Diseño de Losas de Concreto Armado
Introducción y concepción sistémica
Las losas de concreto armado transfieren acciones gravitacionales a vigas, muros o columnas y en la concepción de edificaciones trabajan como diafragmas de piso. Su diseño depende de la geometría, las condiciones de apoyo, la rigidez de los elementos y la secuencia constructiva
El entrepiso puede integrar losas, vigas, viguetas o nervios; también puede consistir en una placa directamente apoyada en columnas o muros. Su respuesta depende de la continuidad, la compatibilidad de deformaciones y la rigidez de los apoyos. Es necesario definir la configuración, las direcciones de transferencia de cargas y los vínculos estructurales.
Fig. 1 – Comportamiento resistente, tipos y criterios para sistemas de entrepiso.
Tipos y mecanismos de transferencia
Las losas se clasifican según su ejecución, apoyos y direcciones de trabajo. En las unidireccionales predomina la flexión transversal a dos líneas de apoyo; en las bidireccionales, la carga se reparte en ambos ejes.
Para paños o vanos apoyados eficazmente en cuatro bordes, se utiliza la relación claro mayor/claro menor de 2 como umbral orientativo: por encima predomina una dirección y por debajo pueden ser relevantes ambas e manera que la variación de los bordes que dan apoyo a la losa, modifica esta clasificación.
Las losas macizas ofrecen continuidad y adaptabilidad; las nervadas reducen concreto con nervios paralelos y las reticulares distribuyen esfuerzos mediante nervios ortogonales. Las placas apoyadas directamente en columnas exigen estudiar el punzonamiento y la transferencia de momento no balanceado.
Fig. 2 – Caminos de transferencia predominantes de una losa
En lo que respecta a los sistemas industrializados y prefabricados, podemos destacar la utilización de losas alveolares y los sistemas de vigueta o bovedilla que pueden reducir trabajos en sitio y aprovechar la repetición de elementos. Sin embargo, la elección también requiere verificar el suministro, el transporte, las maniobras de montaje, los apoyos temporales y la capacidad de las conexiones. La transferencia de acciones a través de las juntas y la estabilidad en cada etapa constructiva son condiciones de diseño, no simples detalles de obra.
Tabla. 1 – Familias de losas y aspecto decisivo del análisis
Comportamiento resistente y criterios de análisis
Bajo acciones verticales, la losa desarrolla curvaturas de flexión: el concreto comprimido y el acero traccionado forman el mecanismo resistente. En regiones habituales de momento positivo, el acero principal se sitúa hacia la cara inferior; sobre apoyos continuos y en voladizos pueden presentarse tracciones superiores. La disposición de barras debe responder al signo y a la dirección de los momentos, a la continuidad y a la posibilidad de desarrollo y anclaje.
La idealización de franjas o placas ha de representar las deformaciones compatibles entre losa, vigas y columnas. Cuando existe continuidad, una disposición uniforme de carga variable no necesariamente genera las máximas demandas en todas las secciones. Por este motivo, el material fuente presenta patrones alternados de carga viva para estimar envolventes gravitacionales de momento y cortante, con referencia al apartado 6.4 del ACI.
Fig. 3 – Patrones de Acciones Variables – Losas Unidireccionales y Losas Bidireccionales
La fisuración del concreto en tracción modifica la rigidez a flexión y puede incrementar las deformaciones respecto de las estimadas con secciones brutas. De forma diferenciada, cualquier redistribución deliberada de momentos debe cumplir las restricciones reglamentarias pertinentes.
Selección comparativa del sistema de entrepiso
La selección debe integrar resistencia, masa, altura disponible, deformaciones, instalaciones y costo total. La repetición favorece los sistemas nervados y reticulares; los paños irregulares pueden favorecer una solución maciza, siempre que se verifiquen peso, rigidez y apoyos.
De esta manera el diseño debe partir de las trayectorias de carga y los apoyos reales junto a una clasificación direccional orientada hacia el modelo constructivo, para producir una solución apropiada que integra resistencia, deformaciones, fisuración, comportamiento como diafragma, detallado de aberturas y constructibilidad recordando que su eficiencia no se mide solo por el ahorro de materiales sino por la funcionalidad y viabilidad constructiva planteada.
Tabla. 2 – Orientaciones preliminares de selección
Especialización en Ingeniería Estructural y Sismorresistente
