1) El documento describe diferentes tipos de vigas de concreto reforzado, incluyendo vigas simplemente armadas, doblemente armadas, en T y postensadas. 2) Explica que los esfuerzos cortantes y la tensión diagonal en las vigas pueden inducir deslizamiento, y que los estribos ayudan a restringir las grietas causadas por estas fuerzas. 3) Proporciona detalles sobre cómo diseñar el refuerzo para resistir esfuerzos cortantes y tensión diagonal mediante el uso de estribos.

1. Licenciatura en Arquitectura
ESTRUCTURAS DE CONCRETO
ING. JORGE ENRIQUE SILVA RAMIREZ
Instituto Tecnológico de Campeche
Análisis y Diseño de Vigas
Quinto Semestre Grupo VQ-5

2. Trabes Simplemente Armadas
Las trabes armadas son vigas de acero compuesto que requieren un módulo
de sección mayor que el de las vigas laminadas. La forma más común
consiste en dos placas pesadas o patines entre las cuales se solda una placa
de alma relativamente delgada.

3. Las trabes armadas son particularmente apropiadas para puentes
carreteros, porque permiten una visión ilimitada y minimizan los
problemas de altura libres en intersecciones y en complejos a desnivel de
múltiples niveles. Las trabes armadas suelen usarse también en varios
tipos de edificios y plantas industriales para soportar cargas pesadas.

4. La altura de las trabes varía entre aproximadamente un vigésimo y un sexto de la
longitud, dependiendo de los requisitos del claro y de la carga. Las trabes menos
altas son apropiadas si las cargas de servicio son ligeras, las trabes más altas son
necesarias si las cargas son pesadas o si se desea mantener las deflexiones a un
mínimo.

5. La viga simplemente armada es la que sólo tienen refuerzo en la zona de
tensión, en la figura 1 se muestra un esquema general de ella.
Trabes rectangulares
simplemente armadas
Una trabe de concreto es rectangular cuando su
sección transversal cuenta con una altura mayor que su
base en donde la altura se denotara “h” y su base con una
“b”.

6. Trabes Doblemente Armadas
Las normas de diseño de vigas reforzadas especifican o recomiendan que sólo se
necesite refuerzo a tensión y rija el diseño por fluencia del acero para lo cual se
establece una cuantía máxima r 75rb = 0. Si la sección escogida no satisface los
requisitos entonces se procede a escoger una sección de mayor tamaño. Ocurre, sin
embargo, que debido a limitaciones arquitectónicas no es posible incrementar la
sección; también puede deberse a conveniencias estructurales como cuando una
sección satisface para ciertos valores de momentos, pero para otros no, sobre todo
cuando la viga es continua.

7. Es preciso tener en cuenta que la presencia de refuerzo a compresión disminuye el efecto del flujo
plástico y por tanto las deflexiones a largo plazo; de igual manera mejora la ductilidad, no obstante
el diseño de vigas con refuerzo a compresión no es económico.
Aunque la viga tenga refuerzo a compresión, si la cuantía a tensión es menor que la balanceada, la
resistencia de la viga puede calcularse sin tener en cuenta el refuerzo a compresión ya que el acero a
compresión está muy poco esforzado y su presencia no altera mucho el brazo de momento.

8. Vigas “T”
Estas se presentan generalmente en las losas que se cuelan
monolíticamente con las vigas, tomando las nervaduras como
el alma de la viga y el concreto a compresión como el patín.
En la figura se muestra un esquema general de una viga T.
Para diseñar una viga T, lo primero que se debe hacer es definir el ancho b efectivo de la sección T.

9. Es el sistema más eficiente de losas para cubrir claros desde 10.00 hasta
24.50metros sin ningún apoyo intermedio y con capacidad de soportar cargas
altas como las de bodegas o puentes
Regularmente se usa en puentes con claros
medianos (10.00 hasta 24.50 m), en pasarelas o en
edificaciones donde se requieren entrepisos o techos
de concreto con combinaciones de cargas y claros,
que imposibilitan el uso de sistemas convencionales
de losa.

10. Ventajas
- Cubre grandes claros sin apoyos intermedios.
- Soporta cargas altas, inclusive mayores a las de puentes.
- Optimiza el diseño según las necesidades de cada proyecto.
- La prefabricación industrializada y la instalación con grúa agilizan y garantizan la calidad necesaria.
- Al ser pretensadas, se evitan grietas, protege el contenido de acero, evitando su corrosión.
- Se reduce el tiempo de construcción: se construyen losas de techo o entrepiso y superestructuras de
puente en menor tiempo que cualquier otro sistema.
- Garantía de por vida.

11. Ancho efectivo
El ancho del patín que se considere trabajando a compresión en secciones T a
cada lado del alma será el menor de los tres valores siguientes:
a) La octava parte del claro menos la mitad del ancho del alma;
b) La mitad de la distancia al paño del alma del miembro más cercano; y c)
c) Ocho veces el espesor del patín.

12. Diseño del refuerzo
Se comprobará que el área del refuerzo transversal que se suministre en el patín, incluyendo el
del lecho inferior, no sea menor que 10 veces el área transversal del patín. La longitud de este
refuerzo debe comprender el ancho efectivo del patín y a cada lado de los paños del alma.
La viga T se considera dividida en dos vigas: una formada por el alma y una parte del acero y la
otra formada por el patín y otra parte del acero.

14. Vigas tipo “T” postensadas
Las vigas “T” postensadas son los elementos de gran
dimensión, para aplicaciones de superestructuras de puentes de
claros mayores de 25.00 metros. Este sistema permite lograr
cubrir claros de hasta 40.00 metros con las cargas normales
de un puente, ver figura 7. Se colocan varias vigas “T”, una a la
par de la otra, para lograr el ancho de la losa de rodadura
requerida

15. Vetajas
- Capacidad de cubrir grandes claros.
- Capacidad de soportar cargas importantes.
- Transportable, aun para claros de 40.00 metros (en
secciones).
- Costos competitivos contra sistemas alternativos.
- Ningún mantenimiento, duración de por vida.
- Solución estética.

16. 1.4 EFECTO DEL ESFUERZO CORTANTE Y
LA TENSIÓN DIAGONAL
Las vigas son elementos estructurales muy usados en las construcciones
para soportar cargas o darle estabilidad a las mismas. Para diseñar una
viga es necesario conocer las fuerzas perpendiculares que va a soportar,
su sección transversal y, en casos más especializados, las características
del material que se utilizará en su construcción.

17. Esfuerzos cortantes
Las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto de deslizamiento de una
parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el área de deslizamiento se produce un esfuerzo
cortante, o tangencial, o de cizalladura, ver Figura 8. Análogamente a lo que sucede con el esfuerzo
normal, el esfuerzo cortante se define como la relación entre la fuerza y el área a través de la cual se
produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. El esfuerzo cortante (t) se calcula como:
Esfuerzo cortante = fuerza / área donde se produce el deslizamiento. Ver Figura 9.
t = F / A

18. Donde:
t: es el esfuerzo cortante
F: es la fuerza que produce el esfuerzo cortante
A: es el área sometida a esfuerzo cortante
t = F / A

19. 1.5 ESPECIFICACIONES DEL ACI/ IMCC
American Concrete Institute ACI
Es una organización de Estados Unidos de América que publica normas y recomendaciones
técnicas con referencia al concreto reforzado.
Instituto para el Mejoramiento Continuo y Capacitación IMCC
Es una organización conformada por profesionales de las diversas ramas de la Ingeniería.
La mayoría de las normas e informes de los comités del ACI se recopilan en el “ACI Manual of
Concrete Practice” el cual es revisado anualmente.
Un reglamento para edificaciones prescribe únicamente los requisitos mínimos para proteger la
salud y la seguridad del público. El reglamento se sustenta sobre este principio. Para cualquier
estructura, el propietario o el diseñador estructural pueden exigir materiales o procedimientos
constructivos mejores que los mínimos requeridos por el reglamento para proteger al público en
general; no obstante, no se permiten inferiores.

20. 1.6 DISEÑO DE REFUERZO POR CORTANTE Y TENSIÓN
DIAGONAL Y ESTRIBOS.
La Figura, muestra un estribo o refuerzo transversal,
cuya característica geométricas es de forma
cuadradas, rectangular o triangular, de un material
elástico, habilitado y armado en alambrón de ¼” (un
cuarto de pulgadas de diámetros), cerrado
completamente y que se coloca en forma
perpendicular al eje del elemento estructural a una
separación “S” del paño de apoyo.

21. La presencia de estribos colocados en un
elemento estructural (vigas, trabes, columnas) a
lo largo del eje de las piezas, restringe el
crecimiento de grietas inclinadas a 45°
producidas por los esfuerzos antes señalados.
Donde:
Vu = Fuerza Cortante factorizada en toneladas o
kilogramos.
V´u = Fuerza Cortante que absorben los estribos.
VcR = Fuerza cortante que absorbe el concreto.
X = Una distancia cualquiera en m.
Vu = V´u + VcR -------------------- ec. 1
V´u = Vu – VcR -------------------- ec. 2