9. CONCRETO PRESFORZADO
9.7 Losas postensadas con tendones no adheridos
9.7.3 Sistemas de losas postensadas–columnas bajo sismo
primario resistente a sismo se obtendrán de un análisis sísmico de un modelo donde se desprecie la contribución de la losa
plana, excepto por su efecto de diafragma. Se usará el valor de Q
que corresponda a dicho sistema estructural primario resistente a sismo. Se revisará que la cuantía de refuerzo por flexión no exceda al indicado en 2.2.2. Las diferencias de desplazamientos en niveles consecutivos debidos a las fuerzas cortantes de entrepiso no deberán exceder de 0.006 veces la diferencia entre las correspondientes alturas de los niveles.
Para diseñar el sistema losa plana-columnas para momentos flexionantes y fuerzas cortantes, siguiendo lo establecido en 9.7.2.1 y 9.7.2.2, se hará el análisis sísmico de un modelo completo de la estructura que incluya las losas planas y su interacción con las columnas y con el sistema estructural resistente a sismo. Las losas se modelarán según 8.3.3; se considerarán los momentos de inercia de las secciones de la losa
sin agrietar. Se usará un valor de Q = 2. Las diferencias de
desplazamientos en nivles consecutivos debido a las fuerzas cortantes de entrepiso no deberán exceder de 0.006 veces la diferencia entre las correspondientes alturas de los niveles.
Se deberá revisar que no se alcance estado límite de falla frágil alguno, en particular en la conexión losa-columna. La losa deberá satisfacer los requisitos de diafragmas de 6.6.
9.7.4 Estados límite de servicio
9.7.4.1 Esfuerzos permisibles en el concreto
La cantidad de torones y el nivel de presfuerzo se determinarán de manera que los esfuerzos de compresión y tensión en el concreto no excedan los valores establecidos en 9.4 para carga muerta y viva de servicio.
9.7.4.2 Esfuerzos permisibles en el acero de presfuerzo
Después del anclaje del tendón, 0.70fsr.
9.7.4.3 Deflexiones
Las deflexiones en losas postensadas deberán calcularse para carga viva según su distribución más desfavorable (deflexiones inmediatas) y para cargas sostenidas (flechas diferidas). Para calcular las flechas diferidas, sólo se considerará la carga sostenida en exceso a la equilibrada por el postensado.
9.7.4.4 Agrietamiento
En regiones de momento positivo, cuando el esfuerzo a tensión en el concreto en condiciones de servicio (después de considerar las pérdidas de presfuerzo) sea mayor que
0.5
f
c'
en kg/cm2 se colocará un área mínima de refuerzo corrugado adherido igual a:y c
s
f
N
donde Nc es la fuerza a tensión en el concreto debida a cargas muerta y viva de servicio. En esta expresión el esfuerzo especificado de fluencia fy no deberá ser mayor de 4200 kg/cm2. El refuerzo tendrá una longitud mínima de un tercio del claro libre y deberá ser centrado en la región de momento positivo. Se deberá colocar lo más cercano a la fibra extrema a tensión y se deberá distribuir uniformemente sobre la zona a tensión precomprimida. Se aplicarán las disposiciones sobre separación máxima de 4.9.
En zonas de momento negativo sobre las columnas se colocará un área mínima de acero adherido sin presforzar en ambas direcciones igual a:
As = 0.00075hL (9.12)
para losas que trabajan en dos direcciones, donde L es la
longitud del claro en la dirección paralela a la del refuerzo calculado y medido desde el centro del claro a cada lado de la conexión, y h es el espesor de la losa, e igual a:
As= 0.004A (9.13)
para losas que trabajan en una dirección, donde A es el área de
la sección transversal comprendida entre la cara a tensión por flexión de la losa y el centro de gravedad de la sección completa. El acero se distribuirá dentro de una franja limitada por líneas a
1.5h medidas desde las caras de la columna. Al menos se
colocarán cuatro barras en cada dirección separadas no más de 30 cm. Las barras deberán extenderse de las caras de apoyo una distancia mínima igual a un sexto del claro libre.
Cuando se construyan las losas postensadas en varios tramos, se emplearán separaciones temporales cuyo ancho deberá ser suficiente para postensar los tendones. En estas separaciones se deberá colocar refuerzo para resistir los momentos flexionantes y fuerzas cortantes que ocurrirían como si la losa fuera continua. El acero se anclará en las losas a ambos lados de dicha separación de acuerdo con los requisitos de 5.1 que sean aplicables. La separación se cerrará mediante la colocación de concreto con las mismas características que las empleadas en la losa.
En zonas adyacentes a muros de concreto, el área del refuerzo paralelo a los muros será 0.0015 veces el área de la losa, calculada sobre un tercio del claro transversal. Las barras se colocarán alternadamente en el lecho superior e inferior a una separación de 1.5h.
En tableros de esquinas y de borde, y cuando los tendones se concentren en bandas, se deberá colocar en el lecho inferior refuerzo adherido no presforzado perpendicular al borde cuya área será igual a:
As= (0.0015 – 0.5pp)hL (9.14)
Pero no menor que 0.0005hL. La longitud de las barras será igual
al claro en la dirección de análisis.
9.7.4.5 Corrosión
Los tendones no adheridos estarán completamente recubiertos por un material idóneo que asegure su protección contra la corrosión. La funda deberá ser continua en toda la longitud no adherida, deberá prevenir la penetración de pasta de cemento y deberá ser resistente al manejo durante la construcción. Las zonas de anclaje deberán protegerse contra la corrosión mediante dispositivos probados o materiales que garanticen dicha protección. Si se emplean concretos o morteros fluidos, éstos deberán estar libres de cloruros.
9.7.4.6 Resistencia al fuego
El recubrimiento mínimo sobre los tendondes postensados será de 2 cm para cualquier tipo de edificio.
9.7.5 Zonas de anclaje
Las zonas de anclaje deberán resistir la máxima fuerza aplicada durante el tensado. El esfuerzo permisible de aplastamiento en el concreto será el indicado en 9.6.1.3 cuando han ocurrido las pérdidas de presfuerzo.
Para resistir las fuerzas de tensión que ocurren adelante del anclaje en la dirección del espesor de la losa, se deberá usar cuando menos dos barras de 0.95 cm de diámetro (número 3)
anclaje. La separación no deberá exceder de 30 cm ni 24 veces el diámetro de las barras. El refuerzo se deberá anclar cerca de las caras de la losa con ganchos estándar (Figura 9.3).
Se deberá proveer refuerzo en el plano de la losa, perpendicular al eje del monotorón, para resistir las fuerzas de tensión en el plano de la losa a lo largo del borde de la misma. Cuando menos se colocarán dos barras paralelas al borde de la losa inmediatamente adelante de los anclajes; las barras deberán incluir a todos los anclajes adyacentes.
El refuerzo se colocará arriba y abajo del plano de los tendones. Además, se colocará refuerzo para tomar las fuerzas delante de los anclajes; este refuerzo se distribuirá sobre la longitud de la zona de anclaje. Se deberá colocar otro par de barras paralelo al borde de la losa a una distancia desde los anclajes igual a la mitad de la separación entre tendones (Figura 9.3). Estas barras deberán extenderse más allá del último tendón con una distancia igual a la longitud de desarrollo de las barras.
10. CONCRETO PREFABRICADO
10.1 REQUISITOS GENERALES
Las estructuras prefabricadas se diseñarán con los mismos criterios empleados para estructuras coladas en el lugar, teniendo en cuenta, además, las condiciones de carga que se presenten durante la vida útil de los elementos prefabricados, desde la fabricación, transporte y montaje de los mismos hasta la terminación de la estructura y su estado de servicio, (14.5) así como las condiciones de restricción que den las conexiones, incluyendo la liga con la cimentación.
A A Anclaje Borde Posible grieta Monotorón Fuerzas de tensión en el plano de la losa PLANTA Posible grieta Fuerzas de tensión en dirección del espesor de la losa Corte A-A Dos barras 2 o más barras No.3 Cuando menos dos barras
PLANTA 2 o másbarras No. 3
30 cm s≤ 24db ELEVACIÓN
a)Fuerzas de tensión
b) Refuerzo
12 separación de los tendones 1.5h h s s s sEn la estructuración de edificios se deberá proporcionar marcos o muros con resistencia a cargas laterales en dos ejes ortogonales de la estructura.
En los elementos estructurales de sección compuesta formados por prefabricados y colados en el lugar se aplicarán los requisitos de la cláusula 6.1.5.
10.2 ESTRUCTURAS PREFABRICADAS
Las estructuras prefabricadas se diseñarán por sismo con un
factor Q=2; sus conexiones cumplirán con los requisitos de este
capítulo.
Se podrá usar un factor Q = 3, cuando la estructura prefabricada emule a una colada en sitio y la conexión de los elementos se lleve a cabo en una sección donde los momentos flexionantes de diseño debidos a sismo tengan un valor no mayor del 60% del resultante en la sección crítica por sismo, del elemento de que se trate. Además la estructura debe cumplir con los requisitos para
Q = 3 que se especifican en el Capítulo 5 de las Normas y
Especificaciones para Diseño por Sismo y en el Capítulo 7 de estas Normas. Cuando el signo de los momentos flexionantes se invierte a causa del sismo, se diseñarán las conexiones viga – columna de acuerdo con la sección 7.5.
10.3CONEXIONES
Las conexiones se diseñarán de modo que el grado de restricción que proporcionen esté de acuerdo con lo supuesto en el análisis de la estructura, y deberán ser capaces de transmitir todas las fuerzas y momentos que se presentan en los extremos de cada una de las piezas que unen. Cuando una conexión forme parte del sistema estructural de soporte ante acciones laterales, deberá resistir no menos que 1.3 veces el valor de diseño de las fuerzas y momentos internos que transmita.
En marcos formados por elementos prefabricados se define como nudo aquella parte de la columna comprendida en el peralte de las vigas que llegan a ella.
La conexión viga–columna entre elementos prefabricados puede efectuarse dentro del nudo o en las zonas adyacentes o alejadas
del mismo. Cuando se aplique Q = 3, no deberán hacerse dentro
del nudo. Las conexiones deberán cumplir los requisitos siguientes:
a) En conexiones que formen parte del sistema estructural de soporte ante cargas laterales, la resistencia, fc ’, del concreto empleado en las conexiones entre elementos prefabricados, requerido para transmitir esfuerzos de tensión o compresión, deberá ser al menos igual a la mayor que tengan los elementos que conectan.
b) El acero de refuerzo localizado en las conexiones de elementos prefabricados, requerido para transmitir esfuerzos de tensión o compresión, deberá tener un esfuerzo especificado de fluencia no mayor que 4 200 kg/cm².
c) En las conexiones se deberá colocar refuerzo transversal con el diámetro y la separación indicados en estas Normas para estructuras coladas en el lugar de manera que se asegure la resistencia y el confinamiento requeridos en la conexión, de acuerdo con el valor de Q usado al diseñar.
d) Si la conexión se realiza dentro del nudo deberá cumplir con los requisitos mencionados en 6.2.5. Se deberá asegurar el confinamiento del nudo como se indica en 6.2.6. Se deberá asegurar que la articulación plástica se presente en la viga y se deberá cumplir con lo especificado en la sección 6.8.
e) Cuando se utilicen colados en sitio para garantizar la continuidad de una conexión, donde quiera que ésta se encuentre, deberán realizarse por la parte superior de ella obligando al uso de cimbras en caras laterales (costados) e inferiores (fondo) de la conexión.
f) Al detallar las conexiones deben especificarse las holguras para la manufactura y el montaje. Los efectos acumulados de dichas holguras deberán considerarse en el diseño de las conexiones. Cuando se diseñe la conexión para trabajar monolíticamente, las holguras deberán rellenarse con mortero con estabilizador de volumen de manera que se garantice la transmisión de los esfuerzos de compresión y cortante.
g) Cada ducto que atraviesa un nudo deberá tener un diámetro de por lo menos el doble del diámetro de la barra que contiene y se rellenará con lechada a presión de modo que asegure la adherencia de las barras.
h) Todas las superficies de los elementos prefabricados que forman parte de una conexión deberán tener un acabado rugoso, de 5 mm de amplitud aproximadamente; estas superficies se limpiarán y se saturarán de agua cuando menos 24 horas antes de colar la conexión. En el colado de la conexión se incluirá un aditivo estabilizador de volumen.
10.4SISTEMAS DE PISO
En edificios con sistemas de piso prefabricados se deberá garantizar la acción de diafragma rígido horizontal y la transmisión de las fuerzas horizontales a los elementos verticales. Para este fin se aplicará lo dispuesto en la sección 6.6. El firme estructural que allí se menciona puede estar reforzado con malla o barras de acero colocadas al menos en la dirección perpendicular al eje de las piezas prefabricadas.
Cuando no pueda garantizarse mediante un firme la acción conjunta de los elementos prefabricados, se deben proveer conectores mecánicos a lo largo de los lados de las piezas adyacentes, según se requiera para transmitir las fuerzas cortantes en el plano, la tensión por cambio de temperatura y los efectos por contracción.