REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA I. U. P. “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN MATURÍN ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
Profesora: ANTONIO AMUNDARAY Bachiller: Luis Daniel Meza C.I.16.938.712
Maturín, febrero de 2013
INTRODUCCION
El
presente
investigación
trabajo y
tiene
análisis
como
acerca
finalidad
del
concepto,
hacer
una
breve
características,
materiales, propiedades, usos, limitaciones y beneficios de una losa flotante o losas de cimentación la cual es de una forma fácil y un poco más económica de solventar problemas constructivos en suelos con poca capacidad portante y que no se pueden utilizar cimientos convencionales como las zapatas y pilotes. También en este se hace referencia al uso de las estructuras que estas losas de piso flotantes van a soportar en cuanto no se abuse del peso y exigencia que el suelo es capaz de soportar.
Losas flotantes
Estas losas flotantes, también conocidas como Cimentaciones por Placa
o
Plateas
de
Fundación,
son
aquellas
Cimentaciones
Superficiales que se disponen en plataforma, la cual tiene por objeto transmitir las cargas del edificio al terreno distribuyendo los esfuerzos uniformemente. Estas losas llevan una armadura principal en la parte superior para contrarrestar la contrapresión del terreno y el empuje del agua subterránea, y una armadura inferior, debajo de las paredes portantes y pilares, para excluir en lo posible la producción de flechas desiguales Cuando se tiene que construir una casa o edificio son muchos los sistemas estructurales que se pueden utilizar para concretar la obra, pero para ello principalmente es conveniente conocer acerca de alternativas para que los requerimientos funcionales resulten realmente
eficientes.
Y
por
cierto,
existe
una
variedad
de
cimientos disponibles y materiales para realizar pisos, pero si tenemos que hablar de la losa flotante, debemos considerar que se trata de elementos mencionados de esa manera porque se colocan sobre la superficie que cubre al cimiento pero no están conectados entre
sí.
Esto
generalmente
se
da
porque
en
el
caso
de
la
construcción de suelos es importante tener en cuenta una técnica específica en la que no se utilizar accesorios para clavar ni pegar a la superficie el material elegido, sino que las partes se adhieren formando una carpeta
En que podemos utilizar losas flotantes
Cuando es necesario construir estructuras muy sensibles a asentamientos en terrenos pobres puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. La fundación debe hacerse de dimensiones tales que el peso del volumen de tierra removida sea similar a la carga producto del peso de la estructura. En esta forma las condiciones de carga en la superficie del terreno de fundación no han sido
teóricamente modificadas por la construcción, de modo que será razonable suponer que los asentamientos serán bajos o nulos. Estas losas pueden ser utilizadas cuando tanques subterráneos, edificaciones con subterráneos, entre otras.
se van a construir sótanos o tanques
Además, las losas flotantes se pueden utilizar para diferentes aplicaciones pero uno de sus usos más importantes son los cimientos de terrenos sensibles, ya que se recurre a la losa flotante debido a su sistema de estructuración que se caracteriza por ser altamente resistente, duraderos y sobretodo apto para distintos soportes. Aunque en cuestiones de construcción, también se pueden usar preferentemente para la estructuración de entrepisos y azoteas, como parte del soporte que directamente debe soportar la transmisión de las cargas que llevan a cabo otros elementos estructurales como sucede con las vigas, muros, tabiques y columnas.
¿Es recomendable usar losas flotantes en suelos con freático alto?
un nivel
No debido a que puede causar problemas a las construcciones vecinas en vista de que durante la excavación se debe mantener un constante bombeo del agua que emerge en el cual pueden suceder serios problemas de asentamientos, luego tanto el suelo como las paredes de la excavación deben ser impermeabilizados. Es por ello que el uso de losas flotantes solo se recomienda en suelos secos o con un nivel freático bastante profundo.
Espesores Mínimos La cimentación en losa debe tener un canto mínimo de 30 cm. sobre base de concreto pobre o de limpieza. Aunque habitualmente las losas tienen unos cantos que van desde 50 a 120 cm, según el tipo de edificio que soportan. Las Cimentaciones por Losa actúan a través de una superficie de apoyo contínua que iguala las presiones y forma un arriostramiento en todos los puntos de apoyo.
Estructura de una losa flotante
Estas cimentaciones se construyen en concreto armado preparado para reducir los posibles asientos. Esta estructura responde en forma óptima en suelos con estratos sensiblemente homogéneos y cuando el edificio reparte los esfuerzos sobre la losa con una retícula que guarda simetría geométrica. También se opta por ella cuando se quiere construir un sótano en seco en una obra asentada sobre una capa freática (excavación en forma de cubeta). Esta alternativa se da a través de la disposición en plataforma o tablero de cimentación que transmite las cargas del edificio al terreno mediante una superficie igual o superior a la de la obra. Puede conseguirse máxima rigidez con poco consumo de material procediendo tal y como es frecuente en los forjados de piezas huecas: envolviendo en concreto un sistema de piezas huecas o de relleno
Peso máximo de una losa flotante En el cálculo de una losa flotante se basa en una propiedad llamada flotación en la cual se toma en cuenta el volumen de excavación en la cual se construirá, por lo cual el peso de la losa flotante con el peso de la superestructura no debe exeder el peso del volumen de tierra que se retiro. Esto se debe a que es este el peso que puede fácilmente el suelo en el cual estamos construyendo.
Acero a usar en una losa flotante En el cálculo de una losa flotante la cantidad de acero dependen del diseño y la exigencia del propósito para el cual será construida, cabe destacar que es recomendable que la resistencia de este sea de Fy´ 4200 Kg/cm2
¿Por qué usarlas? Asimismo,
es
importante
considerar
que
las
losas
flotantes
comprenden una ventaja principal aislante. Ya que sus diseños de fabricación brindan una solución sumamente efectiva y duradera en
cuanto a aislamiento térmico y acústico contra la transmisión de vibraciones y otros sonidos pesados. También, es importante considerar que con el empleo de las losas flotantes, se puede lograr que se reduzcan los tiempos de obra, una gran rapidez en la colocación de los complementos y sobretodo un ahorro en cuanto a gastos en mano de obra. De todas maneras, a la hora de su instalación en los pisos, a las losas flotantes es indispensable que se las complementen con materiales y elementos muy resistentes como las varillas de acero reforzadas o con el acoplamiento de alambres como una especie de red, ya que estos dos materiales como lo son el alambre y el acero cumplen una función fundamental
de
impedir
que
la
superficie
se
agriete
y
con
el
transcurso del movimiento se rompa ocasionando como consecuencia otros problemas estructurales. En este caso particular, se debe tener en cuenta que si se llegará a producir un agrietamiento de la fundación construida con las losas flotantes, es posible que consecuentemente se originen daños graves en lo que respecta a las paredes y el techo de dicho lugar que por lo general tienden a desprender su mampostería. De todas formas,
es
importante
destacar
que
la
función
de
las
losas
flotantes garantiza una eficiente incorporación de otros elementos que habitualmente forman parte de las construcciones, e incluso beneficia
notablemente
el
aislamiento,
su
alta
resistencia,
durabilidad y seguridad absoluta. También, hay que contar con que el procedimiento de montaje, en el caso de los pisos, se puede llevar
a
cabo
de
manera
rápida
y
sencilla,
lo
cual
facilita
enormemente los procedimientos con los que se debe realizar la implementación teniendo
en
respecto
cuenta
el
a
la
ahorro
obra
convencional
económico
que
esto
y
sobretodo
implica.
De
cualquier modo, si es que existen dudas acerca de este tipo de elementos constructivos es conveniente acercarse a un profesional para buscar asesoramiento adecuado respecto a estos temas.
Flexo-compresión Las columnas que son parte de una estructura de acero, soportan en la mayoría de las veces, momentos flexionantes, además de sus cargas usuales de compresión. El montaje de los elementos estructurales es impreciso, porque las cargas axiales no se encuentran exactamente sobre las columnas, esto debido a que los elementos estructurales no permanecen estacionarias, en adición a la carga axial, deben soportar cargas laterales y transmitir momentos entre sus extremos quedando sometidos a esfuerzos combinados debidos a carga axial y a momentos. Para estructuras aporticadas, donde la columna es parte del pórtico la solución ideal e analizar toda la estructura, pero se analiza según el método tradicional que consiste en aislar el miembro individual como base para el diseño. Un elemento estructural para carga que induce tanto flexión como compresión axial, debe tener en cuenta no solamente los esfuerzos primarios debidos a la carga combinada sino también los efectos secundarios denominados efectos P-delta, que son el resultado de : 1) Incremento de los momentos de flexión ocasionados por el pandeo del elemento de la carga de compresión axial con respecto al eje neutro. 2) Los momentos secundarios producidos en un elemento en un pórtico rígido debido al desplazamiento lateral del pórtico que crea una excentricidad carga de compresión axial con respecto al eje neutro. Ejemplo Diseñar una columna cuadrada de concreto armado de 50 cm x 50 cm, que debe resistir una carga axial última Pu de 178 T, un momento flector último Muy (en la dirección del eje x, y alrededor del eje y) de 37 T-m y un momento flector último Mux (en la dirección del eje y, y alrededor del eje x) de 22 T-m. La resistencia del hormigón f’c es 280 Kg/cm2; el esfuerzo de fluencia del acero Fy es 4200 Kg/cm2 Distribucion tentativa del acero Se calcula el factor de dimensión del núcleo de la columna: g = 38 / 50 = 0.76 @ 0.80 El momento flector resultante se obtiene sumando vectorialmente
los momentos flectores en la dirección de los ejes coordenados principales ortogonales. Se calcula el ángulo que forma el momento flector último resultante con relación al eje x: Tg (a ) = Mux / Muy = 22 T-m / 37 T-m = 0.595 a = 30.74° Con la carga axial última y el momento flector último resultante se determinan los coeficientes de entrada a las curvas de interacción adimensionales. Se escoge el gráfico # 7 de los Diagramas de Interacción de Columnas Rectangulares y el correspondiente gráfico # 7 de los Diagramas de Interacción de Columnas Rectangulares con Flexión Diagonal, los que están definidos por f’c = 280 Kg/cm2, Fy = 4200 Kg/cm2, g = 0.80, y 20 varillas distribuidas uniformemente en sus cuatro caras. En el diagrama de interacción a 0° se obtiene una cuantía de armado r t = 0.0175 En el diagrama de interacción diagonal a 45° se obtiene una cuantía de armado r t = 0.025 Es importante notar, que en esta columna cuadrada, el armado requerido a 45° es superior en un 43% al armado requerido a 0° . Interpolando linealmente entre 0° y 45° , para 30.74° , se tiene: r t es mayor a la cuantía mínima en columnas (r mín = 0.01), e inferior a la cuantía máxima en zonas sísmicas (r máx = 0.06). Además la cuantía de armado cumple criterios de economía. La sección transversal de acero requerida es: As = r t . Ag = r t . b . t = 0.0226 (50 cm) (50 cm) = 56.50 cm2 La distribución escogida inicialmente determina que se requerirán 12 varillas de hierro esquineras de 20 mm y 8 varillas centrales de 18 mm de diámetro, lo que proporciona 58.00 cm2 de sección transversal de acero. Para mejorar la capacidad resistente de las columnas a flexocompresión biaxial, es preferible colocar los hierros de mayor diámetro en las esquinas. Las investigaciones han demostrado que los gráficos de flexocompresión diagonal dan los mejores resultados para columnas cuadradas, y proporcionan resultados aceptables, en columnas rectangulares cuya relación lado mayor / lado menor no supere 2, reajustando el ángulo respectivo en función de la posición de los vértices de las columnas; reajustando el factor de tamaño del
núcleo g; y tomando en consideración la geometría y la capacidad resistente en las dos direcciones ortogonales principales.
CONCLUSION
ingeniería como profesión: El área técnica y la administrativa son los dos grandes sistemas dentro del ámbito de trabajo del ingeniero civil. En la primera se desarrolla mediante la ejecución del análisis y diseño de diversos proyectos de ingeniería, mientras que en la segunda desempeña funciones generales de planeación, control, organización y dirección de proyectos y empresas del ramo. Los proyectos mencionados giran usualmente alrededor de los subsistemas de estructuras, ambiental, transporte, geotecnia, construcción e hidráulica. La relacion que existe entre la hingieneria civil y la sociedad no es mas que. la necesidad y el desarrollo,ya que los humanos en busca de un cambio empezaron a ingeniarse articulos para su vida cotidiana, usando algunos principios de la ingeniería para satisfacer sus necesidades como conseguir sus alimentos, pieles, construir casas y armas de defensa como hachas, puntas de lanzas , martillos y otros. Todo para lograr cambios y comodidades, que ayudaran con su desarrollo. En este caso como lo es el estudio de una losa flotante es donde se refleja la pericia y la actitud de un ingeniero civil en cuanto a la optimización tanto finaciera como en el desempeño de la obra a travez de técnicas que si bien se somenten a los conocimientos adquiridos son fáciles y eficientes pero que deben realizarse con suficiente cautela.
