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EJERCICIO 10

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Es parte de los contenidos de ESTRUCTURAS EN ARQUITECTURA cuyo autor es el Ingeniero José Luis Gómez

Análisis de cargas

Por unidad de superficie   -   Sobre vigas

Sobre esta planta analizaremos las cargas por metro cuadrado de cada una de las losas de hormigón armado, L1 y L2, considerando el peso propio en cada caso, pero ambas losas con el mismo tipo de cubierta; tomar los datos del EJERCICIO 7. La losa L1 es maciza y la losa L2 tiene nervios de 10 x 30 cm, cada 80 cm en cada sentido de armado.

O sea, una carga (sin peso propio) de 260 kg/m2 y una sobrecarga de 100 kg/m2

Y en segundo lugar analizaremos las cargas por metro lineal de una cualquiera de las correas del sector de cubierta central, teniendo en cuenta que el peso de la cubierta, incluyendo la sobrecarga, es de 80 kg/m2. Se recomienda especial atención a la forma de la correa, que se ve en el corte esquemático.

 

 

Losa maciza
Comencemos con la losa L1. Es una losa de 10 cm de espesor, por lo tanto a las cargas ya calculadas debemos agregar el peso propio
peso propio = 0,10 m x 1,00 m x 1,00 m x 2400 kg/m3 = 240 kg/m2
Si observamos esta operación veremos que los tres primeros términos corresponden al volumen de un metro cuadrado de losa, y el cuarto es el peso específico del hormigón armado
La operación debería resultar en kilogramos; pero lo que está implícito es el hecho de estar realizando el análisis de un metro cuadrado de losa. Si queremos operar correctamente se debería anotar

que se lee 0,10 m3 de hormigón en cada m2 de losa. Sumados a las cargas anteriores, el peso de esa losa es de 600 kg/m2
Losa nervurada
Para analizar el peso propio de la losa L2 debemos recurrir a la imaginación, para “verla” en el espacio.  Tendremos en cuenta un módulo, considerando como tal a la unidad que se repite, formada por nervios y espacios entre nervios. Ésta es una losa armada en dos direcciones; así lo indica el símbolo. Ello quiere decir que los nervios están hacia los dos sentidos de la planta. Nuestro módulo será cuadrado, de 80 cm de lado. ¿Porqué? Porque el enunciado dice que la separación entre nervios es esa medida. Y llamamos separación a la distancia entre ejes de nervios.

Este dibujo muestra la losa desde abajo, con sus medidas.

Para calcular el peso propio es necesario conocer el volumen y el peso específico del material.

El volumen se puede determinar por dos caminos diferentes, el de la suma de las partes y el de la resta de los vacíos.

Y será más acertado trabajar sobre el módulo de la losa, en este caso de 80cm x 80cm, es decir 0,64 m2

 

¿Cómo haremos la suma? 

Identificando las partes. La capa de compresión, que es un volumen constante en toda la superficie, y los nervios, que se repiten rítmicamente.

volumen de la capa de compresión 0,05 m x 0,64 m2     0,032 m3
volumen de los nervios 0,05 m x (0,8 m + 0,8 m + 0,7 m + 0,7 m) x 0,30 m     0,045 m3
   ----------------
El volumen de hormigón que hay en 0,64 m2 de losa     0,077 m3

Veamos si por el otro camino el resultado es igual. 

¿En qué consiste? Se calcula el volumen del módulo completo, sin considerar el hueco del casetón, y luego se resta el casetón.

volumen completo 0,80 m x 0,80 m x 0,35 m      0,224 m3
volumen del vacío 0,70 m x 0,70 m x 0,30 m      0,147 m3
   ------------
La diferencia      0,077 m3
que es el mismo calculado anteriormente
Para completar esta parte del ejercicio calculamos el peso propio de la losa
peso propio = 0,12 m3/m2  x  2400 kg/m3  =  288 kg/m2
La carga total de esta losa será de 648 kg/m2
Correas

Ahora realizaremos el análisis de cargas sobre una de las correas del sector central, que soportan una cubierta de 80 kg/m2, valor que incluye la sobrecarga, pero no el peso propio de la correa.

El peso de cubierta que incide sobre cada correa es simple de calcular, en razón de que la separación entre correas es de un metro. Podemos decir, sin temor a equivocarnos, que recibe "cincuenta centímetros" de cargas de cada lado, o sea que cada metro lineal de correa soporta 1 m2 de cubierta; a razón de 80 kg/m2 serán 80 kg/m.

¿Cómo se estipula el peso propio? 

La forma más acertada es estimando las dimensiones. 

Supongamos que sean perfiles metálicos normalizados. Elegimos un perfil de una altura que sea 1/20 de la luz, o sea, de unos 15 cm. Si empleamos un perfil I o doble te de 16 cm de altura, I.P.N.160,  el peso del mismo es de 17,9 kg/m     

 Puedes consultar la tabla de perfiles doble te accionando la tableta junto a la planta.

La carga por metro lineal de cada correa será de 97,9 kg/m, pero esta correa no es horizontal.
Para conocer el ángulo de inclinación recurrimos a la trigonometría. 

Ángulo = arctg (1,20 m ÷ 2 m) = 30,96º

Si la carga de 97,9 kg/m está apoyada sobre un metro real de correa, la proyección sobre el plano horizontal será de 97,9 kg/m ÷ cos 30,96 = 114,17 kg/m
Con esto terminamos el ejercicio

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Este ejercicio está contenido en la publicación ESTRUCTURAS EN ARQUITECTURA - Primer Nivel  cuyo autor es el Ingeniero José Luis Gómez - ISBN 987 - 98330 - 0 - 7

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