Introducción
El diseño de losas se ejecuta en base a las cargas que llegan a la misma producto de cargas vivas y muertas. Estas cargas generalmente son verticales. Las cargas de viento y sismo suelen ser calculadas en los pórticos directamente.
Muchas veces existe confusión respecto a las cargas a adoptar para el diseño de losas, debido a la diversidad te tabiques que existen, métodos constructivos, diferentes grosores de contrapiso, y diversidad de losas.
En general, las unidades a manejar para la cargas sobre losa será de Peso por metro cuadrado. Por ejemplo [KN/m²] o [Kg/m²]
Peso Propio
Según el tipo de losa que se decida utilizar, se debe calcular el peso propio de la losa para un metro cuadrado.
Losa llena
Su carga por peso propio es la más sencilla de realizar. Se calcula el volumen de la losa y multiplica por el peso específico:
Losa Alivianada en una dirección
Este tipo de losas llenan alivianantes en forma de tiras de poliestireno expandido. Las dimensiones de estas tiras varían de fabricante en fabricante, pero las dimensiones más comunes en [cm] son: 100x40x12; 100x40x15; 100x40x20; 100x40x25.
La manera más sencilla de calcular el peso propio de esta losa es imaginando un metro cuadrado de su superficie como en la figura. El patrón se repite en el siguiente metro cuadrado contiguo. Luego se calcula el volumen de la pieza como si no tuviera alivianantes y finalmente se restan los alivianantes. Por ejemplo:
El peso de los alivianantes suele despreciarse pues no tienen un peso significativo frente al peso propio del hormigón o concreto armado.
Losa llena en 2 Direcciones
Al igual que en losas alivianadas en 1D, una de las maneras más comunes de alivianar este tipo de losas es con casetones de poliestireno expandido de base cuadrada. Las dimensiones más típicas en centímetros de estos casetones son: 40x40x12, 40x40x15, 40x40x20 y 40x40x25.
Notarás que las dimensiones de 40×40 no son arbitrarias. Se adopta esta dimensión para que el patrón de vigueta-casetón se repita cada 50cm o cada 1m. De esta manera si cortamos imaginariamente una losa de 1m x 1m, existirán 4 casetones por metro cuadrado, y serán sencillos de restar de un volúmen de hormigón de 1m*1m*h donde h es la altura total de la losa.
Carga Muerta No Estructural
Además de la carga por el peso propio que debe sostener la losa, se deben cargar a la losa las sobrecargas producto de las divisiones de ambientes y revestimientos. Todos estos revestimientos pueden calcularse a partir de la multiplicación del peso específico del material tendido por el espesor del mismo elemento.
El revestimiento varía entre varios materiales, existiendo madera en parquet, entablonado, cerámica, porcelanato, etc. En este caso se toma el caso más desfavorable de porcelanato de 1cm de espesor, con un peso específico similar al del concreto: 24KN/m³
Por otro lado está el contrapiso. Éste varía entre espesores de 5 a 10 cm. Su función es la de recubrir las instalaciones eléctricas, sanitarias, de gas y de agua potable. Si los tubos a recubrir son de hasta 3/4″, un contrapiso de 5cm suele ser suficiente. Por otro lado el contrapiso cumple la función de nivelación para luego colocar el revestimiento.
El revoque de yeso suele ser la opción más usada para revestir el cielo de las losas (la cara inferior de la losa alivianada o llena). Tiene un peso específico de al rededor de 13KN/m³ y su espesor varía entre 1 y 2cm. Aquí se adopta el promedio.
El muro de ladrillo o tabique que debe soportar la losa no se muestra en el gráfico, y su carga por metro cuadrado de losa es algo más complicado de determinar. Para entender de donde salió el valor de 4.1KN/m² debo redirigirte al artículo: ¿CUÁNTO PESA EL TABIQUE?.
Esta carga de tabique puede disminuir o en cualquier caso variar en función al tipo de ladrillo que se utilce, a la configuración de los ambientes y del material de revestimiento de pared, por lo que debes tener mucho cuidado al aplicar este valor en tus cálculos estructurales. Para conocer el peso promedio de diferentes tipos de ladrillo puedes consultar la tabla CARACTERÍSTICAS DE LADRILLOS.
Carga viva
La carga Viva correspondiente a cargas de uso sobre losas generalmente se obtiene de tablas publicadas por las normas del país en el que radiques. Sin embargo uno de los mejores parámetros de carga se obtiene de la norma ASCE 7-16 que es la norma de cargas Americana por excelencia.
Tengo un artículo con las cargas vivas más utilizadas en el enlace: CARGAS VIVAS SOBRE ESTRUCTURAS
Factorización o Mayoración de cargas
Al cargar la losa para el cálculo de sus esfuerzos y solicitaciones, se debe factorizar o mayorar las cargas. Esta mayoración se aplica para el cálculo en estados límites últimos llevando a los materiales a su límite de resistencia. Las dos combinaciones de carga principales que involucran cargas vivas y cargas muertas sobre losa son las siguientes. Se deben aplicar ambas combinaciones de carga sobre la losa y diseñar con la más desfavorable.
Existen otras combinaciones de carga a aplicar en la estructura, sin embargo no son aplicables a losa a menos que ésta sea losa de techo y esté expuesta a cargas de nieve o viento.
Cálculo estructural
Para el cálculo de acero, dimensiones y resistencias de losas se aplican los conocimientos de los artículos:
- Diagrama de flujo de flexión de losas
- Cómo predimensionar elementos de viga y losa
- Ejemplo 1
- Ejemplo 2
autor: Marcelo Pardo
mucha gracias marcelo, feliz navidad
Un fuerte abrazo navideño victor!! muchas gracias
Buenas dias Marcelo,
Te escribe Victor, tecnologo en construcción, te escribo desde Colombia. Me encuentro muy complacido en estudiar tus apuntes. En este capitulo tengo una duda y es con respecto a las unidades.
Tengo entendido que:
Peso especifico se da en KN/m3;
Volumen= m3
Peso Propio en KN/m2
Al hacer la formula
Peso Propio = Volumen x Peso Especifico es igual a Peso Propio = m3 (volumen) x Kg/m3 (Peso Especifico),
Cancelando las unidades m3 del volumen y m3 del peso esfecifico se cancelarian quedando solamente la unidad KN, que corresponderia al peso propio. Pero no es así, el peso propio queda en KN/m2 no concordando con lo que te estoy proponiendo. Podrias regalarme una aclaración de tu parte. Te lo agradeceria.
Tienes toda la razón Victor. Es un problema más de no haber explicado que el peso luego debe dividirse en una superficie de 1×1 para obtener KN/m2. Lo iré corrigiendo.
Muchas gracias por la correccióN! 🙂