cap-6 losas y escaleras

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  • 8/9/2019 CAP-6 Losas y Escaleras

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    Proyectos Tcnicos Estructurales Prof. Otto Rojas VI 1

    UNIDAD 6

    DISEO DE LOSAS Y ESCALERAS

    6.1.- LOSAS

    Es el elemento donde generalmente se inician los clculos de una edificacin ya que es la

    estructura que recibe en forma directa las cargas de las personas y sus enseres, adicionalmente a

    los elementos no estructurales de carcter permanente como tabaqueras y acabados. Comoelemento estructural se puede decir que las losas armadas en una o en dos direcciones, nervadas o

    macizas, son estructuras donde su trabajo se debe esencialmente a la flexin, sin embargo como

    se pudo ver en el predimensionamiento, el efecto ms relevante que gobierna el diseo es la

    flecha y el corte actuante sobre el nervio.De acuerdo al tipo de sistema constructivo existen diferentes tipos de losas nervadas: las losas

    encofradas, apuntaladas y vaciadas en sitio completamente, y las losas con nervios

    semiprefabricados. Para el caso de nervios semiprefabricados existen diferentes tipos de bloques

    en cuanto a material y dimensiones, por lo que estandarizar sus pesos solo depender de las

    caractersticas que el fabricante le proporcione al bloque. Existen bloques conocidos comobloques piatas hechos de arcilla, arena-cemento y concreto aligerado, cada uno de estos con

    diferentes densidades y dimensiones. Los nervios vienen semiprefabricados con una cercha tipo

    SIDETUR que le proporciona rigidez y capacidad portante para soportar el bloque y el vaciado

    hasta cierta luz, de tal manera de poderse ahorrar el tablero de encofrado de la placa.

    Fig.6.1 Detalle de losasnervadas semiprefabricada

    Para este trabajo a manera de ejemplo se usarn losas armadas en una direccin con cargas y

    pesos descritos en el capitulo 3. En la figura 6.2 se da un pequeo resumen de la configuracin

    de una losa nervada y los posibles pesos propios a emplear.

    Fig. 6.2 Detalle y pesos de losas nervadas

    te

    bo B bo

    S

    Loseta

    BloquesNervios

    Pesos aproximado para losas armadas

    en una direccin con bloques de arcillabo=10 cm, t=5 cm, B=40 cm

    Espesor de losa e Peso por m

    20 263

    25 301

    30 350

    Bloque Nervio prefabricado

    Cercha

    Acero de refuerzo positivo

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    Para los efectos de clculo y diseo, cualquier losa nervada semiprefabricada o no, se analiza

    igual. Particularmente este autor recomienda el uso del acero diagonal como aporte al corte enlosas semiprefabricadas. El acero longitudinal superior de la cercha solo se limita a dar

    estabilidad como estructura portante para el vaciado, en otras palabras no es aporte como aceronegativo. El acero positivo de los cordones inferiores de la cercha deben ser considerados dentro

    del clculo siempre y cuando el espaciamiento del apuntalamiento de la placa en la obra nogenere esfuerzos considerables en el momento del vaciado, en caso contrario es preferible

    despreciarlo y colocar el acero de refuerzo completo en el nervio prefabricado.

    Desde el punto de vista del diseo de los nervios de una losa, todos los nervios que tengan la

    misma carga y condiciones de soporte se disearan igual, por lo tanto para los fines constructivosen los planos se demarcarn las reas correspondientes a una losa a travs de lneas diagonales

    con un texto que las identifique. Por ejemplo una losa de entrepiso L-1, una losa de techo LT-1 y

    una losa continua con la escalera L-E, como se muestra en la figura 6.3.

    Fig. 6.3 Nivel de entrepiso y techo. Distribucin de losas

    Como ya se mencion anteriormente, los nervios de una losa son elementos estructurales que

    trabajan a flexin como una viga continua teniendo todos el mismo comportamiento, por lo tanto

    para el anlisis y diseo se puede trabajar calculando el nervio en forma individual, o

    preferiblemente utilizando una faja de ancho unitario para luego transformar los resultados de los

    aceros por metro en aceros por nervios. La ventaja de trabajar por ancho unitario es que la carga

    de diseo esta dada por metro cuadrado y los resultados de las reacciones que pasaran a las vigasvendrn dados por metro lineal de viga. De acuerdo a lo anteriormente expuesto, el nico trabajo

    que faltara por hacer para el clculo por faja unitaria, es transformar la seccin del nervio a una

    seccin equivalente por metro de ancho. Para ello lo nico que habra que hacer es determinar el

    C

    6.10 6.106.40

    5.20

    5.20

    1.20

    1.20

    A

    B

    1 2 3 4

    L-1

    L-2

    L-3L-E L-1

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    ancho de la vigueta o nervio el cual se obtiene por simple regla de tres o dividiendo el ancho del

    nervio entre la separacin centro a centro de los mismos.

    Fig. 6.4 Seccin de ancho unitario equivalente.

    6.1.1.- ANLISIS DE LOSAS ARMADAS EN UNA DIRECCIN

    Para determinar los anlisis necesarios para el diseo de cualquier elemento estructural, esprimordial conocer su comportamiento para poder evaluar los tipos y magnitudes de las

    solicitaciones, una vez determinado esto, es posible establecer el correcto detallado del armado.En el caso de las losas continuas o no, como ya se mencion, su comportamiento principal se

    debe esencialmente a la flexin y corte. En los apoyos la flexin negativa (traccin superior) y en

    el tramo la flexin positiva (traccin inferior) harn que la disposicin del acero sea dispuesto

    como se observa en la figura 6.5, con un desarrollo longitudinal que depender de los diagramas

    de flexin. El corte que ocurre en mayor magnitud cerca de los apoyos controlaran las exigenciasde los macizados de las vigas, de tal manera de evitar la falla por corte de los nervios.

    Fig. 6.5 Diagramas de corte y flexin en losas continuas. Disposicin de aceros.

    te

    bo B bo

    S

    Loseta

    BloquesNervios

    th

    bo = bo/S

    B=100

    Loseta

    Nervio equivalente

    Losa

    D.C.

    D.M.

    Aceros

    As(-)As(-) As(-) As(-)

    As(+)As(+)As(+)

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    Observando la disposicin de los aceros, podemos darnos cuenta de la importancia de obtener los

    valores mximos de momentos tanto negativos como positivos, por ello es importante saber de lacolocacin o disposicin correcta de las cargas en los tramos para obtener dichos valores. Este

    trabajo se conoce como movilizacin de carga viva y esta basado en las lneas de influencia parala solicitacin buscada.

    Fig. 6.6 Disposicin de carga para momentos y cortes mximos.

    De la figura 6.6, se deduce que para obtener los momentos negativos y cortes mximos en un

    apoyo cualquiera, la disposicin de la carga viva debe ser a ambos lados del apoyo y luego en

    forma alternada se descarga y carga los otros tramos. Esto significa que para cada apoyo se

    requiere una disposicin diferente originando un anlisis diferente. Para el caso de momentos

    mximos positivos, el tramo donde se requiera conseguir su valor mximo debe ser cargadomientras los tramos adyacentes se descargan, esto genera una disposicin alternada de la carga.Para la disposicin alternada de carga existen dos posibilidades, una cuando todos los tramos

    impares estn cargados mientras los pares estn descargados, la otra posibilidad es cuando los

    tramos impares se descargan mientras los tramos pares se cargan.

    Fig. 6.7 Movilizacin de carga en vigas y losas continuas.

    Disposicin de la carga para

    momentos mximos negativos

    y cortes mximos en apoyos.

    Disposicin de la carga para

    momentos mximos positivos

    Lneas de influencia

    Anlisis para carga muerta

    Anlisis para solicitaciones en apoyo 1

    Anlisis para solicitaciones en apoyo 2

    Anlisis para solicitaciones en apoyo 3

    Anlisis para solicitaciones en apoyo 4

    Anlisis para tramos impares

    Anlisis para tramos pares

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    Del Captulo IV se tiene el siguiente resumen de cargas para el ejemplo de la figura 6.3:

    Carga Techo Entrepiso

    Servicio CP = 431kg/m CV =100kg/m CP =571kg/m CV =250kg/mltima WuP= 517kg/m WuV=160kg/m WuP=685kg/m WuV= 400kg/m

    Usando un programa de computacin que incluye la movilizacin de la carga viva, acontinuacin se presentan los resultados del anlisis de la losa L-1 para el entrepiso.

    Ejemplo losa L-1:

    UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

    FAC. DE INGENIERIA

    PROF. O. ROJAS

    NOMBRE DEL ESTUDIANTE= Alumno

    NOMBRE DE LA LOSA= L-1CONCRETO= 250 Kg/cm2 ACERO= 4200 Kg/cm2

    REC= 2.5 cm

    RESUMEN PARA PORTICOS

    -----------------------------------

    EJE - Rup Ruv Rumax

    A 2300 1473 3773

    B 4168 2600 6768

    C 2300 1473 3773

    -----------------------------------

    B 100 100 100 100

    T 5 5 5 5

    Bo 20 20 20 20

    H 25 25 25 25

    Wup 685 685 685 685Wuv 400 400 400 400

    Pup 0 0

    Puv 0 0

    A B C

    -----+---------------------------+---------------------------+-----

    LUCES 1.2 5.2 5.2 1.2

    MupI -494 -2069 -494

    MupD -494 -2069 -494

    VupI 822 2083 1478

    VupD 1478 2083 822

    MuI -782 -3421 -782

    MuD -782 -3421 -782

    VuI 1302 3383 2471

    VuD 2471 3383 1302

    Mmax(+) 2165 2165

    Mmin(+) 684 684

    PId(-) .341 1.269

    PIi(-) 1.269 .341

    PId(+) .654 1.716

    PIi(+) 1.716 .654

    AST-I 1.24 4.45 1.24

    AST-D 1.24 4.45 1.24

    ASC-I 0 0 0

    ASC-D 0 0 0

    ASC 0 0

    AST 2.57 2.57

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    En esta salida del computador, se presenta un resumen de las reacciones por carga muerta, vivas

    y mximas que se trasmiten a las vigas. Seguidamente debajo del esquema de la losa se imprimenlos momentos y cortes por carga muerta a la izquierda y a la derecha de cada apoyo, ejemplo,

    MupI=-2069 marcado en una circunferencia es el momento negativo por carga muerta a laizquierda del apoyo B. Luego se imprimen los momentos y cortes mximos como resumen de

    cada anlisis por apoyo, ejemplo, MuD=-782 es el momento mximo negativo del lado derechodel apoyo A. Luego se imprimen los momentos mximos y mnimos positivos que ocurren al

    cargar en forma alternada los tramos impares y pares por separado. Luego los puntos de inflexin

    PId(-) y PIi(-) se corresponden al punto de inflexin a la derecha e izquierda de los apoyos

    cuando ocurren los momentos mximos negativos, mientras que PId(+) y PIi(+) son los puntos de

    inflexin a la derecha e izquierda de los apoyos cuando en el tramo correspondiente ocurre elmomento mnimo positivo o levantamiento del tramo, ejemplo, el punto de inflexin

    PId(+)=0.654 y PIi(+)=1.716 son los mas alejados de los apoyos A y B, y ocurren cuando el

    momento positivo es mnimo Mmin(+)=684 en el tramo A-B o tramo impar uno. Despus de los

    puntos de inflexin, se imprimen los aceros a traccin a la derecha e izquierda del apoyo, ascomo los respectivos aceros a compresin para los momentos mximos negativos, ejemplo, para

    el momento mximo negativo a la derecha del apoyo B MuD=-3421, el acero negativo da

    AST-D=4.45 cm2 por metro de losa. Finalmente se presentan los aceros a compresin y luego

    atraccin para los tramos cuando ocurren los momentos mximos positivos, ejemplo, para elmomento mximo positivo en el tramo dos, Mmax(+)=2165 el acero en el tramo por metro de

    ancho de losa da AST=2.57 cm2.

    Diseo a flexin:Para el armado de la losa, se colocaran las barras necesarias para suplir el acero de clculo

    convirtiendo el acero por metro a un acero por nervio. Inicialmente se disponen las barras para

    suplir el acero negativo y positivo. El acero positivo debe penetrar por lo menos 15 cm dentrodel apoyo, para este caso si las vigas tiene un ancho de 35 cm, el colocar 5.20 mt como lalongitud de las barras har que estas penetren 17.5 cm. Para el acero inferior del volado, es

    conveniente colocar por lo menos la mitad del acero negativo para evitar deformaciones a largo

    plazo, en este caso se colocara una barra #3 ya que es el dimetro mnimo que se puede colocar,

    por otro lado al darle una longitud de 1.20 mt la cabilla penetrar mas de 15 cm dentro de la viga.

    Finalmente el acero negativo dentro del volado tendr una longitud igual al volado ms la

    distancia (a) descrita en la figura 6.10, los otros aceros negativos se colocaran en forma simtrica

    por la simetra de la losa, cumpliendo con la normativa y las recomendaciones de diseo. Para

    ello se determinaran las dimensiones (b) y (c) de la figura 6.10.

    Fig. 6.10 Despiece inicial del acero de la losa

    A B C

    1# 3

    1# 3 x 1.20

    2# 3 x 5.20

    1# 4

    1# 4 1# 3

    1# 3 x 1.20

    2# 3 x 5.20

    (a) (b)(c)

    Acero que sigue

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    Para la distancia (a) y (b), las normas establecen que el acero negativo debe llevarse hasta el

    punto de inflexin ms una distancia por seguridad d,12 o ln/16, adicionalmente este autorrecomienda que por lo menos se debe llevar acero negativo hasta una quinta parte de la luz.

    +

    5L

    16ln/

    12

    d

    PILongitud 6.6

    Para la distancia (a),

    mt05.104.1

    04.196.0303.0

    77.0114.0

    88.0225.0

    654.Longitud =

    =

    =

    =

    +

    Para la distancia (b),

    mt00.202.2

    04.1

    02.2303.0

    86.1152.0

    94.1225.0

    716.1Longitud =

    =

    =

    =

    +

    Para el clculo de la distancia de corte del acero negativo, esta depender de la capacidad del

    acero que sigue Mur(-) y de los diagramas de momentos negativos cercanos al apoyo. Los

    diagramas de momentos para este clculo son los que ocurren cuando se presenta el momentomximo negativo y momento mnimo positivo. El acero se puede cortar a partir de donde el aceroque sigue 1#4 sea capaz de soportar cualquier momento negativo. Para ello habra que calcular la

    distancia que se obtiene de cortar la ordenada Mur(-)y las curvas de diagrama de momento. La

    longitud mayor de ambos anlisis mas una distancia de seguridad igual a d o 12, dar el puntode corte. Este trabajo se hace por equilibrio de diagrama de cuerpo libre resolviendo una ecuacin

    de segundo grado (ver figura 6.11).

    Fig. 6.11 Determinacin del punto de corte del acero negativo

    El momento resistente del acero que sigue por metro se obtiene con,

    )q*59.01(q*d*b*c'f*Mur 2 = condbc'f

    fyAsq

    = 6.7

    Mumax(-)

    Mumin(+)

    X

    Mur(-)

    X

    Wu

    MuMurVu

    = dimetro de la barradonde

    ln= luz libre

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    Para este caso el acero que sigue por metro son 2#4, esto es 2.54 cm2. El ancho a compresin es

    el inferior bo=20 cm y la altura til d=22.5 cm.

    0948.05.22*20*250

    4200*54.2q ==

    mk2039)0948.0*59.01(0948.0*5.22*20*250*9.0Mur 2 ==

    Conocido los momentos y los cortes en el extremo derecho del tramo, se plantea la ecuacin deequilibrio de momentos para los dos casos de diagrama:

    mt439.0X0)20393421(X33832

    X1085 11

    2

    1 ==+

    mt31.0X0)20392670(X21432

    X685 22

    2

    2 ==+

    Punto de corte o distancia (c) = X + (d 12) = 0.439 + 0.225 = 0.664 mt

    Fig. 6.12 Determinacin del punto de corte del acero negativo parael caso de la losa L-1

    Excite otro mtodo prctico y conservador para el clculo del punto de corte partiendo de una

    simplificacin de los diagramas al sustituirlos por una envolvente recta.

    As

    )AssAs(PIX

    = 6.8

    mt737.045.4

    )54.245.4(716.1X =

    =

    en definitiva X = 0.75 mt

    Fig. 6.13 Mtodo prctico de clculo del punto de corte de acero negativo

    X1=0.519

    1085

    34212039

    3383

    Mumax(-)=3421

    Mumin(+)=684

    X

    Mur(-)=2039Mu(-)=2670

    X2=0.438

    685

    26702039

    2143

    As=4.45

    Ass=2.54

    X

    PI

    Envolvente recta

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    Fig. 6.14 Despiece definitivo del acero de la losa

    Diseo a corte:El corte mximo entre todos los apoyos ocurre en ambos lados del eje B,

    Vumax= 3383 Kg

    El corte resistente de una losa de 25cm con concreto fc=250kg/cm2

    es,

    Kg31111.1*5.22*20*25053.0*75.01.1*d*bo*cf53.0*Vur ===

    Clculo de longitud del macizado desde el centro del apoyo,

    Wu = Wup+Wuv=1085kg/m2

    Fig. 6.15 m25.01085

    31113383

    Wu

    VurVuX max =

    =

    =

    Para un ancho de viga de 35cm,

    L = 0.25 0.35/2=0.075m < 10cm

    Ya que el macizado de calculo dio menor que el macizado mnimo para el corte mas grande

    obtenido, se colocar constructivamente en todos los apoyos 10 cm. de concreto como valor

    mnimo de macizado una vez distribuido el espacio necesario para colocar los bloques y losnervios de amarre.

    Fig. 6.16 Distribucin de macizados, bloques y nervios de amarre.

    A B C

    1# 3 x 2.25

    1# 3 x 1.20

    2# 3 x 5.20

    1# 4 x 1.50

    1# 4 x 4.00

    1# 3 x 1.20

    2# 3 x 5.20

    1# 3 x 2.25

    X

    L

    VumaxVu

    Diagrama decorte

    0.10

    2.202.200.800.35 0.35

    0.10

    2.202.200.35 0.80

    Nervio de amarreBloques

    0.20 0.200.10

    2.202.20

    0.10 0.125 0.15

    0.80 0.35 0.35

    0.10

    2.202.200.35

    0.15 0.125 0.10

    0.80

    Nervio de amarreBloques

    0.10

    2.202.200.800.35 0.35

    0.10

    2.202.200.35 0.80

    Nervio de amarreBloques

    0.20 0.200.10

    2.202.20

    0.10 0.125 0.15

    0.80 0.35 0.35

    0.10

    2.202.200.35

    0.15 0.125 0.10

    0.80

    Nervio de amarreBloques

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    En la figura 6.18 se observa como en la placa se establecen dos losas en la direccin X, estas son

    LX-1 y la LX-2, mientras que en la direccin Y se forman tres losas, la LY-1, LY-2 y la LY-3.Todos los nervios en una direccin que se encuentren encerrados por la llave que pertenecen a la

    misma losa. Por otro lado, si la estructura fuese completamente simtrica, esto es, Lx1=Lx3 yLy1=Ly2, y la carga sobre la placa fuese la misma en todos lados, entonces la losa LX-1 fuese

    igual a la LX-2, y la losa LY-1 seria igual a la LY-3.

    Este mtodo se basa en considerar que cada faja que atraviesa un entrepao de la retcula, absorbe

    parte de la carga, en tal sentido, para una faja en direccin X esta absorber un Wx, y la faja en

    direccin Y absorber una carga Wy. Por otro lado las deformaciones que generan flechas fx y

    fy en ambas direcciones, las cuales deben ser iguales por compatibilidad, dependern de la cargay las condiciones de borde de las fajas.

    Fig. 6.19 Distribucin de carga en losas armadas en dos direcciones

    Las condiciones de borde a las que se refiere el prrafo anterior, se determinan al verificar la

    continuidad de los nervios o la placa en la direccin en que se establecen las losas vistas en la

    figura 6.18. Por ejemplo, un nervio de la losa LX-1 entre los ejes 1 y 2, es simplemente apoyado

    en el eje 1 mientras que es continuo en el eje 2, mientras que entre los ejes 2 y 3 es continua en

    ambos lados. La condicin de continuidad o no, interviene a la hora de calcular las flechas en el

    centro de la faja.

    EIWL

    3841f

    4

    =

    EI

    WL

    384

    2f

    4

    = EI

    WLKf

    4

    =

    6.10

    EI

    WL

    384

    5f

    4

    =

    Fig. 6.20 Clculo de flechas para diferentes condiciones de borde

    Lx

    Ly

    WxWy

    Lx

    Wx

    fx

    Ly

    Wy

    fy

    L

    f

    f

    f

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    La constante Ken la Ec.6.10 depender de la condicin de borde en que se disponga la faja, porlo tanto, en un entrepao debido a las luces, la carga y las condiciones de borde, habr en unadireccin un (Wx, Lx, Kx) y en la otra un (Wy, Ly, Ky).

    De acuerdo a todo lo anteriormente expuesto se tiene que,

    Wx + Wy = W 6.11

    Igualado las flechas,

    EI

    WyLyKy

    EI

    WxLxKxfyfx

    44

    == 6.12

    Suponiendo EI igual en ambas direcciones,

    44 KyWyLyKxWxLx = 6.13

    Despejando Wy,4

    Ly

    Lx

    Ky

    Kx

    WxWy

    = 6.14

    Sustituyendo la Ec.6.14 en la Ec.6.11, y despejando Wx,

    4

    LyLx

    KyKx1

    WWx

    +

    = 6.15

    Por similitud,

    WxW

    LxLy

    KxKy

    1

    WWy

    4 =

    +

    = 6.16

    De la Ec.6.10, la Ec. 6.15 y la Ec. 6.16, se deduce que la constante Kx y Ky sern 1, 2 o 5dependiendo de la condicin de borde. Por otro lado se puede deducir que para entrepaos dondela relacin entre luces ortogonales sea Lmax/Lmin>2, no tiene sentido el armar o poner a trabajar

    la losa en dos direcciones, ya que la carga hace trabajar la placa casi en su totalidad en la

    direccin mas corta cuando las condiciones de borde son iguales. Por ejemplo, si Kx=Ky y

    Lx/Ly=2 se tendr,

    ( )( )W059.0

    211

    WWx

    4 =

    += y Wy=(1-0.059)W=0.941W

    Como se puede observar la carga se distribuye en un 94% en la direccin mas corta (direccin y)

    mientras que en la otra direccin (direccin x) solo absorbe el 4% de la carga total.

    A manera de ejemplo se analizar la placa nervada en dos direcciones de la figura 6.18

    suponiendo simetra y luces segn la figura 6.21. Para este trabajo es conveniente calcular los

    porcentajes de carga que se distribuyen en los entrepaos antes de determinar la carga en las losas

    unidireccionalment. Con el fin de simplificar el ejemplo, se tomara una distribucin de carga

    constante en toda la placa, se supondr que es una losa de techo en obra limpia de espesor de 35

    cm. con casetones recuperables de 90cm y nervios de 15 cm de ancho, la carga viva para diseo

    se tomara 250 Kg/m2para tomar en cuenta equipos de aires acondicionados industriales.

    Peso de la losa, segn la Ec.3.4:

    Loseta = 2400*0.05 = 120 Kg/m2 , S=B+bo=0.9+0.15=1.05 m

    Nervios = [0.15*1.05+0.15(1.05-0.15)](0.35-0.05)*2400/1.052=191 Kg/m

    2

    Peso propio total Pp = 120 + 191 = 311 Kg/m2

  • 8/9/2019 CAP-6 Losas y Escaleras

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    Proyectos Tcnicos Estructurales Prof. Otto Rojas VI 14

    Carga muerta,

    Relleno e impermeabilizacin = 100 Kg/m2

    Wp = 311+100 = 411 Kg/m2 Wup=411*1.2=493 Kg/m2

    Carga viva,

    Wuv = 250*1.6 = 400 Kg/m2

    Para el Entrepao-1=3=4=6,

    ( )( )5.0

    1010

    221

    1

    LyLx

    KyKx1

    1Wx%

    44 =

    +=

    +

    = %Wy = (1-0.5) = 0.5

    Para el Entrepao-2=5,

    ( )( )666.0

    1010

    211

    1

    LyLx

    KyKx1

    1Wx%44

    =+

    =

    +

    = %Wy = (1-0.666) = 0.333

    Fig. 6.21 Factores porcentuales de distribucin de cargaspara la losa armada en dos direcciones

    Lx1=10.00 Lx2=10.00 Lx3=10.00

    Ly2=10.00

    Ly1=10.00

    1 2 3 4

    C

    B

    A

    LX-1

    LX-1

    LY-1 LY-2 LY-1

    Entrepao-1 Entrepao-2 Entrepao-3

    Entrepao-4 Entrepao-5 Entrepao-6

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.333

    0.666

    0.333

    0.666

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    Proyectos Tcnicos Estructurales Prof. Otto Rojas VI 15

    Las cargas sobre la losa LX-1 para el primero y tercer tramo sern,

    Wup = 0.5*493=247 Kg/m

    Wuv = 0.5*400=200 Kg/mPara el segundo tramo ser,

    Wup = 0.666*493=329 Kg/m

    Wuv = 0.666*400=266 Kg/mLas cargas sobre la losa LY-1 para el primero y segundo tramo sern,

    Wup = 0.5*493=247 Kg/m

    Wuv = 0.5*400=200 Kg/m

    Las cargas sobre la losa LY-2 para el primero y segundo tramo sern,

    Wup = 0.333*493=164 Kg/m

    Wuv = 0.333*400=133 Kg/m

    Fig. 6.22 Cargas sobre las losa unidireccionalmente

    Usando el mismo programa de clculo para losas armadas en una direccin, a continuacin se

    presentan los resultados del anlisis de las tres losas que conforman la placa armada en dos

    direcciones de la figura 6.18. Es de hacer notar que para este mtodo de clculo los cortes yreacciones sobre los apoyos se har por el mtodo de lneas de rotura, evaluando el corte en losnervios a lo largo de la cara de la viga. Por otro lado esta metodologa de diseo es bastante

    conservadora donde el anlisis unidireccional se corresponde casi exclusivamente con los nervios

    de las fajas centrales, por consiguiente es lgico pensar que el acero de los nervios en los bordes

    de los entrepaos pudiera disminuirse. Sin embargo, es preferible armar por igual todos los

    nervios sin ser muy estricto a la hora de ajustar las cantidades de acero requerido con las barras acolocar. Para el armado basado en los resultados que a continuacin se presentan, el acero a

    colocar por nervio se obtiene multiplicando el acero calculado por metro, por la separacin S

    centro a centro entre los nervios, esto es,As/N = S*As/M = 1.05*As/M 6.17

    10.00 10.00 10.00

    1 2 3 4

    247 / 200 247 / 200329 / 266

    10.00 10.00

    A B C

    247 / 200 247 / 200

    164 / 133 164 / 133

    LX-1

    LY-1

    LY-2

    Wup/Wuv

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    10.00 10.00 10.00

    10.00

    10.00

    1 2 3 4

    C

    B

    A

    LX - 1

    LX - 1

    LY - 1 LY - 2 LY - 1

    2#5

    1#5

    2#5

    1#5

    1#4+1#52#5 2#5

    1#51#5

    1#5

    2#5

    1

    #

    5

    1#5

    1#5

    1#5

    2#4

    2#4

    1#5

    1#5

    10.00 10.00 10.00

    10.00

    10.00

    1 2 3 4

    C

    B

    A

    LX - 1

    LX - 1

    LY - 1 LY - 2 LY - 1

    2#5

    1#5

    2#5

    1#5

    1#4+1#52#5 2#5

    1#51#5

    1#5

    2#5

    1

    #

    5

    1#4+1#5

    1#5

    1#5

    1#5

    2#4

    2#4

    1#5

    1#5

    1#4+1#5

    UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA

    FAC. DE INGENIERIA

    PROF. O. ROJAS

    NOMBRE DEL ESTUDIANTE= ALUMNO

    NOMBRE DE LA LOSA= LY-2

    CONCRETO= 250 Kg/cm2 ACERO= 4200 Kg/cm2

    REC= 2.5 cmRESUMEN PARA PORTICOS

    -----------------------------------

    EJE - Rup Ruv Rumax

    A 615 582 1197

    B 2050 1663 3713

    C 615 582 1197

    -----------------------------------

    B 0 100 100 0

    T 0 5 5 0

    Bo 0 14.3 14.3 0

    H 0 35 35 0

    Wup 0 164 164 0

    Wuv 0 133 133 0

    Pup 0 0

    Puv 0 0

    A B C

    +----------------------------------+----------------------------------+

    LUCES 0 10 10 0

    MupI 0 -2050 0

    MupD 0 -2051 0

    VupI 0 1025 614

    VupD 614 1025 0

    MuI 0 -3713 0

    MuD 0 -3713 0

    VuI 0 1856 1196

    VuD 1196 1856 0

    Mmax(+) 2411 2411

    Mmin(+) 862 862

    PId(-) -.001 2.5

    PIi(-) 2.499 0

    PId(+) -.001 3.513

    PIi(+) 3.513 0

    AST-I 0 3.24 0

    AST-D 0 3.24 0

    ASC-I 0 0 0

    ASC-D 0 0 0

    ASC 0 0

    AST 1.97 1.97

    Fig. 6.23 Armado de la placa armada en dos direcciones

    LY-2

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    Para la verificacin del corte y la trasmisin de cargas a las vigas, se emplear el criterio dedistribucin de carga de acuerdo a las lneas de rotura de placas. Para ello se establecern como

    ngulos de formacin de las lneas de rotura los siguientes casos,

    Fig. 6.24 ngulos de formacin de lneas de rotura

    Fig. 6.25 Lneas de rotura y reas de tributarias de cargas sobre las vigas

    La ordenada de carga muerta y viva (Qup, Quv) sobre las vigas ser variable linealmente. Los

    valores de ordenada mxima sern calculados como el producto de la carga sobre la placa por la

    distancia perpendicular desde la viga hasta la lnea de rotura. En la figura 6.25 esta distanciasobre la viga del eje B, es el doble ya que en ambos lados de la viga la distancia es simtrica y

    vale 6.34 m para el tramo 1-2 y 5.00 m para el tramo 2-3.

    45 60

    30

    45

    Condicin de bordes iguales

    Condicin de

    bordes diferentes

    10.00 10.00 10.00

    10.00

    10.00

    1 2 3 4

    C

    B

    A

    y1=12.68 y2=10.00 y1=12.68

    3.66 6.34 5.00

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    Suponiendo una viga de 40 x 70 cm, el peso propio de la viga ser,

    Ppviga = 0.40*0.60*2400 = 576 Kg/m Ppuviga = 1.2*576 = 691 Kg/m

    El peso propio de la viga ser la magnitud de la carga muerta cuando la ordenada de distancia yvalga cero, esto ocurre en los apoyos.

    Las ordenadas de carga dentro del tramo sern,

    Tramo 1-2: Qup = 12.68 * 493 + 691 = 6942 Kg/m

    Quv = 12.68 * 400 = 5072 Kg/m

    Tramo 2-3: Qup = 10.00 * 493 + 691 = 5621 Kg/mQuv = 10.00 * 400 = 4000 Kg/m

    Fig. 6.26 Carga sobre el prtico B

    6.2.- ESCALERAS

    Las escaleras son los elementos principales destinados para la circulacin vertical, y como medio

    de escape a diferencia de los ascensores, son los ms empleados en los momentos de desastres o

    cuando hay falta de energa elctrica. Existen diferentes tipos de escaleras en cuanto a

    configuracin y materiales, sin embargo para los efectos de este curso, solo se analizaran las

    escaleras de concreto armado simples.

    6.2.1.- ESTRUCTURACIN, TIPOS Y NORMAS DE DISEO DE ESCALERASLa escalera consta de varios elementos como lo son: el peldao, la rampa, el descanso, elarranque, la fundacin, viga de descanso, machones, etc. Sin embargo el elemento fundamental

    que define el paso o suavidad de la escalera es el peldao. Este consta de dos partes, una

    horizontal que se denomina huella y otra parte vertical que se llama contrahuella. En edificios

    normalmente la huella es una medida casi universalmente fija (H=30 cm) as que la pendiente de

    la rampa queda sujeta a la altura de la contrahuella. Esta altura usualmente se toma alrededor de

    17 cm. para obtener una pendiente de 29, ngulo que se puede considerar normal. Cuando unaescalera disminuye su pendiente se hace mas suave pero mas larga, por lo que se requiere mayor

    espacio en planta para su ubicacin. Por el contrario, si se aumenta su pendiente se hace menos

    suave consumiendo menos espacio, sin embargo esta ventaja es limitada por el esfuerzo humanorequerido para ascender la escalera y el peligro de una cada accidental al descender.

    3.66 3.666.34 5.00 5.00 6.34

    691 / 0

    806 / 0 806 / 0

    691 / 0

    6942 / 5072 6942 / 50725621 / 4000

    Qup / Quv

    10.00 10.00 10.00

    1 2 3 4

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    Fig. 6.27 Configuracin de escalera para edificios

    El espacio ocupado por la escalera en el conjunto del edificio se le conoce como caja de la

    escalera, el cual puede disponerse de diferentes formas de acuerdo a la configuracin. Visto enplanta, la abertura o espacio libre entre las rampas recibe el nombre de ojo de la escalera. Todo

    este espacio libre de circulacin puede generar en un momento de incendio lo que se conoce

    como efecto chimenea, esto es, a travs de estas aberturas el humo producto del fuego sube

    invadiendo los pisos superiores lo que puede provocar asfixia en los usuarios de estos pisos. Por

    ello hay que disponer de ciertas reglas de diseo para evitar o disminuir este fenmeno.

    Para disear una escalera luego de realizar la configuracin arquitectnica en cuanto a espacio y

    dimensiones, lo primero que se debe hacer es estudiar la disposicin de los elementos

    estructurales para comprender el comportamiento. Por ello definiendo bien su configuracin, se

    puede establecer si la escalera trabaja en la direccin de su desarrollo, perpendicular a su

    desarrollo, si es autoportante, si es en voladizo, si tiene rampas que soportan a otras rampas, etc.

    A continuacin se describen algunos tipos de escaleras ms usuales:

    Tipos de Escaleras:

    a) Simple, de un solo tramo, sin descansoy trabaja a flexin en direccin de su

    desarrollo.

    Fig. 6.28

    b) Simple, de un solo tramo, condescanso intermedio y trabaja a flexin

    en direccin de su desarrollo.

    Fig. 6.29

    Altura de

    entrepiso

    Huella=H

    Contrahuella=C

    Viga de

    descanso

    Descanso

    Machn dedescanso

    Fundacin de

    La escalera

    Llegada

    Viga de Riostra

    Arranque

    Rampa

    Escaln

    Base de piso

    Viga del prtico

    Pendiente

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    h) Escaleras en voladizo. Trabajan en

    direccin perpendicular a su desarrolloal estar los peldaos empotrados en

    muros rgidos. Pueden ser de peldaoscontinuos donde la zona del concreto a

    compresin es rectangular e inclinada yla carga tendr dos componentes, o de

    peldaos individuales donde los

    escalones son simplemente voladizos.

    i) Escaleras encajonadas. Trabajan endireccin perpendicular a su desarrollo

    cuando los peldaos estn apoyados

    sobre dos muros o vigas rgidas. La

    zona del concreto a compresin estriangular e inclinada y la carga igual al

    caso anterior tendr dos componentes.

    Normas y recomendaciones de diseo: Para escaleras de uso normal recomiendan huellas de 30 cm. y contrahuellas de

    aproximadamente 17 cm.

    En una misma rampa todas las huellas y contrahuellas deben ser de la misma dimensin.

    El nmero mximo de escalones en una rampa debe ser 15 peldaos.

    El ancho mnimo de la rampa es de 1.20 mt.

    El ancho mnimo del descanso debe ser igual o mayor que el de la rampa.

    Se debe evitar en lo posible compensar la escalera colocando escalones en la zona de

    descanso.

    Toda escalera debe estar protegida con barandas en ambos lados de las rampas. Si estaencerrada por paredes, debe colocrsele un pasamanos.

    Toda escalera debe estar ventilada o en su defecto presurizada.

    Se recomienda que las escaleras hacia los stanos sean independientes del rea decirculacin vertical del edificio, esto es con el objeto de evitar falsos escapes de las

    personas en momentos de siniestros.

    6.2.2.- CONSIDERACIONES PARA EL ANLISIS, DETERMINACIN DE CARGAS YDISEO DE ESCALERAS EN EDIFICIOS.En edificio puede tener varios tipos de escaleras como las que se mostraron en los prrafos

    anteriores, sin embargo para los fines de este curso se optar por el diseo de una escalera que

    trabaja en la direccin de su desarrollo como la descrita en la planta ejemplo de la figura 6.3.

    W

    W

    Aceros

    Concreto a

    compresin

    Fig. 6.35

    5.20Fig. 6.36

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    La configuracin aproximada de esta escalera esta descrita en las figuras 4.8 y 4.9. En el plano de

    planta se puede observar que la escalera est constituida por dos rampas continuas con la losanervada generando la siguiente estructura.

    Fig. 6.37 Estructuracin de la escalera de un edificio.

    Como se puede observar la estructura de toda la escalera est conformada por tres tipos derampas. La primera es la rampa o tramo que parte de planta baja T-1, la cual esta constituida por

    una losa simplemente apoyada; la segunda es la rampa T-2, que sube del descanso hasta cualquier

    nivel, est constituida por una losa continua de dos tramos, una parte nervada y un zona maciza

    donde est precisamente la escalera; la tercera es la rampa T-3, que sube de cualquier piso hasta

    el prximo descanso, similar al caso anterior esta constituida por una losa continua de dos tramos.

    Para los efectos de anlisis, la estructura de la escalera se puede idealizar y calcula en proyeccinhorizontal, por lo tanto, si las pendientes son las mismas, las cargas en los tres tipos de escaleras

    ser igual. Debido a esto, para los efectos de clculo, las cargas y la configuracin geomtrica de

    la rampa dos y tres ser la misma, y solo har falta calcular dos tipos de estructura, la primera de

    ellas ser la correspondiente la rampa T-1 y la segunda ser la correspondiente a la T-2 y T-3.

    5.20 0.825 3.00 1.20

    Base de piso

    Fundacin de la escalera

    Vigas de riostra

    Losa nervada

    Descanso

    Machn 15x15

    Vigas de

    prticos

    T-1

    T-2

    T-3

    T-2

    T-2

    T-3

    Planta baja

    Nivel -1

    Nivel (N-1)

    Nivel N e=20cm.

    e=20cm.e=15cm.

    0.159

    0.30

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    Fig. 6.38 Idealizacin de la estructura de la escalera

    Para los efectos de dibujo y de construccin cada una de las tres rampas es diferente, ya que el

    encofrado, corte y doblez de los aceros no son iguales, por lo tanto para elaborar el planoconstructivo de la escalera habr que dibujar tres tipos de rampas.

    Cargas en escaleras de concreto armadoPor lo general y como se puede observar en este ejemplo, un tramo de escalera puede estarcompuesta por tres segmentos de diferentes espesores y pesos. En la figura 6.38, de identificanlos tres tipos de cargas con los tres tipos posibles de espesores, todos ellos dependen

    esencialmente de la luz del tramo. El primer segmento se corresponde con la llegada de la

    escalera al piso, normalmente se usa el mismo espesor de la losa nervada para evitar quiebres

    visibles en la placa; el segundo se corresponde propiamente a la parte inclinada o rampa, y

    aunque su espesor depende de la luz del tramo normalmente se limitan a espesores mayores de

    15 cm.; el ltimo segmento se refiere a la zona del descanso, el cual normalmente se limita a

    espesores mayores de 15 cm. Para el ejemplo a desarrollar se usarn 20, 15 y 20 cm. de espesor

    para la llagada, la rampa y el descanso. Con respecto a la carga variable, usualmente esta es deapreciable magnitud por el tipo de condicin al que puede estar sometido en los momentos de uso

    como va de escape, para este caso se utilizar 500 kg/m2.

    Para el descanso y la llegada se tiene como carga permanente:

    Peso propio de losa maciza de espesor e dado en metros,Pp = e*2400 Kg/m

    2 6.18

    Acabados,Granito artificial 5cm = 100 Kg/m

    2

    Friso en techos = 30 Kg/m2

    Wp = (e*2400+130) Kg/m2 6.19

    WLosa W1 W2W3

    W2W3

    Tramo T-1

    Tramo T-2 y T-3

    A B C

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    Para la rampa la carga permanente es:

    Peso propio de un escaln de un metro de ancho,

    2400*H2

    C

    cos

    ePp

    +

    = Kg 6.20

    Acabados por escaln,Granito artificial 5cm = (H+C)*100 Kg 6.21

    Friso en techos = (H/cos)*30 Kg 6.22

    Dividiendo por H para llevar la carga por metro en proyeccin horizontal

    ( )100

    H

    CH

    cos

    302400

    2

    C

    cos

    eWp

    ++

    +

    +

    = Kg/m

    2 6.23

    Donde,

    )H/C(arctg= 6.24

    Consideraciones de clculo:InerciasPara tomar en cuenta el cambio de seccin en la escalera y el cambio de seccin entre el tramo de

    la escalera y la losa nervada, para el clculo en proyeccin horizontal, se aproximar la inercia de

    la rampa a travs de una inercia ponderada entre los segmentos de secciones rectangulares de la

    escalera.

    Fig. 6.40 Segmentos de la estructura de la escalera.

    Inercia de seccin rectangular,

    12

    e*100I

    3

    ii = 6.25

    Inercia ponderada de la rampa,

    2

    ii

    L

    S*IIp = 6.26

    Inercia de la seccin Te,233

    2

    h

    )th(bot*b

    )th(bo*t*b

    12

    )th(bo

    12

    t*bI

    +

    +

    += 6.27

    S1 S2 S3

    L2L1

    e1

    e2

    e3

    Losa nervada

    Seccin Te Losa maciza

    Seccin rectangular

    b=100

    ei

    b=100

    t

    bo

    h

    Seccin rectangular

    Seccin Te

    H

    C

    e

    e/cos

    Fig. 6.39 Escaln

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    Momentos de empotramientoPara cada carga W pueden calcular losmomentos de empotramiento parciales a

    travs de las siguientes expresiones. Elmomento de empotramiento total ser la

    acumulacin de los momentos deempotramientos parciales.

    Fig. 6.41 Segmentos de cargas

    ( )[ ]b3LSb*a12L12

    S*WME

    22

    2ik += 6.28

    ( )[ ]a3LSb*a12L12

    S*WME

    22

    2ki += 6.29

    Para el clculo de momento mximo positivoUna vez calculados los momentos negativos

    en los extremos de los miembros, se puede

    calcular el momento positivo del tramo de laescalera ubicando el punto donde el corte se

    hace cero y determinar el momento en ese

    punto. Para este procedimiento se puedeutilizar el siguiente diagrama de flujo:

    W

    Sba

    L

    MEik MEki

    W1W2

    W3

    S1 S2 S3

    MI MD

    VI VD

    MIMD

    VI

    VD

    M(+)max

    X

    Fig. 6.42 Diagramas de cortey momento

    i =1

    X=VI/Wi

    X>Si

    MI=MI+VI*Si-Wi*Si2/2

    VI=VI-Wi*Si

    M(+)=MI+VI*X-Wi*X2/2

    i =i+1

    si

    no

    Fin

    Fig. 6.43 Diagrama de flujo para elclculo de momento mximo positivo en

    un tramo de varias cargas

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    EJEMPLO:Siguiendo el diseo del edificio ejemplo, se har el anlisis de la escalera del tramo T-2 y T-3descrita en la figura 6.37.

    Fig. 6.44 Esquema estructural de la escalera para los tramos T-2 y T-3

    Cargas en losa nervada:Espesor e=25 cm. (del captulo cuatro se tiene):

    Wup = 685 Kg/m2

    Wuv = 400 Kg/m2

    Cargas en la escalera:Zona de descanso y llegada

    Wup = (0.20*2400+130)*1.2=732 Kg/m2

    Wuv = 500*1.6=800 Kg/m2

    Zona de la rampa

    cos(arctg(15.9/30))= 0.884

    ( )100

    30

    309.15

    884.0

    302400

    2

    159.0

    884.0

    15.0100

    H

    CH

    cos

    302400

    2

    C

    cos

    eWp

    +++

    +=

    ++

    +

    +

    =

    Wp = 785 Kg/m2

    Wup = 785*1.2 942 Kg/m2

    Wuv = 500*1.6 = 800 Kg/m2

    Fig. 6.45 Esquema estructural y cargas sobre la losa de escalera

    WLosa W1 W2W3

    Tramo T-2 y T-3

    5.20 0.825 3.00 1.275

    5.10

    685/400942/800

    5.20 0.825 3.00 1.275

    5.10

    Wup/Wuv 732/800732/800

    A B C

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    Inercias:

    4

    233

    )NERVADA(25 cm49097

    2

    25

    )525(205*100

    )525(20*5*100

    12

    )525(20

    12

    5*100I =

    +

    +

    +=

    43

    )MACIZA(20 cm66.6666612

    20*100I ==

    43

    )MACIZA(15 cm2812512

    15*100I ==

    I(PONERADA) = (66666.66*0.825+28125*3.00+66666.66*1.275)/5.10 = 43995.1 cm4

    Clculo:

    Fig. 6.46 Clculo manual de la losa de escalera continua

    685942

    5.20

    0.825

    3.001.275

    5.10

    732732

    A B C

    1085942 732732

    10851742 15321532

    6851742 15321532

    ME -1543.5 1543.5 -1961.7 1915.9

    Mup 0 -2631.1 -2631.1 0

    Vup 1275 2287 2725 1638

    Rup 1275 5012 1638

    ME -2444.9 2444.9 -1961.7 1915.9

    Mu 0 -3276.6 -3276.6 0

    Vu 2190.9 3451.1

    Ru 2190.9

    Mu(+) 2212 (2.63)

    ME -2444.9 2444.9 -3695.7 3649.9

    Mu 0 (6.33) -4635.8 -4635.8 (7.31) 0Vu 4184.4 5765.8

    Ru 8870.9

    ME -1543.5 1543.5 -3695.7 3649.9

    Mu 0 -3990.3 -3990.3 0

    Vu 1013.6 2548.4 5031.8 3411.4

    Ru 3411.4

    Mu(+) 749.97 3714.5 (8.42)PI 0 2.24

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    La disposicin de los aceros debe cumplir con los mismos criterios de un armado de una losa. Se

    deben respetar los aceros mnimos, puntos de corte y de inflexin para la colocacin del acero aflexin. Sin embargo en la parte maciza de la escalera y sobre todo la rampa, es conveniente

    armar esta ltima por lo menos una cuarta parte de su longitud. Las longitudes totales de lasbarras con sus dobleces se pueden determinar matemticamente, a travs del uso de un

    escalmetro en un plano elaborado a escala o mediante comandos matemticos de planosdigitalizados. El cruce de las barras en los quiebres de la losa maciza debe garantizar la longitud

    de anclaje de las cabillas, como usualmente estas son barras menores o igual a la #5, el doblez

    comn es entre 30-40cm. Finalmente, a todo lo largo de la losa maciza y perpendicular al acero a

    flexin longitudinal, se debe colocar un acero por retraccin y temperatura utilizando el espesor

    de la rampa.

    Fig. 6.47 Armado de la losa de la escalera continua. Tramo T-2

    La fundacin de la escalera estar constituida por unmuro que garantiza profundidad y una base de 30 cm

    que le proporcione estabilidad a la rampa, generando

    esfuerzos en el terreno menor al esfuerzo permisible.

    Normalmente tendr un ancho en planta igual al

    ancho del escaln ms un borde de 20 cm en ambos

    lados, por un largo igual al ancho de la rampa. Su

    armado se basar en la distribucin del acero por

    temperatura. En el muro se colocara el acero en doscaras mientras que en la base solo en la cara inferior.

    Ast = 0.0018*100*e = 0.0018*100*30= 5.4 cm2/m

    Muro 5.4/2=2.7cm2/m #[email protected]

    Acero a lo largo de la base 5.4 *0.7=3.8cm2 5#3Acero a lo ancho de la base 5.4 *1.25=7.75cm2 10#3

    Fig. 6.48 Fundacin de la escalera

    BA C5.20 5.10

    2#3 x 5.20

    1#3 x120 #[email protected]

    #[email protected]

    #[email protected] #[email protected]

    0.30

    0.30

    PI

    S/4S

    Rep.#[email protected]

    . . .. .

    . . .

    1.25

    0.70

    0.30

    Piso e=10cm

    0.70

    0.20 0.30 0.20

    0.30

    0.10

    5#3

    10#3

    #[email protected]

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    Fig. 6.49 Planta de entrepiso definitiva

    5,20 1,20

    6,1

    0

    5,201,20

    6,4

    0

    6,1

    0

    C B A

    2,0

    0

    2,00

    2,5

    0

    1,20 3,00 0,65

    0,3

    0

    0,2

    0

    0,30

    0,100,80

    0,125

    0,352,20

    0,10

    2,20

    0,15

    0,200,35

    0,3

    5

    0,1

    5

    0,4

    0

    0,35

    0.2

    0

    0.0

    75

    5,0

    0

    0,3

    5

    0.0

    75

    5.9

    0

    1

    2

    3

    4

    V-

    2

    V-3

    V-1

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    6.3.- VIGAS SECUNDARIAS DE ENTREPISO.

    6.3.1.- VIGAS DEL PISO.Una vez calculado todas las losas y la escalera, se proceder con el anlisis y diseo de las vigassecundarias de los pisos. El dimensionamiento en planta es fundamental para poder dibujar el

    plano de distribucin general (ver figura 6.49) ya que la altura puede ser posteriormente

    modificada mientras se calculan los aceros de refuerzo. El orden del anlisis depende del orden

    de apoyo de una viga sobre la otra, esto es, se comienza el anlisis por la viga que no sirve de

    apoyo a otra o que al quitarla no afecte la estabilidad de las dems. Para el caso de la planta del

    edificio que se esta calculando, el orden ser V-1, luego V-2 y de ltimo V-3. En los anexos seincluyen los clculos estticos de losas y viga de descanso.

    Anlisis de la viga V-1Para esta viga se adicionar solo el peso de una tabaquera de 15 cm. doblemente frisada.

    Ppu pared = 230kg/m2*3.25*1.2= 897 kg/mPpu viga= 0.25*0.20*2400*1.2=144 kg/m Wup=897+144=1041 kg/m

    Vumax= 1210kg 2/03.4

    *

    /' cmkg

    dbo

    Vuvu ==

    2cmkg388cf530vuc /.'*.' ==

    vus= vu-vuc

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    Fig. 6.51 Diseo de viga V-2

    Anlisis de la viga V-3Para esta viga se adicionar el peso de una tabaquera de 15 cm. frisada entre la viga V-2

    y el eje C. Adicionalmente se trasmitir la reaccin de la viga V-2 sobre la viga V-3.

    Ppu viga= 0.30*0.40*2400*1.2= 345.6 kg/m (entre eje B y la V-2)

    Ppu pared = 230kg/m2*3.25*1.2=1046 kg/mWup=1046+346=1392kg/m (entre la V-2 y eje

    C)Rup(V-2) = 1808 kg , Ruv(V-2)= 2926-1808=1118 kgVumax= 4406 kgvu=5.6vuc=8.38vus

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    6.3.2.- VIGA DE DESCANSO DE LA ESCALERA.

    Una vez realizado el clculo de la losa de escalera, se proceder con el anlisis y diseo de la viga

    de descanso, que para este caso se puede considerar como un pequeo prtico empotrado en lacolumna C-2 y en el prtico P-CX.

    Ppu viga= 0.15*0.30*2400*1.2=130 kg/m

    Rup(Escalera) = 1638 kg/mWup=1638+130=1768 kg/m

    Ruv(Escalera)=Wuv = 3411-1638=1773 kg/m

    Vumax= 5003 kgvu=17.8vuc= 8.38 vus=17.8-8.38= 9.42

    42cm9,42*15

    4200*0.71*2

    vus'*bo

    fy*2AsS

    #3cal === #3@d/2#[email protected]

    Fig. 6.53 Diseo de viga de descanso de escalera

    C

    B

    2 3

    V-2

    L1

    L2

    V-1

    V-3

    Machn de vigade descanso

    2.501.05

    2.000.30 0.20

    2.00

    2.55

    0.30

    Viga de descanso(15x30)

    Machn(15x15)

    1,75

    C

    B

    2 3

    V-2

    L1

    L2

    V-1

    V-3

    Machn de vigade descanso

    2.501.05

    2.000.30 0.20

    2.00

    2.55

    0.30

    Viga de descanso(15x30)

    Machn(15x15)

    1,75

    2,421,60

    1768/ 1773

    Vu=3269

    Vu=5003

    Mu(+)=1299 k-m

    As=1.43cm2 2#4

    Mu=267Mu=2370

    As=2.70cm2

    2#5

    2#5x3.20

    2#4x3.10

    0.20 0.20

    0.15 0.15