Las Vigas de Concreto son elementos estructurales de concreto armado, diseñado para sostener cargas lineales, concentradas o uniformes, en una sola dirección. Una viga puede actuar como elemento primario en marcos rígidos de vigas y columnas, aunque también pueden utilizarse para sostener losas macizas o nervadas.
La viga soporta cargas de compresión, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado, las vigas también soportan esfuerzos cortantes hacia los extremos por tanto es conveniente, reforzar los tercios de extremos de la viga.
INDICE DE TEMAS
Vigas de Concreto
Dimensionamiento de las vigas de concreto
Para lograr que este elemento se dimensione cabe tener en cuenta la resistencia por flexión, una viga con mayor peralte (altura) es adecuada para soportar estas cargas, pero de acuerdo a la disposición del proyecto y su alto costo hacen que estas no sen convenientes.
Para lograr peraltes adecuados y no incrementar sus dimensiones, es conveniente incrementar el área del acero de refuerzo para compensar la resistencia a la flexión. Para el diseño de una viga se deberá considerar también para su dimensionamiento, los esfuerzos de corte, torsión, de control, de agrietamiento y deflexión.
Vigas armadas
En las situaciones en que las cargas previstas para un claro dado son demasiado grandes para una sección W disponible o que el claro sea demasiado grande, se puede recurrir a varias alternativas.
- Una sección W con acero de alta resistencia (por ejemplo Acero A-50)
- El uso de dos o más perfiles W lado a lado (esta es una solución costosa y poco eficiente)
- Una viga W con cubre placas en los patines.
- Una sección armada de patín ancho.
- Una trabe armada.
- Una cercha o armadura.
Vigas con cubre placas en los patines
Estas secciones son prácticas en los casos en que los momentos actuantes son ligeramente mayores que los momentos resistentes que pueda soportar el mayor perfil W convencional.
También son útiles cuando el peralte total de la sección esta limitado de tal modo que los momentos resistentes de los perfiles W del peralte especificado son demasiado pequeños. Por ejemplo, un arquitecto puede indicar un peralte máximo en sus planos para las vigas de una edificación. En un puente, los peraltes de las vigas pueden estar limitados por la altura libre requerida.
Además, puede haber usos económicos par alas vigas con cubre placas donde el peralte no está limitado y se dispone de secciones W para resistir las cargas. En este caso, se selecciona una W menor que la necesaria para el momento máximo y se le ponen cubre placas en los patines.
Estas cubre placas pueden cortarse donde los momentos son menores, ahorrando así cierta cantidad de acero. En vigas continuas, esta forma de utilizar las cubre palcas es muy común.
Una solución factible para este tipo de vigas es:
- Fijar el peralte y colocar en la viga cubre placas.
- Seleccionar el perfil estándar más grande, cuyo peralte permita colocar cubre placas en sus patines superior en inferior y así determinar las dimensiones de las cubre placas.
- Suponiendo que la sección se encuentra en la zona I de comportamiento a flexión y asumiendo que Z nec es el módulo de sección plástico de la sección armada total: FyMuZnecbf= (4.57)
Secciones armadas de patín ancho
En el capitulo G del AISC LRFD hace una clara distinción entre vigas (estén estas formadas por perfiles laminados o por secciones armadas de patín ancho) y trabes armadas. Esta diferencia reside en la relación de esbeltez de sus almas.
Esta esbeltez se mide con la relación hc/tw.
Para ser viga, un perfil puede ser laminado o armado, pero sin atiesadores y su relación hc/tw no debe ser mayor que fFy/970r=?en donde Fyf es el esfuerzo mínimo de fluencia especificado del patín.
Por otro lado, una trabe armada puede o no tener atiesadores y su relación hc/tw debe ser mayor que fFy/970r=?(en esta expresión se usa el esfuerzo de fluencia Fy del patín y no del alma, porque el pandeo inelástico por flexión de las trabes híbridas depende de la deformación en el patín.)
En este tipo de secciones, las almas son suficientemente gruesas para soportar el cortante sin peligro de pandeo. Aunque esas secciones con sus almas sin atiesadores son más pesadas que las trabes armadas del mismo claro y cargas, sus costos totales a veces son menores debido a sus costos de fabricación más bajos.
De acuerdo a las especificaciones F1.1 del AISC LRFD, se permite el análisis plástico para las vigas y trabes compactas si se cumplen ciertas condiciones.
Estas deben tener simetría sencilla o doble y estar cargadas en esos planos. Cuando se flexionan alrededor de su eje mayor, las longitudes sin soporte lateral de sus patines comprimidos en las regiones de articulaciones plásticas asociadas con mecanismos de falla, no deben exceder de los valores dados en las especificaciones.
