Presupuesto de acero en losa de entrepiso con claros irregulares
Un despacho diseña un edificio de oficinas de 5 niveles. La losa de entrepiso tiene claros de 6.0 m en la dirección X y 7.5 m en Y, con una columna desplazada 1.2 m respecto a la retícula en una esquina, lo que genera un claro local de 8.7 m. El cliente fijó un presupuesto de acero de 22 kg/m² para la estructura de losa. El calculista propone losa maciza de concreto reforzado de 18 cm con cuantía estimada de 28 kg/m². El arquitecto sugiere cambiar a losacero (lámina colaborante) o a losa aligerada con casetones para reducir peso y acero. La altura libre requerida en oficinas es de 2.70 m y la altura de entrepiso disponible es de 3.60 m. El terreno tiene capacidad de carga de 12 t/m².
1. ¿Qué sistema de losa conviene proponer y cómo justificas la decisión frente al presupuesto y la altura libre?
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Comparación técnica:
- Losa maciza 18 cm: 28 kg/m² de acero y peso propio ≈ 0.43 t/m². Excede el presupuesto de 22 kg/m² en ~27 %.
- Losa aligerada con casetones (peralte 25-30 cm): reduce peso propio a ≈ 0.30-0.35 t/m² y acero típicamente 18-22 kg/m², pero consume más peralte estructural.
- Losacero: peralte total 12-15 cm, peso ≈ 0.25-0.30 t/m², acero 14-20 kg/m²; requiere que la lámina trabaje como cimbra y refuerzo positivo.
Altura libre: con entrepiso de 3.60 m y losa de 18 cm más plafón e instalaciones (~0.45 m) la libre sería ≈ 2.97 m, suficiente. Con losacero de 15 cm la libre sube a ≈ 3.0 m, también suficiente; el criterio de altura no es restrictivo, así que decide el costo/peso.
Decisión: proponer losacero o aligerada en las zonas de claro ≤7.5 m y verificar la esquina de 8.7 m, donde el momento crece con L² (≈35 % más que 7.5 m); ahí puede requerirse maciza o un nervio perimetral. La losa aligerada o losacero cumple el presupuesto de 22 kg/m² y alivia la cimentación (12 t/m²), por lo que es la opción recomendable, condicionada a revisión estructural de la esquina.
2. La columna desplazada 1.2 m genera un claro de 8.7 m. ¿Qué implicaciones tiene para el sistema de losa y qué alternativas estructurales evaluarías?
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El momento flexionante crece aproximadamente con el cuadrado del claro: (8.7/7.5)² ≈ 1.35, es decir, ~35 % más demanda en esa franja. Opciones:
- Nervio o viga de borde que subdivida el claro de 8.7 m en tramos ≤7.5 m, manteniendo el sistema uniforme.
- Engrosar la losa localmente o aumentar peralte solo en esa zona, con transición gradual.
- Cambiar el sistema solo en la esquina (maciza o nervada) y mantener losacero en el resto.
- Rediseñar la retícula para alinear la columna, si la planta lo permite; es la solución más limpia porque evita concentraciones y simplifica el armado.
Se debe revisar también punzonamiento en la columna desplazada y la torsión inducida en vigas perimetrales. La decisión óptima combina costo y constructibilidad: alinear la columna o introducir una viga de apoyo suele ser más económico que sobredimensionar toda la losa.
3. ¿Cómo verificas que la solución cumple con la capacidad de carga del terreno de 12 t/m²?
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Se estima la carga total por nivel: losa (0.30 t/m²) + acabados y plafón (0.15 t/m²) + cargas vivas de oficina (0.25 t/m²) + muros y fachada prorrateados (0.10 t/m²) ≈ 0.80 t/m² por entrepiso. Con 5 niveles más azotea, la carga transmitida a la cimentación ronda 4.5-5.0 t/m² de área tributaria, más el peso de zapatas y relleno. Frente a 12 t/m² hay margen, pero debe verificarse por columna: la columna de esquina con área tributaria de ~30 m² transmite ~150 t, lo que exige una zapata de al menos ~13-15 m² (considerando factor de seguridad y peso propio). Se concluye que el sistema aligerado ayuda a mantener la cimentación dentro de capacidad; si se usara maciza, el margen se reduce y podría requerirse cimentación profunda o losa de cimentación.