sábado, 22 de julio de 2017

¿Puede una viga no necesitar estribos?

La respuesta es que si.  Existen vigas de sección tan grande y carga tan pequeña que puede que en toda su longitud no necesiten ni un solo estribo.

Este suele ser el caso de vigas de techo o vigas estéticas, cuya única función es la de funcionar como ornamento en la arquitectura de la estructura y no soportan nada más que su peso propio.

La norma ACI 318-05 indica que una viga no necesita acero transversal (estribos) en todos los tramos cuyo cortante último Vu no supere  ½ØVc.    En esta última fórmula Vc es la resistencia nominal del hormigón al corte sin acero.   Se reduce esta resistencia a la mitad y se multiplica por el coeficiente Ø=0.75 por seguridad.

En cualquier caso se nota que se disminuye mucho la resistencia nominal Vc del hormigón (a menos de la mitad) para poder no usar estribos.  Esta disposición no es arbitraria, ya que la falla por cortante del hormigón sin estribos es abrupta, sin previo aviso y peligrosa.


Ejemplo de viga sin estribos (diseño con norma ACI 318 - 05)
Se plantea la siguiente viga de sección 20x40 con una carga de techo de 2kN/m de carga viva y 3 kN/m de carga muerta.   La resistencia a compresión del hormigón es f'c=21 MPa y la resistencia de aceros a usar es de fy = 500 MPa.

A la carga muerta mostrada debe sumarse el peso propio:
PP = 0.4x0.2x24 = 1.92 kN/m
 por tanto, mayorando las cargas:
U = 1.2 CM + 1.6 CV
U = 1.2 (3+1.92) + 1.6 (2)
U =  9.104 kN/m
Resolviendo las solicitaciones de la viga, se tienen los siguiente diagramas de momento flector y cortante:

Para calcular si la viga necesita estribos se debe verificar que Vu < ½ØVc

Pero además, Vc = 0.1667*(f'c)^0.5 * b*d

Entonces
½ØVc = 0.5*0.75*0.1667*(21)^0.5 * 0.2 * 0.35
½ØVc = 19.976 kN

Se ve que ½ØVc es menor que 18.21kN en todos los puntos de la viga, por tanto esta no necesita estribo en toda su longitud.
Esta viga necesita por otro lado solamente armadura mínima a flexión.  De este tema se hablará en un siguiente post.

Para ver un ejemplo de viga con estribos calculados, hacer click en el link siguiente:
Diseño a corte con norma ACI 318-99

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