Losas a base de vigueta y bovedilla

Presforzados Mexicanos de
Tizayuca SA de CV
Premexcimbra
Vigueta
Bovedilla
Módulos a base
de Fibra de Vidrio
SISTEMAS DE PISO A BASE DE
VIGUETA Y BOVEDILLA
ING. RAFAEL A. BETANCOURT RIBOTTA
Director General
Patente Mexicana
No. 180240
PREMEXPREMEXPREMEXPREMEXPREMEXPREMEX
www.premex.com.mx
1
[email protected]
AGENDA
INTRODUCCIÓN
ALGUNOS
CONCEPTOS
TÉCNICOS
FABRICACIÓN
NORMAS
ESTUDIOS
EXPERIMENTALES
APLICACIONES
BASES DE CÁLCULO
Y ANÁLISIS
ESTRUCTURAL
•DETALLES CONSTRUCTIVOS
CONCLUSIONES
Agilizar procesos:
Minimizar Costos
Abatir Tiempos
con Alta Calidad
2
Toda la información que se presenta está
respaldada por la Norma Mexicana (NMX) C – 406 – 1997
– ONNCCE,
y por la Instrucción para el Proyecto y Ejecución de
Forjados Unidireccionales de Hormigón Estructural
realizados con elementos prefabricados (EFHE) del 6-I2003, España, con homologación a la Unión Europea.
ING. RAFAEL A. BETANCOURT RIBOTTA
Director General
3
CAMPO DE APLICACIÓN Y VALIDEZ
Esto es válido y aplicable a Sistemas de Piso
Unidireccionales en donde los elementos portantes trabajan
esencialmente a flexión y que cumplan con:
•
•
•
El peralte total del sistema no será mayor a 50 cm.
El claro a cubrir no será mayor a 10.00 m.
La separación entre ejes de viguetas (elementos
no excederá de 1.00 m.
portantes),
El peralte total del sistema será mayor o igual al claro de
cálculo dividido entre 25.
.
•
l
--- <= 25
h
4
Los elementos portantes podrán ser de concreto reforzado
(largueros, viguetas de alma abierta), o de cemento
pretensado (viguetas), prefabricadas en instalaciones fijas
exteriores a la obra, donde existan y se tengan los controles
y supervisión que requiere un proceso industrial.
5
Proceso industrial: Control y Supervisión…
6
Las cargas serán las habituales en el campo de la construcción, para otros casos, habrá que hacer los estudios correspondientes.
CARGAS MÍNIMAS SOBRE LOSA DE COMPRESIÓN
Para uso habitacional el sistema debe diseñarse para que la
losa de compresión soporte una carga concentrada de
981 N (100 kg) al centro del claro entre dos elementos
portantes (viguetas, bandas o placas), o de 1,471.5 N (150 kg)
a la mitad del claro libre del elemento portante (en lugar de la
carga viva uniforme).
En oficinas y laboratorios las cargas anteriores serán de
1,471.5 N (150 kg) y 4,905 N (500 kg), respectivamente.
Para estacionamientos la carga aplicada debe ser de 14,715
N (1,500 kg) en el punto más desfavorable.
7
Bovedilla o componente aligerante estructuralmente
NO resistente.
“Componente aligerante de relleno colocado en las
secciones de la losa, fabricados de materiales con densidad
inferior a la del concreto, tales como: concreto ligero,
.
Deberán soportar 100 kg en 100 cm2 (10 x 10 cm)
13 - 16
25
64
69
8
.
Bovedilla o componente aligerante estructuralmente
NO resistente.
…..cerámica,
9
.
Bovedilla o componente aligerante estructuralmente
NO resistente.
…………poliestireno, cartón o cualquier otro material que
disminuya el peso, incluyendo la cimbra de módulo
recuperable.”
10
COMPONENTE PORTANTE (autoresistentes o con apoyos
durante construcción)
De concreto reforzado o pretensado
ARMADURA
14/36
15 cm
5 cm
PATIN DE CONCRETO
12 cm
1 cm
(RECUBRIMIENTO
LIBRE)
11
Cuña de concreto.
“Es la porción del concreto colado en obra que
se aloja entre los elementos aligerantes, embebiendo al
componente portante.”
( deberá quedar perfectamente compactada, aquí radica en
gran parte la estabilidad del sistema.)
> 3 cm
ho > 4 cm
> 4 cm
0.50 cm
12
Losas a base de vigueta y bovedilla
“Sistema estructural formado por componentes portantes
prefabricados denominados viguetas, componentes
aligerantes llamados bovedillas, y por una losa de
compresión. El sistema está perimetralmente confinado
con una dala o viga de concreto reforzado.”
DETALLE DE LOSA A BASE DE VIGUETA Y
BOVEDILLA.
Losa (capa) de compresión
Malla Electrosoldada
h
P
75
Bovedilla de Cemento-Arena
13
Vigueta Pretensada
Losa de compresión (capa)
“Concreto colado en obra con el acero de refuerzo requerido
y cuya función estructural, es integrar y dar continuidad al
sistema.”
f’c >= 200 kg/cm2 según NMX y f’c >= 250 kg/cm2 según la
Instrucción Europea.
14
Tabla 1. Losa de compresión.
Claro L (m)
Espesor
(cm)
t >= 3
t >= 4
t >= 5
t >= 6
Altura de Observaciones
la
t
estructura
h (m)
L <= 4
H <= 13
Estructura a base de
muros
h > 13
4 <= L <=
Revisar el comporta5.5
miento de diafragma
rígido ante cargas
laterales.
h > 13
* Revisar…
5.5 <= L <=
8
L >= 8
h > 13
* Revisar…
* Revisar el comportamiento de diafragma rígido ante
cargas laterales.
15
“Cuando la estructura de apoyo de la losa sea a base de
muros de mampostería y los espesores de la losa
cumplen con lo estipulado en la Tabla 1, se podrá
emplear el método simplificado para la revisión del
comportamiento de la estructura ante cargas laterales.”
En caso de no ser así deberá revisarse el comportamiento de
diafragma rígido ante cargas laterales.”
16
Peralte del sistema.
“Altura de la bovedilla más el espesor de la capa de
compresión t.”
Vigueta P = 13 cm
Bovedilla P = 13 cm
Losa (capa) de compresión
17
13
13
13
Malla Electrosoldada 6-6-10-10
Bovedilla de Cemento - Arena
Vigueta Pretensada
75
17
Peraltes mínimos del sistema.
“Serán del claro (L) entre 25 y en volados la longitud (Lv)
entre 10.”
Muescas
VIGUETA
PRETENSADA
L
Nota:
Las Muescas permiten hacer una llave mecánica
con el colado de la losa de compresión, lo que impide
el desplazamiento de las viguetas, en caso de sismo.
18
En la siguiente gráfica se representa la máxima luz L (m) que,
para un canto total h (cm), podría considerarse admisible por
deformación, para un forjado de cada tipo. Se supone tramo
aislado simplemente apoyado, que soporta tabiques, con una
carga total de 4 kN/m2 (400 kp/m2) más su peso propio.
h cm
(1)
50
(2)
45
40
35
30
25
20
L, m
15
0
1
2
3
4
5
(1) Forjado de viguetas armadas y bovedillas.
(2) Forjado de viguetas pretensadas y bovedillas
7
6
.
19
Vigueta autorresistente
Aquella que es capaz de resistir por sí sola, en un forjado,
sin apoyos intermedios
y sin la colaboración de la losa de compresión,
la totalidad de los esfuerzos a que habrá de estar sometida.
20
BASES DE CÁLCULO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Un sistema debe ser proyectado y construido para que, con
una seguridad aceptable, sea capaz de soportar tanto las
acciones que lo puedan solicitar durante su construcción y
en vida de servicio, como la agresividad del ambiente.
Las situaciones de proyecto que deben de considerarse son:
a) Situaciones permanentes
b)
“
transitorias
c)
“
accidentales
21
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La distancia de cálculo entre los ejes de los elementos de
apoyo (trabe, cadena, muro, etc.)
Cuando el peralte del sistema sea menor que el ancho del
elemento de apoyo, podrá tomarse como distancia de cálculo
el claro entre apoyos más el peralte del sistema.
Se acepta la hipótesis de viga continua con inercia constante
apoyada en las trabes o muros, etc., ….considerando las
posiciones más desfavorable de carga.
Deberán de tomarse en cuenta los efectos provenientes de
fuerzas horizontales (losa de compresión)
22
Se acepta una redistribución de momentos que no exceda al
15 %
La recomendación que les podemos hacer, es que tomen
una franja de losa de ancho unitario aplicando el método de
distribución de momentos (cross), se determinen los
elementos mecánicos solicitados, y en éstos determinar el
tipo de vigueta a emplear y así mismo el refuerzo negativo a
colocar, ya que la malla 6x6 10x10 NO se debe considerar
para este refuerzo.
23
3
1
+
MI
5
> 50 MI
2
> 50 MI
0
1
MI 4
+
-
-
2
4
3
+
6
5
cadenas
o
trabes
Con 1 se encuentra el tipo de viga >= 50% del isostático en este tramo.
Con 2 se encuentra la cantidad de acero a colocar en el negativo.
Con 3 se encuentra el tipo de viga >= 50% del isostático en este tramo.
Con 4 se encuentra la cantidad de armado a colocar en el negativo.
Con 5 se encuentra el tipo de viga >= 50% del isostático en este tramo.
Con 6 se toma el 50% de 5.
Con 0 se toma el 50% de 1.
La separación entre viguetas es de 75 cm.
24
Apoyo de la Vigueta en la Trabe
Losa (capa) de compresión
D
E
T
A
L
L
E
S
Malla Electrosoldada 6x6-10/10
Vigueta Pretensada
Bovedilla de Cemento Arena
Madrina de nivelación
Cadena de Remate de Muro
Armada con 4 Varillas de O 3/8"
y estribos
de 1/4 @ 15 cms. ó Similar
Puntal o Pie Derecho
Trabe de concreto armado de seccion
especificada en proyecto
A p o y o d e la B o v e d illa e n la T r a b e
L o s a (c a p a ) d e c o m p re s ió n
M a lla E le c tro s o ld a d a 6 x 6 -1 0 /1 0
V ig u e ta P re te n s a d a
M a d rin a d e n iv e la c ió n
C a d e n a d e R e m a te d e M u ro
A r m a d a c o n 4 V a rilla s d e O 3 /8 "
y e s trib o s
d e 1 /4 @ 1 5 c m s . ó S im ila r
T ra b e d e c o n c re to a r m a d o d e s e c c io n
e s p e c ific a d a e n p ro y e c to
25
D e ta lle d e V o la d o c o n V ig u e ta
L o s a (c a p a ) d e c o m p re s ió n .
B a s to n e s d e re fu e rz o
q u e a b s o rb e n e l M o m e n to d e l V o la d o
M a lla E le c tro s o ld a d a 6 x 6 -1 0 /1 0
7 .5 c m
G o te ro
V o la d o
V ig u e ta P re te n s a d a
B o v e d illa d e C e m e n to A re n a
M a d rin a d e n iv e la c ió n
C a d e n a d e R e m a te d e M u ro
A rm a d a c o n 4 V a rilla s d e O 3 /8 "
y e s trib o s
d e 1 /4 @ 1 5 c m s . ó S im ila r
m u ro
C a p a d e C o m p re s ió n d e F 'c = 2 0 0 K g /C m 2
lo s a m a c iz a
M a lla E le c tro s o ld a d a 6 x 6 -1 0 /1 0
A c e ro d e re fu e rz o
V o la d o
7 .5 c m
V ig u e ta P re te n s a d a
B o v e d illa d e C e m e n to A re n a
M a d rin a d e n iv e la c ió n
C a d e n a d e R e m a te d e M u ro
A rm a d a c o n 4 V a rilla s d e O 3 /8 "
y e s trib o s
26
d e 1 /4 @ 1 5 c m s . ó S im ila r
m u ro
D
E
T
A
L
L
E
S
V ig u e ta e n C u m b re ra
M a lla E le c tro s o ld a d a
C a p a d e C o m p re s ió n
V ig u e ta P re te n s a d a
B o v e d illa d e C e m e n to -A re n a
V ig u e ta e n C u m b re ra
M alla E lectrosoldada
Losa (capa) de com presión
V igueta P retensada
B ovedilla
C adena de concreto
DE
T
A
L
L
E
S
27
DETALLES
Colocación de Vigueta y Bovedilla
ahogada en Viga de Acero
Capa de Compresión
Malla Electrosoldada
Vigueta Pretensada
Bovedilla de Cemento - Arena
Perfil de Acero
28
C olocación de V iguetas en T rabes
P arcialm ente C oladas.
M alla Electrosoldada
C apa de C om presión
D
E
T
A
L
L
E
S
5
Apoyo M inim o de Vigueta 5 cm
Vigueta pretensada
M adrina de nivelación
Encachetado de M adera
Pie Derecho
Losa Baja para
Instalación Hidráulica
Preparación para
Instalación Hidráulica
75
15
Malla Electrosoldada
15
5
5
Losa (capa) de compresión
15
75
11
11
Cimbra Temporal
Vigueta Pretensada
Vigueta Pretensada
Cimbra Temporal
Vigueta Pretensada
NOTA: Con esta solución NO requiere falso plafon,
el acabado puede ir directo (Yeso, Aplanado, Etc.).
29
Vigueta P = 13 cm
Bovedilla P = 20 cm
Losa (capa) de compresión
Malla Electrosoldada 6-6-10-10
7
25
20
13
Bovedilla de Poliestireno
Vigueta Pretensada
75
Vigueta P = 13 cm
Bovedilla P = 35 cm
Losa (capa) de compresión
Malla Electrosoldada 6-6-10-10
DETALLE
S
22
40
35
13
Bovedilla de Poliestireno
Vigueta Pretensada
75
30
DETALLES
PRIMER ETAPA
COLAR EN 2 ETAPAS
SEGUNDA ETAPA
Losa (capa) de compresión
Varilla # 3 @ 20
Bovedilla de Poliestireno
Vigueta Pretensada
D e ta lle d e C o lo c a c ió n d e d o b le V ig u e ta
P a r a u n a m a y o r c a p a c id a d d e c a r g a .
E s p a c io d e la s B o v e d illa s
D o b le V ig u e t a
D o b le V ig u e t a
C a d e n a ó T ra b e
M u r o d e B lo c k
31
Centro Nacional de Prevención de Desastres – CENAPRED.
Dr. López Bátiz
32
Centro Nacional de Prevención de Desastres – CENAPRED.
Dr. López Bátiz
33
Centro Nacional de Prevención de Desastres
– CENAPRED.
La Vigueta y Bovedilla en conjunto forman un Sistema de
Losa que sustituye al colado tradicional o “losa maciza”.
Las pruebas de laboratorio realizadas al sistema de vigueta
pretensada y bovedilla de cemento-arena, concluyen:
“…No se observó inestabilidad
ni desprendimiento de las bovedillas,
ni deslizamiento de las viguetas en la zona de apoyo de la
viga portante,
ante cargas laterales de tipo sísmico hasta un DRE del 3%,
siendo el máximo permisible, según Reglamento, de 1.5 2.0%...”
34
Dr. López Bátiz
APLICACIONES
TORRE BELLAGIO. 20 Niveles.
PUERTA HACIENDA. 15 Niveles
35
APLICACIONES
LOCAL COMERCIAL Centro
(sustitución bóveda catalana)
Edificio “ALENCASTRE
16Niveles.
36
APLICACIONES
PUENTE en el Estado de Guerrero
37
Mc Donald’ s
PUENTE en el Estado de Guerrero
38
PUENTE en el Estado de Guerrero
39
COSTOS:
$/litros de concreto de la
zapata.
$/6 lts. =
$/litros de vigueta
$/10 lts. =
40
CONCLUSIONES PREMEXCIMBRA:
TIEMPO: Ahorro sustancial (vs. Tradicional e incluso
vigueta
y bovedilla.)
COSTOS: Es el sistema de LOSA más económico disponible
hasta hoy.
Elimina TOTALMENTE al yeso y su correspondiente
limpieza.
PESO: Es la de menor peso propio, por ejemplo h = 17 cm.,
w = 170 kg/cm2
FORMA: Se percibe mayor altura y volúmen de aire.
Los plafones se asemejan a la bóveda catalana.
41
INTERACCIÓN: EDIFICACIÓN
PRECIO?
Necesidades en Edificación
Abatir Costos Construcción
Disminuir Tiempos de Entrega
Capacitación
Aseguramiento de Calidad
Seguridad y Eficiencia
Tecnología comprobada
Capacidad de Carga
Óptima RCDF
Seguridad Sísmica
Reducción de Secciones
Estructurales y Cimbras –
Fácil Montaje – No M.O. Especializada
Costos/Ecología
Abate tiempos – Recuperación de Inversión
42
ENFOQUE IMPLÍCITO?
Patente Mexicana
No. 180240
OPTIMIZACIÓN
agilizar procesos,
minimizar Costos
abatir Tiempos,
con Alta Calidad.
Ing. Rafael A. Betancourt Ribotta
Director General
43
44