Diseño a Cortante

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Diseño a Cortante La falla a cortante, es difícil de predecir, es súbita, catastrófica y se manifiesta por medio de fisuras inclinadas (45 grados, en las zonas de apoyo) de mayor abertura que las de flexión. Debido a esto el diseño debe garantizar que en el momento de esfuerzo de una estructura la falla se inicie por un mecanismo diferente al de la cortante por ejemplo obligando primero a la falla por flexión y secundariamente la cortante, haciendo que fluya el acero. Para lograr este último objetivo el ingeniero debe asegurar un diseño confiable a flexión y proporcionar donde se requiera el refuerzo necesario para atender la cortante, ubicando estribos de manera adecuada. Entre las funciones del acero transversal (estribos) por corte de una viga sometida a cargas se puede concluir: Permiten restringir el crecimiento de las grietas inclinadas, logrando mayor profundidad de la zona comprimida.

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Diseo a Cortante

La falla a cortante, es difcil de predecir, es sbita, catastrfica y se manifiesta por medio de fisuras inclinadas (45 grados, en las zonas de apoyo) de mayor abertura que las de flexin. Debido a esto el diseo debe garantizar que en el momento de esfuerzo de una estructura la falla se inicie por un mecanismo diferente al de la cortante por ejemplo obligando primero a la falla por flexin y secundariamente la cortante, haciendo que fluya el acero. Para lograr este ltimo objetivo el ingeniero debe asegurar un diseo confiable a flexin y proporcionar donde se requiera el refuerzo necesario para atender la cortante, ubicando estribos de manera adecuada.

Entre las funciones del acero transversal (estribos) por corte de una viga sometida a cargas se puede concluir:Permiten restringir el crecimiento de las grietas inclinadas, logrando mayor profundidad de la zona comprimida.Mejora la capacidad de adherencia del acero longitudinal, a fin de evitar la falla por desgarramiento.Aumenta la ductilidad del conjunto y debido a estribos cerrados se da mayor confinamiento del concreto evitando rotura frgil.

Las fuerzas cortantes externas V, que actan sobre los elementos estructurales, en este caso una viga deben ser resistidas por esfuerzos cortantes internos.

Para nuestro caso, se dise basndose en el ACI 2008 el cual maneja un esfuerzo cortante referencial o caracterstico promedio V, lo que facilita la inclusin de los diferentes parmetros que influyen en la resistencia al cortante.

Anlisis de cortantes externos en la viga:

Para determinar la ubicacin del cortante mximo en la viga, debemos analizar las fuerzas externas, una forma sencilla es la construccin de diagramas Cortante vs Longitud.

Como se observa el cortante mximo se da en la zona de apoyos con un valor de P/2.Ya con la prediccin de carga P, calculada en el diseo a flexin, procedemos a disear.P= 5872.23 kgf

Usando la ecuacin (ACI 11.1.1):

Vc representa la capacidad a cortante que resiste el hormign, con (ACI 11.3.2):

Con fc =240 Kg/cm2bw =15 cmd = 15-4=11 cm

Vs representa la parte que al no ser resistida por el hormign, es admitida por la armadura transversal, con (ACI 11.4.7.2):

Con Fy = 4200Kg/cm2bw = 15 cmd = 15-4=11 cm Se opto por estribos de 6 mm, debido a que la seccin de la viga es demasiado pequea, por lo que Av =2*0.28=0.56 cm2

Ahora:

Despejando el espaciamiento entre estribos s:

Para la colocacin de estribos, nos basamos en el anlisis anterior de las zonas en las cuales existir mayor cortante y en las normativas de ACI, en este caso colocamos estribos con la separacin calculada, en las zonas de los soportes, as:

Cabe recalcar que debido a la naturaleza del diseo experimental (fallo por adherencia), se vio conveniente el no realizar los ganchos en las partes laterales.