla tiene lugar por fluencia inicial del acero, este continua estirndose en

funcin de la carga aplicada hasta aumentar su deformacin mas all de Ey,

cuando el rea del refuerzo utilizada en la viga es menor que la requerida para la

condicin de deformacin balanceada.

La mayora de las normas en prctica recomiendan disear elementos sub-

reforzados a fin de proporcionar advertencia suficiente, tal como una deformacin

excesiva antes de la falla. En el caso de estructuras estticamente

indeterminadas, la falla dctil es esencial para una apropiada redistribucin de

momentos.

La NSR-98 sec C.10.3.3, con el fin de garantizar que las secciones sean sub-

reforzadas limita la cuanta de diseo a un valor un valor mximo del 75% del valor

balanceado.

b 0.85 fc

Fy600

600 Fy

0.75 b

Representa el valor del factor de profundidad del bloque de esfuerzo

0.85 Para 0 < fc < 28Mpa

0.85 0.05

Para 28 < fc < 56Mpa

0.65 Para fc > 56Mpa

23

Del mismo modo que la se controla el refuerzo mximo suministrado se debe

colocar una cantidad mnima de refuerzo.

Si la resistencia del concreto fc 28 Mpa.

min 1.4

Si la resistencia del concreto fc 28 Mpa.

min 4

Para secciones en forma de T, donde el ala est sometida a traccin y el alma a

compresin, el As suministrado no debe ser menor que el mnimo valor obtenido

por medio de las siguientes ecuaciones

fc2

min fc2

Donde es el ancho del alma y el del ala.

3.4.1 Momentos

Desarrollo de la ecuacin de flexin

Mn = Mu (2)

0.85

Se utiliza el nombre de a para la profundidad el eje neutro en la ruptura.

(3)

El momento nominal del par es:

0.85 (4)

(5)

24

La cantidad de acero es funcin de la cuanta.

As= b d (6)

b d Fy (7)

Reemplazando la ecuacin (6) en (3)

a 0.85

a 0.85

a 1.17 d

(8)

Reemplazando (8) en (7)

Fy b d 1 0.59

Esta expresin del momento nominal, segn la norma NSR-98 en el capitulo

C.9.3.1 propone afectarlas por un coeficiente de reduccin de resistencia de 0.9, Resistencia de Diseo = Resistencia Nominal Resistencia Requerida = U, por lo que finalmente la ecuacin ser:

Fy b d 1 0.59

3.4.2 Cortante Si la seccin transversal del elemento es insuficiente para satisfacer las

solicitaciones por tensin cortante, debe reforzarse con estribos ubicados a una

separacin. La NSR-98 en la sec C.11.1 propone hacer los siguientes chequeos:

6

25

Se realiza una comparacin entre esfuerzo mayorado y esfuerzo nominal

que es funcin del esfuerzo nominal del concreto, para determinar si la seccin

requiere refuerzo a cortante.

Resistencia nominal a cortante suministrada por el refuerzo de cortante.

Esta separacin es comparada con la separacin mxima propuesta en la NSR-

98, para el caso de viguetas se puede tomar

2

y se toma el menor valor de separacin, este proceso es el mismo tanto en la zona

confinada como en la no confinada.

3.5 DEFLEXIONES

Se entiende por deflexiones las deformaciones que sufre un elemento debido a las

cargas actuantes en el mismo, para el caso del entrepiso carga viva y carga

muerta incluido peso propio.

El elemento debe de estar diseada de tal forma que tenga suficiente rigidez para

limitar las deflexiones que puedan comprometer el uso normal y funcionalidad de

la estructura.

La siguiente tabla es extrada de la NSR-98, con el fin de no calcular deflexiones

26

Tabla 1. Espesores mnimos de h para no calcular deflexiones.

Si se requiere hacer un control de deflexiones se pueden estimar los esfuerzos

producidos en el acero y el concreto por acciones exteriores en condiciones de

servicio, pueden utilizarse las hiptesis usuales de la teora elstica de vigas. Si el

momento de agrietamiento es mayor que el momento exterior, se considerar la

seccin completa del concreto sin tener en cuenta el acero. Si el momento de

agrietamiento es menor que el momento actuante, se recurrir a la seccin

transformada, despreciando el concreto agrietado.

Para el clculo del momento de inercia se realiza la seccin transformada

Figura 8. Seccin transformada.

2 2 1 0

Despejada de la ecuacin anterior se calcula el momento de inercia fisurado.

27

2 2 1

Momento de inercia de la seccin no fisurada.

Modulo de ruptura del concreto

0.7 En Mpa

Momento de fisuracin.

Inercia efectiva

1

De la tabla de deflexiones mximas, se escoge la frmula para calcular el valor, de

acuerdo a las condiciones de apoyo, por ejemplo en el caso de una condicin de

apoyo simple.

5

384

(Ver anexo C para el clculo de deflexiones segn la condicin de apoyo de la

placa entrepiso).

Una vez calculada la deflexin se debe verificar que no sea superior a los lmites

establecidos por la NSR-98 sec C.9.5.2.5

28

Tabla 2. Deflexiones mximas calculadas permisibles.

Fuente: NSR-98 tabla C.9.2

El ACI 318-02 sec 9.5.2.5. y el NSR 98 sec C.9.5.2.4 sugieren calcular las

deflexiones generadas a largo plazo, como el producto de las deflexiones

inmediatas y el factor magnificador para deflexiones adicionales a largo plazo, en

la siguiente ecuacin se muestra como hallar este factor:

1 50

Entendindose por = cuantia del refuerzo a compresin y =coeficiente de

efectos a largo plazo

5 aos o ms.. 2.0

12 meses.... 1.4

6 meses.... 1.2

3 meses.... 1.0

3.6 FUNCIONAMIENTO COMO DIAFRAGMA

Como diafragma de piso tiene como objetivo principal distribuir las cargas

horizontales generadas por efectos de viento o de sismo, a los elementos

29

estructurales o de resistencia ssmica que hacen parte de un sistema de prticos,

sin deformarse en su propio plano.

La esbeltez de la losa es controlada por el espesor de la placa y la limitacin entre

de la distancia entre las viguetas que corresponde a 1.50 entre ejes.

6.4160*3.0

1500*5.03.0

==t

Kl que corresponde a un valor apto de control de pandeo por

efecto de la carga axial que viaja por el diafragma.

3.7 CONECTORES DE CORTANTE. Para el uso de nervios en perfil de acero o almas de concreto prefabricado, se

usan conectores de cortante con el fin de garantizar el trabajo de la seccin

transversal como una sola seccin denominada compuesta. Los conectores deben

espaciarse una distancia necesaria para responder con la fuerza de corte que se

desplaza por el plano de unin entre los dos materiales.

Tambin los conectores contribuyen en la resistencia al corte generado por la

carga gravitacional.

Segn la NSR-98 sec C.21.6.4.2 los diafragmas compuestos por elementos

prefabricados, deben tener una porcin superior vaciada en sitio, la cual debe ser

reforzada y detallada para garantizar una transferencia total de las fuerzas

ssmicas a los elementos colectores. La superficie del concreto endurecido sobre

el cual se vaca la parte superior debe estar limpia, libre de lechada y debe tener

rugosidades hechas intencionalmente.

30

Si las estras producidas intencionalmente tienen una profundidad aproximada de

6mm, segn la NSR 98 sec C.17.5.2.3 la resistencia a cortante se puede

tomar como 1.8 0.6 sin exceder un mximo de 3.5 Mpa

3.8 VIBRACIONES AMBIENTALES Y CARGAS DINMICAS Toda edificacin est sometida a distintos tipos de efectos causados por factores

ambientales, entre ellos se encuentra las vibraciones las cuales son de suma

importancia y deben considerarse en el diseo de una estructura.

La mayora de actividades humanas por ejemplo el trfico, perforaciones,

excavaciones, fbricas entre otras, producen distintas vibraciones las cuales se

deben tener en cuenta en el diseo del sistema de entrepiso.

Los suelos es otro factor a tener en cuenta en el diseo, en el caso de suelos

blandos las seales de vibracin se pueden incrementar de manera significativa.

La NSR-98 propone en el capitulo B.4.7 que las estructuras expuestas a efectos

dinmicos, deben ser diseadas de tal manera que tengan frecuencias naturales

superiores a 5 Hz (T=0.2 seg)

1

2

La rigidez para el sistema de entrepiso se calcula de la siguiente forma, L es la

longitud paralela a las viguetas.

(Ver anexo C para el clculo de deflexiones segn la condicin de apoyo de la

placa entrepiso).

31

Para el caso de elementos simplemente apoyados

5384

384

5

Corresponde al momento de inercia de la seccin no fisurada calculado en el

para el caso en el que se encuentre en el rango elstico y no fisurada cuando lo

supere.

32

4. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

Qu importancia tienen las formaletas, las formaletas hoy da pueden ser de varios

materiales, Madera, Aluminio, pvc, y materiales de arcilla, plsticos, etc.

Entendemos como formaleta al elemento Horizontal o vertical que nos dar forma

a un elemento que diseamos, al cual vaciaremos concreto y estar estructurado

con estructura de Hierro, estos elementos son parte de un todo pues deben estar

estructurados con parales, andamios, puntales o estructuras que permitan que al

unir la estructura de hierro, con concreto formen un todo, sin perder su forma, por

lo que debemos calcular muy bien cada uno de los elementos a colocar, desde el

clavo, tornillos, alambre de amarre elemento de gran importancia, en nuestras

obra por lo general pensamos y diseamos las formaletas para que cumplan una

funcin y le perdemos el concepto de cmo se quitaran los elementos lo cual

causa que las formaletas posean solo un uso, por lo cual debemos tener mucho

cuidado pues el costo de este elemento es considerable y debe de funcionar para

varios usos sino sufrirn nuestros costos. La supervisin en la hora de colocar y

quitar es muy importante.

4.1 FORMALETA Y ACCESORIOS El nuevo sistema de entrepiso cuenta con un grupo liviano de formaletas que se

unen entre si y que son mano portales con el fin de agilizar la construccin dando

como resultado una formaleta reutilizable en un sinfn de veces hasta que por

causas extremas esta formaleta sufra alguna avera o dao.

33

La forma de la formaleta viene definida por medio de la funcin. la cual

nos describe una curva parablica esto con el fin de aprovechar la inercia de la

seccin variable y construir la losa mas optima en consumo. Sin olvidarnos de la

parte arquitectnica y la esttica un factor muy importante en la ingeniera

moderna no solo disear y construir cosas funcionales si no bellas que nos hagan

sentir admirados de lo que aprecian nuestros ojos y satisfechos de que la funcin

para la cual fue diseada se llevara a cabo seguramente.

Figura 9. Fotografa formaleta en Construccin.

Las formaletas irn sujetas entre s por medio de grapas que fueron diseadas y

construidas a la medida de los orificios (3/8 de pulgada de dimetro) que tiene la

formaleta en la parte frontal y en la parte posterior para darles un mayor agarre

entre formaletas y con esto evitar que el concreto se salga.

34

Figura 10. Fotografa grapa.

Problemas ms frecuentes:

Recordemos que todo acontecimiento posee una causa y un efecto, por lo que

una mala colocacin de formaleta nos puede hacer que un elemento a fundir nos

quede deforme por la abertura de una formaleta, lo cual nos puede causar

sobrecosto de mano de obra, para reparar el elemento, falta de material a la hora

de fundir por lo que recomiendo, supervisar los siguientes elementos antes de

fundir:

Evaluar la forma de fundicin donde se iniciar y como se fundir

Evaluar los puntos de riesgo para mantener personal en el punto

Tener siempre areas extras para vaciar concreto si este sobra

35

4.1.2 CONSTRUCCIN DE FORMALETAS

Figura 11. Lamina delgada de acero se utilizo como gua de corte.

Las formaletas que se utilizaron para el sistema de entrepiso de placa maciza de

seccin variable tienen forma convexa y estn definidas por la ecuacin:

120

0.3536

En su primer tramo, luego tiene una parte recta y posteriormente al final describe

la misma curva que al principio pero utilizando el principio de reflexin de

funciones o mediante un espejo dando con esto simetra a la forma definitiva del

encofrado metlico.

36

Figura 12. Dimensiones formaleta metlica para entrepiso macizo de seccin variable (medidas en milmetros)

Figura 13. Diseo para construccin de formaleta.

Forma como se discretizo la parte curva de la formaleta para efectos

constructivos.

La forma de la formaleta se dibujo e imprimi en escala real y se llevo a los

talleres de la empresa Dalmo S.A. donde se recorto por el borde y se pego sobre

una lamina de acero delgada posteriormente se corto por el borde del papel

dndole la forma de la plantilla a la lamina delgada de acero que servir de gua

para hacer el corte con oxicorte de las dems piezas necesarias de espesor de 2.5

milmetros

Se usan sopletes de aspiracin, equipados con boquilla de presin. Para cortar

chapas delgadas se usan boquillas escalonadas. Para grosores mayores se

usan boquillas anulares, ranuradas o de bloque. Se pueden recomendar tambin

37

sopletes de oxicorte manual sin boquilla de presin -con boquillas de corte que

mezclan gases. Estas herramientas ofrecen gran seguridad con respecto a al

retroceso de la llama. La presin del oxigeno para el corte suele ser de un orden

de 6 bar como mnimo. La presin de trabajo correcta se puede consultar en la

tabla de corte que viene troquelada en la boquilla. El diseo de la boquilla y la

presin del oxigeno de corte se relacionan entre si. Por lo tanto, solo tiene sentido

establecer una presin mayor que la indicada en la tabla cuando se produce una

prdida de presin, como por ejemplo, en mangueras muy largas.

Con la lmina delgada de acero que sirve como gua se marca sobre las lminas

rectangulares con una tiza la forma que deben tener estas (forma descrita en la

figura 13.) luego de manera manual se procede al corte de estas laminas con el

equipo de oxicorte.

Para el armado de una formaleta se necesita 3 laminas que describan la forma

convexa mencionada anteriormente la lamina del medio estar rigidizndola y

evitara el pandeo de la lamina superior cuando los trabajadores estn sobre ella y

por el peso del mismo concreto las otras dos laminas la frontal y la posterior

tendrn que ser perforadas antes de proceder a soldarlas con la lamina superior

estas perforaciones con el fin de que se puedan pasar una grapa especialmente

diseada para la sujecin de formaleta y formaleta.

38

Figura 14. Laminas cortadas y perforadas para construir el encofrado.

Cuando las lminas de 3 milmetros de espesor ya se encuentran listas como lo

muestra la fotografa anterior se procede a soldarlas con la lmina de 2 milmetros

de espesor que ha sido previamente doblada siguiendo las indicaciones dadas por

nosotros en la fbrica proveedora a continuacin se muestra en la siguiente

fotografa como fue entregada la lamina y con sus respectivos dobleces.

Figura 15. Laminas que se utiliza para dar la forma curva del encofrado.

39

Figura 16. Adecuacin de la lmina superior con lminas exteriores.

Sobre dos andamios se monta la lmina de dos milmetros de espesor lmina

superior de la formaleta de tal forma que sea de fcil manejo para soldarla con las

laminas frontal y posterior teniendo mucho cuidado se procede a colocar puntos

de soldadura entre las laminas exteriores de la formaleta y la lamina superior para

que la lamina superior valla tomando la curvatura deseada.

Figura 17. Soldadura de la lmina superior con lminas exteriores.

40

Posteriormente se procede a soldar los rigidizadores transversales cada uno tiene

una longitud 295.5 milmetros y estn cortados en lamina de 3 milmetros de

grosor.

Figura 18. Corte de rigidizadores transversales del encofrado.

Figura 19. Soldadura rigidizadores transversales del encofrado.

41

A la par de la construccin del esqueleto del encofrado se van construyendo los

pasadores o unas sobre los cuales se va a soportar la estructura estos son

fabricados como un dispositivo de cerrojo que se pueden deslizar, se sacan a la

hora de colocar la formaleta y para el desencofrado estas uas se guardan y se

baja la formaleta.

Figura 20. Pasadores o uas de la formaleta.

Estas uas se soldn al esqueleto del encofrado y luego se abre un agujero sobre

la lamina superior para que deje deslizar estas uas.

En la parte interior la platina que se desliza tiene una ranura la cual le permite

deslizarse hasta que se choca con puntos de soldadura para que esta platina no

se salga

42

Figura 21. Soldadura de pasadores a la estructura del encofrado.

Figura 22. Desencofrado.

43

Figura 23. Instalacin de formaletas para fundir entrepiso.

4.2 INSTALACION Y MANIPULACIN

Entrega recepcin y transporte de las formaletas Para la entrega del material se debe tener una entrada adecuada para la obra y

contar con personal para el manejo de las formaletas.

Corresponde tener en cuenta que las instalaciones deben permitir y soportar el

equipo de izaje y el camin de transporte.

Para levantar las formaletas, vigas prefabricadas y colocarlos en el sitio previsto

el equipo de izaje debe ser el adecuado.

La totalidad del material debe revisarse contarse e inventariarse en el momento de

la recepcin. Cualquier dao o imperfeccin deber ser notificada de manera

44

inmediata al distribuidor (Dalmo s.a.). O cualquier diferencia en el pedido de los

materiales.

4.3 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO Posteriormente a que las vigas prefabricadas ya se encuentren ubicadas en el sitio

donde van a quedar definitivamente se procede al izaje de las formaletas estas se

pueden poner con dos obreros uno que la levante hasta el sitio y otro que la

ubique correctamente sacando las uas de la formaletas y apoyndolas sobre las

viguetas prefabricadas as hasta tener totalmente encofrada la superficie a fundir.

Luego se procede a dejar libre de herramientas, materiales o mugre la superficie

de las formaletas antes de la colocacin del concreto. Previamente a la colocacin

de este con aceite quemado y con ayuda de una esponjilla toda la parte superior

de las formaletas se engruda de este aceite, esto con el fin de que la formaleta no

se quede pegada al concreto.

Antes del vaciado del concreto, el constructor debe estar seguro que toda la

plataforma esta completa y adecuadamente sujeta. Todo el refuerzo, los alambres

y las barras deben estar asegurados adecuadamente en su sitio.

El concreto debe vaciarse desde un nivel bajo para evitar el impacto sobre las

laminas.

Debe colocarse de manera uniforme sobre la estructura de soporte y debe

espaciarse hacia el centro de la luz.

No se debe permitir la agrupacin de trabajadores alrededor de la zona de

colocacin del concreto.

45

Si se utiliza carretilla para la colocacin del concreto deben utilizarse entablados

sobre los cuales se concentrara todo el trfico. No se debe permitir, por ningn

motivo, el trnsito de carretillas o elementos pesados sobre la lmina misma de la

formaleta sin la colocacin previa de entablados adecuados. El entablado debe

tener la rigidez suficiente para distribuir las fuerzas concentradas a la lmina del

tablero sin causar daos o deflexiones excesivas.

Deben evitarse los daos en la formaleta producidos por el manejo de las barras

de refuerzos o por una colocacin poco cuidadosa.

Posteriormente a que el concreto all endurecido y curado correctamente se

procede a desencofrar para ello con ayuda de un martillo y una retazo de varilla se

golpean las uas hasta que estas queden completamente guardadas dentro de la

estructura de la formaleta luego se procede a jalar hacia abajo la formaleta y as

sucesivamente con cada una de las formaletas hasta desencofrar por completo

todo el entrepiso.

Los encofrados metlicos presentan un desgaste mnimo con un manejo

adecuado.

Se deben limpiar bien luego de usarlos, e impregnarlos con un producto

desmoldante comercial: aceite, petrleo , ACPM con parafina al 50%,

dependiendo del acabado que se quiera lograr.

Se debe evitar la oxidacin protegindolos peridicamente con pintura

anticorrosiva, sobre todo si va a estar mucho tiempo a la intemperie.

Debe protegrsele tambin de los rayos del sol y de la lluvia.

46

Se debe almacenar en sitios cubiertos y secos, colocado verticalmente o

ligeramente inclinado cuando se recuesten sobre un muro y levantados del piso

sobre zancos o estibas.

Las piezas o componentes defectuosos se deben reparar o reemplazar debida y

oportunamente.

47

5 COMPARACION CON OTROS SISTEMAS DE ENTREPISO

5.1 INSTALACIN Y MONTAJE STELL DECK Las siguientes recomendaciones generales son aplicables para cualquier

construccin de losas de entrepiso y cubierta usando METALDECK.

Se destacan principalmente los sistemas ms comunes:

Estructura en Concreto Estructura en Acero Estructura mixta (combinan estructura de concreto y acero).

DIRECCIN DE COLOCACIN DEL METALDECK

Se debe tener en cuenta la geometra del rea a cubrir y se debe empezar en un

lado para terminar en el otro como indica la figura.

DIRECCIN DE COLOCACIN

En este caso es igual comenzar de uno u otro extremo.

Figura 24. Direccin de colocacin del metaldeck.

Fuente: Manual de instalacin del metaldeck.

48

Direccin de colocacin

Se recomienda dejar el lado Irregular para el final.

Figura 25. Direccin de colocacin del metaldeck en plantas irregulares.


CORTE DE LAS LMINAS EN LA OBRA

Cuando se requieran cortes por geometras irregulares en la obra es necesario el

uso de sistemas de corte aplicables al acero galvanizado tales como sistemas de

corte por abrasin (pulidoras), corte por acetileno (soplete) o con electrodos

(soldadura).

Figura 26. Corte de laminas metaldeck.


49

POSICIN DE INSTALACIN DE LA LMINA METALDECK

Debe tenerse especial cuidado en la correcta posicin de colocacin de las

lminas, garantizando que ellas queden trabajando de una forma adecuada.

Verifique la posicin de colocacin del metaldeck de acuerdo con la figura, ya que

las lminas colocadas en forma invertida reducen la capacidad de carga de la

losa.

Figura 27. Posicin de instalacin de la lamina metaldeck.


APUNTALAMIENTO TEMPORAL

Verifique si la luz que cubre el METALDECK requiere o no de apuntalamientos

temporales. En el caso de emplear apuntalamientos temporales, estos deben

permanecer de 10 a 15 das y se colocarn en la mitad de la luz.

50

Figura 28. Apuntalamiento temporal laminas de metaldeck.


TAPAS DE CIERRE METALDECK

Instale las tapas de cierre para evitar que el concreto se salga en los casos en que

el vaciado del concreto lo requiera.

Figura 29. Tapas de cierre metaldeck.


51

FIJACIN LATERAL

Las lminas de METALDECK deben sujetarse unas con otras en sentido

longitudinal con tornillos autoperforantes, puntos de soldadura o remaches pop

cada 0.90 m. Para el calibre 22 utilizar puntos muy superficiales de soldadura para

evitar daos en la lmina.

INSTALACIN DE MALLA O ACERO DE RETRACCIN DE FRAGUADO

Instale la malla electro-soldada sobre los dados de concreto prefabricados

(panelitas) de tal forma que esta quede a 2.5 cm por debajo de la superficie de la

losa de concreto.

Figura 30. Instalacin de malla.


La malla mnima recomendada es de 5 mm de dimetro a cuadriculas de 15 cm x

15 cm. varillas amarradas a mano en ambos sentidos que provean la misma

cantidad de acero que la malla.

52

Figura 31. Distanciadores.


Se recomienda amarrar los distanciadores de concreto con alambre recocido No.

18 como lo muestra la grfica anterior.

REFUERZO NEGATIVO PARA LOSAS DE METALDECK

Figura 32. Seccin tpica metaldeck.


Al fundir una placa de Metaldeck con varias luces continuas, generalmente se

presenta sobre el apoyo, tensin en la parte superior de la placa de concreto. Esto

normalmente genera fisuras en la superficie, que aunque en muchos casos no

presentan problemas estructurales, si presentan problemas estticos.

En estas zonas es necesario adicionar varillas de acero para absorber los

esfuerzos que se generan y evitar la presencia de fisuras. En la mayora de los

53

casos el acero que se coloca para controlar la retraccin de fraguado no es

suficiente para absorber la totalidad de los esfuerzos generados, por lo tanto se

debe adicionar mayor refuerzo en estos puntos.

Para evitar estas fisuras, es recomendable utilizar varilla de acero No. 4 con una

longitud mnima de 1.60 m. colocadas encima de los valles de la lmina, con un

recubrimiento mnimo de concreto de 2.5 cm. La utilizacin de acero de retraccin

no se debe suspender en esta regin.

Como recomendacin general y para un mejor comportamiento del acero de

refuerzo, es importante chequear que las varillas estn instaladas por encima del

acero de retraccin.

Las especificaciones dadas cubren una gran cantidad de casos generales, en un

caso particular el ingeniero estructural puede variar parcial o totalmente esta

especificacin de acuerdo a su criterio. Cuando se manejan voladizos, este tipo de

refuerzo es estrictamente necesario y es preciso que lo disee un ingeniero

estructural.

5.2 LOSAS MACIZAS Este tipo de loza consta de una seccin de concreto reforzado en dos direcciones

Dependiendo de cmo este apoyada, una losa maciza deber tener mayor

cantidad de refuerzo en un sentido que en el otro

Si la losa dispone de muros de apoyos en los cuatro lados su direccin principal

ser la del sentido ms corto. Si es cuadrada cualquiera de los sentidos es igual.

54

Si la losa dispone de muros en solo dos la dos (deben ser opuestos), la direccin

principal ser en la direccin perpendicular a la direccin de los apoyos

Figura 33. Losa maciza.

Fuente: www.asosismica.org.co

55

PROCESO CONSTRUCTIVO DE LOSAS MACIZAS

Preparacin. Se deben alistar los materiales, consultar las especificaciones

(forma, espesor, etc.) y nivelar el piso desde donde se van a tomar las medidas.

Apuntalado. Se colocan los largueros paralelos a los muros, apoyados sobre

puntales aproximadamente cada 60 centmetros. S procede a nivelar los largueros

y cuar los puntales. Los puntales se deben arriostrar (sostener con diagonales)

para evitar su cada por desplazamiento horizontal.

Figura 34. Proceso constructivo losa maciza


Formaleta.se colocan las tablas apoyadas entre los largueros formando una

superficie lo ms ajustada que se pueda para que no se escape el concreto por

entre los espacios. La formaleta debe quedar nivelada.

56

Figura 35. Detalle de refuerzo losa maciza.


Armar el refuerzo. Se debe colocar el refuerzo calculado sobre la formaleta,

apoyado de tal forma que al vaciar el concreto, el refuerzo quede totalmente

rodeado por este. El recubrimiento mnimo de concreto sobre el acero debe ser de

4 centmetros.

Vaciado del concreto. Se debe hacer con cuidado para evitar que la formaleta se

pueda caer. Recuerde los cuidados para hacer y vaciar el concreto

5.3 LOSAS ALIGERADAS En este tipo de losa parte del concreto se remplaza por otros materiales como

cajones de madera, guadua y principalmente cuando se trata de viviendas de uno

y dos pisos se remplaza por ladillos o bloques. De esta forma se disminuye el

peso de la losa y se pueden cubrir mayores luces de manera ms econmica.

57

Figura 36. Corte transversal losa aligerada.


En este sistema, la losa tiene cuatro componentes: una torta inferior que se coloca

sobre las tablas de la formaleta; los bloques o elementos aligerantes; la torta o

plaqueta superior con refuerzo nominal y las viguetas en concreto reforzado.

La torta inferior es un mortero con dosificacin de 1:3 de 2 cm de espesor que

permite cubrir el aligeramiento y el refuerzo principal de la losa o elementos

aligerartes.

Los bloques o elementos aligerantes se colocan de tal manera que formen las

cavidades de las viguetas con separaciones estipuladas segn los clculos

normalmente entre 50 y 70 centmetros para edificaciones de 2 pisos.

La plaqueta superior es un concreto fundido monoltico con el sistema de piso, con

5 centmetros de espesor.

58

La seccin tpica de una placa aligerada se indica en la siguiente figura.

Figura 37. Seccin tpica losa aligerada.


5.4 CONSTRUCTIVILIDAD

Tanto en el sistema de losa maciza como en el sistema de placa aligerada y en

algunas ocasiones en las construcciones de entrepiso con sistema de steel-deck

es necesario el uso de puntales y andamios para que soporten los entrepisos

durante su construccin y acabado mientas que en el sistema de placa maciza de

seccin variable no son necesarios ya que la formaleta se soporta sobre las uas

que tiene la formaleta y a su vez estas unas se apoyan sobre las viguetas

prefabricadas.

59

En la mayora de sistemas de entrepiso aligerados este aligeramiento se hace con

casetones de madera o guadua, con poliestireno extruido y este material se pierde

o queda embebido dentro del sistema de entrepiso en el sistema de losa maciza

de seccin variable estas formaletas son recuperables y reutilizables para

posteriores ocasiones.

Siendo el sistema de placa maciza de fcil construccin no es necesario tener

personal calificado para el manejo de las formaletas como si debe ser en el

sistema de steel-deck.

En el sistema de steel deck la formaleta sirve como superficie de trabajo y a la

ves como refuerzo una vez el concreto se endurece en el sistema de losa maciza

de seccin variable la formaleta tambin es til como superficie de trabajo pero no

tiene ninguna funcin o aporte de resistencia a la losa.

En los sistemas de entrepiso actuales y segn la NSR -98 la luz mxima entre

nervios de sistemas de entrepiso es 1.20 metros en el sistema de losa maciza de

seccin variable se trabajan luces de hasta 1.50 metros entre ejes de nervios.

Dada la fcil utilizacin de las formaletas la construccin del sistema de entrepiso

de placa maciza con seccin variable ser mucho ms rpida comparada con los

otros sistemas constructivos de entrepisos existentes.

5.5 ESTETICO En los sistemas de entrepiso aligerados, conformados por viguetas prefabricadas

y a la vista no generan un aspecto visualmente agradable en tanto el sistema de

losa maciza de seccin variable tiene una apariencia llamativa debido a que tiene

60

luces ms largas entre los nervios y una forma convexa hacindolo visualmente

muy a atractivo cuando este es expuesto en aplicaciones arquitectnicas

Para aplicaciones de concreto a la vista en el caso del sistema de placa maciza de

seccin variable despus de retiradas las formaletas se debe proceder a limpiar la

parte inferior de la placa ya que pueden haber habido chorreados debido a que se

escapa un poco de agua por donde sobresalen las uas de la formaleta esto no se

da en el sistema se steel deck donde prcticamente no hay chorreados de agua.

Dado el caso de ser necesario la instalacin de servicios tales como aguas negras

y luz, etc. que tengan que atravesar el sistema de entrepiso se proceder a poner

falsos techos como es el caso de los sistemas de placas macizas convencionales

y el mismo sistema de steel deck para as no dejar a la vista todo este entramado

de tuberas y dar un mejor aspecto a la edificacin.

En edificaciones con irregularidades donde el sistema de steel deck se acopla de

una mejor manera ya que las lminas se cortan de la forma que sea requerida el

sistema de placa maciza de seccin variable tendr algunas limitantes

dependiendo de si es muy irregular o no para ello es sistema de entrepiso de losa

maciza de seccin variable cuenta con formaletas ms pequeas ensamblables

entre s para poder ajustarse lo mas que se puede a la irregularidad presentada en

la distribucin en planta de la edificacin pero igual que dando restringida por la

forma de las formaletas.

En una edificacin con una distribucin en planta en forma cuadrada o rectangular

el sistema de losa maciza de seccin variable se ajustara con mucha ms facilidad

y se construir con mucha ms rapidez que los otros sistemas de entrepisos

existentes.

61

5.6 ECONOMICO en cuanto al uso de aligerarte que quedan embebidos dentro del sistema de

entrepiso, se puede decir que el sistema de placa maciza de seccin variable tiene

un menor costo ya que la formaleta que es utilizada es recuperable y reutilizable.

El consumo de concreto para un entrepiso determinado es menor con el sistema

de placa maciza de seccin variable que con cualquier otro de los sistemas de

entrepisos mencionados con anterioridad dando como resultado una baja

apreciable en los costos de material.

El sistema de placa maciza de seccin variable posee una facilidad constructiva

ya que las formaletas son mano portables tienen un optimo almacenamiento en

obra, rapidez de instalacin puede usarse tanto en estructuras metlicas como de

concreto por lo tanto reduce los costos y tiempos de construccin en tanto no hay

necesidad de utilizar puntales como en otros sistemas de entrepiso.

Este elimina los costos y retrasos que puedan presentarse en otros sistemas de

entrepiso ocasionados por las condiciones del clima dado que el sistema puede

ser instalado en la mayora de las condiciones climticas

Las formaletas del sistema de entrepiso de placa maciza de seccin variable

resultan con una alta resistencia en relacin con su peso.de manera tal que los

costos de transporte, montaje de la estructura pueden ser ms bajos en

comparacin con otros sistemas.

62

5.7 FUNCIONALIDAD El sistema de entrepiso de losa maciza de seccin variable tiene la funcin

estructural de distribuir uniformemente las cargas a las viguetas, estas a su vez las

trasmiten a las vigas de apoyo.

Observemos que el sistema de entrepiso de losa maciza de seccin variable tiene

bajo peso y masa con iguales o mayores capacidades de carga que los

construidos en concreto macizo o aligerado.

Al ofrecer economa, rapidez de construccin, mnimos desperdicios y existencia

de encofrado reutilizable el sistema de entrepiso de placa maciza de seccin

variable cumple con su funcin la de separar dos pisos, sirve de techo al inferior y

de piso al superior de una manera ms eficiente que otros sistemas de entrepiso

existentes.

El encofrado del sistema de placa maciza de seccin variable no es

biodegradable y no contamina otros materiales ayudando as al no consumo de

madera y guadua, la deforestacin lleva a un incremento del dixido de carbono

(CO2) en el aire debido a que los rboles vivos almacenan dicho compuesto

qumico en sus fibras, pero cuando son cortados, el carbono es liberado de nuevo

hacia la atmsfera. El CO2 es uno de los principales gases "invernadero", por lo

que el corte de rboles contribuye al peligro del cambio climtico.

63

6. DISEO Y ANALISIS DEL MODELO DE PLACA DE ENTREPISO EN LOSA MACIZA DE SECCION VARIABLE, UTILIZADO EN LA PRUEBA DE CARGA

6.1 DISEO MODELO DE LOSA MACIZA DE SECCIN VARIABLE

Figura 38. Geometra de la seccin transversal de la losa utilizada para el modelo

El rea de la parte variable se puede obtener por medio de una integral

rea 1 2 250 60 30000m

rea 2 100x270 27000m

rea 3 2

dx

64

rea 3 2 120

0.3536

dx

rea 3 120x 2

3 0.3536 x x|450

rea 3 2 120x 2

3 0.3536 x x|450

rea 3 72004.74m

rea total rea 1 rea 2 rea 3 129004.74mm

ESPESOR EQUIVALENTE 129004.74

1500 86.00mm

Evaluacin de cargas del modelo de ensayo

Figura 39. reas aferentes del modelo de entrepiso.

Cargas sobre impuestas

Peso de acabados =1.50

Peso de muros = 3.00

Peso propio ESPESOR EQUIVALENTE x 24Knm

65

Peso propio 0.086m x 24

2.064

Carga muerta = WD = 6.564

Carga viva = WL= 2

Wu = 1.4 WD + 1.7 WL = 1.4x6.56 + 1.7x2 = 12.59

Wu/vigueta = 12.58

x 1.50m = 18.88

Figura 40. Diagramas anlisis en SAP 2000. ANALISIS DE CARGAS EN SAP 2000

REACCIONES

DIAGRAMA DE CORTANTE

DIAGRAMA DE MOMENTOS

66

Chequeo de las dimensiones del elemento en forma T

Verificacin de las dimensiones del elemento de entrepiso, para el cumplimiento

de lo estipulado en el numeral C.8.5.7 de la Normas Colombianas de Diseo y

Construccin Sismo Resistente

El ancho de losa efectivo como ala de una viga T no debe exceder 1/4 de la luz de

la viga. 14

3 0.75 0.06

El ala efectiva que se proyecta hacia cada lado del alma no debe exceder:

8 veces el espesor de la losa 8 (0.06) = 0.48m ok

La mitad de la distancia hasta el alma siguiente

1.40 0.80

Diseo a flexin en la luz

Datos conocidos

Fy = 420 Mpa d= 40 mm

fc = 21 Mpa d = 230 mm

b = 750 mm Mn=21.24 x106 n-mm

h = 270 mm

0.9 Fy b d 1 0.59

21.24E6 0.9 420 300 230 1 0.5942021

Despejando 0.00144 min

min 1.4420 0.0033

As = b d 0.0033 75 23 5.7 cm

As = b d 0.0033 10 23 0.76 cm

67

Diseo a flexin en los apoyos

Datos conocidos

Fy = 420 Mpa d= 40 mm

fc = 21 Mpa d = 230 mm

b = 100 mm Mn=0 n-mm

h = 270 mm

0.9 Fy b d 1 0.59

min

min 1.4420 0.0033

As min = b d 0.0033 10 23 0.77 cm

Figura 41. Seccin de diseo

Las medidas de la figura en [m]

Diseo a cortante a una distancia d del apoyo

28320

100 23 1.23

6 21

6 0.76

68

Se realiza una comparacin entre esfuerzo mayorado y esfuerzo nominal

que es funcin del esfuerzo nominal del concreto, para determinar si la seccin

requiere refuerzo a cortante.

1.230.85

1.45

Resistencia nominal a cortante suministrada por el refuerzo de cortante.

1.45 0.76 0.69

Se escoge un estribo N2 de dos ramas.

64 0.64

Se calcula la separacin de estribos

64 420

0.69 100 389.6 38.9

De la misma forma se calcula el refuerzo a cortante para 2d.

Se chequea la separacin mxima propuesta en la NSR-98, para el caso de

viguetas se puede tomar

2

230

2 115mm 11.5cm

69

Diseo de conectores de cortante.

Se le deben dejar estras producidas intencionalmente a una profundidad

aproximada de 6mm, para que elemento prefabricado tenga una buena

adherencia a la losa, estos conectores forman parte del refuerzo por cortante de la

seccin transversal.

Segn la NSR 98 sec C.17.5.2.3 la resistencia a cortante , para condiciones

planteadas anteriormente se calcula como:

1.8 0.6 Sin exceder un mximo de 3.5 Mpa

64

100 115 0.0056

1.8 0.6 0.0056 420 3.21 3.5

MODULO DE RUPTURA DEL CONCRETO

0.7 En Mpa

0.722.80 3.342En Mpa

Momento de fisuracin

3.34 164025000

135 4058100

VIBRACIN

70

1

2

1

2

8304.77 10/2250 9.67 5

Figura 42. Detalles de refuerzo transversal del entrepiso de seccin variable.

Figura 43. Detalle del refuerzo por retraccin de fraguado y temperatura.

71

6.2 MODELADO EN ANSYS DE LA PRUEBA DE CARGA

Se realizo un modelado con el programa ansys versin 12, en cual se simulo lo

mejor posible las condiciones bajo las cuales se efectu el ensayo, esto se hizo

con el fin de tener un control del ensayo evitar cualquier tipo de anomala en el

mismo, adems de tener un punto de comparacin con los resultados obtenidos

en la prueba.

Figura 44. Geometra del modelo.

Figura 45. Diagrama de deformaciones direccionales.

.

72

Nota: los valores negativos corresponden a la fibras que se encuentran en tensin

y los valores positivos comprensin.

Figura 46. Diagrama de deformaciones absolutas.

Figura 47. Deformaciones ms representativas del modelo.

73

Figura 48. Distribucin de esfuerzos normales.

Figura 49. Distribucin de esfuerzos normales mximos.

74

Figura 50. Corte de esfuerzos normales mximos

6.3 ENSAYO DE PRUEBA DE CARGA.

PREPARACION DEL MODELO

Figura 51. Modelos para construccin en el laboratorio.

El machn se levantara hasta una altura de 1.20m.

75

Figura 52. Corte transversal en 3D del modelo construido.

En las instalaciones del edificio lvaro Beltrn pinzn de la Universidad Industrial

de Santander se llevo a cabo la prueba de carga para el sistema de entrepiso de

losa maciza de seccin variable en primer lugar se construyeron 6 columnas con

mampostera trabada con ladrillos temosa de dimensiones 0.34 x 0.34 m de

seccin transversal, suficiente para resistir los esfuerzos normales producidos por

la carga transferida a las columnas durante la prueba y con una altura de 1.20

Las columnas estn ubicadas en dos filas, perpendiculares al sentido de armado

del entrepiso, en el siguiente grafico se muestra la ubicacin de los apoyos.

76

Figura 53. Vista en planta del modelo construido.

Estas columnas se curaron durante 7 das mientras el mortero, adquira la

resistencia necesaria para seguir con el ensayo previsto.

Se utilizo personal calificado para efectuar las tareas de tipo constructivo, las

siguientes fueron las tareas necesarias para la construccin del modelo.

Primera etapa

Seleccin y adecuacin del sitio de trabajo Con el personal encargado del laboratorio se busco la mejor ubicacin para el

modelo, por sus dimensiones se tuvo en cuenta aspectos como el espacio a

ocupar y posible obstruccin de otras actividades, por cuestiones de seguridad se

levanto el modelo sobre terreno firme, debido a la alta carga transmitida en el sitio

de apoyo.

77

Posteriormente se realizo la limpieza del sitio, tambin se protegi los elementos

cercanos al modelo con un plstico, para evitar la entrada de polvo en los

elementos metlicos.

Almacenamiento de materiales Los materiales se almacenaron con los dems de su tipo, en sacos, para evitar el

desorden.

Replanteo Se utilizo la cimbra para demarcar los ejes de las columnas y una escuadra para

verificar la perpendicularidad entre estos, basados en un plano entregado al oficial.

Fundicin de columnas Una vez teniendo los ejes de las columnas, se procedi a preparar el mortero con

una relacin de 1 a 3, en la parte exterior del laboratorio, se coloca la primera

hilada de dos ladrillos en la misma direccin, posteriormente se coloco la segunda

hilada perpendicular a la primera, garantizando un buen entrabado. Se utilizo la

plomada cada hilada para verificar la verticalidad de la columna.

Colocacin de formaletas metlicas para la viguetas Se ubicaron las canaletas metlicas en el sitio basados en los planos, y se

replanteo posteriormente para verificar alturas y separaciones, de tal forma que

puedan ser colocadas sin forzarlas, para evitar cualquier tipo de dao en las

formaletas curvas.

Por medio de piezas de madera se le dio la altura deseada.

Armado del refuerzo El acero longitudinal, estribos se figuraron y se cortaron en obra, se utilizo alambre

negro para el amarre del acero, se tuvo especial cuidado en que las separaciones

78

de barras y estribos, recubrimientos y traslapos fueran las contempladas en el

diseo.

Los estribos cumplen la tarea de conectores de cortante, por lo cual se dejaron,

sobresalientes de los 15 cm, correspondientes a la porcin ocupada por el

elemento prefabricado.

Vaciado de concreto El concreto fue preparado en obra, se dosifico de tal forma que la resistencia fuera

la de diseo, luego se vaci dentro de las canaletas metlicas hasta un nivel de 15

cm, se vibro con una barra de acero de 3/8, de forma que no quedaran vacios por

falta de vibrado, ni segregacin por exceso del mismo. Adicional a los conectores

de cortante, la superficie se dejo rugosa intencionalmente de tal forma que

posteriormente cuando la losa se funda exista una mejor adherencia entre viga y

losa.

Extraccin de cilindros para ensayo de compresin

Desencofrado El desencofrado de las viguetas se realizo a los 7 das, tiempo en cual

elemento fundido ya tiene una resistencia adecuada.

Curado Durante los primeros das del fraguado es indispensable mantener hmeda la

mezcla, pues la hidratacin del cemento continua durante varios das, por esta

razn se le aplico agua en toda su superficie dos veces al da.

Segunda etapa

Colocacin de formaletas curvas

79

Ya con las viguetas prefabricadas puestas en sitio, se ubicaron las formaletas de

seccin curva sobre los elementos prefabricados por medio de las uas

deslizantes y se aseguro el contacto entre formaletas por medio de grapas.

Refuerzo retraccin de fraguado y temperatura Se utilizo una malla de acero m-106, fue cortada en obra, se instala sobre las

formaletas haciendo el traslapo en el centro de luz que es lo mas recomendado

para el refuerzo negativo.

Enbandado perimetral Por medio de tablas de madera se enbando todo el permetro la losa, de manera

que al vaciar el concreto se pueda obtener un nivel de 12 cm.

Formaleteado de riostras. Por medio de tablas de madera, se encofro la riostra dejando un espacio interior

de 10 cm.

Vaciado de concreto El concreto fue preparado en obra, se dosifico de tal forma que la resistencia fuera

la de diseo, luego se vaci sobre las formaletera curva, se vibro con una barra

de acero de 3/8, de forma que no quedaran vacios por falta de vibrado, ni

segregacin por exceso del mismo. Luego se procedi a darle un buen acabado

en la parte superior del entrepiso por medio de una regla grande y una llana.

Desencofrado Las formaletas se quitaron a los 7 das, lo primero fue quitar las grapas o

elementos de unin entre formaletas, luego de a una formaleta se le guardan las

uas deslizantes y con un martillo de platico dan suaves golpes hasta retirar la

formaleta.

80

Curado Se le aplico agua en toda la superficie durante 15 das.

6.4 PRUEBA DE CARGA

El primer paso consisti en colocar las marcas los sitios donde se esperaban las

mayores deflexiones.

Figura 54. Marca para ubicar el deformimetro

Luego se dispusieron los deformimetros en su sitio y se colocaron en ceros.

Figura 55. Ubicacin de Deformimetros.

81

El material seleccionado para la aplicacin de carga fue triturado, el recipiente de

color azul se lleno en forma parcial, de a 30 kg pesados previamente en el

recipiente de color claro, hasta llegar a 150kg.

Figura 56. Recipiente azul con 150kg de triturado.

Posteriormente se utilizo el puente gra para transportarlo hasta el modelo, se

tuvo especial cuidado en evitar que las personas presentes en la prueba se

hicieran debajo del tanque suspendido, cada aplicacin de carga se realizaba en

lapsos de 10 min, hasta, completar las dos toneladas/da. Al aplicar la carga sobre

la placa, se evito la acumulacin de material en un solo punto, se intento esparcir,

para de este modo poder simular mejor una carga repartida sobre toda la

superficie.

82

Figura 57. Levantamiento de carga con ayuda del puente gra.

La NSR-98 sec C19.4.4 sugiere que se realicen un conjunto de mediciones a la

hora siguiente despus de haber terminado cada incremento de carga y 24 horas

despus de haber colocado el ltimo incremento.

En la prueba se cumpli con lo propuesto, adicionalmente se tomo medicin diez

min despus de cada aplicacin de 150 kg se revisaba el comportamiento de la

placa por medio de los deformimetros, tambin se observaba si apareca algn

tipo de fisura.

Cuando se completaron 8.5 ton de carga sobre impuesta es decir ms de

0.851.4D 1.7L se tomo la medicin de la deformacin 24 horas despus de

puesta la carga.

83

Figura 58. Carga sobre impuesta 11toneladas.

Posteriormente se descargo el entrepiso en su totalidad para tomar la deflexin

residual a las 24 horas.

Figura 59. Descarga de placa para medir la deflexin residual.

6.5 ANALISIS DE DATOS OBTENIDOS EN LA PRUEBA

CONDICIONES DE SERVICIO.

84

Figura 60. Comportamiento del sistema en C1

Figura 61. Comportamiento del sistema en C2

De las graficas anteriores se puede calcular la rigidez en como la pendiente de la

carga en funcin de la deformacin.

85

Las deformaciones en el sistema, registradas en los puntos en C1 y C2 bajo una

carga de 8.5 ton, tomadas 24 horas despus de aplicada fueron las siguientes:

1 2.59

2 2.48

Se toma como deflexin mxima del sistema

2.59

Luego de tomada la deflexin mxima, se descargo completamente la placa y 24

despus se tomo la deflexiones la deflexin residuales.

1 0.0254

2 0

Criterio de aceptacin de la prueba segn el cdigo NSR-98 sec19.5.2

Las flechas mximas medidas deben cumplir con alguna de las siguientes

condiciones.

20000

3000

20000 270 1.66

Deflexin residual mxima

4

1.664 0.415

Comparado con los datos del ensayo

1 0.0254

86

Cumple con los requisitos de servicio establecidos anteriormente.

6.6 ESTIMACIN DE LA ROTURA.

Luego de calcular las deflexiones permisibles, se retiraron los deformimetros y se

empez a cargar de nuevo el modelo en forma progresiva, en aplicaciones

parciales de 150 kg, para cada aplicacin se reviso el estado del modelo, si

apareca algn tipo de fisura.

Finalmente se llego a una carga sobre impuesta de 11 toneladas en el modelo, y

no se haba registrado ninguna fisura, por cuestiones de seguridad del operario se

decidi suspender la prueba en este momento, debido a que la altura de material

en la superficie tena un valor promedio de 1.2m.

87

CONCLUSIONES

Se puede concluir que las formaletas cumplieron con la funcin para la cual fueron

diseadas, siendo estas manoportables y necesitndose solo una persona o

mximo dos para instalarlas obteniendo como beneficio la disminucin del recurso

humano en su instalacin y retiro.

En los sistemas de entrepiso actuales y segn la NSR -98 la luz mxima entre

nervios de sistemas de entrepiso es 1.20 metros en el sistema de losa maciza de

seccin variable se trabajan luces de hasta 1.50 metros entre ejes de nervios con

un muy buen funcionamiento estructural y capacidad de carga.

Dada la fcil utilizacin de las formaletas la construccin del sistema de entrepiso

de placa maciza de seccin variable ser mucho ms rpida comparada con los

otros sistemas constructivos de entrepisos existentes.

En el sistema de placa maciza de seccin variable no se necesitan

apuntalamientos ya que la formaleta se soporta sobre las uas que tiene la

formaleta y a su vez estas uas se apoyan sobre las viguetas prefabricadas

reduciendo por lo tanto los costos de construccin debido a que no es necesario el

alquiler de andamios y apuntalamientos.

en cuanto al uso de aligerarte que quedan embebidos dentro del sistema de

entrepiso, se puede decir que el sistema de placa maciza de seccin variable tiene

un menor costo ya que la formaleta que es utilizada es recuperable y reutilizable.

Las formaletas del sistema de entrepiso de placa maciza de seccin variable

resultan con una alta resistencia en relacin con su peso.de manera tal que los

costos de transporte, montaje de la estructura pueden ser ms bajos en

comparacin con otros sistemas.

88

Por la configuracin de la losa maciza de seccin variable, los esfuerzos se

transfieren en gran parte a los apoyos, siendo estos los puntos crticos en el

anlisis p

vibraciones verticales

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