Conceptos básicos sobre el diseño y análisis de vigas de sección variable

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[pic 3]UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABÍ

TEMA:

INFORME

DOCENTE:

DRA: DOLLY DELGADO TOALA

ESTUDIANTES:

CHINGA VELEZ PRISCILA

CEDEÑO MACIAS LEONARDO  

SEMESTRE:

QUINTO “A”

INTRODUCCIÓN

El informe presenta conceptos básicos sobre el diseño y análisis de vigas de sección variable en ingeniería estructural. Introduzca las vigas de sección variable como elementos cuya sección transversal cambia a lo largo de su longitud, normalmente con forma a cartelada en los extremos.

Se explica que se utilizan por razones estructurales (para reducir deflexiones y momentos), arquitectónicas (por estética) y económicas (ahorro de material). La desventaja es que requiere un encofrado y armado más laborioso.

Luego, se presentan los diferentes métodos para analizar estas vigas, entre ellos el método de cadena abierta que se explicará más adelante. También se definen conceptos importantes como los parámetros adimensionales λ y n, y los términos de carga obtenidos de las tablas de Guldan.

Finalmente, se muestran algunos ejemplos de aplicación para encontrar los términos de carga con diferentes configuraciones de carteles, y se introduce el concepto de línea de influencia para el análisis posterior de estas vigas.[pic 4]

VIGA DE SECCIÓN VARIABLE Y EL USO DE TABLAS DE GULDAN

Definición de elementos con sección variable

Los elementos con sección variable son aquellos que su sección transversal varía en su longitud y son compuestas de tramos de sección rectas y variables que se presentan por razones de arquitectura.

 Estos elementos son especialmente utilizados en estructuras arquitectónicas donde se busca un diseño dinámico y estético. La variación en la sección transversal puede ser gradual o abrupta, y puede ser utilizada para crear efectos visuales interesantes o para adaptarse a las cargas y fuerzas presentes en la estructura. Al permitir cambios en la sección transversal, estos elementos pueden proporcionar flexibilidad y adaptabilidad a la estructura, permitiendo que se ajuste a diferentes condiciones y requisitos arquitectónicos.

Estos elementos con sección variable son utilizados para proporcionar mayor resistencia y estabilidad a las estructuras, especialmente cuando se enfrentan a cargas pesadas y claros amplios. Al utilizar elementos acartelados en los extremos, se logra redistribuir las cargas y minimizar las deflexiones en el centro de los claros. Esto ayuda a mantener la integridad estructural y reducir los efectos negativos de las sobrecargas.

Es importante tener en cuenta que el uso de elementos con sección variable puede generar un aumento en los momentos en los extremos de la estructura. Esto se debe a la redistribución de las cargas ya la necesidad de mantener el equilibrio estructural. Por lo tanto, es necesario realizar un análisis detallado y un diseño adecuado para garantizar la seguridad y estabilidad de la estructura.

En resumen, los elementos con sección variable se utilizan en estructuras con grandes claros y altas sobrecargas, como marcos de edificios y puentes hiperestáticos. Estos elementos acartelados en los extremos ayudan a disminuir las deflexiones y momentos en el centro de los claros, pero también pueden generar un aumento en los momentos en los extremos de la estructura.

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VIGAS DE SECCIÓN VARIABLE 

Vigas de sección variable o llamadas también vigas de sección no prismáticas son aquellas donde su sección varía de cuerdo a su longitud y por ende su inercia varia.  

En realidad todo elemento prismático de concreto armado cuya sección transversal se agrieta se comporta como una viga de sección variable donde la inercia en la zona fisurada es menor al memento de inercia de la sección bruta correspondiente a la zona sin fisurar, pero, también ocurre que en los nudos la viga cambia abruptamente de peralte (el peralte de la viga pasa a ser la altura de la columna con), funcionando esa zona como un brazo rígido (I →∞), por lo que para fines prácticos se supone que existe una compensación de rigideces y se trabaja como si la barra fuese prismática (con I=cte.)  

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Cuando se Utiliza una Viga de Sección Variable 

Una Viga De Sección variable se utiliza básicamente por tres razones:

• Arquitectura: Cuando la arquitectura de la estructura lo demande como por ejemplo las iglesias y capillas.
• Estructurales: Cuando se tiene grandes luces y con altas sobre cargas, con la finalidad de disminuir las deflexiones y los momentos positivos a costa de de aumentar los momentos negativos.  

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• Económicas: el uso de sección variable permite el ahorro de materiales por ende disminuir el costo de la construcción.  

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Desventaja de uso de una Viga de Sección Variable 

El único inconveniente del uso de las vigas de sección variable son el encofrado y el armado es

más laborioso.

Experimentos en Diseño de Vigas de Sección Variable 

Experimentos desarrollados en vigas de sección variable demostró que el área más vulnerable de la viga es en la parte donde se une la sección de área variable con la sección de área constante figura siguiente:

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