INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO

Victoria Campuzano Navarrete. 906 535.

Investigación. Vigas Aperaltadas.

Las vigas de gran peralte, llamadas también vigas diafragma o vigas pared, son aquellas en las que su relación claro-peralte (l/h) es del orden de 3 o menor. En este tipo de vigas la distribución de los esfuerzos normales debido a la flexión no es lineal aunque dicha distribución de esfuerzos sea más o menos parecida a la teórica antes del agrietamiento del concreto en tensión.

Aunque las vigas de gran peralte tienen un comportamiento diferente la teoría de la elasticidad sigue siendo la indicada para calcularla, ya que los problemas que principalmente se presentan en las vigas de gran peralte son el dimensionamiento de los apoyos y los detalles de anclaje de las barras de refuerzo.

Especificaciones del ACI para vigas de gran peralte.

La relación mínima del refuerzo deberá ser

La fuerza cortante última es igual a la nominal multiplicada por el factor de reducción

Las aplicaciones de vigas de gran peralte son variadas, como en puentes, construcciones marinas, como muelles, muros.

Discusión sobre las hipótesis básicas de la Teoría Elástica.

Estas hipótesis simplifican el análisis a la flexión, ya que como podemos ver incluso en las vigas de gran peralte es eficiente esta teoría. El desarrollo de estas hipótesis ha sido un arduo trabajo de realización y análisis de un montón de pruebas que han arrojado resultados similares.

Las hipótesis básicas hacen que la teoría Elástica sea conservadora, ya que desprecia la resistencia a la tensión del concreto aún sabiendo que dicha resistencia es del orden del 10% de la resistencia a la compresión, también se considera que el plano de deformación después de presentarse la flexión permanece plano y lineal, así es más práctico encontrar los valores de la deformación unitaria en cualquier punto, ya que se puede obtener sabiendo que es directamente proporcional a la distancia del eje neutro.

Estas hipótesis se formularon después de muchas pruebas realizadas para entender el comportamiento de las estructuras, y hacen que los cálculos se simplifiquen considerablemente.

La relación modular n.

Como sabemos las estructuras de concreto reforzado están elaboradas con concreto y acero de refuerzo, siendo éstos los dos principales componente de los elementos estructurales y siendo dos materiales con características diferentes pero complementados entre sí, vemos que a pesar de tener diferentes cualidades estructurales deberán ser analizados de una manera similar, es por ello que se tiene la necesidad de simular el comportamiento de esa pequeña cantidad de acero como si fuera concreto, para entonces poder trabajar con un solo elemento que tiene un comportamiento fácilmente determinable.

Para poder determinar el acero como concreto se tiene que hacer la siguiente relación modular:

Donde: Es = Módulo de elasticidad del acero.Ec = módulo de elasticidad del concreto.

Con este procedimiento lo que se hace es reconocer que son dos materiales diferentes pero con ello la inercia se modifica debido al reconocimiento del acero como concreto y ya con eso se procederá a calcular la inercia modificada, ya que ahora no es posible usar las fórmulas típicas para obtener la inercia de un rectángulo.

Con la relación modular lo que se hace es reconocer que el acero será igualado o visto como un concreto equivalente, este es un artificio que simplifica los cálculos para la obtención del eje neutro por ejemplo o en el cálculo del momento de inercia de secciones de vigas, ya que el eje neutro de la sección real se encontrará en la misma posición en la sección transformada. Esta ayuda sólo puede hacerse si el concreto y el acero tienen exactamente las mismas deformaciones unitarias, y esto solo se logra si existe adherencia perfecta entre los dos materiales.

Bibliografía: Aspectos Fundamentales del concreto reforzado. González

Cuevas/Robles. Limusa. 3ª. Edición.

Diseño de Estructuras de Concreto conforme al Reglamento ACI 318. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto A.C.