La viga de hormigón es uno de los elementos básicos de una estructura. Los pilares y losas de hormigón son otros de los elementos más utilizados en la construcción.
Existen otros tipos de vigas además de las de hormigón que se utilizan en la construcción. El artículo Tipos de vigas Para obtener más información sobre los diferentes tipos de vigas, consulte el sitio web.
Existen diferentes categorizaciones para vigas de hormigón armado. Se pueden clasificar de la siguiente manera.
- barra rectangular
- Soporte de brida
Otros tipos de categorización podrían considerarse como
- Vigas de hormigón armado
- Vigas prefabricadas de hormigón – con refuerzo de viga
- Vigas pretensadas – (postensadas y pretensadas)
Antes de diseñar la viga de hormigón, primero se realiza el dimensionamiento para preparar los dibujos del contorno del hormigón. El diseño se basa en la relación luz/canto.
Facilita la selección de una viga del tamaño adecuado para su análisis y diseño.
Cómo analizar vigas de hormigón para determinar el refuerzo de la viga
Al analizar una viga de hormigón, se pueden seguir los siguientes pasos.
- Calcular las cargas de la losa (cargas permanentes y cargas vivas).
- Calcular la carga de los muros apoyados sobre la viga.
- Crear combinaciones de carga .
- Si existen desviaciones en luces y cargas, se deben considerar cargas alternativas.
- El análisis del haz se puede realizar mediante cálculos manuales o mediante software.
- El momento en que se produce la redistribución según lo requerido y dentro de los límites permitidos por la norma respectiva.
Diseño de vigas de hormigón.
La viga de hormigón debe diseñarse para el estado límite último y el estado límite de servicio.
Primero, dimensionamos la viga según su capacidad de carga y determinamos el refuerzo de la viga.
Luego comprobamos si existe el estado límite de usabilidad. En el estado límite de servicio, comprobamos la viga en busca de deflexiones y grietas.
Además, se debe prestar atención al exceso o falta de refuerzo del tramo.
Exceso de refuerzo
Si se proporciona más refuerzo del requerido en el diseño, se habla de refuerzo excesivo. Esto conduce a una reducción de la tensión del acero y ralentiza el flujo o reduce el límite elástico del acero. Sin embargo, la tensión del hormigón aumentará.
La falla del concreto resulta en el colapso repentino de la estructura sin previo aviso. Si el refuerzo cede, se emitirán más advertencias.
Grietas en vigas, deflexiones excesivas, etc. Estas son advertencias de colapso.
Bajo refuerzo
Un refuerzo insuficiente de la sección se garantiza mediante un refuerzo inferior.
En estas situaciones, los refuerzos provocan deflexiones excesivas y grietas en la estructura.
Detalle de refuerzo de viga de hormigón
Existen requisitos para el manejo de vigas de hormigón.
Todas las reglas detalladas deben cumplir con las normas pertinentes.
Algunas de las reglas detalladas importantes de la norma BS 8110-1-1997 son las siguientes.
- Porcentaje mínimo de refuerzo para una viga rectangular a f j = 460N/mm 2
100As/Ac = 0,13
- Aumento de presión mínimo (si es necesario para el nivel de capacidad de carga; fy = 460 N/mm 2 )
100As/Ac = 0,4
- Área máxima de refuerzo de viga
No se permite que el área de refuerzo de tracción o el área de refuerzo de compresión exceda el 4% del área de la sección transversal del hormigón.
- Juntas para vigas confinantes con refuerzo de compresión (si se requiere refuerzo de compresión para el diseño del estado límite último)
Eslabones: al menos un cuarto del tamaño de la varilla de compresión más grande o 6 mm, lo que sea mayor
Distancia máxima: 12 veces la barra de compresión más pequeña
- Disposición de las conexiones para acomodar el refuerzo de compresión de la viga (si se requiere refuerzo de compresión para el diseño del nivel de capacidad de carga)
Ninguna barra dentro de la zona de presión debe estar a más de 150 mm de la barra restringida.
- Refuerzo lateral de soporte
Si el canto de la viga supera los 750 mm, se deberá prever refuerzo lateral.
La distancia máxima entre barras laterales no debe exceder los 250 mm.
Proporcionan cuidado 2/3 de la altura de la viga, profundidad medida desde la superficie de tensión.
El tamaño mínimo de barra es menor que √ (ver b b/f j ) Donde b es el espacio entre barras y b es el ancho de la sección o 500 mm si b es mayor que 500 mm.
- Distancia libre entre tirantes
Ninguna varilla de tensión longitudinal se encuentra a más de 150 mm de la pata vertical del conector.
- El número máximo de armaduras en una capa incluyendo superposiciones de tensión Cl 3.12.8.14.
En el caso de solapes, la suma de las dimensiones de la armadura en una determinada capa no debe exceder el 40% del ancho de la sección a este nivel.
Diseño de refuerzo de vigas de hormigón – Ejemplo resuelto BS 8110 1 – 1997
Datos de construcción
- Viga simplemente apoyada
- Carga muerta 20 kN/m
- Carga de tráfico 10 kN/m
- Extensión de soporte 6m
- Ancho de haz 300 mm
- Profundidad del haz 500 mm
- Resistencia característica del hormigón 25 N/mm 2
- Resistencia característica del acero 460 N/mm 2
Capacidad de carga = 1,4 x 20 + 1,6 x 10 = 44 kN/m
Momento flector máximo = wl 2 /8 = 44 x 6 2 /8 = 198kN/m
Calcular la profundidad efectiva
Se supone un diámetro de varilla de 20 mm, eslabones de 10 mm, tapa de 25 mm
Profundidad útil = 500 – 25 – 10 – 20/2 = 455 mm
K = 0,128
k
Z = 377,2 mm
M/bd2 = 3,188 N/ mm2
100 As/bd = 0,880
Cómo = 1201 mm 2
Fuerza de corte nominal = 44 x 6/2 = 132 kN
Esfuerzo cortante = V/bd = 0,733 N/mm 2
Capacidad de corte = Vc = 0,606 N/mm 2
V < Vc + 0,4 = 0606 + 0,4 = 1,006 N/ mm2
Especifique las conexiones de corte nominales.
