VIGAS - CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS

Las vigas son miembros estructurales rígidos diseñados para cargar y transferir cargas transversales a través del espacio a los elementos de apoyo. El patrón no concurrente de fuerzas sujeta a una viga a la flexión y a la deflexión, lo que debe ser resistido por la resistencia interna del material.

• La deflexión es la distancia perpendicular que un miembroque cubre un claro se desvía de la geometría original bajo cargas transversales, aumentando con la carga y con el claro, y disminuyendo al aumentar el momento de inercia de la sección o el módulo de elasticidad del material. 1.
• El momento flexionante es un momento externo que tiende a hacer que parte de la estructura gire o se flexione y es igual a la suma algebraica de los momentos alrededor del eje neutro de la sección considerada. 2.

• El momento resistente es un momento interno igual y opuesto al momento flexionante, generado por un par de fuerzas para conservar el eo[uilibrio de la sección considerada. 3.
• El esfuerzo por flexión es una combinación de esfuerzos de compresión y de tensión ¡?ue se desarrolla en la sección transversal de un miembro estructural para resistir una fuerza transversal, o[ue alcanza su valor máximo en la superficie más alejada del eje neutro. 4.
• El eje neutro es una línea imaginaria c\ue atraviesa el centroide de la sección transversal de una viga o de otro miembro sujeto a flexión, a lo largo del cual no se presen¬ tan esfuerzos por flexión. 5.

•  La fuerza cortante transversal se presenta en la sección transversal de una viga o de otro miembro sujeto a
flexión, siendo igual a la suma algebraica de las fuerzas transversales en un lado de la sección. 6.

• El esfuerzo cortante vertical se desarrolla para resistir la fuerza cortante transversal, que tiene un valor máximo en el eje neutro y disminuye en forma no lineal hacia las caras externas. 7.
• El esfuerzo cortante horizontal o longitudinal se desarrolla para evitar el deslizamiento a lo largo de los planos horizontales de una viga bajo carga transversal, siendo igual en cualo[uier punto al esfuerzo cortante vertical en ese punto. 8.
La eficiencia de una viga aumenta si se configura la sección transversal para suministrar el momento de inercia o el módulo de sección reo[uer¡dos con la menor área posible.

9. Generalmente, esto se logra aumentando el peralte de la sección con la mayor parte del material en los extremos donde se presentan los esfuerzos máximos de flexión. Por ejemplo, si al reducir a la mitad el claro de una viga o al duplicar su ancho se reducen los esfuerzos por flexión por un factor de 2, duplicar el peralte reduce los esfuerzos por flexión por un factor de 4.

• El momento de inercia es la suma de los productos de cada elemento de un área por el cuadrado de su distancia con respecto a un eje de rotación coplanar. Es una propiedad geométrica o[ue indica cómo está distribuida el área transversal de un miembro estructural y no refleja las propiedades físicas intrínsecas de un material.

• El módulo de sección es una propiedad geométrica de una sección transversal, definido como el momento de inercia de la sección dividido entre la distancia desde el eje neutro a la superficie más alejada.

• Una viga simple descansa er apoyos en ambos extremos, con los extremos en libertad de girar y sin ofrecer resistencia a los momentos. Al igual que con cualquier estructura estáticamente determinada, los valonss de todas las reacciones, las fuerzas cortantes y los momentos para una viga simple sor independientes de la forma de la sección transversal y del material. 10




• Un cantilever es una viga u otro miembro estructural rígido que se proyecta cor sólo un extremo fijo. 11

CLAROS EN LAS VIGAS

• Una viga en voladizo es una viga simple c[ue se prolonga más allá de uno de sus a'posjoe. El voladizo reduce el momento positivo a la mitad del claro mientras que se desarrolla un momento negativo en la base del cantilever sobre el apoyo. Suponiendo una carga uniformemente distribuida, la proyección para la cual el momento sobre el apoyo es igual y opuesto al momento a la mitad del claro es aproximadamente % del claro. 12
•  Una viga con doble voladizo es una viga simple que se prolonga más allá de ambos apoyos. Suponiendo una carga uniformemente distribuida, las proyecciones para las cuales los momentos sobre los apoyos son iguales y opuestos al momento a la mitad del claro son aproximadamente 1/3 del claro. 13

•  Una viga doblemente empotrada tiene ambos extremos restringidos contra la traslación y la rotación. Los extremos fijos transfieren los esfuerzos por flexión, aumentan la rigidez de la viga y reducen su deflexión máxima. 14
•  Un tramo suspendido es una viga simple apoyada en los voladizos de dos claros adyacentes con juntas construidas con seguros en los puntos de momento cero. 15
•  Una viga continua se prolonga sobre más de dos apoyos con objeto de desarrollar mayor rigidez y momentos más pecjueños c[ue en una serie de vigas simples que tengan claros y carga similares. Tanto las vigas doblemente empotradas como las vigas continuas son estructuras indeterminadas para las cuales los valores de todas las reacciones, las fuerzas cortantes y los momentos dependen no solamente del claro y de la carga, sino también de la forma de la sección transversal y del material de la viga. 16