Resumen

El acero en compresión en una viga doblemente reforzada mejora la ductilidad, reduce las deflexiones instantáneas y de largo plazo, está disponible para tomar la tracción en secciones sometidas a reversión de esfuerzos y, en vigas de poca altura, aumenta la resistencia. A partir de la deformación unitaria esperada del acero en tracción, como medida de la ductilidad de la sección, se propone una metodología directa para determinar las cantidades de refuerzo necesarias, tanto en compresión como en tracción. Se establece que las secciones más eficientes son aquellas para las cuales la deformación en el acero en tracción es 0.005.

I. INTRODUCCIÓN

En la primera edición de este siglo del Reglamento ACI 318 [1] se introdujeron modificaciones importantes en los factores de carga de las combinaciones de carga y en los factores de reducción de resistencia φ utilizados en diseño; estos cambios fueron adoptados integralmente por el NSR-10 [2], que reemplazó las NSR-98 [3] y reformó la práctica de diseño de vigas en Colombia.

El factor de reducción de resistencia φ contemplaba variaciones en la resistencia de los materiales y en las dimensiones de las secciones, defectos en la colocación del acero de refuerzo y aproximaciones en las hipótesis de diseño, y dependía de la importancia de la fuerza interna en cuanto a la consecuencia de la falla de los elementos "respecto a toda la estructura y el grado de advertencia implícita en el modo de falla" [4]. La práctica actual, además, contempla el grado de ductilidad de la sección, por lo que ahora φ se determina "por las condiciones de deformación unitaria en las secciones transversales" [5].

Los cambios en la conceptualización del factor de reducción de resistencia permiten apartarse del control de cuantías del acero, necesarios en la práctica anterior, y concentrarse en la deformación unitaria del acero de refuerzo a tracción, como una medida más directamente relacionada con la ductilidad de las secciones de concreto reforzado.

Con un procedimiento como el que aquí se propone para vigas rectangulares de concreto estructural doblemente reforzadas se determinan directamente las cantidades de acero necesarias en compresión y en tracción.

II. EL PROBLEMA DE DISEÑO

El diseño estructural tiene como uno de sus objetivos proveer elementos dúctiles, con el fin de desarrollar una buena capacidad de disipación de energía; hoy en día, para cumplir con este propósito se debe garantizar que cuando se alcance la resistencia de la viga en la sección crítica, el acero longitudinal extremo en tracción debe presentar mínimo una deformación unitaria ε_t de 0.004 [2, 5].

• Materias:Vigas de Hormigón Placas de concreto (Construcción) Ingeniería de estructuras Industria de la construcción Deformaciones (Mecánica) Concreto
• Subjects:Concrete beams Concrete slabs (Construction) Structural engineering Construction industry Deformations (Mechanics) Concrete
• Palabras claves:Concreto estructural; Diseño de vigas; Deformación unitaria; Ductilidad; Viga doblemente reforzada.
• Keywords:Beams design; Doubly Reinforced Beam; Ductility; Strain; Structural Concrete.