miércoles, 18 de agosto de 2010

PDF Estructuras de Hormigón armado

viga

Las vigas sirven para transmitir las cargas (Kg/m) de los muros y losas a las columnas. Se hacen de modo que resistan los esfuerzos de corte y flexion.llevan barras de acero en su parte inferior (de la seccion transversal) para que la accion conjunta del hormigon y acero provean la resistencia ante las cargas (o pesos por unidad de longitud), tambien sirve el acero para darle ductilidad a la viga, esto es para que antes de romprese se deforme lo suficiente como para ser advertido con la simple vista, y no se rompa repentinamente sin "aviso" previo.

Una viga es un elemento constructivo lineal, que trabaja sometido principalmente a esfuerzos de flexión, compuesto por tensiones de tracción y compresión. Estos elementos poseen una dimensión dominante frente a las demás. Las tensiones máximas se encuentran en la parte inferior y en la superior. En los sectores cercanos a los apoyos, se producen esfuerzos cortantes, y pueden también producirse torsiones.
El material de las vigas, es elástico linealmente.
Materiales para las vigas:

Las construcción de vigas se ha realizado con diversos materiales a lo largo de la historia. La madera fue el material más adecuado que se empleó, pues soporta importantes esfuerzos de tracción, a diferencia de otros materiales tradicionales, como los pétreos, los cerámicos, y el ladrillo.

La madera se comporta de manera ortotrópica, presentando distinta resistencia y rigidez, de acuerdo al sentido del esfuerzo, si es paralelo a la fibra de la madera, o transversal. La madera puede soportar las exigencias con menor deformación que otros materiales constructivos. La madera presentará diferentes cualidades según el tipo de madera que sea.

Con la Revolución Industrial, comienza a utilizarse el acero, que tiene características isotrópicas, mayor resistencia que el hormigón con menor peso. Su relación resistencia-peso, es mayor que la del hormigón, y puede resistir mayores compresiones y tracciones.

El hormigón armado se ha empleado a partir de la segunda mitad del siglo XIX. Y posteriormente, se emplearon variantes como el hormigón pretensado y postensado.

Para determinar las dimensiones, materiales y capacidad de las vigas, debemos basarnos en las características de la construcción y su finalidad. Una viga debe soportar el peso, los esfuerzos de compresión, la flexión y la tensión, de acuerdo a la finalidad constructiva.
Aplicaciones de las vigas:

La viga es un elemento estructural horizontal capaz de soportar una carga entre dos apoyos, sin crear empuje lateral en los mismos.

Las vigas se emplean en las estructuras de edificios, para soportar los techos, aberturas, como elemento estructural de puentes.

En los puentes, transportan las cargas de compresión en la parte superior del puente, y las de tracción en la parte inferior.

Las vigas alveolares permiten aligerar sus líneas y realizar los vanos más grandes. Se construyen con perfiles H, laminados en caliente. Los alvéolos pueden ser de forma circular, hexagonal u octogonal.





Vigas continuas de sección constante
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IMG0024_ctei.jpg (7945 bytes) Modelo simple de una viga de tres tramos con una carga puntual aplicada en el tramo central. Puede observarse el giro que se produce en las secciones de los apoyos, así como los puntos de inflexión de la deformada de la viga.
IMG0028_ctei.jpg (9914 bytes) Puente sobre el río Potomac. Se utilizan vigas continuas sin ningún tipo de bisagra.
IMG0029_ctei.jpg (12719 bytes) Mismo puente de la fotografía anterior. Detalle de uno de los cojinetes de apoyo del puente. Cabe observar el espesor creciente del borde para poder soportar las cargas de flexión que existen en dicha zona
IMG0030_ctei.jpg (13858 bytes) Puente continuo construido con una viga de sección I. Ejemplo de la construcción moderna con acero (1955). El puente quedó con 3 tramos continuos cuando se terminó. Pero durante la construcción había tramos cantilever y suspendidos. Toda la construcción se llevó a cabo mediante uniones soldadas. (Decatur, Illinois)
Ampliada Puente construido mediante vigas de acero continuas. El puente consta de tres tramos, y sobre dicho puente se ha construido una carretera con hormigón (Lausanne, Suiza)

Vigas simplemente apoyadas






Stonehenge, Inglaterra. Uno de los ejemplos más tempranos de construcción con pilares y vigas, fue construido aproximadamente en el año 2000 A.C. La fotografía muestra parte de un círculo de 30 metros con un total de 30 piedras, cada una de las cuales pesa aproximadamente 25 toneladas, que soportan un anillo continuo de 30 piedras, cada una de las cuales pesa unas 7 toneladas. Las piedras fueron transportadas hasta este lugar desde 30Km. Los procedimientos de transporte y construcción todavía son una incógnita

El Partenón. Situado en la Acrópolis y terminado en el 438 A.C. Ejemplo perfecto de la arquitectura griega y de la construcción temprana con vigas y columnas. El templo tiene 70 metros de largo, 32 de ancho y 21 metros de alto. (Atenas, Grecia)
Templo de Zeus. Terminado por el emperador romano Adriano (76-138 A.C.) 700 años después del comienzo de su construcción. Las columnas son de 1.8 metros de diámetro y de 17 metros de alto. Cabe destacar que la distancia entre columnas está perfectamente calculada para soportar el peso del arquitrabe que tiene sobre ellas, y para que la piedra no rompa por su propio peso. (Atenas, Grecia)
Construcción moderno en el "Bay Area Rapid Transit System" (BART). Las vigas están separadas unos 20 metros y están soportadas por pilares de hormigón pretensado cuya sección es cuadrada. (Oakland, California)
Detalle de los pilares de la fotografía anterior. Detalles sobre la fabricación de estos pilares se encuentran en la página de "vigas en construcción". (Oakland, California)

Edificio de las Naciones Unidas en Suiza. Las vigas son perfiles IPN de sección variable. La carga que deberán soportar dichos perfiles es, principalmente, la presión del viento sobre las ventanas (Suiza)
Construcción de una biblioteca en el condado de Contra Costa. Cuatro vigas idénticas de unos 20 metros de largo soportan el techo. Cada viga está soportada en uno de sus extremos por la pared exterior de la construcción y en el otro extremo por la siguiente viga. (Pinole, California)
Biblioteca de la fotografía anterior cuando la construcción ya había finalizado.