DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE ARMADAS

DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES SIMPLEMENTE ARMADAS. (VIGAS SUBREFORZADAS)

Algunos aspectos a tomar en cuenta en el diseño de vigas rectangulares simplemente armadas, consideradas como vigas subreforzadas, debido a que el acero de refuerzo fluye antes que lo haga el concreto: 1. Dimensiones de la viga. A menos que haya restricciones de tipo arquitectónicas, las dimensiones a considerar se pueden establecer a partir de relaciones empíricas, como que la relación “d” a “b” sea del orden de 1.5 a 2, para el caso de vigas de corta longitud (del orden de 6 a 7 mts). Para vigas de mayor longitud las relaciones podrían ser del orden de 3 a 4 veces los anchos. Lo anterior conduciría a vigas dentro de rangos económicos en su construcción. Es recomendable establecer las dimensiones de la sección transversal, dentro de lo posible, como múltiplos enteros de 5cm, o bien pulgadas enteras. Esto último por cuestiones de optimización en el cimbrado. 2. Deflexiones. El ACI provee una tabla de valores recomendados para los espesores mínimos de vigas y losas en un sentido, con la finalidad de que las dimensiones que se propongan no conduzca a la generación de deflexiones excesivas, que pongan en riesgo la utilización de la estructura. Los valores proporcionados en la tabla, podrán ser corregidos en función de las propiedades de los materiales utilizados, de acuerdo con 7.3.1.1.1 a 7.3.1.1.3 y 9.3.1.1.1 a 9.3.1.1.3, para losas y vigas no presforzadas, respectivamente.

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Para otros valores de fy distintos a 60,000 lb/plg² , las expresiones en la tabla deberán ser multiplicadas por (0.4 + fy / 100,000) (ACI 7.3.1.1.1 losas y 9.3.1.1.1 vigas). Para vigas/losas no pres forzadas, hechas de concreto ligero con peso específico wc en el rango de 90 a 115 lb/pie³ , las expresiones en la tabla deberán ser multiplicadas por el mayor de (1.65 – 0.005 wc) ó 1.09 (ACI 7.3.1.1.1 losas y 9.3.1.1.1 vigas). Para vigas/losas no pres forzadas compuestas hechas por una combinación de concreto de peso normal y ligero, apuntaladas durante la construcción, en donde el concreto ligero está en compresión, se debe aplicar el modificador de 7.3.1.1.2 para losas y 9.3.1.1.2 para vigas (ACI 7.3.1.1.1 losas y 9.3.1.1.1 vigas).

3. Estimación del peso de la viga. 

Dado que el peso del concreto por unidad de volumen es considerable (150 lb/pie³ para concreto de peso normal), este deberá ser considerado en la estimación de los efectos producidos como carga muerta. Este podrá ser evaluado a partir de la definición de las dimensiones de la sección transversal. En algunos casos, dependiendo el procedimiento en la determinación de las dimensiones de la sección transversal, será necesario antes de finalizar el diseño de la pieza, ajustar los datos de carga y replantear el diseño si la variación en la consideración de carga por peso propio inicial, resultara muy diferente con las dimensiones finales de la sección transversal.

4. Selección de las varillas. 

Una vez determinada la cantidad de acero de refuerzo requerido, se determina la cantidad de varillas a suministrar. Es recomendable, en caso necesario de combinar diferentes diámetros de varillas, usar la menor cantidad de diámetros diferentes, con la finalidad de evitar confusiones en el proceso de construcción. Incluso se podrá recurrir a uso de “paquetes” de varillas, o disposición de acero de refuerzo en capas, con sus respectivas consideraciones en la especificación indicada en el ACI, para fines de detallado del acero.

5. Recubrimiento. 

Con la finalidad de proteger el acero de refuerzo contra los efectos de intemperismo, el ACI, establece dimensiones mínimas de recubrimiento en la sección 20.6.1, el recubrimiento contribuye también a mejorar la adherencia del acero de refuerzo con el concreto.[pic 2]

6. Separación mínima entre varillas.

 El código ACI, establece en la sección 25.2, que la separación mínima entre varillas no debe ser al menos, el que resulte mayor de 1 plg, el diámetro nominal de la varilla de refuerzo, ó 4/3 el tamaño del agregado grueso en la mezcla de concreto. En el caso de disponer acero de refuerzo en capas, la separación entre estas no deberá ser menor a 1 plg y las barras de las capas superiores deben colocarse directamente sobre las de las capas inferiores. Lo anterior es con el fin de que el concreto no sea segregado entre las capas.

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