Losa de concreto armado

La losa de concreto reforzado, representa un parte fundamental del sistema estructural de un edificio para soportar todas las cargas que se generen.

Existen diferentes tipos de losas en concreto reforzado, su elección depende del uso que se le dará a la construcción, de las cargas que soportará y de las condiciones del terreno donde se asentará.

La tecnología de los materiales permite obtener diseños de losas que ven reducidos sus espesores, tiempos constructivos y ahorros significativos de dinero.

¿Qué es una losa de concreto armado?

Una losa de concreto armado es un elemento estructural plano y horizontal, que generalmente se utiliza en la construcción para soportar cargas. A la vez que sirve para proporcionar superficies de piso o techo en edificios, puentes u otras estructuras. Se compone principalmente por concreto reforzado con barras o elementos de acero.

Tipos de losa

Podemos encontrar losas macizas de concreto reforzado o postensado, aligerada, nervada, reticular, entre otras.

Losa maciza: losa de concreto armado cuyo espesor es uniforme. Es especialmente útil para construcciones de bajo nivel, que no sueles superar los 25 centímetros de espesor.

Losa aligerada: es de un peso inferior que la losa maciza. Su construcción incluye elementos aligerantes como bloques de poliestireno expandido, casetones de cerámica, etc.

Losa postensada: en este tipo de losa el refuerzo consta de cables de acero tensados antes del fraguado del concreto. Cuya técnica es utilizada para reducir las deformaciones y aumentar la resistencia de la losa.

Losa nervada: se caracteriza por tener vigas o nervios de concreto armado en su parte inferior. Estos elementos permiten reducir el espesor de la losa y aumentar su resistencia.

Losa de tipo reticular: está compuesta de viguetas prefabricadas de concreto, bovedillas cerámicas o de poliestireno expandido. Es económica su construcción, por lo que resulta muy útil para viviendas y edificios de baja altura.

Losa colaborante: compuesta de una capa de concreto y una chapa metálica que se dispone en su parte inferior. La chapa metálica actúa como armadura, aumentando la resistencia de la losa.

Losa de concreto armado: proceso constructivo

Una losa de concreto debe tener solidez, capacidad portante, aislamiento acústico y térmico, resistencia al fuego y a los sismos.

Preparación del sitio de construcción

Teniendo como prioridad la seguridad de todas las personas que se movilizan en el área de trabajo, el ambiente debe ser ordenado y limpio. Una de las principales actividades que se lleva a cabo, consiste en la remoción de toda la cobertura vegetal y limpieza del terreno.

Preparación de materiales y maquinaria

Es especialmente importante contar con todos los elementos necesarios para realizar un trabajo ininterrumpido, sin paralizaciones. Además de los materiales, es necesaria la utilización de gran cantidad de herramientas que debe estar disponible para los trabajadores.

El equipo debe estar en buen estado y a disponibilidad, esto incluye el uso de andamios, mezcladora, escaleras, retroexcavadora (en caso de ser necesario), etc.

Toda la madera debe estar en sitio, el acero para refuerzo, tuberías, cemento, arena, piedra picada, alambres, clavos, productos para encofrado. Así como también, se debe contar con acceso al agua para la preparación de mezcla y limpieza general posterior.

Apuntalamiento y encofrado

El encofrado sirve para moldear y definir una forma específica de la losa de concreto, facilitando la colocación del acero en su sitio. Existe gran cantidad de materiales que pueden ser utilizados para el encofrado de una losa y que pueden ser utilizados solos o en conjunto.

Se suelen emplear materiales como la madera, encofrados metálicos y elementos de plástico, algunos removibles y otros no.

El encofrado reutilizable disminuye los costos de producción, pero requiere de un cuidado especial y adecuado mantenimiento. Es importante la limpieza de todas las partes, después de ser utilizados, así como también su correcto almacenamiento.

La utilización de algún material que facilite la remoción de los moldes del cimbrado, ayuda a preservar su estado. Puede ser de gran utilidad emplear aceites, grasa o combustible, en la cara que va a quedar en contacto con la mezcla de concreto. Especialmente cuando se utiliza madera como material de encofrado, es necesario emplear algún producto que facilite su remoción y evite que se roma al quitarla.

Armado losa de concreto

El corte y figurado del acero se realiza previo a su instalación, para ello se adecúa un banco de refuerzo en donde se lleva a cabo el doblado. 

La distribución de todas las varillas de acero y su ubicación dentro del espacio que ocupará la losa, se realiza acorde a los planos estructurales. Se debe fijar, amarrar, espaciar, de manera tal que cada elemento se mantenga en su sitio durante el vaciado de concreto.

El acero inferior de losa se coloca primero, posteriormente se procede a la distribución de todo el acero superior, así como también tuberías que pasan por la losa.

Colado de losa

Es el proceso mediante el cual se coloca un volumen de mezcla de concreto a lo largo de toda la superficie de losa, hasta alcanzar el espesor requerido.

La capacidad de carga de una losa de concreto es uno de los principales elementos necesarios para determinar el diseño de espesor y resistencia de la losa. El grosor o espesor de una losa, nos da la altura o nivel hasta el cual debe ser vertida la mezcla de concreto durante el vaciado.

Antes de colocar el concreto, se debe verificar la colocación del refuerzo, tuberías (agua, electricidad, desagüe) acorde a los planos de construcción. También se debe verificar que el encofrado este posicionado adecuadamente y sin aberturas por donde se pueda salir la mezcla.

Una vez se han colocado todos los elementos en su sitio, se procede a verter la mezcla de concreto premezclado o preparado en sitio. 

Dependiendo del nivel al que se esté vaciando, puede ser necesaria la utilización de baldes, carretillas o incluso grúas para realizar un correcto vaciado.

La distribución de la mezcla se realiza con distintas herramientas, palas, rastrillos, vibradores. Cuidando siempre de no segregar los agregados de la mezcla durante el vibrado y colocación.

Curado del concreto

Para evitar la pérdida de humedad de la mezcla (evaporación del agua), se deben humedecer las superficies de la losa durante al menos la primera semana después del vaciado. En climas calurosos se debe tener especial cuidado de mantener el concreto humedecido para evitar agrietamiento en las estructuras.

Finalmente se debe desencofrar y remover toda la formaleta que dio forma a la losa de concreto, respetando los plazos y tiempos de remoción.

Losa de concreto armado para cimentación

Las losas de cimentación son usadas generalmente en suelos con poca capacidad de carga, cuando las zapatas convencionales requieran un mayor soporte. Las zapatas cuadradas y rectangulares en condiciones normales son más económicas para dar soporte a las columnas y muros. 

En ocasiones se requiere utilizar zapatas combinadas, para brindar soporte a una hilera de dos o más columnas. Las zapatas combinadas pueden ser rectangulares, trapezoidal o de contraste.

Abordaremos los tipos más comunes de losas de cimentación, cuya funcionalidad hace posible la construcción de estructuras con necesidades específicas.

¿ Que son losas de concreto armado de cimentación ?

Es una losa de concreto que soporta más de una hilera de columnas, algunas veces llamada placa de cimentación. La losa de cimentación es una zapata combinada que puede cubrir el área entera bajo una estructura que soporta varias columnas y muros.

Las losas de cimentación generalmente se apoyan sobre el terreno, hacia donde transmiten las cargas y el esfuerzo generado desde la superficie de apoyo. Las losas de cimentación pueden ser más económicas, en caso de que las zapatas aisladas deban cubrir más de la mitad del área de construcción.

En caso de que el nivel freático sea elevado, se pueden construir losas de cimentación sobre pilotes, de esta manera se controla la flotación.

Zapatas combinadas

Como su nombre lo dice, las zapatas combinadas son un sistema de cimentación en el que se emplea más un tipo de zapata.

Zapatas combinadas rectangulares: una sola cimentación rectangular puede soportar dos o más columnas. Se usa cuando la carga que soporta una columna y la capacidad de carga del suelo son tales que el diseño estándar de una zapata aislada se prolonga más allá del lindero del predio.

Zapata trapezoidal combinada: se usa como una cimentación corrida aislada para columnas que soportan grandes cargas cuando el espacio es reducido. El tamaño de la cimentación que va  a distribuir la presión uniformemente sobre el suelo puede obtenerse a través del empleo de fórmulas de diseño.

Zapata en voladizo: se pueden usar en vez de las anteriores, cuando la capacidad de carga admisible del suelo es alta y las distancias entre columnas son grandes. En este tipo de zapatas se usa un trabe de liga para conectar una cimentación de columna excéntricamente cargada con la cimentación de una columna interior.

Tipos comunes de losas de cimentación

Actualmente se emplean varios tipos de losas de cimentación, los tipos más comunes se muestran a continuación:

• Losa plana

Con un espesor uniforme de losa, son utilizadas en donde el suelo no presente condiciones de grandes asentamientos.

• Losa plana engrosada bajo las columnas

Engrosamientos puntuales de la losa en puntos ubicados directamente bajo cada una de las columnas.

• Losa emparrillada

En donde las vigas corren en ambos sentidos y las columnas están ubicadas en las intersecciones de vigas. Este tipo de cimentación es especialmente útil cuando el terreno presenta una capacidad portante escaza o elevada heterogeneidad, lo que puede derivar en asentamientos diferenciales importantes.

• Losa plana con pedestales

Los pedestales se ubican bajo cada una de las columnas.

• Losa con muretes integrados para sótano o cajón de cimentación

Los muretes trabajan como atiesadores de la losa.

Capacidad de carga de losas de cimentación

La capacidad de carga bruta última de una losa de cimentación se determina de manera similar a la que se usa en las cimentaciones superficiales.

Es importante considerar un factor de seguridad en los cálculos de capacidad de carga neta admisible. Para losas sobre arcilla, este factor no debe ser menor de 3 bajo carga muerta y carga viva máxima. En caso de que las condiciones sean más extremas debe considerarse un factor de seguridad entre 1.75 y 2. Para la mayoría de las condiciones de trabajo de losas sobre arena, el factor de seguridad contra falla por capacidad de carga es muy grande.

Cimentación compensada

El incremento de presión neta en el suelo bajo una losa de cimentación puede reducirse aumentando la profundidad de desplante. El diseño por compensación suele ser muy útil para estructuras que van a construirse sobre arcillas muy blandas. 

Consiste en construir un sótano más profundo por debajo de la parte superior de la superestructura, de tal manera que el aumento de presión neta sea relativamente uniforme a cualquier profundidad.

Diseño estructural de losas de cimentación

Puede llevarse a cabo a través de dos métodos convencionales: el método rígido convencional y el método flexible aproximado. Además, pueden ser utilizados los métodos de diferencias finitas y de elemento finito.

En el método rígido convencional para diseño, la losa se supone infinitamente rígida, en donde la presión del suelo se distribuye linealmente. En el método flexible aproximado, el suelo se supone equivalente a un número infinito de resortes elásticos. 

El método flexible aproximado de diseño se basa principalmente en la teoría de placas, mediante el cual se pueden evaluar los efectos de una carga concentrada de columna en el área circundante a evaluar.