Vigas : estudio de las vigas de hormigón armado: su diseño, cálculo y dimensionado / Jorge Raúl Bernal.

CONTENIDO
Capitulo uno: Diseño de la viga.
1. Diseño general del conjunto estructural. 21
2. Diseño en planta. 24
3. continuidad de la viga. 27
4. Diferencias entre sistemas isotáticos e hiperestáticos. 28
5. Efecto de la continuidad en las solicitaciones. 30
6. Dificultades con sistemas hiperestáticos. 32
7. Sistemas continuos, su construcción. 34
8. Uniformidad de las secciones. 35
9. Diferencias de cargas. 36
10. Diferencias de longitudes. 37
11. Combinación de situaciones. 37
Capitulo dos: comportamiento plástico de vigas continuas.
1. Introducción. 41
2. Cupla interna resistente. 41
3. El estado interno de tensiones. 43
4. Articulaciones y rótulas. 44
5. Reserva de capacidad de vigas continuas. 45
6. Reserva de capacidad en vigas de hormigón. 47
Capitulo tres: Rigidez inercial en el hormigón armado.
1. Introducción. 51
2. Momento de inercia en diferentes elementos. 52
2.1. Columnas. 52
2.2. Momento de inercia de las vigas. 53
3. Rigidez flexional. 55
4. Fases de una viga de hormigón. 55
Capítulo cuatro: Los elementos del hormigón armado.
1. Los elementos de una viga de hormigón armado. 59
2. Hormigones. 60
2.1. Tipos de hormigones y su nomenclatura. 60
2.2. Diagrama tenso deformación del hormigón. 62
2.3. Elección de la tensión (Beta)cn. 65
2.4. Lectura del Cirsoc 201. 66
3. El acero. 67
3.1. Introducción. 67
3.2. Nomenclatura y resistencia. 67
3.3. Diagrama de tenso deformación. 68
Capítulo cinco: Deformaciones internas.
1. Introducción. 73
2. Deformación con respecto a la cuantía. 74
a) Viga sub armada. 74
b) Viga balanceada o normal. 75
c) Viga sobrearmada. 75
3. Deformación de vigas según solicitaciones. 76
4. Areas de deformaciones límites. 78
Capítulo seis: Solicitaciones en una viga.
1. Introducción. 83
2. Solicitaciones. 84
3. Grado de hiperestaticidad. 85
4. Análisis de las cargas. 85
5. Luces de cálculo. 87
6. Influencia de la rigidez flexional (EI). 88
7. Anchos de apoyos. 89
8. Redistribución de los momentos. 90
9. Momentos en los tramos. 90
10. Esfuerzos de corte. 91
Capitulo siete: Dimensionado a la flexión.
1. Introducción. 95
2. Conceptualización. 96
3. La cupla interna. 97
4. Esfuerzo de compresión interno Db. 99
5. Ubicación del esfuerzo de compresión Db. 101
6. Ubicación del eje neutro x. 101
7. Magnitud del brazo interno zb. 101
8. Planteo de las ecuaciones de equilibrio. 101
8.1. Hipótesis de cálculo. 101
8.2. Ecuaciones de equilibrio. 102
8.3. Fórmulas de dimensionado. 103
8.3.1. Altura "h". 103
8.3.2. Armadura "As". 103
8.3.3. Observaciones. 103
9. Ejemplo. 104
9.1 Planteo. 104
9.2. Datos. 104
9.3. Determinación "h". 104
9.4. Determinación de "As". 105
9.5. Detalles constructivos. 105
9.6. Viga placa y corte. 105
10. Dimensionado para otras solicitaciones. 105
Capítulo ocho: Secciones doblemente armadas.
1. Introducción. 109
2. Cuplas internas en vigas doblemente armadas. 111
3. Ecuaciones de equilibrio. 112
4. Tensiones de compresión del acero. 113
5. Ejemplo. 114
5.1. Planteo. 114
5.2. Datos. 114
5.3. Momento interno resistente. 114
5.4. Cálculo de la armadura. 115
5.5. Detalles constructivos. 115
5.6. Observaciones. 115
Capitulo nueve: Vigas placas.
1. Introducción. 119
2. Ancho colaborante. 120
2.1. Generalidades. 120
2.2. Factores que influyen en "bm". 121
3. Cálculo del ancho colaborante. 122
3.1. Para cargas repartidas. 122
3.2. Para cargas concentradas. 125
3.3. Para vigas de borde. 126
4. Dimensionado de las vigas placas. 126
4.1. Análisis del Caso l. 128
4.2. Análisis del Caso II. 128
4.2.1. Generalidades. 128
4.2.2. Armaduras. 129
4.2.3. Verificación. 129
4.2.4. Optima relación d/h. 129
4.2.5. Relaciones d/h mayor a 0,23. 130
4.2.6. Límite de utilización. 130
4.3. Análisis Caso III (b/bo menor a 5). 130
4.3.1. Ancho fictício. 130
4.3.2. Procedimiento de cálculo. 131
5. Comentarios. 131
5.1. Diferencia de criterios en las normas. 131
5.2. Ancho colaborante definitivo. 132
5.3. Losas alivianadas o nervuradas. 132
Capitulo diez: Efecto de corte.
1. Introducción. 135
2. El efecto de corte en vigas. 136
2.1. Distribución del acero y del hormigón. 136
2.2. Conformación de las tensiones principales. 137
2.3. Estudio de las isostáticas. 138
2.4. Proceso de triangulación natural. 139
2.5. Conformación de las fisuras. 139
2.6. Fisuras en vigas sin armadura en el alma. 140
2.7. Fisuras en vigas con escasa armadura. 141
2.8. Fisuras en vigas con elevada armadura. 141
2.9. Fisuras en vigas con inadecuados anclajes. 142
2.10 Fisuras por mala disposición de estribos. 142
3. Tensión tangencial. 143
3.1. En vigas de material homogéneo. 143
3.2. En vigas de hormigón fisurado. 143
3.3. Similitud de fórmulas. 144
4. Analogía del reticulado. 145
4.1. Analogía del reticulado para a menor a 45 grados 146
4.2. Analogía del reticulado de Morsch. 147
4.3. Variación de los esfuerzos según alfa y beta. 147
5. Causas de variación del efecto de corte. 148
6. Determinación del Esfuerzo de Corte de cálculo. 150
6.1. Apoyo directo. 150
6.2. Apoyo indirecto. 151
6.3. Carga concentrada cercana al apoyo. 151
6.4. Vigas cortas. 152
7. Dimensionado al corte según Din 1045. 152
8. Clasificación de las tensiones. 153
9. Diagrama de tensiones tangenciales. 154
9.1. Zona I. 154
9.2. Zona II. 154
9.3. Zona III. 154
10. Cálculo de la armadura de corte. 155
10.1. Introducción. 155
10.2. Fórmulas de cálculo al corte. 156
11. Metodologia de cálculo. 157
Capitulo once: Directivas de armado en vigas.
1. Introducción. 161
2. Planos de detalles de armaduras. 162
3. Colocación de las armaduras. 162
4. Disposición de las armaduras. 163
5. Separación de las barras. 164
5.1. Inconvenientes de separaciones reducidas. 164
5.2. Separaciones aconsejadas. 165
6. Recubrimiento de las barras. 166
7. Diseño racional de las armaduras. 167
8. Armadura de corte. 167
8.1. Comentarios. 167
8.2. Tipos de armaduras de corte. 168
8.3. Diámetros de estribos. 169
8.4. Separación de estribos. 169
8.5. Sección transversal mínima de estribos. 170
8.6. Anclaje de los estribos. 170
8.7. Barras dobladas. 171
9. Armaduras longitudinales en vigas placas. 172
10. Proceso en el armado de una viga. 172
Capitulo doce: Anclajes en vigas de hormigón armado.
1. Introducción. 177
2. Diferentes tipos de adherencias. 177
3. Ensayos de adherencia. 178
4. Tensiones de resbalamiento. 179
5. Lugares de anclajes. 181
6. Diagramas de tracción. 181
7. Influencia de la posición de las barras. 184
8. Líneas de tensiones por efecto arrancamiento. 186
9. Longitud de anclaje. 186
10. Forma de colocar los ganchos. 188
11. Recubrimientos. 189
12. Empalmes de barras. 189
12.1. Introducción. 189
12.2. Tipos de empalmes. 190
12.3. Empalmes por superposición. 192
13. Armadura longitudinal escalonada. 193
14. Punto de corte de la armadura escalonada. 195
15. Anclaje en apoyos externos. 196
16. Anclaje en apoyos internos. 196
17. Anclaje en barras que colaboran al corte. 197
Capitulo trece: Torsión.
1. Diferentes casos de estructuras a torsión. 201
2. Cálculo de los Momentos Torsores. 203
2.1. Viga con una viga en voladizo en el tramo. 203
2.2. Viga con una losa en voladizo empotrada en toda su longitud. 203
2.3. Ménsulas empotradas en sus extremos de igual luz y sección constante. 204
2.4. Ménsulas empotradas en sus extremos de diferentes luces. 204
2.5. Viga circular en un plano horizontal con carga concentrada. 205
2.6. Viga circular en plano horizontal con carga uniforme. 206
3. Torsión pura. 206
4. Torsión con flexión y corte. 207
5. Isostáticas de torsión. 208
6. Analogía del reticulado. 209
7. Analogía de la membrana. 210
7.1. Analogía en los materiales elásticos. 210
7.2. Analogía de los materiales plásticos. 210
8. Cálculo de las tensiones de torsión. 211
9. Verificación de las secciones según Din 1045. 211
10. Determinación de la armadura de torsión. 212
11. Reducción del torsionante. 212
12. Ensayos de Morsch. 213
13. Torsión secundaria y principal. 214
13.1. Introducción. 214
13.2. Torsión secundaria. 215
13.3. Torsión principal. 215
Capítulo catorce: Fisuración.
1. Introducción. 219
2. Comparación entre los métodos. 221
3. Diagrama de tensiones. 222
4. Estados últimos de resistencia. 222
5. Capacidad de uso. 223
6. Fisuras. 224
6.1. Introducción. 224
6.2. Tipos de fisuras. 225
a) Fisuras por movimiento de encofrados. 225
b) Fisuras por contracción superficial y contracción interna. 225
c) Contracción superficial. 225
d) contracción interna. 227
e) Fisuras de origen térmico. 228
f) Fisuras por corrosión de las armaduras. 229
g) Fisuras por efecto de cargas: tracción. 230
h) Fisuras por efecto de cargas: compresión. 230
i) Fisuras por flexión. 230
j) Fisuras por corte. 231
k) Fisuras por errores de proyecto o ejecución. 232
6.3. Recomendaciones. 233
6.4. Reducciones de las fisuras. 234
6.5. Conformación de las fisuras. 235
6.6. Relación entre ancho y separación de fisuras. 238
6.7. Elementos de verificación obligatoria. 238
6.8. Comprobación de la limitación del ancho. 239
Capítulo quince: Deformaciones.
1. Deflexiones en función de las luces de apoyos. 243
2. Deflexiones en función de la deformación del acero. 243
3. Limitaciones de las deformaciones. 245
4. Causas de las deformaciones. 246
5. Para reducir las flechas. 247
6. Cálculo exacto de las deformaciones. 248
7. Verificación simplificada de las deformaciones. 249
8. Recomendaciones de otras normas. 250
8.1. Deflexiones limites. 250
8.2. Alturas mínimas. 250
9. Flechas bajo cargas de servicio. 252
10. Metodología de cálculo de la flecha. 253
10.1. Valor básico de la flecha (fb). 254
10.2. Flecha en el instante t. 255
10.3. Flecha en el instante t. 255
10.4. Valores probables de deformación. 257
Capítulo diceseis: Patología del hormigón.
1. Introducción. 261
2. El hormigón no es una roca. 262
3. Causas del deterioro y de la corrosión. 262
4. Mecanismos de fallas. 263
5. Esquema simplificado de fallas. 263
6. Fases del deterioro. 264
6.1. Fase de iniación. 265
6.2. Fase de propagación. 266
6.3. Velocidad de propagación. 266
7. Corrosión de las armaduras. 267
7.1. Introducción. 267
7.2. Causas de la oxidación. 268
7.3. Consecuencias de la oxidación. 269
7.4. Proceso electrolítico. 269
7.5. Tipos de oxidación. 270
8. Ataques de químicos. 270
8.1. Carbonatación. 270
8.2. Lluvia ácida. 272
8.3. Acción de los sulfatos. 272
9. Acción de los iones cloruros. 273
10. Daños por ciclos hielo deshielo. 275
11. Conclusiones y recomendaciones. 275
Capítulo diecisiete: Encofrados para vigas.
l. Introducción. 279
2. Principales formas de ejecución. 280
3. Elementos componentes del encofrado. 281
3.1. Tablero de losa. 282
3.2. Tirantes clavadores tablero losa. 282
3.3. Corredera extrema. 282
3.4. Tranchas superiores. 283
3.5. Corredera inferior. 283
3.6. Corredera lateral. 283
3.7. Cabezal de soporte. 283
3.8. Tranchas inferiores. 284
3.9. Riostras longitudinales. 284
3.10. Puntal soporte de encofrado. 284
3.11. Cuñas. 285
3.12. Tablón de apoyo. 285
3.13. Codal superior. 285
3.14. Corredera superior. 285
3.15. Tablero lateral. 285
3.16. Clavaderas de unión. 286
3.17. Tablero de fondo. 286
3.18. Riostras de pandeo. 286
4. Encofrados en vigas de gran altura. 286
5. Proceso de encofrado. 287
6. Contraflechas. 290
7. Dimensiones de diseño. 290
7.1. Alturas de las vigas. 291
7.2. Anchos de las vigas. 292
8. Colocación de la armadura. 292
9. Desencofrado. 293
Capitulo dieciocho: Programas en Basic.
1. Introducción. 297
2. Dimensionado de losas y vigas a flexión. 298
2.1. Introducción. 298
2.2. Fundamentos del programa. 298
2.3. Diagramas de flujo. 299
2.4. Listado del programa. 300
3. Resolución de ejercicios. 305
3.1. Primera aplicación. 305
3.2. Segunda aplicación. 306
4. Verificación al corte. 307
4.1. Introducción. 307
4.2. Fundamentos del programa. 307
4.3. Diagramas de flujo. 307
4.4. Listado del programa. 308
4.5. Aplicaciones del programa. 313
5. Verificación ancho colaborante vigas placas 316
5.1. Introducción. 316
5.2. Fundamentos del programa. 316
5.3. Diagrama de flujo. 317
5.4. Listado del programa. 317
5.5. Aplicaciones del programa. 320
Capitulo diecinueve: Ejemplos prácticos.
a) Dimensionado de una viga a flexión.
1. Datos. 323
2. Predimensionado. 324
3. Análisis de cargas actuantes sobre vigas. 327
4. Solicitaciones de las vigas. 330
5. Dimensionado. 333
6. Verificación al corte. 341
7. Corte en el ala de la viga. 345
8. Longitudes de anclajes. 346
9. Control de fisuración. 350
10. Verificación cuantías generales. 351
11. Doblado de hierros 352
12. Planilla longitudes de anclaje. 355
13. Trazado de diagramas y doblado de hierros. 356
14. Planilla de doblado armaduras. 357
15. Trazado simplificado de diagramas. 357
b) Dimensionado de una viga a torsión.
1. Datos. 259
2. Predimensionado. 360
3. Análisis de cargas. 361
4. Solicitaciones en la losa. 361
5. Solicitaciones en la viga. 361
6. Verificación tensiones admisibles. 363
7. Determinación de armaduras. 365
8. Armaduras necesarias por flexión. 368
9. Distribución armaduras. 369