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Las losas de naves industriales a menudo soportan cargas importantes con una distribución no uniforme sobre la superficie debido al almacenamiento de material. Estas cargas pueden provocar grandes esfuerzo de tensión en la parte superior de la losa de concreto a lo largo de los pasillos. Esto puede provocar el rápido deterioro y desintegración de la losa debido al tráfico de personas y equipos de manejo de materiales.

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Por tanto se propone una ecuación desarrollada por Rice (1957) para el momento flector negativo crítico en la línea central del pasillo basado en la distribución de cargas y juntas mostrado en la Fig. 10.5.2.

El ancho crítico de pasillo se define como el ancho que maximiza el momento flector negativo en la ecuación propuesta por Rice. Existen tablas disponibles (CRSI, 1983) que dan el ancho crítico del pasillo y momento flector negativo para diferentes espesores de losa y valores del módulo de la sub-rasante.

Cuando se conoce de ante-mano el posible arreglo de la carga distribuida se puede hacer un análisis mediante el uso del método de los elementos finitos utilizando para esto el módulo de reacción del suelo y modelando este como un conjunto de resorte (Ver sección 10.3.3) para obtener el momento negativo máximo.

10.5.4.4 Cargas concentradas

Otras cargas que pueden llegar a ser crítica en losas de naves industriales es la que transmiten las patas de estantes altos de almacenamiento o las ruedas de equipos para manejar los materiales, como montacargas.

Los métodos de diseño varían desde aquéllos puramente empíricos hasta los que se fundamentan en análisis teóricos como las ecuaciones de Westergaard (Nilson & Winter, 1997).

Fig. 10.5.3 Carga concentrada y transmitida por una rueda: (a) deformación y agrietamiento (b) variación del momento flector.

Existen gráficas de diseño publicadas por la Portland Cement Association (PCA) que permiten una evaluación rápida de los esfuerzos de tensión por flexión debido a cargas concentradas (Spears, 1978). También se pueden encontrar detalles y gráficas de diseño en el libro de Ringo y Anderson (1992) para este tipo de losas y diferentes condiciones de carga.

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10.5.4.5 Juntas

Es usual que se incluyan juntas en las losas para tener en cuenta la contracción del concreto o para aislar cimentaciones de maquinarias o muros, o simplemente por conveniencia en la construcción.

Existen juntas de contracción o control que se colocan para asegurar que las grietas debido a la contracción se formen de manera recta y tengan un patrón regular. Esta se corta con un disco una vez que el concreto ha fraguado y se hace a una profundidad de un cuarto del espesor de la losa, ver Fig. 10.5.4. Si estás no se hacen en el tiempo adecuado se corre el riesgo de que se figure el firme.

Fig. 10.5.4 Detalle Junta de Contracción.

La PCA recomienda un espaciamiento de 24 veces el espesor de la losa en cm considerando un agregado con un tamaño máximo menor a ¾”. Cuando el tamaño máximo del agregado es mayor de ¾” es espaciamiento se puede incrementar a 30 veces. Cuando se requiere espesores de losas iguales o mayores a 20 cm y existan cargas muy pesadas, la separación de las juntas de contracción no debe ser mayor de 4.5 m. En todos los casos se deben formar tableros tendiendo a una configuración cuadrada. Las juntas de aislamiento permiten el movimiento entre la losa de piso y elementos fijos como base de maquinarias o muros evitando esfuerzo por flexión debidos al desplazamiento vertical de la losa, ver Fig. 10.5.5. También se utilizan alrededor de columnas para evitar agrietamiento incontrolado de la losa sobre la base de la columna. El material de contracción en la junta permite la expansión de la losa debido a cambios térmicos o por fraguado sin inducir esfuerzo en esta.

Fig. 10.5.5 Detalle Junta de Aislamiento.

Cuando se utiliza junta de aislamiento alrededor de las columnas de la estructura, esta se hace en forma de diamante, ver Fig. 10.5.6, los cuales se cuelan hasta que el firme haya alcanzado la resistencia de proyecto y la carga gravitacional debido a peso muerto de proyecto se haya aplicado a la columna.

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Fig. 10.5.6 Junta de aislamiento en Columna (diamante).

Por último tenemos las juntas de construcción que son colocadas a conveniencia del constructor para interrumpir el vaciado y poder reiniciar posteriormente, ver Fig. 10.5.7. Para evitar movimientos desplazamientos relativos entre losas de diferentes vaciado se coloca una barra de amarre y se incluye una llave en forma de cuña para que haya una transferencia eficaz de la carga.

Fig. 10.5.7 Detalle Junta de Construcción.

En la Fig. 10.5.8 se muestra una planta típica de una nave industrial donde se señala los tres tipos de juntas utilizadas en la construcción de este tipo de estructura.

Fig. 10.5.8 Planta típica firme de una Nave industrial.

JUNTA AISLAMIENTO JUNTA CONTRACCIÓN JUNTA CONSTRUCTIVA ETAPA 1 ETAPA 2 JUNTA CONTRACCIÓN JUNTA CONSTRUCTIVA JUNTA AISLAMIENTO L L L L L L 1 2 3 4 5 6 7 B B C B A

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Finalmente se comenta que la calidad de la base del firme es muy importante para que el firme no tenga deterioro. También el curado es trascendental para lograr una calidad adecuada; al respecto se recomienda colocar una lona con yute de tal forma que conserve el agua y por ende la humedad.

En Concrete Floors on Ground (Spears, 1978) y Designing Floor Slabs on Grade (Ringo & Anderson, 1992) se abunda sobre detalles y sugerencias para la ubicación de las juntas.