Digamos que la viga tiene las siguientes cargas:
Carga muerta de servicio: 20 KN/m
Carga Viva de servicio: 25 KN/m
y además el claro entre apoyos de la viga es de 5m.
SOLUCIÓN.-
Sección a utilizar
En proyectos de hormigón armado estos son prácticamente los únicos datos que se tienen antes de tomar las siguientes decisiones:
¿Qué acero usar?
¿Qué resistencia de hormigón fabricar o comprar?
¿Qué sección de viga utilizar?
La práctica muestra que la sección tentativa más adecuada para el diseño tiene una relación cercana a 1 a 2 de la base con la altura, y una relación de 1/10 a 1/12 entre la altura de la viga y el claro entre apoyos.
En el caso en análisis la luz entre apoyos es de 5 m, por tanto una sección tentativa adecuada para la viga será de 0.50m (un décimo de la luz entre apoyos) y el ancho de la viga podrá tomarse igual a la mitad de la altura de la misma (0.25m).
Materiales a utilizar
Por otro lado las resistencias de los materiales a utilizar están en directa relación con la disponibilidad y el costo de estos materiales en el mercado.
En este caso se escogerá f'c= 20 MPa y fy =500 MPa
Cálculo de cargas
Una vez decididos los dos aspectos anteriores, ahora se calculan rápidamente las cargas en Estado Límite Último (cargas mayoradas requeridas por todas las normas). Si utilizamos la norma ACI 318-99 la combinación de cargas mayoradas viene dada por la fórmula:
U = 1.4D + 1.7L
donde L = carga viva de servicio D = carga muerta de servicio
Además el peso propio de la viga, aunque despreciable, es necesario añadirlo a las cargas muertas del enunciado. entonces:
Carga Muerta viga = Sección x Peso específico = (0.25m*0.5m)*25 KN/m3 = 3.125 KN/m
Finalmente la carga en Estado Límite Último (ELU) será:
U = 1.4*(20+3.125) + 1.7*25 = 74.875 KN/m
Diagramas de Momento y Corte.-
Para una viga simplemente apoyada, con la carga de 74.875 KN/m los diagramas son sencillos:
Cortante:
Momento flector:
Cálculo de Acero
Utilizando el programa en excel proporcionado en este mismo blog (seguir el link) se puede obtener rápidamente la cantidad de acero a flexión:
Acero a compresión = 0 cm2
Acero a tracción = 17.31 cm2
Acero mínimo = 3.78 cm2
Entonces el refuerzo a colocar en la cara inferior de la viga, con un recubrimiento de 5cm al centro de los aceros será de 5 barras de 20 mm + 1 barra de 16mm
Los aceros pueden colocarse en paquetes agrupados de dos en dos para asegurar el paso de agregado grueso entre aceros.
Sin embargo como se ve en la planilla de cálculo, el momento solicitante es de magnitud tal que lleva a la viga a una situación límite. Si se incrementa el momento un poco más, la viga comenzará a necesitar acero a compresión.
Debido al alto refuerzo a flexión de esta viga, se sugiere incrementar la sección de la misma digamos a dimensiones de 30cm x60cm y repetir el cálculo
Finalmente, se debe realizar la verificación a corte de la viga y aumentar acero de corte (estribos) para que la viga no falle. Este paso es importante ya que las fallas por corte son abruptas y aun más peligrosas que las fallas a flexión.
VER TAMBIÉN
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| Programa de flexión simple |
 |
| Algoritmo de flexión simple |
