La importancia de un correcto análisis de las deflexiones en vigas de hormigón armado
En ocasiones la arquitectura busca grandes voladizos en las edificaciones, para brindar soluciones funcionales o protección ante agentes climáticos severos. Para realizar un diseño estructural seguro y confiable, es necesario conocer el comportamiento del material estructural que utilizaremos en el diseño. En el caso de las estructuras de hormigón, al estar sometidas a diversas cargas durante su vida útil, sufren deflexiones que el diseñador deberá limitar según los códigos normativos de su país.
Las deflexiones experimentadas pueden ser instantáneas o diferidas en el tiempo que pueden afectar los elementos no estructurales si no son considerados en el diseño inicial. Para visualizar este problema se ha propuesto el siguiente ejemplo de la Figura 1, en el cual se analizarán las deflexiones en una viga en voladizo con diferentes valores de luz (1,5m – 2m -4m).
Fig. 1 – Modelo analítico utilizado para el diseño y determinación de las deflexiones en la viga de hormigón armado
Proceso de cálculo
Para determinar las deflexiones en la viga de hormigón armado es necesario seguir los siguientes pasos:
- Determinar el valor del momento último y el momento crítico de agrietamiento.
- Determinar el valor de la inercia bruta de la viga de hormigón armado.
- Determinar el valor de la inercia efectiva de la viga de hormigón armado.
- Determinar el valor de la deflexión instantánea debido a la carga muerta.
- Determinar el valor de la deflexión instantánea debido a la carga muerta + carga viva.
- Determinar el valor de la deflexión instantánea debido a la carga viva.
- Comparar la deflexión instantánea debido a la carga viva con el valor límite normativo.
- Determinar el valor de la deflexión total incluyendo los efectos a largo plazo debido a la carga muerta + carga viva.
- Comparar la deflexión total debido a la carga muerta + carga viva con el valor límite normativo.
Deflexiones máximas admisibles según ACI 318
De acuerdo con esta normativa americana, se han establecido límites de deflexión para cubiertas o entrepisos que soporten o estén ligados a elementos no estructurales susceptibles a sufrir daños debido a dichas deflexiones. El límite es L480, donde L es la luz del elemento.
Resultados
En la figura 2, mostramos los resultados de haber analizado y determinado las deflexiones instantáneas y diferidas en el tiempo de una viga de hormigón armado en voladizo sometida a cargas puntuales con luces de 1.5m – 2m – 4m.
Fig. 2 – Deflexiones instantáneas y totales de vigas de hormigón armado en voladizo.
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