Análisis Aproximado de Vigas Continúas

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Análisis aproximado de vigas continúas Las vigas y losas simplemente apoyadas son estructuras isostáticas y no presentan mayores dificultades para la determinación de sus fuerzas internas pues éstas se evalúan a través de las ecuaciones de equilibrio. Sin embargo, las losas y vigas continuas, en su calidad de estructuras hiperestáticas, requieren de criterios adicionales al de equilibrio para la determinación de sus fuerzas internas. El análisis de este tipo de estructuras se efectúa a través de alguno de los siguientes procedimientos: el método elástico, el método plástico y el método aproximado propuesto por el código del ACI. El método elástico es recomendado por el código del ACI para ser utilizado en combinación con el método de diseño a la rotura. Sin embargo, esta recomendación es, de algún modo contradictoria, ya que el diseño a la rotura asume que tanto concreto como acero han superado el límite elástico. El código del ACI propone un método aproximado para la determinación de las fuerzas internas en estructuras de concreto armado. Este procedimiento es válido para vigas y losas armadas en una dirección. Limitaciones El método aproximado del ACI, llamado también método de los coeficientes, puede ser utilizado siempre que se satisfagan las siguientes limitaciones: 1. La viga o losa debe contar con dos o más tramos. 2. Los tramos deben tener longitudes casi iguales. La longitud del mayor de dos tramos adyacentes no deberá diferir de la del menor en más de 20%. 3. Las cargas deben ser uniformemente distribuidas. 4. La carga viva no debe ser mayor que el triple de la carga muerta. 5. Los elementos analizados deben ser prismáticos. El método de los coeficientes del ACI proporciona momentos y fuerzas cortantes conservadores. Toma en consideración la alternancia de cargas vivas y presenta la envolvente de la cargas de gravedad. Por ello, limita la carga viva en relación a la carga permanente. El método de los coeficientes no es útil para estimar los momentos de diseño de columnas, ya que los patrones de carga que determinan los mayores momentos negativos en los apoyos de las vigas, no coinciden con aquéllos que proporcionan los esfuerzos críticos en columnas.

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Anlisis aproximado de vigas continas Las vigas y losas simplemente apoyadas son estructuras isostticas y no presentan mayores dificultades para la determinacin de sus fuerzas internas pues stas se evalan a travs de las ecuaciones de equilibrio. Sin embargo, las losas y vigas continuas, en su calidad de estructuras hiperestticas, requieren de criterios adicionales al de equilibrio para la determinacin de sus fuerzas internas. El anlisis de este tipo de estructuras se efecta a travs de alguno de los siguientes procedimientos: el mtodo elstico, el mtodo plstico y el mtodo aproximado propuesto por el cdigo del ACI.

El mtodo elstico es recomendado por el cdigo del ACI para ser utilizado en combinacin con el mtodo de diseo a la rotura. Sin embargo, esta recomendacin es, de algn modo contradictoria, ya que el diseo a la rotura asume que tanto concreto como acero han superado el lmite elstico.

El cdigo del ACI propone un mtodo aproximado para la determinacin de las fuerzas internas en estructuras de concreto armado. Este procedimiento es vlido para vigas y losas armadas en una direccin.

LimitacionesEl mtodo aproximado del ACI, llamado tambin mtodo de los coeficientes, puede ser utilizado siempre que se satisfagan las siguientes limitaciones:1. La viga o losa debe contar con dos o ms tramos.2. Los tramos deben tener longitudes casi iguales. La longitud del mayor de dos tramos adyacentes no deber diferir de la del menor en ms de 20%.3. Las cargas deben ser uniformemente distribuidas.4. La carga viva no debe ser mayor que el triple de la carga muerta.5. Los elementos analizados deben ser prismticos.

El mtodo de los coeficientes del ACI proporciona momentos y fuerzas cortantes conservadores.Toma en consideracin la alternancia de cargas vivas y presenta la envolvente de la cargas de gravedad. Por ello, limita la carga viva en relacin a la carga permanente. El mtodo de los coeficientes no es til para estimar los momentos de diseo de columnas, ya que los patrones de carga que determinan los mayores momentos negativos en los apoyos de las vigas, no coinciden con aqullos que proporcionan los esfuerzos crticos en columnas.

Alternancia de CargasLa carga muerta por su naturaleza tiene una distribucin que no vara con el tiempo. Sin embargo, la carga viva es una carga mvil. Los tramos cargados en algunas ocasiones no lo estarn en otras. Este patrn de carga cambiante deber ser considerado en el anlisis para estimar los mximos esfuerzos en la estructura.

El mximo esfuerzo en una seccin de un miembro continuo es generado por un patrn de cargas especfico el cual puede ser determinado haciendo uso de diversos mtodos entre ellos el mtodo de las lneas de influencia. Las lneas de influencia son curvas que muestran la variacin de un momento, fuerza cortante u otro efecto en una seccin particular conforme una carga unitaria avanza a lo largo del elemento.

Vigas simplemente apoyadas y vigas continuasLas vigas se analizan por cualquier mtodo elstico o haciendo uso del mtodo de los coeficientes del ACI, si se satisfacen los requisitos para su utilizacin. En el primer caso, se debe considerar el efecto de la alternancia de cargas. En este caso, tambin es posible efectuar redistribucin de esfuerzos, buscando igualar los momentos negativos de las vigas que llegan a un apoyo. No es necesario considerar la rigidez torsional de los elementos perpendiculares a la viga analizada a menos que sea comparable con su rigidez a la flexin.

Las vigas no suelen tener problemas de pandeo lateral, an si son delgadas y peraltadas, a menos que estn sujetas a momentos torsores elevados. Para evitar este efecto, el cdigo sugiere que las vigas tengan arriostramiento lateral espaciado a no ms de 50 veces el ancho ms estrecho de la zona en compresin (ACI- 10.4). En caso de presentarse torsin considerable, este espaciamiento debe reconsiderarse.Figura N. Lneas de influencia de una viga continua

En las ltimas versiones del cdigo se presentan criterios para lograr la denominada "integridad estructural" (ACI-7.13). Son recomendaciones sencillas para el detallado del refuerzo en algunos miembros de la estructura de modo que se evite que el colapso de un elemento de soporte o una falla localizada, generada por una sobrecarga extraordinaria, se propague y afecte a toda la estructura.

Por integridad estructural, el cdigo sugiere que las vigas perimetrales estn provistas, en toda su extensin, de refuerzo positivo igual o mayor a un cuarto del acero positivo requerido en el centro de la luz y por refuerzo negativo igual o mayor a un sexto del acero negativo provisto en el apoyo. Este refuerzo debe contar, entre apoyos, con estribos cerrados anclados en el acero negativo con un gancho estndar a 135O. Si se requiere empalmar el refuerzo longitudinal positivo, se emplearn empalmes clase A ubicados en los apoyos o cerca de ellos. Si se trata del refuerzo negativo, stos se ubicarn en el centro de la luz y sern de la misma clase.

Para vigas no perimetrales, el cdigo sugiere que toda la viga cuente con refuerzo positivo igual a por lo menos un cuarto del requerido en el centro de la luz. El empalme de este acero ser clase A y se ubicar s8bre el apoyo. En los apoyos extremos, el acero positivo terminar en gancho estndar.