Concepcion Estructural de Losas Nervadas o Aligeradas

Losa aligerada

En el día a día del trabajo nos topamos con diferentes sistemas o tecnologías de Losas Nervadas o Aligeradas, hoy día muy común. Sin embargo cuando conversamos con ingenieros civiles y hasta con estructuralista notamos que existe una mala conceptualización respecto a estas losas, incluso sobre el material que se coloca como relleno o molde entre nervios.

Una losa, como una viga, en su sección transversal tiene un eje neutro (E.N), que es una  línea imaginaria que divide la sección en una  parte donde solo existen esfuerzos de tracción y otra parte donde solo existen esfuerzos de compresión.  Mientras la losa esta siendo sometida a cargas los valores de Compresion y Traccion van aumentando hasta un limite. Eso implica que el brazo jd entre las fuerzas C y T aumentara con el aumento del momento flexor hasta un limite.

Vista tridimensional de bloques de compresion y traccion
Seccion transversal con E.N. imaginario
Viga simplemente apoyada cargada

Si tenemos una viga simplemente apoyada con carga vertical a medida que esa carga aumenta la parte debajo de la viga se flexo traicionándose sus fibras inferiores. A medida que sigue aumentando la carga, la curvatura aumenta y aumenta la tracción en las fibras inferiores.  Esto implica que el bloque de compresion arriba, que se  inicio de forma triangular, se va convertir en un trapecio o parabola que simplificaremos con un rectangulo equivalente.  Lo contrario sucede arriba o fibras superiores. Esa se comprime al tiempo que la de abajo se tracciona.

Acero en el area de Traccion o Area fisurada

Si esa misma viga en vez de simplemente apoyada fuera en voladizo, ocurre  lo contrario: La parte de arriba se tracción y la de abajo se comprime.

Acero superior (en el lugar de la Traccion)

 

La implicación de todo lo anterior es lo siguiente: Como el hormigón armado es un material compuesto, lo que se hace es colocar el acero donde se generan las tracciones y donde se genera compresión, no se coloca.

En el caso de la viga simplemente apoyada las tracciones se originaran abajo y en la de vuelo será arriba. Por eso el acero estará abajo en la primera y arriba en la segunda.

Como las tensiones de tracción serán soportadas solo por acero, podemos eliminar el concreto en esa zona y solo dejamos un poco de concreto para darle recubrimiento al acero, que por trabajar  por adherencia necesita el concreto para de esa adherencia trasmitir las tracciones. Esos nervios podemos colocarlos a conveniencia a 0.40, 0.50, 0.60, 1.00 m, no importa.

Seccion macizada

En los vuelos rige lo mismo pero  al revés, como dijimos anteriormente.

Ahora, como decidir o cuando decidir si usamos una losa plana o aligerada?. Normalmente usamos losas planas hasta 16 cm porque su peso es muy grande, pero nada nos detiene de tener una losa, P. Ej. De 14 cm nervada. Lo importante es que arriba haya una pequeña losa de 4 o 5 cm que es la que recibirá al piso.

Otro factor importante es el esfuerzo cortante o   punzonado que se presentara con mayor intensidad cerca de muros o vigas y en ese caso podemos tomar 2 caminos:

1.-Absorbemos el cortante con estribos en los nervios cerca de los apoyos (Muros o Vigas).

2.-Eliminamos los huecos en esos lugares cercanos a los apoyos y hacemos la losa plana o maciza.

La magnitud del cortante dependerá del tamaño de la losa y las cargas que de ser mayores necesitaran mayor espesor.

Si tomamos una losa de 14 cm plana esa losa la podremos fácilmente usar para llenar espacios con cargas promedio (hasta 1 Ton/m2) de hasta 6.00 m x 6.00 m.

Si tomásemos una losa aligerada para llenar el mismo espacio tomamos el mismo espesor dejando digamos 5 cm arriba, por lo que los nervios tendrán 14-5 = 9 cm debajo del nervio. O podemos escoger un nervio de 4  cm y el nervio de 10 cm debajo de la losa.

El ancho del nervio lo elegiremos entre 10 y 15 cm y el ancho entre nervios a conveniencia.

El espacio entre nervios puede quedar hueco, pero por la dificultad de sacarlo se deja el poli estireno, cajas de madera, blocks, etc.

Lo que debe quedar claro es que ese espacio no es estructural.

Siempre las área arriba y debajo del E.N estarán en equilibrio por lo que:

Compresión = Tracción

C = T

0.85.f’c.a.b =  As.fs

Como a es la profundidad del bloque de compresión y esta profundidad depende de la distancia del E.N. hasta el extremo de la fibra en compresión, c, a=0.85.c, como la distancia c al E.N. va cambiando según el bloque de compresion cambia.

Como debe mantenerse el equilibrio, según vaya cambiando c, cambiara a y según cambie a cambiara el esfuerzo en el acero fs hasta llegar a fy (fs es el valor desde 0 hasta fy, que es el rango elastico).

Todo lo anterior lo podemos realizar en un vuelo pero al revés. Lo que va debajo (El acero) en la viga simplemente apoyada va arriba en el vuelo y viceversa. Ya eso lo explicamos. Esperamos que esto esclarezca conceptos, porque en nuestro país vemos que los vuelos los hacen con el acero del nervio abajo.

Ingeniero Civil con Master en Tecnología y Organización de la Construcción, Master en Control de la Calidad de la Producción Industrial y Master en Ingeniería Estructural Sismo-Resistente. República Dominicana

Comments (18)

  • Reply Manuel Silverio - 7 septiembre, 2011

    Muy bueno el aporte

  • Reply Yuri Villavicencio-Fdez - 7 septiembre, 2011

    Muy ilustrativo

  • Reply Marvin R - 8 septiembre, 2011

    Muy bueno. Agradeceria si se pudiara colocar la opcion de descarga, para poder apreciar con mayor detalle los diagramas.
    Gracias

  • Reply Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 8 septiembre, 2011

    En realidad las graficas no tienen buena resolucion de origen,o sea que aunqe se ampliasen no se verian bien. Si existe una opcion de descarga en el Blog me informan, porque de otra manera seria enviarlo por corrreo pero en Word y solo tengo en word el texto,porque las imagenes las pego en el editor.

    • Reply Marvin R - 8 septiembre, 2011

      Gracias por el aporte, lastima por lo de las imagenes y diagramas, pero muy informativo el post.

  • Reply anibal calderon - 8 septiembre, 2011

    aporte muy interesante, dado a que aclara algunas dudas que se puedan presenter en este tema de mucha importancia en la ingenieria civil.

  • Reply Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 8 septiembre, 2011

    Una anecdota respecto a este tema: Estabamos realizando la Maestria en Ingenieria Estructural y Sismorresistente. Dos de los alumnos eran dos empleados de la Oficina Nacional de Tramitacion de Planos, en el area Estructural.
    Uno de ellos dijo un dia en clases:
    -Para que ustedes vean que cualquiera hace un disparate, nada mas ni nada menos que
    el Ing. XXX (Uno de los mas reconocidos en el Pais)entrego un proyecto con losas aligeradas pero “le puso el acero al reves y le llamamos la atencion para que lo corrigiera”.
    En realidad el acero no estaba al reves sino, que era un voladizo y por eso estaba arriba, lo cual le explicamos. Me parece que no le agrado la observacion por su cara.

    La consecuencia de eso es que veamos muchas torres con las aligeradas con el acero abajo en los vuelos.
    Esta personas son las que revisan, corrigen y aprueban la parte estructural de los proyectos en el pais.

    • Reply Marvin R - 8 septiembre, 2011

      Cosas que pasan, por ello debemos tener el cuidado necesario de no mecanizarnos.

  • Reply Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 8 septiembre, 2011

    Si, es mecanizarnos. Pero cuando somos estudiando nos preocupamos mas por obtener el Titulo que saber o comprender. Ademas que los libros se escriben en un lenguaje apartado del estudiante. Lo que sale es un Profesional divorciado del razonamiento, que no piensa..

  • Reply Geraldo Pineda - 9 septiembre, 2011

    Muy buen aporte

  • Reply Julio Calvo - 10 septiembre, 2011

    Soy nuevo en estos foros de Ingeniería pero he podido ver que hay muchas personas bien preparadas en este lugar y tengo una duda que tal vez el Ing. Cabrera me pueda aclarar: Que parámetros debo tener en cuenta al decidir si utilizo una losa aligerada con viguetas pretensadas o una losa nervurada?

  • Reply Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 10 septiembre, 2011

    Perdona Julio que salgo los Sabados a la 1:20 P.M hacia la Universidad a impartir un Diplomado y regrese hace un ratito. La razon es economica y tencologica. Cuanto cuesta cada cual y si dispongo de la tecnologia y facilidades.

  • Reply Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 11 septiembre, 2011

    Y, se me quedo anoche, las opciones las tomo cuando las otras no me sirven. Si en el caso que mencionas de losa aligerada pretensada Vs. losa aligerada (nervurada) simple, si la simple me funciona para la luz deseada, escojo la simple por ser mas economica. En caso contrario me voy al pretensado. Para solucionar las edificaciones siempre partimos de lo mas simple y si no funciona vamos a lo mas complejo, pero siempre la solucion deber ser lo mas economica posible y siempre debera buscarse una solucion o replantear la arquitectura si los propietarios no pueden costear el cambio.

  • Reply Manuel Guevara - 11 noviembre, 2015

    Muchas gracias por el aporte

    Saludos
    MAG Ecuador

  • Reply Juan Carlos torrico - 5 junio, 2016

    En el caso de viguetas prefabricadas con espacios de plástoformo como mejorar la losa en el medio del mismo si conocemos que la mayor deformación por fecha esta en esa franja central es posible reducir los espacios no estructurales en luces grandes se nota que hay mayor flexión al medio

  • Reply Adriana - 7 diciembre, 2018

    Muchas gracias por el aporte, me aclaro varias dudas, no encontré un texto que lo explique tan bien. Saludos desde Argentina

  • Reply Roberto - 2 septiembre, 2019

    Pregunta: a la hora de modelar estas losas aligeradas, se pueden considerar como diafragmas rígidos?? a priori y en rigor pareciera q no lo son puesto que su comportamiento es distinto según la dirección que se analice (entre otras cuestiones). Entonces: ¿si no son diafragmas rígidos como se las modela??

  • Reply Riomar Barba Guasde - 13 septiembre, 2019

    Bueno para el nivel de técnicas desarrolladas es necesario publicar algo más preparado con diseño asistido por computadora o sea espero poder aportar en algo

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