CLASE DE VIGAS EN CONCRETO ARMADO

      

 El principio para diseñar vigas en concreto se basa en el criterio de flexión,  donde se relacionas  ciertas hipótesis que definen el comportamiento resistente de un elemento sometido a acciones externas.

• La distribución de las deformaciones en la sección se de forma lineal.
• El concreto no resiste esfuerzos de tracción.
• La deformación unitaria del concreto es de Ɛc= 0.003.
• No existe deslizamiento relativo entre las barras de acero y el concreto.
• La distribución de los esfuerzos en la zona de compresión en el concreto adopta la forma rectangular.

Aplicando estos principios en las vigas simplemente armadas obtenemos.

             Distribución de esfuerzos y deformaciones de una sección rectangular simplemente armada. Para que una viga sea dúctil debe cumplir con lo siguiente.

Ɛs > Ɛy

        Siendo c, la profundidad del eje neutro y el limite de agotamiento resistente Ɛy corresponde a la deformación del acero de refuerzo cedente a la tracción.

Ɛy = fy/Es

       La flexión de debe al momento de agotamiento, en las secciones simplemente armadas, tenemos un acero de comportamiento elasto-pastico.  Φ= 0.9.

Mu= Φ*As*fy*d(1-0.58w) = Φ*As*fy*d*Ju

Correspondiendo que la falla balanceada se determina.

ρb= β( (0.85∗fc∗6300)/(fy(6300+fy)

          La distribución típica de los esfuerzos de forma rectangular se conoce como bloque de tensión, y no es la distribución real en la zona comprimida para el agotamiento resistente. La compresión del concreto en el bloque se ubica en la mitad.

C=0.85*fc*a*b

      Una sección balanceada es cuando el concreto se encuentra en su estado mas comprimido y el acero en su estado mas traccionado.  Determinando que el valor de la tracción en el acero.

T= As*fy = ρ*b*d*fy

        La cuantía mecánica de la sección w es la cuantía geométrica por la relación que existe entre la resistencia del acero de refuerzo con la resistencia del concreto.

W= ρ(fy/fc)

         El comportamiento dúctil de un elemento de concreto que presenta una flexión se limita a un valor de w, en una sección simplemente armada se debe cumplir la condición de diseño.

0.75wb ≥w ≥ 14/fy

          Siendo wb la cuantía mecánica balanceada,  se debe cumplir esta condición, sino es así el diseño de la viga seria doblemente armada.

w > 0.50wb

Entonces el momento de agotamiento puede expresarse de la siguiente manera.

Mu=Φ*fc*b*d^2* w(1-0.59w)

       En el diseño de vigas de concreto armado se adoptara un valor de la cuantía mecánica para garantizar un comportamiento dúctil.

W= 0.18

    En el diseño de viga se toma en consideración el momento interno de resistencia, generado por la flecha, es decir, una altura efectiva que resista la magnitud de los esfuerzos cortantes.

d ≥ √(Mu/(μ∗fcb))

Obteniendo el coeficiente adimensional. 

μ= Mu/(fc∗b∗d^2 )= 0.9w(1-0.59)

Vigas doblemente armadas.

       Son la vigas donde existe acero no solo en la sección traccionada sino que también en la sección del bloque de compresión. Si la altura de la sección se encuentra limitada y las cuantías mecánicas son elevadas y no se cumple la condición  del comportamiento dúctil de una viga, entonces la viga debe armarse doblemente. El acero en la sección comprimida le da a la viga mas ductilidad e incrementa su capacidad de resistencia , en las secciones doblemente armadas se debe calcular el As y A`s. Los  criterios de diseño de vigas doblemente armada se debe determinar la magnitud del F`s que es el esfuerzo a la que es sometido el acero a compresión para ello se determina la relación d`/d si de debe comparar con los valores de la tabla relación de altura efectiva.

(d`)/d diseño≤(d`)/d tabla, resulta f`s=fy

       El bloque de compresión es la suma de la compresión generada en el concreto mas la que se produce en el acero de refuerzo.

Ct= Cs+Cc= fs*A`s + 0.85*fc*a*b

    El comportamiento estructural de una sección doblemente armada es similar a la superposición de la sección simplemente armada resistiendo un momento flector Mo pero se genera un momento en el refuerzo superior ∆M.

Mu = Φ (Mo +∆M)

    El momento Mo es el que se halla en una viga simplemente armada, y el momento generado en el área de acero comprimida.

∆M = T2 (d-d`)

       El comportamiento de miembros flexados  cuando presenta porcentajes distintos de As y A`s en una sección de concreto armado solicitada a flexión simple. Donde se representa la curva de carga-deformación de las vigas.

Armadura de paramento

      Cuando una viga supera la altura de 75 cm, se coloca armadura de paramento Asp debe ser igual o por lo menos el 10%  de el acero que trabaja a tracción,  esta armadura es diseñada por flexión consistiendo en barras de diámetros pequeños, distribuyéndola  simétricamente por las caras laterales con una separación no mayor a la base, ni superando los 30 cm. A la armadura de paramento es conocida como piel longitudinal cumpliendo con la función  de evitar las fisuras que suelen aparecer por encima del recubrimiento de acero a tracción.