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Cálculo de losas de acuerdo a las Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras de concreto versión 2004 Desarrollada por: Ing. Emilio Gómez Verde Muy importante Esta hoja de cálculo está diseñada para el cálculo de losas rígidas perimetralmente apoyadas, todos los cálculos se desarrollan de acuerdo con las hipótesis de diseño estipuladas en las NTC para diseño y construcción de estructuras de concreto versión 2004 y pueden aplicarse únicamente para contrucciones que se ubiquen dentro del Distrito Federal y Zona metropolitana o bien en las zonas que especifique el RCDF 2004. Instrucciones Todos los datos de entrada están en color azul. Datos de acero y concreto En las celdas correspondientes se deberán introducir los valores de f'c y fy correspondientes, la hoja calcula con ellos los valores de f*c, f''c y fs respectivamente. Longitud de bordes Deben proporcionarse las longitudes "a1" y "a2" (longitudes a paños de vigas) de la losa así como las longitudes a ejes de viga. Tipo de losa Deberá indicarse en la celda correspondiente si la losa está o no colada monolíticamente con sus apoyos. Datos de cargas En ésta tabla deberán introducirse los datos del perálte total propuesto "H", el recubrimiento deseado así como las cargas que deberá soportar la losa en su plano en kg/m², estas cargas son las debidas tanto a acabados, instalaciones, muros, etc. La carga de los muros deberá transformarse según lo estipulado con las NTC de concreto (sección 6,3,4 y 6,3,5). El peso propio de la losa lo calcula automáticamente la hoja. Además se debe proporcionar la carga viva que corresponda según el uso de la edificación y a la condición de carga que establecen las NTC (tabla 6,1 de criterios de diseño estructural). La hoja de cáculo corrige automáticamente el perímetro de la losa en caso de que la carga total de diseño sea mayor que 380 kg/m² y calcula el peralte total requerido para las cargas y condición de análisis que se esté utilizando, el peralte tolal requerido deberá ser igual o muy similar al propuesto, de no ser así se deberá proponer otro peralte. Cálculo de momentos flexionantes en las franjas extremas y central Para el cálculo de momentos flexionantes en la losa se debarán introducir los coeficienes de la tabla 6,1 de las NTC de concreto dependiendo del tipo de losa que se trate, estos coeficientes únicamnete deberán introcucirse en las celdas corespondientes a la columna "αi" de la tabla "acero para franjas centrales", Cuantías En ésta misma tabla deberán introducirse las cuantías que correspondan según el cálculo del valor "Mi/FR*b*d²*f''c" que corresponda a alguna de las tablas de cuantías del apéndice del libro del Dr. González Cuevas o a los comentarios a las NTC, el valor de la cuantía no será menor que 0,002. Refuerzo También es necesario introducir el número de varilla de refuerzo a utilizar según se requiera, se recomienda usar barras de 3/8" o de 1/2" como máximo. La hoja de cálculo proporciona el acero requerido en cm²/m de losa. Resistencia al corte La resistencia a la fuerza cortante de la losa es calculada y comparada con la fuerza cortante de diseño que también proporciona la hoja de cálculo. Naturalmente la fuerza resistente Vr deberá ser mayor que la fuerza actuante Vu, de no ser así se debe aumentar el peralte de la losa ya que el acero de refuerzo tiene una contribución mínima para resistir el cortante. Separación del refuerzo La hoja de cálculo proporciona una separación teórica del refuerzo longitudinal de la losa, dicha separación deberá ajustarse y modularse de manera que se tengan separaciones adecuadas y prácticas del refuerzo. Acero de franjas extremas La hoja de cálculo determina automáticamente el acero requerido para las franjas de los extremos de la losa, al igual que el acero de franjas centrales se deben introducir los datos de cuantías y diámetro de refuerzo y deberá ajustarse la separación. Nota Siempre revise que los datos introducidos sean correctos, en caso de que el programa arroje resultados equívocos favor de comunicarlo al coreo electrónico que a continuación se proporciona: emilio_gv77@yahoo.com.mx También es necesario introducir el número de varilla de refuerzo a utilizar según se requiera, se recomienda usar barras de 3/8" o de 1/2" como máximo. La hoja de cálculo proporciona el acero requerido en cm²/m de losa. mailto:emilio_gv77@yahoo.com.mx Diseño de losas según NTC DCEC 2004 Cálculo de momentos Losa de entrepiso Longitud de bordes Datos de concreto y acero Lado Longitud(m) C=Continuo, D=Discontinuo Longitud (m) Factor de cálculo de momentos f'c= 250 kg/cm² a1= 4.80 D 5.00 10-4 Wua12 f*c= 212.5 kg/cm² a2= 4.80 C 5.00 f''c= 170 kg/cm² a1'= 4.80 C 6.25 Determinacion del refuerzo fy= 4200 kg/cm² a2'= 4.80 C 6.25 Para un ancho de b=100 cm fs= 2520 kg/cm² Perímetro 22.50 Dmin= ¿Colada monolíticamente? 1 Acero + Condición de carga 1 1=Si , 2=No Acero- FC 1.4 Acero para franjas centrales Momento a1=lado corto - - De borde con un lado largo discontínuo - Datos de cargas - Espesor propuesto (cm) 12.00 + Recubrimiento (cm) 2.00 + Resultado a2=Lado largo a2'Losa = (Espesor)x2400 = 288.00 kg/m² Acero para franjas extremas Plafond = = 7.00 kg/m² Momento Loseta = = 18.00 kg/m² - Acabados = = 6.00 kg/m² - Muros = = 0.00 kg/m² - Instalaciones = = 5.00 kg/m² - Mortero = = 40.00 kg/m² a1' + SW = 364.00 kg/m² + CV= 170.00 kg/m² WT= 534.00 kg/m² >380 kg/m2 WT= 0.534 ton/m² FR= 0.9 Relación de aspecto = 1.722 kg-m m=a1/a2= 1.000 Separación del refuerzo 50 cm ó 3.5h = 43.48 cm 0.002 FRbd2f''c = 16,619.0 kg-m FRbd2f''c = 10,852.7 kg-m Mi/FRbd²f''c CL "i Mi [kg-m/m] [1/m] r r* As [cm²/m] # Area [cm²] S [cm] #Barras/m Corto 297 511.574 0.0471 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Largo 315 542.578 0.0500 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Corto 190 327.269 0.0302 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Largo 0 0.000 0.0000 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Corto 129 222.199 0.0134 0.004 0.004 4.17 3 0.713 17.09 5.9 Largo 133 229.089 0.0138 0.004 0.004 4.17 3 0.713 17.09 5.9 Usar acero # 3 Mi/FRbd2f''c CL "i*0.6 Mi [kg-m/m] [1/m] r r* As [cm²/m] # Area [cm²] S [cm] #Barras/m Corto 178.20 306.944 0.0283 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Largo 189.00 325.547 0.0300 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Corto 114.00 196.362 0.0181 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Largo 0.00 0.000 0.0000 0.004 0.004 3.37 3 0.713 21.15 4.7 Corto 77.40 133.319 0.0080 0.004 0.004 4.17 3 0.713 17.09 5.9 Largo 79.80 137.453 0.0083 0.004 0.004 4.17 3 0.713 17.09 5.9 Usar acero # 3 Cálculo de momentos Factor de cálculo de momentos Determinacion del refuerzo Para un ancho de b=100 cm Acero para franjas centrales Acero para franjas extremas Factor de corrección del perímetro REVISION POR CORTANTE Si Ws>380 kg/m² entonces el perímetro se modifica por un factor igual a: Fc=(0.032)4Ö(Fs*Ws) Fc= 1.158 Vu = [(0.5*a1-d)( 0.95 + 0.5*(a1/a2))]w = Perímetro corregido VR = 0.5xFRbd(Raiz(f*c))= PL= 26.06 m Separación real y espaciamiento Peralte mínimo Momento dmin=PL/250 cm - dmin= 10.42 cm - - Peralte total - + H= dmin+r cm + H= 12.4 cm Carga de diseño Para simplificar el armado se usarán barras del # 3 @ 15 cm en ambas direcciones. Wu=FCXWs kg/m² Wu= 747.6 kg/m² Wu= 0.748 ton/m² a1= 480 cm 7.7 kg 6,077.1 VR > Vu Ok pasa por cortante CL S [cm] Sr [cm] Corto 21.15 20 Largo 21.15 20 Corto 21.15 20 Largo 21.15 20 Corto 17.09 15 Largo 17.09 15 MCM= 60 REVISION POR CORTANTE Vu = [(0.5*a1-d)( 0.95 + 0.5*(a1/a2))]w = VR = 0.5xFRbd(Raiz(f*c))= Separación real y espaciamiento Para simplificar el armado se usarán barras del # 3 @ 15 cm en ambas direcciones. Diámetros, pesos y áreas de varillas Diámetro nominal Peso [kg/m] Area [cm²]N° [in] [mm] 2 1/4 6.4 0.248 0.32 2.5 5/16 7.9 0.388 0.49 3 3/8 9.5 0.559 0.71 4 4/8 12.7 0.993 1.27 5 5/8 15.9 1.552 1.98 6 6/8 19.1 2.250 2.85 7 7/8 22.2 3.042 3.88 81 25.4 3.973 5.07 9 1 1/8 28.6 5.028 6.41 10 1 1/4 31.8 6.207 7.92 11 1 3/8 34.9 7.511 9.58 12 1 1/2 38.1 8.938 11.40
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