clase n°4

Facultad de Ingeniera

Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamn

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRINCIPALES

Losas armadas

Vigas

Columnas



ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRINCIPALES

Placas o muros

Cimentacin





1. LAS LOSAS DE CONCRETO ARMADO

En las edificaciones de concreto armado y de albailera, el presente

estudio se limita a los casos de losas para techos considerados

diafragmas rgidos.

Las losas de concreto armado se emplean comnmente para los

pisos y techos de los edificios. Desde el punto de vista estructural,

cumplen dos funciones principales:

1) resistir las cargas de gravedad que se apoyan en ellas (peso

propio, piso terminado, peso de tabiques; sobrecarga de personas,

muebles y otros).

2) transmitir las cargas de gravedad y de sismo a los prticos o

muros que la soportan.

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1.1. Las losas macizas de concreto armado:

Las losas macizas estn compuestas de concreto armado en todo

su espesor y extensin y suelen ser de forma rectangular. Sea L la

mayor dimensin (largo), y lc la menor dimensin (ancho).

Cuando las losas macizas estn apoyadas, en vigas peraltadas en

sus cuatro bordes, tienden a trabajar en dos direcciones, siempre y

cuando la relacin Largo (L)/largo (lc) sea menor o igual a 2.



1.2. Las losas aligeradas:

Las losas aligeradas (o aligerados) son losas conformadas por un

sistema de vigas menores paralelas entre s, llamadas viguetas,

separadas por bloquetas huecas de arcilla u otro elemento liviano de

ancho y alto. Las bloquetas no tienen ninguna funcin estructural, son

utilizadas con el fin de lograr superficies planas en el techo. En

realidad, los aligerados son losas nervadas.

Los aligerados peruanos usuales se caracterizan por estar

conformados por viguetas de 0.10 m de ancho, separadas por

bloquetas huecas de arcilla de 0.30 m de ancho y unidas por una losa

superior de 0.05 m de espesor.

Los aligerados mayormente utilizados son los armados en una

direccin con luces libres hasta de 7.50 m. Segn las circunstancias,

se pueden utilizar aligerados armados en dos direcciones.



Los aligerados armados en dos direcciones son utilizados

generalmente en paos aprox. cuadrados con luces superiores a los 6

m. Pueden conseguirse de dos maneras:

1) con la utilizacin de bloquetas de 0.30m x 0.30m, ver pao

derecho del encofrado en la figura 12.1.2 (a)-izquierda

2) con elementos livianos de poliestireno de 0.60m x 0.60m, ver

figura 12.1.2(c).

Los espesores ms utilizados en los aligerados peruanos son de

0.17m, 0.20m y 0.25m. Tambin se pueden encontrar bloquetas para

aligerados de 0.13m y de 0.30m.

Otros elementos que se pueden emplear en lugar de las bloquetas de

arcilla son los bloques huecos de concreto (ms pesados) y los

bloques de poliestireno expandido (ms livianos).



1.3 Losas nervadas:

Las losas nervadas estn conformadas, al igual que las losas aligeradas,

por una serie de viguetas o nervaduras, unidas por una losa en su parte

superior. A diferencia del aligerado, las viguetas estn a la vista, su peralte

es mayor y los espaciamientos entre ellas tambin son mayores. Las losas

nervadas se utilizan en luces grandes, porque resultan ser ms livianas

que las otras losas. Pueden tambin utilizarse en luces cortas, pero

resultan antieconmicas.

Por facilidad constructiva, las nervaduras se prefiere que tengan forma

trapezoidal, con menor ancho en la base inferior, tal como se observa en la

figura 12.1.3 (a), pero tambin pueden hacerse en forma rectangular.



LOS SISTEMAS RESISTENTES DE CONCRETO ARMADO

(PRTICOS, MUROS, SISTEMAS DUALES O MIXTOS)



1. Estructuras de prticos de concreto armado

Los prticos estn conformados por vigas y columnas. Son flexibles

ante la accin de las fuerzas de inercia horizontales generadas por

los movimientos ssmicos. Si son bien diseados y bien construidos

pueden alcanzar gran ductilidad. Ejemplo, la estructura de la figura

9.2.1 (a), tiene dos prticos con columnas de poco peralte en las

fachadas frontal y posterior (direccin X); y tres prticos intermedios

en la direccin de las fachadas laterales (Y).

Los elementos que conforman los sistemas resistentes de prticos,

muros y sistemas duales son las vigas, columnas, muros o placas.

La descripcin de cada uno de estos elementos son tratados a

continuacin.

Las vigas:

Las vigas son generalmente de forma rectangular, peraltadas o chatas.

Las vigas peraltadas son aquellas que tienen su altura o peralte mayor

que el espesor del techo. Las vigas chatas tienen su altura o peralte

coincidente con el espesor de la losa. Para ambos casos, ver figuras

12.2.1 (a) y 12.2.1 (b).

Las vigas peraltadas pueden ser peraltadas hacia abajo, o peraltadas

hacia arriba, o con el peralte compartido hacia arriba y hacia abajo del

techo. En cualquiera de los casos el comportamiento es similar en

cuanto a rigidez y resistencia.





Las columnas

Las columnas de los sistemas aporticados o duales deben ser

capaces de resistir las cargas verticales transmitidas por las

vigas y las fuerzas internas generadas por los movimientos

ssmicos.

Las columnas pueden tener secciones de diferentes formas,

siendo las ms utilizadas, las columnas de secciones

rectangulares, circulares, en L y en T.



2. MUROS O PLACAS

Son paredes de concreto armado que tienen una dimensin (largo)

considerablemente mayor a su ancho por lo que proporcionan gran

rigidez lateral y resistencia en la direccin de su longitud. Resisten

principalmente esfuerzos de corte.

Cuando la edificacin es de pocos pisos puede lograrse una buena

resistencia las deformaciones horizontales utilizando muros de

albailera denominados muros portantes

En un sistema dual, los muros o placas son los que absorben la mayor

fuerza ssmica, comparativamente a los prticos. Por este motivo, es

conveniente que la ubicacin de las placas sea simtrica, para evitar

que en las columnas y las vigas se incrementen los esfuerzos.

La limitacin en los desplazamientos laterales en una edificacin es

importante, porque evita efectos perjudiciales en las edificaciones

sometidas a fuerzas ssmicas. Entre los efectos perjudiciales estn:

pnico en los ocupantes, choques entre edificaciones vecinas, daos

en elementos no estructurales, fallas por excentricidad de las cargas

verticales, entre otras.

En un sistema dual, los muros o placas son los que absorben la mayor

fuerza ssmica, comparativamente a los prticos. Por este motivo, es

conveniente que la ubicacin de las placas sea simtrica, para evitar

que en las columnas y las vigas se incrementen los esfuerzos.



SISTEMAS RESISTENTES DE MUROS PORTANTES DE ALBAILERA

Los muros portantes de albailera son elementos estructurales capaces

de resistir cargas verticales y horizontales. Se caracterizan porque adems

de cumplir su funcin estructural, tambin sirven de elementos de cierre y

separadores de ambiente. El muro de albailera, est conformado por

hiladas de ladrillos o bloques, asentados con mortero y amarradas entre s.



Los muros de albailera de acuerdo a la distribucin del refuerzo se

clasifican en albailera no reforzada y albailera reforzada o estructural.

La albailera no reforzada o albailera simple es aquella que no tiene

refuerzo, o tenindolo, no cumple con las condiciones mnimas de la NTE-

070.

Este tipo de albailera no ser tratado en esta seccin, porque no cuenta

con la ductilidad requerida por las acciones ssmicas.

La albailera reforzada o albailera estructural, de acuerdo a como se

dispone el refuerzo, se clasifica en albailera confinada y albailera

armada.

Muros portantes de albailera confinada

La albailera confinada, est constituida por muros de ladrillos slidos,

enmarcados en sus cuatro lados por columnas y vigas de concreto

armado, figura 12.3.1-vista 1. Para los muros ubicados en el primer

piso, la cimentacin de concreto constituye el elemento de

confinamiento horizontal inferior. Las columnas, las vigas y/o

cimentacin que enmarcan un muro pueden comportarse como

elementos de arriostre y de confinamiento vertical y horizontal.



Existe diferencia entre arriostre y confinamiento. El arriostre cumple la

funcin de dar estabilidad y resistencia a los muros sometidos a las

cargas ssmicas perpendiculares a su plano.

El confinamiento, tiene la funcin de dar ductilidad a un muro portante,

sometido a las cargas ssmicas en la direccin de la longitud del muro.

Albailera armada

Las unidades en la albailera armada son bloques con alvolos. Dentro

de los alvolos se coloca las barras de acero vertical distribuido; adems,

en las hiladas se debe colocar barras de acero horizontal distribuido.

Todo el sistema se integra con concreto lquido, figura 12.3.2.

Los bloques ms utilizados en nuestro medio, para la albailera armada,

son el silco calcreo y los de concreto vibrado. La norma considera

tambin los bloques de arcilla, figura 12.3.2.

Los arriostres horizontales estn conformados por las losas de los techos

y el primer piso; y los arriostres verticales estn conformados por los

muros transversales.

Los arriostres, contribuyen en la estabilidad y resistencia de los muros de

albailera armada.

La ductilidad de este tipo de albailera se logra a travs de los refuerzos

de acero horizontal y vertical.



Comparacin de las ventajas y desventajas de cada uno de los

tipos de albailera

Haciendo un anlisis comparativo con la albailera armada, se

exponen a continuacin las ventajas y desventajas de la albailera

confinada con respecto a la albailera armada.

Ventajas

- Es ms econmica que la albailera armada.

- Es ms fcil de construir y hay disponibilidad de mano de obra

calificada.



- Es ms factible alcanzar precisin en la colocacin del refuerzo, en el

asentado de los muros, en el encofrado de los elementos de

confinamiento y en el vaciado de concreto.

- El porcentaje de acero que se emplea es menor que el de la albailera

armada.

- Se trabaja con concreto normal, que es ms econmico que el

concreto fluido que se utiliza en la albailera armada.

- Se puede utilizar concreto ciclpeo en la cimentacin, cuando el

terreno es de buena calidad.





- Las columnas de confinamiento, colocadas en los extremos de los

paos pueden resistir adecuadamente los esfuerzos de

flexocompresin.

- Es factible obtener buenos acabados caravista.

- Es factible obtener buena transferencia de esfuerzos entre techo y

muro; y entre muro y cimentacin.

Desventajas

- Se deben encofrar los elementos de confinamiento.

- Hay mayor dificultad para colocar los conductos de las

instalaciones elctricas.

En conclusin, en el Per resulta ms conveniente la albailera

confinada sobre la armada.

3. Estructuras duales o mixtas

Son sistemas resistentes compuestos por prticos de concreto

armado y muros de concreto armado o de albailera. Con esta

combinacin se logra niveles adecuados de rigidez y de

ductilidad.



La figura 9.2.1(a) muestra un sistema combinado de prticos y

muros de albailera en la direccin de las fachadas laterales (Y).

Sub estructura o cimentacin

La cimentacin tiene como funcin transmitir directamente las cargas

de la superestructura hacia el terreno de fundacin o suelo firme de tal

forma que este ltimo no sea sobrecargado ni que sufra

asentamientos mayores a los permitidos por el anlisis estructural, por

lo que se debe tener el valor adecuado de la resistencia del terreno.

Tipos.

Zapatas aisladas: son las que transmiten la carga de una sola

columna

Zapatas combinadas: las que soportan la carga de ms de una

columna

Zapatas conectadas: son las zapatas que estn unidas mediante una

viga de cimentacin.



Losas de cimentacin: llamadas tambin plateas de cimentacin

son cimentaciones que abarcan toda el rea ocupada por la

estructura en el terreno de fundacin.

Cimentaciones con pilotes: se utiliza esta tcnica cuando se va

a cimentar a grandes profundidades debido a que el material firme

se encuentra muy por debajo del nivel de terreno, as mismo para

cimentar debajo del agua o en zonas donde la estabilidad del

terreno no es adecuada o segura.



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