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2022-01-31

Cálculo de vigas de gran canto en RFEM 6

Según el Eurocódigo 2 (EN 1992-1-1 [1]), una viga es una barra cuyo vano es al menos 3 veces el canto total de la sección. De lo contrario, el elemento estructural se debe considerar como una viga de gran canto. El comportamiento de las vigas de gran altura (es decir, vigas con un vano menor a 3 veces el canto de la sección) es diferente al comportamiento de las vigas normales (es decir, vigas con un vano 3 veces mayor que el canto de la sección).

Sin embargo, el diseño de vigas de gran canto es necesario a menudo cuando se analizan los componentes estructurales de estructuras de hormigón armado, ya que se utilizan para dinteles de ventanas y puertas, vigas ascendentes y descendentes, la conexión entre losas a dos niveles y sistemas de pórticos.

En RFEM 6, las vigas de gran canto se pueden modelar como una superficie cuyos esfuerzos internos se calculan considerando el comportamiento elástico del material. La flexión se transfiere mediante la distribución no lineal del esfuerzo axil, que varía dependiendo de la relación entre la altura (h) y la longitud (l). Como se muestra en la Imagen 1, la distribución se aproxima a una línea recta al reducir la relación h/l. El cálculo basado en estos esfuerzos internos da como resultado una distribución en forma de cuña de la armadura longitudinal necesaria (imagen 2).


Dado que el cálculo del hormigón se basa en un estado fisurado, se debe reconsiderar la distribución de la armadura necesaria. De hecho, la deformación de la armadura en el borde inferior se puede haber superado durante mucho tiempo, mientras que las capas superiores de la armadura no se han visto afectadas. Para superar este problema, hay dos enfoques de cálculo posibles en RFEM 6: cálculo utilizando una viga de resultados o evaluación basada en secciones. El tema también se trata en el artículo de la base de conocimientos:

Cálculo utilizando la viga de resultados

Este enfoque de cálculo se recomienda para relaciones altura-vano iguales o menores que 0,5 (h/l ≤ 0,5); de lo contrario, se supone que el brazo mecánico es favorable.

La evaluación de resultados y el cálculo se realizan en una viga de resultados horizontal creada en el centro de gravedad. La sección de este elemento está en línea con las dimensiones de la viga de gran canto (imagen 3). Las tensiones y fuerzas se integran a partir de la viga de gran canto, que se ha modelado como una superficie (Imagen 4). Por lo tanto, el cálculo se realiza en la viga de resultados con los esfuerzos internos integrados de la viga de gran canto. Los resultados se muestran como se muestra en la Imagen 5.



Evaluación basada en secciones

Cuando la relación entre la altura (h) y la longitud (l) es mayor que 0,5 (h/l > 0,5), la evaluación basada en secciones es favorable. En este caso, se aplica una sección vertical a las posiciones determinantes.

La evaluación de la armadura de cortante se basa en el valor máximo de la armadura vertical (por ejemplo, de as,2,-z y as,2,+z ) y no disminuye hasta que se haya creado el borde superior de la viga en ambos lados. Para la armadura de flexión, por otro lado, es necesario sumar ambas armaduras horizontales (por ejemplo, as,1,-z y as,1,+z ).

La armadura longitudinal total determinada se define como concentrada en el borde inferior de la sección. Para una mejor evaluación de la armadura, recomendamos mostrar los resultados en términos de secciones de resultados, como se muestra en la Imagen 5.

Armadura de vigas de gran canto

Según el apartado 9.7 de la Norma EN 1992-1-1:2004, las vigas de gran canto deberían estar provistas de una malla de armadura ortogonal cerca de cada cara, con un área mínima de armadura dada por el Anejo Nacional pertinente.

El valor mínimo recomendado es el 0,1% del área de la sección del hormigón, pero no menos de 150 mm²/m en cada cara y dirección. La distancia entre dos barras adyacentes de la malla no debería exceder el doble del espesor de la viga de canto o 300 mm, lo que sea menor.

A menos que se disponga de una longitud suficiente entre el nudo y el extremo de la viga que permita una longitud de anclaje de "bd", la armadura correspondiente a los estribos considerados en el modelo de cálculo se debe anclar completamente para el equilibrio en el nudo (por ejemplo, doblando la barras, utilizando cercos en U o utilizando dispositivos de anclaje).


Autor

La Sra. Kirova es responsable de la creación de artículos técnicos y proporciona soporte técnico a los clientes de Dlubal.

Enlaces
Referencias
  1. EN 1992-1-1 Diseño de estructuras de hormigón - Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificios. Editorial Beuth GmbH


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