Predimensionamiento de vigas y pilares
El predimensionamiento predimensionamiento de vigas y pilares es el procedimiento procedimiento previo al cálculo de dimensionado dimensionado que es necesario llevar a cabo en estructuras hiperestáticas antes de poder calcular con precisión los esfuerzos sobre las mismas. Con el predimensionado se establecen unas dimensiones orientativas de las secciones transversales de vigas y pilares que sirven de base para un cálculo de comprobación y reajuste de las dimensiones definitivas de las secciones. En el predimensionamiento intervienen una serie de aspectos que involucran el criterio a considerar, por lo cual se tiene que tener en cuenta que estos parámetros pueden variar dependiendo de aspectos como la calidad de material, mano de obra calificada, etc.
Predimensionamiento en estructuras de hormigón armado
En vigas principales un posible método es utilizar h = L/9, h = L/12, siendo h la altura o canto total de la sección, y L la luz o longitud libre entre apoyos de la viga. Se considera L/9 cuando se tiene seguridad de que el armado de la viga es correcto, y L/12 cuando no se tiene seguridad del correcto armado de la viga, aunque también se pueden hacer un promedio entre los dos anteriores si los criterios son moderados. Para la base (B) de la viga se considerará B = h/2.
En vigas secundarias puede usarse un criterio similar al anterior donde se empieza considerando h = L/14 y B = h/2, donde h es la altura de la sección transversal de viga, L longitud de de la viga y B la base de la sección transversal de viga.
En columnas. columnas . Análogamente puede usarse el método japonés consistente en usar la fórmula aproximada, para las dimensiones de un conjunto de pilares idénticos de sección rectangular b x d tal d tal que se cumpla:
Tipo
P
C1
1.1
0.3
C1
1.1
0.25
C2 y C3
1.25
0.25
C4
1.5
0.3
Donde b es la dimensión menor de la sección transversal del pilar, d es la dimensión mayor de la sección transversal, P es el peso de la edificación, compresión del hormigón usado.
un factor que depende del tipo de columna, f ck la resistencia en
La antigua norma NTE española y otras normas posteriores dan fórmulas aproximadas para el predimensionado de vigas y pilares que forman parte de pórticos dentro de estructuras cuyas vigas y pilares forman entramados tridimensionales ortogonales.
Predimensionado en estructuras metálicas Para predimensionar una viga, dadas que estas trabajan predominantemente en flexión simple, el perfil para empezar a comprobar la resistencia y la rigidez se evalúa a partir del máximo momento flector como:
, es el momento flector máximo sobre la viga , es la tensión mecánica admisible del material de la viga Escogida una forma para el perfil, que usualmente es un perfil I, un perfil H o un perfil U, se escoge dentro de la serie de perfiles de la misma forma aquél cuyo momento resistente satisface la relación anterior.
En pilares si se conoce de manera aproximada esfuerzo normal N sobre un pilar de esbeltez inferior a 100, con carga centrada o aproximadamente centrada, el área transversal A estará comprendida entre los límites:
es el coeficiente de reducción resistente por pandeo Una vez hecho el predimensionado deberá calcularse con precisión el esfuerzo axil y el momento flector sobre el pilar, determinando la sección crítica y calculando que la tensión máxima este por debajo de los límites admisibles.
¿Donde encuentro como predimensionar vigas y columnas para un edificio?
La respuesta no es nada sencilla, ya que para eso es necesario que tengas conocimiento de la resistencia de materiales. Recuerda que en la ing. civil y en la mecánica, para mi gusto lo más difícil y tedioso es el tema de las vigas y el pandeo (columnas). Cada problema es particular y específico. Tal vez si me dices las condiciones del problema te pueda ayudar. Mi tesis la realicé de un análisis estructural de un psv por flexión de las lozas y pandeo de columnas.
Mira, hay una regla no escrita que dice: Para predimensionar vigas de acero de alma llena el peralte mínimo es L/20 Para predimensionar vigas de acero de alma abierta el peralte mínimo es L/15 Para predimensionar vigas de concreto el peralte mínimo es L/10 Las columnas se predimensionan en el sentido en que las ubiques como L/20 o L/30, te sirve muy bien para el predimensionamiento, la sección final estará en función de las cargas, tipo de estructuración acciones y solicitaciones, suerte.
Para vigas: d=0.10L (siendo L long, d altura y b ancho) b=0.5d Para losas armadas en 1 dirección: d=Lx/30 simple apoyada (siendo Lx la luz menor y d el espesor) d=Lx/35 apoyada de 1 lado y continua del otro d=Lx/40 continua de ambos lados d=L/12 si es voladizo Para losas armadas en 2 direcciones: d=(Lx+Ly)/90 4 lados apoyados ó 3 apoyados y 1 continuo d=(Lx+Ly)/100 2 lados apoyados y 2 continuos d=(Lx+Ly)/110 4 lados continuos ó 3 continuos y 1 apoyado Donde lado apoyado es 'simplemente apoyado sobre vigas' y continuo es empotrado en otra losa contigua. Si se tratara de losa nervurada o alivianada, a los valores anteriores se los multiplica por 1.3 Para columnas: La dimensión de una columna depende fundamentalmente de la esbeltez y la carga que soporta. Esto implica que columnas con mucha carga o muy largas necesitarán mayores secciones. El profesor Jorge Segura Franco en su libro Estructuras de Concreto I propone para columnas con carga estrictamente axial (columnas centrales de una edificación) el uso de la siguiente expresión:
Ag = 18 * P Donde Ag es el área de la columna en cm2 y P la carga axial en toneladas. Para columnas sometidas simultáneamente a esfuerzos de compresión y flexión (columnas laterales) el uso de la siguiente expresión: Ag = 43 * P
