GENERALIDADES
TIPOS DE LOSAS
PASOS A SEGUIR EN EL ANÁLISIS, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA LOSA
FUNDAMENTOS TEÓRICOS CONSIDERADOS DURANTE EL DISEÑO Y CÁLCULO DE LOSAS
CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL TIPO DE LOSA
DETERMINACIÓN DE LA DIRECCIÓN DEL ARMADO
PREDIMENSIONADO
ANÁLISIS DE CARGAS
RESOLUCIÓN DE LOSAS
DETALLADO DEL ACERO DE REFUERZO
PROCESO CONSTRUCTIVO DE LOSA DE CONCRETO ARMADO
MULTIMEDIA


CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL TIPO DE LOSA
 

Dada la gran variedad existente en cuanto a tipos de losas que se pueden utilizar en una edificación, hay una serie de aspectos que el Ingeniero Proyectista debe considerar antes de tomar una decisión.

En primer lugar debemos tomar en cuenta aspectos del tipo estructural como lo son la capacidad resistente que debe tener la losa, las luces de cálculo que se tienen, los usos y la importancia de la edificación, la necesidad de soportar cargas dinámicas, la existencia de cargas concentradas, etc. Siempre debe prevalecer la seguridad estructural antes que cualquier otro aspecto al momento de la toma de decisiones, es por ello que se debe evaluar en detalle cual es la opción que mejor se adecua al proyecto.

En segundo lugar se deben evaluar los aspectos constructivos entre los que se puede mencionar como el más importante el tiempo de ejecución requerido para la obra, ya que de esto va a depender los tiempos que se necesitan para encofrado y desencofrado, apuntalamiento de los elementos, la utilización de elementos vaciados en sitio o prefabricados, etcétera.

Por último, aunque no menos importante, debemos considerar el factor económico, ya que en gran parte de los Proyectos Estructurales éste es un factor limitante en cuanto a la toma de decisiones. Aquí influye la disponibilidad de los materiales, maquinaria y mano de obra capacitada para realizar los trabajos de la obra, los precios de los mismos, así como también los aspectos constructivos mencionados anteriormente inciden de forma directa en el presupuesto del proyecto.

En la construcción moderna para todos los materiales se han desarrollado procedimientos que logran el trabajo integral de los diferentes elementos. Esto se obtiene de manera natural en estructuras de concreto armado fabricadas en sitio en las que la corrugación del refuerzo de acero permite una adherencia entre los dos materiales que hace que trabajen en conjunto. Mientras que en otras estructuras se requieren elementos de conexión con capacidad de transmitir esfuerzos cortantes horizontales. El ahorro sustancial en las dimensiones de las vigas, justifica ampliamente el costo de los dispositivos de conexión.


Figura 1 _ Conectores de corte y cabillas estriadas.

En estos sistemas conviene que el espesor de la placa sea el mínimo necesario por requisitos constructivos, de aislamiento o de resistencia al impacto. La retícula de vigas inmediatamente inferior debe tener la separación máxima con la que la placa de piso funciona adecuadamente desde el punto de vista estructural; si esto permite hacer coincidir las vigas con la posición prevista para los apoyos, no son necesarias retículas adicionales. El arreglo de vigas debe hacer mínimo el espesor necesario de losa y además debe procurar una estandarización de elementos para fines de economía y sencillez de construcción. Cuando la distribución de apoyos es regular, los arreglos de vigas son claros y sencillos; para distribuciones de los apoyos o formas de planta irregulares, el arreglo de vigas puede resultar más complejo. Es por ello que la estructuración del edificio es un paso de gran importancia y va a ser determinante en las decisiones que se tomen en adelante.


Figura 2 _ Vista de Losa con láminas corrugadas de acero (Losacero)

En algunos sistemas de construcción se forman retículas de vigas con separaciones muy pequeñas, de manera que el funcionamiento del sistema de piso es equivalente al de una placa cuyo espesor se determina de manera que tenga el momento de inercia de un ancho unitario de la retícula de vigas y losa. Esta idealización es aceptable cuando la separación de vigas (llamadas en este caso nervaduras o nervios) no excede de una octava parte del claro. Aunque generalmente se trabaja con una separación de cincuenta a setenta centímetros entre nervios.

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En general, el concreto reforzado es el material más empleado en la construcción de losas por su costo relativamente bajo y por otras propiedades favorables del tipo estructural. La madera contrachapada se emplea sólo para claros pequeños en algunos países; en Venezuela se utiliza únicamente en proyectos  con requerimientos arquitectónicos especiales. El acero tiene la ventaja de su alta resistencia en tracción, pero, excepto en claros muy pequeños, el espesor que se requiere por rigidez es muy superior al necesario por resistencia, de manera que su empleo en placas macizas se limita a pequeños claros. Para obviar esta desventaja conviene que la placa de acero tenga formas que proporcionan alta rigidez con poco espesor, tales como la placa nervada o la rejilla.

Para placas en una dirección, la lámina corrugada proporciona un elevado momento de inercia con un peso mínimo de material, lo que la hace muy adecuada para transmitir flexión, de modo que su uso es muy difundido para cargas ligeras. Una forma muy eficiente de aumentar rigidez y resistencia consiste en utilizar un material de alta resistencia y generalmente de costo elevado, en forma de láminas delgadas en las fibras extremas de la sección y otro material de poco costo y peso como alma, para proporcionar espesor a la sección y resistir esfuerzos cortantes. Esto da lugar a las llamadas placas sándwich que se pueden formar en un gran número de materiales.

Lo más común en nuestro país, en cuanto a edificaciones se refiere, son las estructuras ya sean aporticadas o tipo túnel en concreto armado, ya que es un material que presenta características como la durabilidad, moldeabilidad y economía, además de sus atributos estructurales. Lógicamente, cuando se ha seleccionado un sistema estructural en concreto armado, lo ideal es que los sistemas de piso también lo sean.

La losa maciza en dos direcciones apoyada sobre muros de carga es el sistema típico para claros pequeños como los usuales en viviendas unifamiliares y ampliamente usadas en viviendas multifamiliares conformando el sistema tipo túnel. Existen diversas variantes que no alteran el funcionamiento como losa maciza, pero que presentan ventajas constructivas. La mayoría de ellas están asociadas con la intención de reducir o eliminar el encofrado que es responsable de una fracción significativa del costo y del tiempo de ejecución. Los sistemas de viguetas y bovedillas o de semiviguetas y bovedillas permiten la integración de unas vigas prefabricadas de concreto presforzado, o tipo armadura, con una capa de compresión vaciada en sitio. La losa se hace trabajar generalmente en una sola dirección, lo que reduce en parte la eficiencia, pero por otra parte se aprovecha acero de refuerzo de mayor resistencia y se tienen peraltes mayores con menos cantidad de concreto y acero respecto a una losa maciza. Las bovedillas, mejor conocidas como bloques piñata, son elementos de aligeramiento y funcionan como encofrado durante el proceso de vaciado. La capa de compresión vaciada en sitio proporciona la continuidad entre los distintos elementos y es necesaria para la acción de diafragma ante fuerzas en el plano de la losa. El mejor aislamiento térmico y acústico que se obtiene por los mayores espesores y por los elementos huecos de aligeramiento es una ventaja importante de los sistemas de losas nervadas en general. Se mencionó previamente la Losa de Nervio Prefabricado y La Losa de Tabelones como sistemas que trabajan de la forma anteriormente mencionada.


Figura 3 _ Colocación de bovedillas.

El sistema de losas y vigas de concreto vaciadas en sitio es la solución más usual para estructuras aporticadas. Tradicionalmente, se han diseñado estos pisos considerando de manera independiente el trabajo de la losa apoyada perimetralmente sobre las vigas y el de éstas últimas soportando las cargas que se encuentran en su área tributaria de losa, pero incluyendo una porción de losa como parte integrante de la viga con una sección en T.

Para claros considerables resulta económico recurrir a vigas preforzadas conectadas a losas también prefabricadas o vaciadas en sitio; tratándose de secciones compuestas, debe diseñarse un procedimiento de conexión que asegure la continuidad entre los distintos elementos constitutivos.

La losa apoyada directamente sobre columnas es un procedimiento que se ha utilizado ampliamente a lo largo de los años para pisos de concreto reforzado, ya que mediante un encofrado sencillo se logra una superficie inferior plana, con un espesor total muy reducido del sistema de piso y con gran rapidez de construcción. Si se trata de claros mayores el espesor necesario hace ésta solución muy pesada y obliga al empleo de ábacos y capiteles en el sistema denominado propiamente losa plana, con el fin de mantener pequeño el espesor de la mayor parte de la losa. Sin embargo, ésta última solución suele ser poco atractiva arquitectónicamente debido a la obstrucción que ocasionan los ábacos y capiteles en el espacio habitable. De aquí surge la utilización de la losa reticular, en la que se reduce considerablemente el peso de la misma dejando huecos o elementos más livianos que el concreto y sólo se deja el espesor completamente de concreto en las regiones aledañas a los apoyos. No debemos olvidar que la Norma restringe el uso de éste tipo de Losas en zonas de alta sismicidad por los problemas que presentan para resistir esfuerzos cortantes ocurriendo generalmente la falla por punzonamiento.

El acero se emplea para constituir sistemas de piso completo sólo en algunas estructuras industriales. Su función más común es en vigas de sistemas mixtos con losas de concreto. Resulta muy atractivo económicamente aprovechar la acción compuesta de la viga con la losa mediante el empleo de conectores de corte debido a que de ésta manera se disminuyen considerablemente las dimensiones de la losa. Las vigas de acero de alma abierta o de secciones de lámina doblada proporcionan en general soluciones más ligeras y económicas que los perfiles laminados y que otras vigas de alma llena, aunque dan lugar a un comportamiento menos dúctil por lo que no es conveniente su uso en edificaciones de importancia, ni en zonas sísmicas.
Como ya se ha dicho, existen diversas variantes que pretenden simplificar la construcción y reducir o eliminar el encofrado, una de las que ha logrado esto con mayor eficiencia es el sistema Losacero. Las láminas tienen corrugaciones en las cuales penetra el concreto produciendo un anclaje mecánico. De ésta manera la lámina de acero, de alta resistencia, trabaja a tracción eliminando o reduciendo el refuerzo del lecho inferior. El sistema es particularmente indicado para pisos que deben soportar cargas elevadas.

En el sistema de losas de tabelones, de losacero y de nervios prefabricados se debe considerar la resistencia que deben aportar los nervios ante cargas durante la construcción antes de que el concreto fragüe y se tenga la acción en conjunto de los mismos con la loseta.