VIGAS Tipos de Vigas Cargas Aplicadas Apoyos con sus respectivas reacciones Fuerzas Cortantes y Momentos Flexionantes Ecuación Diferencial de Deflexión en Vigas Método de Doble Integración Método de Trabajo Virtual.

1. Vigas
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
SANTIAGO MARIÑO
AMPLIACIÓN MARACAIBO
ADMINISTRACION Y ISPECION DE OBRA.
S.A.I.A. MECANICA DE LOS SOLIDOS
SEDE POSTE NEGRO
INGENIERÍA
REALIZADO POR:
Armando Urdaneta
C.I:25.673.225
Maracaibo, Junio 2016

2. Concepto
 Las vigas son elementos estructurales de sección transversal recta y
homogénea, cuya longitud es varias veces mayor que su sección transversal
y sobre las cuales actúan cargas perpendiculares a los ejes centroidales (x e
y) longitudinales.
 Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son
principalmente perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es
a flexión y corte
Flexión (a) y corte en vigas (b) y (c) (Nota: Según Ingeniería Simplificada.
Para Arquitectos y Constructores. (p. 92) , por Parker, H. y Ambrose, J. 1995.
México D.F., México: Editorial LIMUSA, S.A. de C.V.)

3. Concepto
 El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión,
produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior
respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el
segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se
producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. También pueden
producirse tensiones por torsión, sobre todo en las vigas que forman el
perímetro exterior de un forjado. Estructuralmente el comportamiento de
una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.

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Aplicaciones de las vigas
La viga es un elemento estructural horizontal
capaz de soportar una carga entre dos apoyos, sin
crear empuje lateral en los mismos.
Las vigas se emplean en las estructuras de
edificios, para soportar los techos, aberturas,
como elemento estructural de puentes.
En los puentes, transportan las cargas de
compresión en la parte superior del puente, y las
de tracción en la parte inferior
Las vigas alveolares permiten aligerar sus líneas y
realizar los vanos más grandes. Se construyen con
perfiles H, laminados en caliente. Los alvéolos
pueden ser de forma circular, hexagonal u
octogonal

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Cargas muertas: Son
aquellas que se mantienen
en constante magnitud y con
una posición durante la vida
util de la estructura, la
mayor carga muerta
generalmente es el peso
propio de la estructura
Ejemplo: Rellenos,
acabados de entrepiso,
cielos rasos, columnas,
vigas, losas, etc.

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Cargas vivas:
Son las que son ejercidas por la fuerza del
viento, maquinarias, mobiliario, materiales y
mercancía almacenada así como los cambios de
temperatura
Cargas Accidentales:
Son cargas que pasan rápido por la estructura,
son cargas inerciales causadas por movimientos
sísmicos, estas pueden ser calculadas teniendo
en cuenta las características dinámicas del
suelo (estudio del suelo)

7. POR LA FORMA
Vigas de alma llena: cuando la sección de la viga se mantiene constante en toda su
longitud.
 Pueden ser horizontales o inclinados que pueden ser de cualquier forma
pero prefieren de estructuras regulares por su facilidad de construcción y
diseño, en el caso particular de concreto armado, las proporciones entre la
base y la altura pueden ser de 1:2 hasta 1:4, aunque no se descartan las
secciones cuadradas trapezoidales y circulares.
 Viga Peraltada.
 Viga De Amarre.
 Viga Chata.
 Vigueta.
 Viga Peraltada inversa.
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9. CONDICIÓN ESTÁTICA
Isostáticas o simples:
 vigas en las cuales él número de reacciones en los apoyos puede ser
determinadas con las ecuaciones de equilibrio disponibles Fy, Fx, M ;
esto implica que el número de reacciones en la viga sea igual a tres. Esta
condición es necesaria pero no suficiente para que la viga este
completamente inmovilizada; por ello antes de resolver una viga isostática
se debe analizar la estabilidad, entre estas tenemos: vigas simplemente
apoyadas, vigas con extremos en voladizo, vigas en voladizo, vigas
articuladas (gerber).
 Tipos de vigas según los apoyos y la ubicación además las formas típicas
que toma al deformarse .

10. CONDICIÓN ESTÁTICA
Hiperestáticas o continuas:
 Las vigas hiperestáticas tienen más
reacciones de las necesarias para
que el cuerpo esté en equilibrio,
por lo cual queda restringida la
posibilidad de movimiento (tiene
más de tres reacciones) (Beer y
Johnston, 1979; Das, Kassimali y
Sami, 1999).
 Poseen más de dos apoyos a lo
largo de su longitud.
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11. CONDICIÓN ESTÁTICA
Hiperestáticas o continuas:
Tipos de vigas según los apoyos y la ubicación además las formas
típicas que toma al deformarse
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12.  Los apoyos de vigas, son los elementos que le proporcionan la estabilidad a la viga y
por lo general, se encuentran en los extremos o cerca de ellos. Las fuerzas en los
apoyos que se generan son productos de las cargas aplicadas y se llaman reacciones y
equilibran las cargas aplicadas. Analíticamente estas reacciones representan las
incógnitas de un problema matemático.
 Las reacciones se pueden dividir en tres grupos que corresponden al tipo de apoyo
que se está empleando (Das, Kassimali y Sami, 1999).
Tipos de vigas según los apoyos y la ubicación además las formas típicas que toma al
deformarse
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 REQUERIMIENTO ARQUITECTÓNICO EN VIGAS DE
CONCRETO ARMADO
 El concreto armado es la combinación del concreto y el acero en armadura para que juntos
formen un material combinado e indivisible. La colocación de las armaduras depende de la ubicación
de la zona de tracción, es decir del lugar donde las vigas, columnas, voladizos o demás componentes
se flexionarán; asimismo en los cimientos tipo losa corrida, las varillas de acero longitudinal y
transversal se ponen en la parte inferior de la losa con el fin de resistir los esfuerzos de tracción y
evitar las rajaduras. Los materiales componentes de este tipo de estructuras son el concreto y la
armadura de acero.
 En el diseño de una viga, uno de los primeros pasos consiste en calcular el momento flexionante
máximo al cual estará sometida; una vez hecho esto, el siguiente paso es determinarlas dimensiones
de la sección transversal que contenga cantidades suficientes de concreto y acero para ofrecer un
momento resistente(requerido) igual o mayor que el flexionante nominal

14.  DIMENSIONES RECOMENDADAS PARA LOGRAR VALORES DE FLECHA
ADMISIBLES POR LA NORMA:
 Las dimensiones recomendada por la AASHTO específica los siguientes
espesores mínimos para vigas típicas prefabricadas.
 a. Ala superior
Espesor no será menor de 50 mm.
 b. Ala inferior.
Espesor no será menor de 125 mm.
 c. Almas
Espesor no será menor de:
 Concreto armado: 125 mm.
 Concreto pretensado: 165 mm.
 Concreto postensado: 300 mm.
La altura de las vigas dependerá de la distancia entre columnas (luz), ejemplo si
es una distancia de 3,00 m, la altura de la viga será de 0,30 m, y si la distancia es
de 5,00 m la altura será de 0,50 m, el ancho variara dependiendo de la altura, podrá
estar entre 0,20 m a 0,30 m, de igual forma la separación de los estribos, los cuales
estarán colocados a 0,15 m
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15.  DIMENSIONES MÍNIMAS EN UNA VIGA
PARA GARANTIZAR ESTABILIDAD LATERAL.
 Dimensiones mínimas para vigas T y cajón
multicelular vaciados in situ AASHTO especifica
los siguientes espesores mínimos para vigas T y
cajón multicelular, donde la losa forma parte de las
vigas y es construida simultáneamente.
 a. Ala o losa superior
 • Peralte mínimo (175 mm).
 • No menos de 1/20 de la luz libre entre filetes,
acartelamientos o almas a menos que se
proporcione pretensado transversal.
 b. Ala o losa inferior
 • 140 mm.
 • 1/6 de la luz libre entre filetes o almas de
vigas no pretensadas.
 • 1/30 de la luz libre entre filetes,
acartelamientos, o almas para vigas pretensadas,
al menos que se usen nervaduras transversales a
un espaciamiento igual a la luz libre del tramo sean
utilizadas.
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16.  DIMENSIONES MÍNIMAS EN UNA VIGA
PARA GARANTIZAR ESTABILIDAD LATERAL.
Dimensiones de las vigas diafragma Las
vigas diafragma o riostra suelen ser
dimensionarse con peralte igual al 75% ó 70%
del peralte las vigas longitudinales. Estas vigas
diafragma podrán comenzar el tope superior de
las vigas o podrán estar ubicadas en la parte
inferior de manera de dejar un vacío entre la losa
y la viga. En el caso de las vigas cabezales, las
alturas podrán ser iguales a las vigas
longitudinales para ayudar a la estabilidad de la
superestructura.
El alma de las vigas diafragma oscila entre los
200 y 300mm de ancho. Además, es
recomendable que las vigas diafragma no se
encuentren espaciadas a más de 15 m.
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17.  Las cargas al actuar sobre las vigas producen reacciones internas en las secciones
transversales, de suma importancia para el diseño, llamados esfuerzos de corte y
esfuerzos de flexión.
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18.  Las cargas que actúan en una estructura, ya sean cargas vivas, de gravedad
o de otros tipos, tales como cargas horizontales de viento o las debidas a
contracción y temperatura, generan flexión y deformación de los elementos
estructurales que la constituyen. La flexión del elemento viga es el resultado
de la deformación causada por los esfuerzos de flexión debida a la carga
externa.
Conforme se aumenta la carga, la viga soporta deformación adicional,
propiciando el desarrollo de las grietas por flexión a lo largo del claro de la
viga. Incrementos continuos en el nivel de la carga conducen a la falla del
elemento estructural cuando la carga externa alcanza la capacidad del
elemento. A dicho nivel de carga se le llama estado límite de falla en flexión.
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19.  El comportamiento de las vigas en el instante de la falla por cortante es muy
diferente a su comportamiento por flexión. La falla es repentina sin
suficiente aviso previo y las grietas diagonales que se desarrollan son más
amplias que las de flexión.
 Ejemplos de falla por cortante en vigas de concreto reforzado.
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20. EFECTO DE CORTE
 Se produce por el
antagonismo entre las
cargas que actúan hacia
abajo y las reacciones
que actúan hacia arriba,
produciendo esfuerzos
cortantes en la sección
transversal de la viga.
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21. EFECTO DE CORTE
 El esfuerzo es máximo en los apoyos y disminuye a medida
que se aleja de los mismos, hasta llegar al punto donde se
hace nulo, considerado como la sección más peligrosa de la
viga, ya que es donde se produce el mayor desplazamiento
vertical del eje longitudinal de la viga (flexión máxima)
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22. EFECTO DE FLEXIÓN
 Se produce por el
desplazamiento vertical
(flecha) del eje centroidal
longitudinal de la viga. Es
directamente
proporcional a la
magnitud de la carga y a
la longitud de la viga. Los
valores de la flexión en
cualquier sitio de la viga
se conocen como
Momentos flectores. (Mf).
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23. DISTRIBUCIÓN DEL REFUERZO TRANSVERSAL MÍNIMO EN ELEMENTOS
SOMETIDOS A FLEXIÓN
 Definir la geometría de la armadura longitudinal.
 Mantener en su sitio al hierro longitudinal durante la construcción.
 Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando están sometidas a
tracción.
 Colaborar en la resistencia a las fuerzas cortantes .
 Desde el punto de vista constructivo , la colocación de estribos cerrados es
complicada y por ello, es posible reemplazarlo por la unión de un estribo
abierto y un bastón o crosstie:

24. DISTRIBUCIÓN DEL REFUERZO TRANSVERSAL MÍNIMO EN ELEMENTOS
SOMETIDOS A FLEXIÓN
 La concentración de refuerzo en los extremos busca confinar el núcleo de
concreto en caso que el recubrimiento se desprenda por lo que se denomina
refuerzo de confinamiento.
 Los estribos se dispondrán a una longitud igual a 2h a ambos lados de la
sección en consideración:

25.  NORMA.
 La NORMA COVENIN-MINDUR 1753, permite
el uso de valores aproximados de Momentos
Flectores y Fuerzas de Cortes en el diseño de
Losas y Vigas continuas, siempre y cuando se
cumpla:
 El número de tramos es igual o mayor de 2.
 Las cargas están uniformemente distribuidas.
 Las luces son aproximadamente iguales, la luz
mayor de 2 tramos adyacentes no excede una
de otra en 20%.
 La carga cv no exceda 3 veces la cm