ingenieria

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CAPITULO 10
Vigas con losa colaborante.
Teoría general
La figura N°1 muestra una losa de concreto apoyada en un perfil H de acero. Si
en el plano de contacto C-C no existe desplazamiento, la sección se deforma como indica la
figura 1.a, con un eje neutro n-n. En el caso que exista deslizamiento, la viga y la losa se
y
deforman en forma independiente, con dos ejes neutros nv − nv
n l −nl
respectivamente.

b
nl
C

C

n

n

1.a

nl

nv

nv
1.b

Fig. N°1
Las vigas en las que se impide el deslizamiento entre viga y losa reciben el nombre
de “vigas con losa colaborante”. En la figura N°2 se puede apreciar una viga de acero
embebida en el hormigón , impidiendo el deslizamiento por adherencia natural entre el
acero y el concreto.

b

Fig. N°2
Las vigascon losa colaborante, tienen las siguientes:
Ventajas:
•
Economía en el peso del acero del orden del 20 al 30%.
•
Mayor rigidez. El momento de inercia de la sección compuesta es 2,0 a 2,5 veces
mayor que la del perfil metálico, permitiendo controlar las deflexiones con alturas del orden
de 1/30 a 1/40 de la luz, en lugar de 1/20 a 1/25 correspondiente a vigas corrientes. Si
consideramos queen la altura total se incluye el espesor de la losa, se puede apreciar que la
economía de dimensiones por este concepto es apreciable.

2
•
Mayor duración de la losa por estar expuesta a compresión.
Desventajas:
•
Mayor costo de fabricación por tener que agregar conectores que impidan el
deslizamiento entre la viga y la losa.
•
En vigas contínuas no existe colaboración en la zona demomentos negativos. Este
hecho complica el análisis, ya que el momento de inercia es variable y disminuye la
economía.
•
Tienen poca flexibilidad para modificaciones en pisos tales como los industriales, en
los que son frecuentes los cambios.
En resumen, las vigas con losa colaborante son una excelente solución para
estructuras de carácter permanentes, como puentes en carreteras.
El diseñode vigas con losa colaborante puede hacerse por la teoría elástica o la
plástica.
Teoría elástica.
b

b

b
n

b
n

fh

nf h

d
fc
bo

n

vc

b1

vh

n
vt
ft

a1

3.a

a

Fig. N°3

3.b

La figura N° 3 muestra una viga colaborante con una losa de espesor “ d ”.
El ancho colaborante “ b ” de la losa es el mismo de las vigas “T”
de hormigón armado y tieneel menor de los siguientes valores:
TABLA N°1
Vigas centrales

Vigas extremas

Normas AISC
L
b≤
4
b ≤ (bo + 16 ⋅ d )
a + a1
b≤
2
L
b≤
12
b ≤ (b1 + 6 ⋅ d )
(b + a )
b≤ 1
2

Normas AASHTO
L
4
b ≤ 12 ⋅ d
a + a1
b≤
2
L
b≤
12
b ≤6⋅d
(b + a )
b≤ 1
2
b≤

AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials.
AISC: American Institute of SteelConstruction.

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Donde:
L = luz de la viga
a y a1 = distancia entre vigas
El análisis se hace reemplazando la sección compuesta, por una sección
b
E
, siendo n =
la razón entre los módulos de Young
n
Eh

homogénea de acero de ancho

del acero y el hormigón.
Las normas AISC y AASHTO prescriben los valores de “ n ” de acuerdo a la
siguiente Tabla:
TABLA N°2
Calidad del hormigónResistencia
cúbica

f c′

2

Kg/cm
160
225
300
400

2

Kg/cm
136
191
255
340

Norma AASHTO

2

Lbs/pulg
1930
2710
3620
4830

Cargas

Cargas

variables

Resistencia cilíndrica

R28

Norma
AISC

permanentes

n

n

n′ = 3 ⋅ n

11
10
8
7

15
12
10
8

45
36
30
24

Se ha adoptado la relación “ f c′ = 0,85 ⋅ R28 ” entre la resistenciacilíndrica y
la resistencia cúbica del hormigón.
Las normas AASHTO consideran dos tipos de cargas: “Cargas permanentes”
y “ Cargas variables”.
Para las cargas permanentes, tales como el peso propio y los pavimentos,
recomiendan usar un valor n’ = 3n que toma en cuenta los efectos de la contracción de
fragua y el escurrimiento plástico, que aumentan la deformabilidad del concreto.
Para cargas...