ARMADO DE LA LOSA DE CONCRETO INTERCONECTADA A LA VIGA DE ACERO

COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 194 28.10 ESTADO LÍMITE DE SERVICIO En el diseño para los estados límites de servicio determinados por flecha o vibraciones, se tomará en cuenta el incremento de flexibilidad resultante de la acción colaborante parcial y el deslizamiento relativo entre los materiales. En el cálculo de las propiedades de las vigas mixtas acero - concreto podrán incorporarse los efectos reológicos del concreto.

28.11 ARMADO DE LA LOSA DE CONCRETO INTERCONECTADA A LA VIGA DE ACERO

Las losas de concreto tendrán un adecuado refuerzo para soportar las cargas y controlar el agrietamiento tanto el transversal al tramo de la viga como el longitudinal sobre el perfil de acero. El refuerzo no será menor que el requerido por los requisitos de protección contra el fuego. 28.11.1 Refuerzo paralelo El refuerzo paralelo al tramo de la viga en la región de momentos negativos de la viga de sección mixta se anclarán en la zona comprimida del concreto. Especial atención se dará al refuerzo de la losa que es continuo sobre los apoyos extremos de las secciones de acero. 28.11.2 Refuerzo transversal El acero de refuerzo transversal se colocará uniformemente en la parte inferior de la losa y se anclará para que pueda desarrollar su tensión cedente. El área del refuerzo transversal será: a En losas vaciadas directamente sobre las vigas, no menos de 0.002 veces el área de la losa concreto. b En losas sobre sofitos metálicos 1 Donde los nervios son paralelos al tramo de la viga, no menos de 0.002 veces el área de concreto sobre el sofito. 2 Donde los nervios son perpendiculares al tramo de la viga, no menos de 0.001 veces el área de concreto sobre el sofito. Cortesia de : COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 195 CAPÍTULO 29 LOSAS MIXTAS ACERO -CONCRETO 29.1 ALCANCE Este Capítulo suministra los criterios para el proyecto, la construcción y la inspección de las losas mixtas acero - concreto construidas de concreto reforzado colocado permanentemente sobre sofitos de acero que actúan como encofrado durante la construcción y que pueden considerarse como refuerzo positivo después que el concreto ha alcanzado su resistencia de diseño. Las disposiciones de este Capítulo son aplicables a sofitos metálicos con una altura nominal de 77 mm o menos y una separación entre sus nervios de 406 mm o menos, y los cuales suministrarán la resistencia y la rigidez requeridas para soportar las cargas de construcción definidas en la Subsección 29.5.1.1. 29.2 MATERIALES 29.2.1 Aceros El acero a usar en la fabricación de los sofitos metálicos será acero estructural según la Norma ASTM A611 o A446, según se especifica en el Artículo 5.3. El espesor nominal mínimo del acero sin recubrir será de 0.70 mm Calibre 22. 29.2.2 Concreto Los materiales para el concreto estructural y el acero de refuerzo cumplirán con los requisitos de la Norma COVENIN - MINDUR 1753 Estructuras de Concreto Armado. Análisis y Diseño. La resistencia mínima especificada para el concreto, F c , será de 200 kgf cm 2 . 29.3 REQUISITOS SISMORRESISTENTES Cuando las losas de concreto vaciadas sobre sofito de acero resistan las fuerzas sísmicas como diafragmas, se cumplirán los siguientes requisitos: 1. Se detallarán para garantizar la transferencia de las fuerzas entre el diafragma y los miembros de borde, los elementos colectores, y los miembros horizontales del sistema estructural. 2. La resistencia teórica al corte del diafragma mixto se calculará tomando en cuenta solamente la resistencia teórica al corte de la losa de concreto por encima del tope superior del sofito metálico, conforme con los requisitos de la Norma COVENIN - MINDUR 1753. Alternativamente se podrá utilizar la resistencia minorada al corte determinada experimentalmente en ensayos de corte en el plano del diafragma mixto acero – concreto. Cortesia de : COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 196 29.4 ESPESOR DE LA LOSA MIXTA ACERO - CONCRETO A menos que se haga un análisis estructural , bajo condiciones de servicio la máxima relación entre la separación de apoyos o luz de la losa, L , a su altura total, h, será como máximo: En tramos simplemente apoyados L h ≤ 22. En tramos extremos de losas continuas L h ≤ 27. En tramos intermedios de losas continuas L h ≤ 32. Estructuralmente el espesor total mínimo, h , de las losas será de 90 mm. El espesor mínimo del concreto sobre la parte más exterior del sofito metálico será de 50 mm. Cuando se coloque acero de refuerzo sobre el sofito metálico, el recubrimiento mínimo sobre el refuerzo será de 20 mm. 29.5 CRITERIOS DE DISEÑO 29.5.1 Etapa de construcción El sofito metálico se diseñará para soportar durante la etapa de construcción los efectos de la combinación de las cargas permanentes debidas a su peso propio, CP, el peso del concreto fresco y el del acero de refuerzo,CPc, y las cargas variables de construcción definidas en la Subsección 29.5.1.1, CVc, sin exceder las flechas especificadas en la Subsección 29.5.1.2. 1.2 CP + 1.6 CPc + 1.4 CVc 29-1 29.5.1.1 Cargas variables durante la construcción Los sofitos metálicos se diseñarán para soportar el efecto más desfavorable de las siguientes cargas variables debidas a la construcción, aplicadas separadamente: a Una carga uniforme de 100 kgfm 2 . b Una carga concentrada de 80 kgf ubicada en la posición más desfavorable. Esta carga podrá considerarse actuando en un ancho de 300 mm. 29.5.1.2 Flechas durante la etapa de construcción Bajo el peso del concreto fresco, la flecha calculada se limitará al menor valor entre L180 y 20 mm. Para tramos simples p 4 I E 384 L w 5 γ = ∆ 29-2 Cortesia de : COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 197 Para dos tramos iguales ∆ = 0.42 ∆ tramo simple 29-3 Para tres o más tramos iguales ∆ = 0.53 ∆ tramo simple 29-4 donde E = Módulo de elasticidad del acero. I = Momento de inercia del sofito metálico. L = Luz del sofito. w = Carga permanente uniforme debida a la losa de concreto y el sofito metálico, kgf.m. γ p = Factor de mayoración igual a 1.10. Mediante análisis estructural se resolverán los casos correspondientes a tramos de diferentes luces o donde se requiera considerar las cargas adicionales producidas por cambios en la longitud o flecha de los miembros soportantes de la losa. 29.5.2 Etapa de uso Una vez que el concreto ha alcanzado totalmente su resistencia especificada, se aplicarán las hipótesis de solicitaciones definidas en el Artículo 10.3. En el diseño de las losas mixtas acero - concreto se emplearán los factores de minoración de las resistencias teóricas dados en la Tabla 29.1. TABLA 29.1 LOSAS MIXTAS ACERO - CONCRETO RESISTENCIA TEÓRICA FACTOR DE MINORACIÓN Corte por adherencia φ v = 0.60 Flexión: Secciones subrreforzadas Secciones subrreforzadas, cuando F u F y ≤ 1.08 Secciones sobrerreforzadas φ b = 0.85 φ b = 0.65 φ b = 0.70 Sofito de acero galvanizado Como losa mixta Como diafragma mecánicamente conectado Como diafragma conectado por soldaduras φ s = 0.90 φ s = 0.60 φ s = 0.50 Concreto en flexión φ c = 0.60 Cortesia de : COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 198 29.6 ESTADO LÍMITE DE AGOTAMIENTO RESISTENTE El estado límite de agotamiento resistente de una losa mixta acero - concreto será el menor valor entre su resistencia minorada a flexión y la resistencia minorada a corte por adherencia. Las propiedades de la sección de acero se calculará conforme a la norma para perfiles formados en frío. 29.6.1 Resistencia al corte por adherencia La resistencia minorada al corte por adherencia en una losa mixta acero - concreto será φ v V t , usando como valor de la resistencia teórica V t los valores obtenidos de ensayos a escala natural, según se especifica en el Artículo 29.10, expresados por ancho de losa. La fórmula básica para determinar la resistencia por adherencia obtenida experimentalmente será una de las siguientes: V t = b d k 1 t L’+ k 2 L’+ k 3 t + k 4 29-5 V t = b d k 5 L’+ k 6 29-6 donde L’ = Distancia entre el apoyo y el punto de aplicación de una carga concentrada que produce la falla de corte por adherencia. Para una carga uniforme L’es un cuarto de la luz. b = Ancho unitario de la losa, b = 1000 mm. d = Altura efectiva de la losa, definida como la distancia de la fibra comprimida de concreto más alejada del baricentro de la sección total del sofito metálico. k 1 ,k 2 , k 3 = Coeficientes de corte por adherencia obtenidos de una regresión multilineal de los ensayos de tres o más espesores del sofito. k 5 , k 6 = Coeficientes de corte por adherencia obtenidos de un análisis de regresión lineal de los ensayos para un espesor individual del sofito. 29.6.2 Resistencia a flexión Las losas mixtas acero - concreto se clasificarán en secciones subreforzadas y secciones sobrerreforzadas. Las losas cuya relación de compresión altura, cd, definida por la fórmula 29-7 sea menor que la condición balanceada cd b , definida por la fórmula 29- 8, se considerarán subrreforzadas, en caso contrario se clasificarán como sobrerreforzadas. 1 c y s β d b F 0.85 F A cd = 29-7 Cortesia de : COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 199 d F 6300 d h 6300 cd y b + − = 29-8 donde : d = Altura total del sofito metálico. h = Altura nominal total de la losa, medida externamente desde el sofito hasta el tope de concreto. β 1 = 0.85 para concreto de resistencia F c ≤ 300 kgfcm 2 . para F c 300 kgfcm 2 , 65 . 300 F 10 85 . 7 85 . c 4 1 ≥ − × − = β − . 29.6.2.1 Losas subrreforzadas La resistencia minorada a momentos positivos en la losa mixta acero será φ s M un. M ru = A s F y d – a2 29-9 donde : b F 85 . F A a c c y s s φ φ = La fórmula 29-9 es válida únicamente para losas mixtas que sean capaces de desarrollar la tensión cedente en la totalidad de la sección del sofito. La fórmula 29-9 no toma en cuenta el acero de refuerzo que pueda existir adicionalmente al del sofito ni tampoco el caso en que una porción del sofito esté en la zona de compresión dentro de la sección en flexión. En estos casos la fórmula 29-9 no es válida y la resistencia minorada a flexión se determinará de un análisis de compatibilidad de deformaciones. 29.6.2.2 Losas sobrerreforzadas La resistencia minorada a flexión para momentos positivos en la losa será φ c M ro: M ro = k 1 c f b c d - k 2 c 29-10 donde :         ρ −     ρ + ρ = 2 m 2 m m d c 2 1 2 29-11 con bd A s = ρ Cortesia de : COVENIN – MINDUR 1618 –98 ESTRUCTURAS DE ACERO PARA EDIFICACIONES 200 c c 1 cu s s F k E m φ ε φ = 29-12 k 1 = 0.723 para concretos con resistencia F c ≤ 300 kgfcm 2 . para F c 300 kgfcm 2 , 553 . 300 Fc 10 69 . 6 723 . 4 1 ≥ − × − = − k . k 2 = 0.425 para concretos con resistencia F c ≤ 300 kgfcm 2 . para F c 300 kgfcm 2 , 325 . 300 F 10 92 . 3 425 . c 4 2 ≥ − × − = − k . ε cu = 0.003 La fórmula 29.10 es válida solamente para losas mixtas acero - concreto en la cual ninguna parte del sofito está cediendo. Si ocurre cedencia en el sofito, la resistencia minorada a flexión se determinará de un análisis de compatibilidad de deformaciones o mediante ensayos. 29.7 LOSAS CONTINUAS Cuando las losas mixtas acero - concreto se diseñen para ser continuas sobre los apoyos, la resistencia minorada a flexión se determinará de la manera convencional establecida en la Norma COVENIN - MINDUR 1753 Estructuras de Concreto Armado. Análisis y Diseño. 29.8 ESTADO LÍMITE DE SERVICIO 29.8.1 Flecha