método de diseño de una losa de entrepiso steeldeck

Método de diseño de una losa de entrepiso del tipo “Steel-deck” o “lamina

colaborante” en SAP2000 V.14

Tutorial Por: Ing. Alejandro Marín Fernández

Egresado: Universidad Nacional de Ingeniería

Managua, Nicaragua

3 de Julio, 2012

I. Consideraciones previas al diseño.

El siguiente método, es uno de los muchos que permite un programa tan completo como lo es SAP2000, y

se puede utilizar solamente si se cumplen las siguientes condiciones:

1- Se cuenta con tablas de sobrecarga permisible (facilitados por alguna empresa o institución

cuyos materiales de construcción sean certificados) que nos permita seleccionar el calibre de la

lámina y el espesor de concreto en función de la suma de la carga viva y la carga muerta (sin

incluir el peso propio de la sección compuesta).

2- Previo al diseño se cuenta con las propiedades de la sección compuesta para un metro de ancho

de la lámina colaborante, principalmente el peso por unidad de área que luego será sumado a la

carga muerta que supongamos o que estipule algún reglamento de construcción.

Los puntos 1 y 2 se explicarán a fondo en el ejemplo de aplicación .

Observaciones importantes:

El fin de este pequeño tutorial es aprender una técnica para diseñar un sistema de entrepiso como

parte de una estructura completa, la cual no se detalla en este documento y se considera parte

esencial de un diseño completo. Se recomienda para personas con conocimientos básicos del

programa y que deseen informarse de algún método práctico para diseñar este tipo de sistemas en

SAP2000.

Las dimensiones propuestas en este tutorial son meramente didácticas y no deben ser tomadas en

ningún momento como referencias para diseños que, por su naturaleza, deben responder a las

normas de cada país.

II. Delimitación del grid y del diafragma.

1- Hacer click en “new” y seleccionar “3D frames”

2- Seleccionar “Use Custom Grid Spacing and Locate Origin”, hacer click en “Edit Grid”

3- Introducir los siguientes valores para el grid, como puede apreciarse la altura supuesta de cada

nivel será de 3 metros y la distancia entre cada viga del entrepiso será de 2 metros, esto será clave

en la tributación de cargas.

Al finalizar, hacer click en “OK”.

4- Click de nuevo en “OK”. (Si se desea, se pueden definir las secciones transversales de vigas y

columnas )

5- El programa por defecto asigna las secciones transversales a todas las líneas del grid, resultando

en algo como esto:

6- Seleccionar todas las líneas a como se muestra en la parte izquierda y seleccionar la tecla

“Delete”. A la derecha se muestra el Grid sin secciones transversales asignadas.

7- El programa por defecto nos ubica en el nivel mas bajo, para subir al nivel de nuestro entrepiso

(Z=3), hacer click en la ventana 2D (que por defecto es la de la derecha) y hacer click en el botón

mostrado para subir un nivel

8- Una vez alcanzado el nivel del entrepiso, se comienza a dibujar las secciones que soportarán el

mismo. En la figura de abajo se han trazado las vigas longitudinales (laterales que unen los

marcos), las vigas transversales y una viga central.

9- Seleccionar todos los nodos del entrepiso a como se muestra en la figura

10- Acceder a “Assign”-----> “Joint” -----> “Constraints”

11- Seleccionar “Diaphragm” y luego “Add New Constraint”

12- Renombrar a “Diafragma Entrepiso” y seleccionar el eje “Z”, finalmente hacemos click en “Ok”

dos veces

III. Cargas de diseño utilizando tablas de diseño

Observación: De este punto en adelante se supone que se han conseguido las especificaciones de

sistemas de entrepisos proporcionados por alguna empresa o institución cuyos materiales de construcción

han sido certificados.

Carga viva (supuestao correspondiente a alguna norma de construcción)

Se supone 650 kg/m2

(Página 09 RNC-07 – Bódegas tipo Pesado)

Carga Muerta (supuesta o correspondiente a alguna norma de construcción)

Ladrillo de cemento = 83 kg/m2

Sistema eléctrico y accesorios = 15kg/m2

Capa de mortero de 2cm = 44kg/m2

Total de Carga Muerta (sin incluir peso propio del sistema compuesto) = 142 kg/m2

Se calcula una carga total (mayorada según Reglamento Nacional de la Construcción) para

comparar con tabla I.

CT = 650 kg/ m2 (1.6) + 142 kg/ m

2 (1.2) Esta mayoración de carga responde a un código de

construcción local .

CT = 1210.4 kg/ m2

Tabla I. Sobrecarga permissible (Kg/ m2).

SOBRECARGA PERMISIBLE (KG/M2)

CALIBRE LONG. METROS

ESPESOR DE CONCRETO (CM)

5 6 8 10 12

22

1.8 1793 2171 28929 3688 4444

2 1592 1930 2608 3285 3962

2.2 1727 1728 2344 2956 3568

2.4 1198 1414 1932 2624 3238

En nuestro caso la longitud entre vigas de soporte para la sección compuesta es de 2 metros, por lo tanto

se selecciona calibre 22, con un espesor de 5 centímetros de concreto ya que:

1592 kg/m2 > 1210.4 kg/m

2

Cálculo de carga muerta total.

Tabla II. Propiedades de la sección compuesta para un metro de ancho

PROPIEDADES DE LA SECCIÓN COMPUESTA PARA UN METRO DE ANCHO

CALIBR

E

ESPESOR DEL

CONCRETO

EN CM

PESO KG/M2

ESFUERZO

CORTANTE

KG

Ixc

Cm4 Sxc (sup) Cm3

Sxc

(Inf)

Cm

3

22 5 221 1809 560 135 65

6 234 2170 695 153 76

La carga total muerta es igual a los 142 kg/m2 + 221 kg/m

2 = 363 kg/m

2

Tributación de cargas

Se tiene un ancho tributario de dos metros para las vigas centrales y un metro para las laterales, la

disposición de cargas es la siguiente:

Cargas vivas

650 kg/m2 X 2 m = 1300 Kg/m para vigas centrales

650 kg/m2 X 1 m = 650 Kg/m para vigas laterales

Cargas muertas

363 kg/m2 X 2 m = 726 kg/m para vigas centrales

363 kg/m2 X 1 m = 363 kg/m para vigas laterales

13- Se seleccionan vigas centrales y se asigna cargas distribuidas (Viva y muerta) a como se muestra

en la figura.

14- Se seleccionan vigas laterales y se asignan cargas (viva y muerta) a como se muestra en la figura.

IV. Disposición final del entrepiso

Cargas muertas

Cargas vivas