Vigas T

Proyecto de vigas “T” Diseño de elementos de concreto reforzado.

Introducción a vigas “T”. Los sistemas de concreto reforzado para piso consisten normalmente en losas y vigas coladas monolíticamente. En consecuencia, las dos partes actúan conjuntamente para resistir las cargas. En efecto, las vigas tienen una tira en su parte superior llamada patines y las vigas en forma de T así formadas reciben el nombre de vigas T. La parte de una viga T situada bajo la losa se denomina alma. (Las vigas pueden tener forma de L si el alma se encuentra en el extremo de una losa.) Es problemático estimar qué tanto de la losa actúa como parte de la viga. Si los patines de vigas T son robustos y compactos en su sección transversal, los esfuerzos de flexión quedarán distribuidos con bastante uniformidad a través de la zona de compresión. Sin embargo, si los patines son anchos y delgados, los esfuerzos de flexión variarán bastante a través del patín debido a las deformaciones por cortante. Cuanto más alejada del alma esté una parte de la losa o patín, menor será su esfuerzo de flexión. En lugar de considerar una distribución de esfuerzo variable a través del ancho total del patín, el código ACI (8.12.2) propone un ancho menor, supuestamente con una distribución uniforme del esfuerzo, para fines de diseño. El objetivo es tener la misma fuerza total de compresión en el ancho reducido que la que se da en el ancho total con sus esfuerzos variables. El área achurada en la figura 5.1 muestra el tamaño efectivo de una viga T. Para vigas T con patines en ambos lados del alma, el código establece que el ancho efectivo del patín no debe exceder un cuarto del claro de la viga y que el ancho de la porción volada a cada lado no debe exceder ocho veces el espesor de la losa o la mitad de la distancia libre al alma de viga adyacente. Las vigas T aisladas deben tener un espesor de patín no menor que la mitad del ancho del alma y el ancho efectivo de su patín no debe ser mayor que cuatro veces el ancho del alma (ACI 18.12.4). | Resumen

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Si hay solamente un patín a un lado del alma, el ancho del patín volado no debe exceder un doceavo del claro, 6hf o la mitad de la distancia libre a la siguiente alma (ACI 8.12.3). El análisis de las vigas T se hace de manera muy parecida a como se analizan las vigas

rectangulares

en

que

las

especificaciones

relacionadas

con

las

deformaciones unitarias en el refuerzo son idénticas. Para repetirlo brevemente, es conveniente tener valores de

∈t ≥0.005

y no deben ser menores que

0.004 , a menos que el miembro esté sujeto a una carga axial

≥ 0.10 f ' cAg .

Usted aprenderá que los valores de et son casi siempre mucho mayores que 0.005 en vigas T debido a sus patines a compresión muy grandes. Para tales miembros los valores de c normalmente son muy pequeños y los valores de et calculados son muy grandes. El eje neutro (N.A.) de las vigas T puede situarse en el patín o en el alma, dependiendo de las proporciones de las losas y las almas. Si se sitúa en el patín, como es el caso más común para momentos positivos, son aplicables las fórmulas de las vigas rectangulares, como puede verse en la figura 5.2(a). Se supone que el concreto abajo del eje neutro está agrietado y su forma no incluye en los cálculos de flexión (aparte de su peso).

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La sección arriba del eje neutro es rectangular. Sin embargo, si el eje neutro está abajo del patín, como se muestra para la viga en la figura 5.2 (b), el concreto de compresión por arriba del eje neutro ya no consiste en un solo rectángulo y así las fórmulas para las vigas rectangulares no son aplicables. Si se supone que el eje neutro se sitúa dentro del patín, el valor de a puede calcularse igual que para las vigas rectangulares:

La distancia c al eje neutro es igual a a/b1. Si el valor calculado de a es igual o menor que el espesor del patín, la sección puede suponerse, para todo propósito práctico, como rectangular, aún cuando el valor calculado de c sea realmente | Resumen

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mayor que el espesor del patín. Una viga realmente no tiene que parecerse a una viga T para serlo. Las secciones transversales de las vigas mostradas en la figura 5.3 muestran este hecho. Para estos casos el concreto a compresión tiene forma de T y la forma o el tamaño del concreto en el lado de tensión, que se supone se agrietará, no incluye en los momentos teóricos resistentes. Sin embargo, la forma, el tamaño y el peso del concreto de tensión sí afectan la magnitud de las deflexiones que ocurren y el peso muerto afecta las magnitudes de los momentos que deben resistirse.

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Conclusión. Una viga “T” es simplemente una viga pero se diseña considerando la aportación monolítica de la losa en la que es colada, esto implica que una porción de la losa entra en el cálculo de fuerzas para el equilibrio de la sección transversal aumentando su capacidad a compresión y el requisito de acero máximo. Si se aumenta su capacidad a compresión también se habrá que hacer los ajustas para la tensión aumentando el momento resistente de la sección que tendría exactamente las mismas dimensiones. Suele ser usada para soportar losas de claros muy grandes, principalmente en puentes pero también pueden ser usadas en cualquier otra edificación.

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Bibliografía.  Jack C. McCormac. 2011. Diseño de concreto reforzado. Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V., México, D.F.  Código ACI 318-08.

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