CALCULO DE VIGA BEAM CALCULATION Luis Daniel Proaño Chamorro Universidad Tecnológica Indoamérica – 13 de Mayo de 2018 Introducción El cálculo de elementos estructurales da una aproximación a lo necesario para diseñar. Las estructuras de hormigón igual que otro tipo de estructuras cuentan con normas que facilitan y ayudan al diseño. Ecuador cuenta con las NEC o Norma Ecuatoriana de la Construcción, este documento permite constatar de un estudio realizado en el medio y con bases en documentos internacionales. Las NEC facilitan información para el diseño de elementos estructurales de forma específica y aplicada al caso de estudio podemos encontrar parámetros cómo: Diámetros mínimos para barras y estribos, requisitos generales, formas de analizar y calcular. El estudio de caso que se presenta en este documento toma en cuenta la sección 4.2 Elementos a Flexión de la Norma Ecuatoriana de la Construcción. En esta sección podemos encontrar los conceptos necesarios para realizar el diseño y los parámetros que tenemos que tomar en cuenta. El diseño se realizó para un elemento horizontal tipo viga con los datos obtenidos previamente de una estructura hiper-estática realizada en ordenador. El elemento se divide en cinco secciones apoyadas sobre columnas (Valor no tomado en cuenta) y un volado al final de la estructura. Desarrollo El diseño del elemento estructural (viga) comienza con el pre-dimensionamiento de la viga en base a los datos brindados y la fórmula h=l/16, que dio un resultado de 25 cm, valor modificado para cumplir con las especificaciones del ejercicio hasta llegar a los 40cm. El segundo paso contempla el cálculo del As.min para la estructura (Formula 1) obteniendo un valor de 2.26, valor que se modificó para cumplir con las exigencias del ejercicio hasta llegar a un valor de 3.58. El tercer paso realizado consiste en el cálculo del momento nominal para lo cual se utiliza la (fórmula 2) el valor al igual que los otros valores obtenidos con anterioridad cambió para cumplir con las especificaciones de la viga y las cargas de momento que soporta obteniendo un valor de 9.22 Ton. El valor obtenido permite realizar una comparación con las cargas del cálculo presentado teniendo un valor de Mu=7.94 y Mn=9.22. Para el diseño se toma en cuenta el valor de seguridad o 0.9 Ton que multiplica a Mn obteniendo un valor de 8.25 Ton que es mayor a Mu. Los valores mencionados contemplan la utilización de acero refuerzo estructural longitudinal de 2Ø14 y un refuerzo en zonas específicas de 1Ø8, estribos de 1Ø10 con separaciones mencionadas más adelante y un hormigón de fc=240. Se toma en cuenta además la existencia de un traslape para completar la sección de la viga. Para cual se realiza un traslape en el centro de una de las secciones (Ver detalle constructivo) con una distancia de 1m. Los estribos se calcularon en función de las formulas prestadas para el cálculo que nos ayuda a obtener valores de 2h= 9cm y S=18cm. Los cálculos se pueden revisar en el Adjunto 1. Fórmula 1 - Acero Mínimo (CAMICON, 2014). Con los valores obtenidos permiten realizar un detalle constructivo del elemento estructural. Desde el cálculo obtenemos valores para trabajar el detalle como alturas, Ø del acero, cantidad de refuerzos de acero como se menciona en la (Tabla 1). Los cálculos se pueden revisar en el Adjunto 1. Elemento Cantidad Metros lineales Puentes 4 69 Estribos 136 10 Refuerzo 10 23 Tabla 1 - Cantidades de acero El detalle está dibujado en función de la utilización de los materiales ya mencionados y calculados para el trabajo. A continuación se presenta el detalle constructivo de la viga (Figura 1). En el cual podemos encontrar detallados aceros longitudinales (puentes), aceros transversales (estribos) y refuerzos. Figura 1 - Sección de Detalle constructivo En la figura 1 podemos observar una sección del detalle el cual está en el Adjunto 2. Conclusiones El diseño de elementos estructurales nos ayuda a entender de mejor forma el diseño de una estructura y como tomarlo en cuento a la hora de diseñar la arquitectura. El realizar detalles constructivos nos aproxima al detalle necesario para construcción, los detalles se respaldan de un cálculo que permite comprobar que se están haciendo de forma correcta. La estructura de una edificación es una de las partes más importantes a tomar en cuenta para el diseño, un buen diseño arquitectónico se complementa con una estructura capaz de poner en pie toda la arquitectura. Bibliografía CAMICON, M. . (2014). Norma Ecuatoriana de la Construcción Hormigón. QUITO: Dirección de Comunicación Social MIDUVI. Adjuntos Adjunto 1 Adjunto 2
