Trabajo de Investi Investigación gación Tema: Vigas Integrantes: Vera Mendieta Winter Antonio
VIGAS 1.1
INTRODUCCION
Las vigas son elementos estructurales muy usados en la construcción para soportar cargas o darle estabilidad a las mismas, para diseñarlas es necesario conocer los esfuerzos que producen las cargas a lo largo de su longitud, estos estos vienen dados por los valores de corte y momentos momentos flectores en cada sección en estudio; estudio; los cuales se representan en sus respectivos diagramas.
Que es una viga
En ingeniería y arquitectura las vigas son elementos estructurales de sección transversal recta y omog!nea" cuya longitud es varias veces mayor que su sección transversal y sobre las cuales act#an cargas $er$endiculares a los ejes centroidales %& e y' longitudinales(
)na viga es un miembro estructural donde las cargas a$licadas son $rinci$almente $er$endiculares al eje" $or lo que el dise*o $redominante es a +le&ión y corte
El es+uer,o de +le&ión $rovoca tensiones de tracción y com$resión" $roduci!ndose las m-&imas en el cordón in+erior y en el cordón su$erior res$ectivamente" las cuales se calculan relacionando el momento +lector y el segundo momento de inercia( En las ,onas cercanas a los a$oyos se $roducen es+uer,os cortantes o $un,onamiento(
.onsideraciones(
Es im$ortante conocer la +le&ión y cortante en vigas $orque son es+uer,os $redominantes al momento de dise*ar o revisar una sección de cualquier material utili,ado en la construcción(
Anali,ar los e+ectos que las cargas $rovocan internamente en el material que constituye una viga o vigueta" correa en una cubierta o asta una columna que so$orten simult-neamente com$resión y +le&ión(
/a magnitud del es+uer,o que desarrolla un elemento estructural de$ende del momento de inercia de la sección" dado que el es+uer,o +le&ionante genera es+uer,os en sus +ibras que $rovoca que este se +le&ione EJE NEUTRO
EJE NEUTRO
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CLASIFICACION DE VIGAS POR LA FORMA
ALMA LLEA
!EL"#$A
CONDICION ESTATICA
$#"#%A%$!A
&$'E(E#%A%$!A
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CLASIFICACION DE VIGAS POR LA FORMA Vigas de alma llena) cuando la sección de la viga se mantiene constante en toda su longitud.
0ueden ser ori,ontales o inclinados que $ueden ser de cualquier +orma $ero $re+ieren de estructuras regulares $or su +acilidad de construcción y dise*o" en el caso $articular de concreto armado" las $ro$orciones entre la base y la altura $ueden ser de 1:2 asta 1:3" aunque no se descartan las secciones cuadradas tra$e,oidales y circulares( Viga 0eraltada( Viga 4e Amarre( Viga .ata( Vigueta( Viga 0eraltada inversa(
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CLASIFICACION DE VIGAS POR LA FORMA
Vigas de celosía) cuando la viga esta formada por un sistema reticulado, no teniendo sección constante en toda su longitud.
CLASIFICACION DE VIGAS CONDICIÓN ESTÁTICA Isos!icas o sim"les) vigas en las cuales !l n#mero de reacciones en los a$oyos $uede ser determinadas con las ecuaciones de equilibrio dis$onibles Σ5y" Σ5&" ΣM 6 esto im$lica que el n#mero de reacciones en la viga sea igual a tres( Esta condición es necesaria $ero no su+iciente $ara que la viga este com$letamente inmovili,ada6 $or ello antes de resolver una viga isost-tica se debe anali,ar la estabilidad" entre estas tenemos: vigas sim$lemente a$oyadas" vigas con e&tremos en voladi,o" vigas en voladi,o" vigas articuladas
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CLASIFICACION DE VIGAS CONDICIÓN ESTÁTICA #i"e$es!icas o conin%as)
/as vigas i$erest-ticas tienen m-s reacciones de las necesarias $ara que el cuer$o est! en equilibrio" $or lo cual queda restringida la $osibilidad de movimiento %tiene m-s de tres reacciones' %7eer y 8onston" 1996 4as" ;assimali y
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CLASIFICACION DE VIGAS CONDICIÓN ESTÁTICA #i"e$es!icas o conin%as)
Ti$os de vigas seg#n los a$oyos y la ubicación adem-s las +ormas tí$icas
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E&ecos de las ca$gas so'$e las (igas
Las cargas al actuar sobre las vigas producen reacciones internas en las secciones transversales, de suma importancia para el diseño, llamados esfuerzos de corte y esfuerzos de fle*ión.
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EFECTOS DE FLE)IÓN * CORTANTE EN VIGAS DE CONCRETO REFOR+ADO
/as cargas que act#an en una estructura" ya sean cargas vivas" de gravedad o de otros ti$os" tales como cargas ori,ontales de viento o las debidas a contracción y tem$eratura" generan +le&ión y de+ormación de los elementos estructurales que la constituyen( /a +le&ión del elemento viga es el resultado de la de+ormación causada $or los es+uer,os de +le&ión debida a la carga e&terna( .on+orme se aumenta la carga" la viga so$orta de+ormación adicional" $ro$iciando el desarrollo de las grietas $or +le&ión a lo largo del claro de la viga( Incrementos continuos en el nivel de la carga conducen a la +alla del elemento estructural cuando la carga e&terna alcan,a la ca$acidad del elemento( A dico nivel de carga se le llama estado límite de +alla en +le&ión(
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EFECTOS DE FLE)IÓN * CORTANTE EN VIGAS DE CONCRETO REFOR+ADO
El com$ortamiento de las vigas en el instante de la +alla $or cortante es muy di+erente a su com$ortamiento $or +le&ión( /a +alla es re$entina sin su+iciente aviso $revio y las grietas diagonales que se desarrollan son m-s am$lias que las de +le&ión(
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E&ecos de las ca$gas so'$e las (igas EFECTO DE CORTE
#e produce por el antagonismo entre las cargas que act+an acia aba-o y las reacciones que act+an acia arriba, produciendo esfuerzos cortantes en la sección transversal de la viga.
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E&ecos de las ca$gas so'$e las (igas EFECTO DE CORTE
El esfuerzo es m*imo en los apoyos y disminuye a medida que se ale-a de los mismos, asta llegar al punto donde se ace nulo, considerado como la sección ms peligrosa de la viga, ya que es donde se produce el mayor desplazamiento vertical del e-e longitudinal de la viga /fle*ión m*ima0
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E&ecos de las ca$gas so'$e las (igas EFECTO DE FLE)IÓN
#e produce por el desplazamiento vertical /fleca0 del e-e centroidal longitudinal de la viga. Es directamente proporcional a la magnitud de la carga y a la longitud de la viga. Los valores de la fle*ión en cualquier sitio de la viga se conocen como Momentos flectores. /Mf 0.
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com"o$amieno de (igas 5uncionamiento" resistencia y seguridad estructural
)na estructura debe ser segura contra el cola$so y +uncional en su uso $ara que cum$la con sus $ro$ósitos( El +uncionamiento requiere que las de+le&iones sean su+icientemente $eque*as" las vibraciones se minimicen etc( /a seguridad requiere que la resistencia sea adecuada $ara todas las cargas $revisibles" si las cargas y la resistencia $udieran $redecirse con $recisión" la seguridad se garanti,aría $ro$orcionando una ca$acidad ligeramente su$erior a las cargas que se a$lican %Melcers" 19996 =ilson y Winter" 1993'( Viga sin grietas
Viga con grietas
>A=.?@ E
4IAMET@< MI=IM@< 4E 4@7/A4@ a' En barras longitudinales:
El di-metro del doble, medido a la cara interior de la barra no deber- ser menor a:
7arras HCJ a 1J : Fdb
7arras 1 1CJ a 1 HCJ : Cdb
b' En estribos:
El di-metro del doble, medido a la cara interior de la barra no deber- ser menor a:
Estribos HCJ a GC : 3db
Estribos H3J y mayores: Fdb
c' En estribos de malla soldada %corrugada o lisa' :
El di-metro interior de los dobleces no deber- ser menor a:
0ara alambre corrugado Fmm o mayor: 3db
0ara el resto: 2db
A menos de 3 db de una intersección soldada: Cdb
/IMITE< 0AA E/ E<0A.IAMIE=T@ 4E/ E5)EK@ 0AA VI>A< El es$aciamiento libre entre barras $aralelas de una misma ca$a deber- ser mayor o igual a su di-metro" a 2"G cm y a 1"H veces el tama*o m-&imo nominal del agregado grueso( En caso que se tengan varias ca$as $aralelas de re+uer,o" las barras de las ca$as su$eriores deber-n alinearse en lo $osible con las in+eriores" de manera de +acilitar el vaciado( /a se$aración libre entre ca$a y ca$a de re+uer,o ser- mayor o igual a 2"G cm(
TI0@< 4E E5)EK@ TA=A< Estribos $er$endiculares al re+uer,o $rinci$al( Estribos inclinados 3G o m-s res$ecto al re+uer,o longitudinal" los cuales an entrado en desuso( Es$irales de $oco $aso" usadas mayormente en columnas o en vigas sometidas a solicitaciones considerables de torsión( .ombinaciones de barras dobladas y estribos( En ,onas sísmicas como la nuestra" se em$lean estribos cerrados:
4ETA//E< 4E/ 4IA< .@= E
4ETA//E< 4E/ 4IA< .@= E
/as varillas longitudinales deber-n contar" alternadamente con estribos que doblen alrededor de ellas(
El re+uer,o lateral $ara elementos de $órticos en +le&ión sujetos a es+uer,os reversibles o a torsión en los a$oyos" consistir- en estribos o es$irales que se e&tiendan alrededor del re+uer,o en +le&ión(
4I
4I
/a concentración de re+uer,o en los e&tremos busca con+inar el n#cleo de concreto en caso que el recubrimiento se des$renda $or lo que se denomina re+uer,o de con+inamiento(
/os estribos se dis$ondr-n a una longitud igual a 2h a ambos lados de la sección en consideración:
CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE REFORZADAS
En una viga es sim$lemente re+or,ada es e&clusivamente el acero el que resiste los es+uer,os de tracción" mientas en ormigón los de com$resión( 0ara obtener un dise*o ó$timo es necesario tener en cuenta varias consideraciones re+erentes a: 1 1 1
/a resistencia" adicionalmente /as condiciones arquitectónicas y" /a relación de la estructura con el medio ambiente
En todo esto la e&$eriencia y el criterio del dise*ador juega un $a$el muy im$ortante(
DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES
)sar dimensiones en cm sin +racciones y $re+eriblemente m#lti$los de G" a e&ce$ción de las losas maci,as
)na sección rectangular económica es la que tiene una relación altobase com$rendida entre 1"G y 2
.olocar varillas en una sola ca$a $re+eriblemente" observando los criterios de se$aración mínima
equisitos dimensionales del re+uer,o en $untos de cortes y anclajes
En general todas las normas del A.I y la =E.B11 que le a$liquen
HD
DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE REFORZADAS
El dise*o a +le&ión $uede $lantearse de di+erentes +ormas: .uando no e&iste limitaciones el dise*ador tiene la libertad de +ijar las dimensiones de concreto y cantidad de acero( Es obvio que e&istir-n una cantidad in+inita de soluciones teóricamente correctas( /a elección de$ende de consideraciones económicas" est!ticas" constructivas que $ueden variar de$endiendo del caso( En la $r-ctica ay dos ti$os de casos: El caso tí$ico es el que se conocen el momento +le&ionante y la resistencia de los materiales y se trata de determinar las dimensiones de la sección de concreto y el -rea del acero de re+uer,o( 1 El otro caso consiste en determinar la cantidad de acero requerido cuando est-n +ijas las dimensiones de la sección( 1
H1
VIGAS “T”
A=P/IA< TR
/as vigas de sección T son $or lo general el resultado de la +undición monolítica de losas de $isos y de las vigas so$ortantes" o tambi!n $uede darse el caso de vigas T aisladas(
0or lo dico se distinguen dos ti$os de vigas T:
S Vigas T aisladas
S Vigas T inducidas
VIGAS “T” AISLADAS
Aquellas que son construidas directamente con la +orma de una T( 4ebe cum$lir con las condiciones $ara su geometría dis$uestas en el A.IBH1C(
VIGAS “T” INDUCIDAS
Aquellas que $rovienen de la +unción monolítica del sistema de $iso( En este caso es necesario de+inir el anco de las alas que tienen valores m-&imos limitados
/a viga de borde tiene +orma de / invertida $ero ser- tratada como viga T" el anco del ala en este caso debe cum$lir con las dis$osiciones del A.IBH1C:
El A.I H1C
