Comportamiento Y Diseño de Estructuras de Concreto Reforzado
Solicitados a Corte , Según Norma ACI 318-19.
Solicitados a Corte , Según Norma ACI 318-19.
Las vigas de concreto reforzado, en general, presentan dos tipos de fallas:
a) a flexión y
b) por tensión diagonal (cortante).
La falla por cortante es repentina y frágil por naturaleza.
a) a flexión y
b) por tensión diagonal (cortante).
La falla por cortante es repentina y frágil por naturaleza.
Introducción:
El comportamiento de las piezas estructurales de concreto armado sometidas a fuerzas cortantes, es más complejo que su comportamiento bajo solicitaciones flexionantes.
La resistencia a la compresión y a la tensión del concreto simple, la orientación del refuerzo de acero con relación a las fisuras de corte, y la proximidad de cargas concentradas, el nivel dentro de la viga en el que actúan las cargas, son algunos de los factores que definen los mecanismos que se desarrollan dentro de los elementos estructurales para resistir las fuerzas cortantes.
La presencia simultánea de todos estos factores determina que las fallas por cortante sean frágiles, lo que es una característica indeseable que debe ser controlada durante el proceso de diseñ0.
El comportamiento de las piezas estructurales de concreto armado sometidas a fuerzas cortantes, es más complejo que su comportamiento bajo solicitaciones flexionantes.
La resistencia a la compresión y a la tensión del concreto simple, la orientación del refuerzo de acero con relación a las fisuras de corte, y la proximidad de cargas concentradas, el nivel dentro de la viga en el que actúan las cargas, son algunos de los factores que definen los mecanismos que se desarrollan dentro de los elementos estructurales para resistir las fuerzas cortantes.
La presencia simultánea de todos estos factores determina que las fallas por cortante sean frágiles, lo que es una característica indeseable que debe ser controlada durante el proceso de diseñ0.
Trayectorias de esfuerzos en una viga rectangular homogénea.
Representación esquemática de los diferentes tipos de falla en elementos en los
que predomina la fuerza cortante.
Formación de grietas diagonales.
La flexión y el cortante se combinan en un miembro de concreto reforzado para crear un estado biaxial de esfuerzos. Por lo tanto, cuando los esfuerzos principales de tensión exceden la resistencia de tensión del concreto, se generarán grietas.
En las zonas donde existen grandes momentos flexionantes, estos esfuerzos son máximos en la fibra extrema a tensión del miembro y se producen grietas verticales a flexión, y en las zonas donde existen grandes esfuerzos de cortante se generan esfuerzos principales de tensión, también conocidos como tensión diagonal, aproximadamente a 45° respecto al eje del miembro, lo que producirá grietas inclinadas.
Resistencia nominal a cortante.
La resistencia nominal a corte de la sección, es la resistencia nominal Vn y estará conformada por la contribución del concreto (Vc) y la contribución del acero (Vs).
Se representa en la ecuación.
𝑽𝒏 = 𝑽𝒄 + 𝑽𝒔
La flexión y el cortante se combinan en un miembro de concreto reforzado para crear un estado biaxial de esfuerzos. Por lo tanto, cuando los esfuerzos principales de tensión exceden la resistencia de tensión del concreto, se generarán grietas.
En las zonas donde existen grandes momentos flexionantes, estos esfuerzos son máximos en la fibra extrema a tensión del miembro y se producen grietas verticales a flexión, y en las zonas donde existen grandes esfuerzos de cortante se generan esfuerzos principales de tensión, también conocidos como tensión diagonal, aproximadamente a 45° respecto al eje del miembro, lo que producirá grietas inclinadas.
Resistencia nominal a cortante.
La resistencia nominal a corte de la sección, es la resistencia nominal Vn y estará conformada por la contribución del concreto (Vc) y la contribución del acero (Vs).
Se representa en la ecuación.
𝑽𝒏 = 𝑽𝒄 + 𝑽𝒔
Mapa de fisuraciones en una viga.
Colocación de acero longitudinal. (absorbe esfuerzos de flexión)
Disposición de acero transversal (absorve esfuerzos de tensión diagonal)
Orientación de las fisuras.
Fisura por Tensión Diagonal (Cortante), en Viga de Concreto Reforzado.
Los Esfuerzos Cortantes (Tensión Diagonal)
Fórmulas a emplear.
Falla por Tensión Diagonal (Esfuerzo Cortante).
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Finalmente no olvidar que:
se debe cumplir con la relación de Cortante Nominal mayor o igual al Cortante Ultimo. |
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Ejemplo.
Diseñar por Cortante la siguiente viga, indicando la separación y el diámetro de los estribos.
Diseñar por Cortante la siguiente viga, indicando la separación y el diámetro de los estribos.
