Las vigas compuestas aprovechan las características estructurales del concreto y el acero colocando estos materiales juntos de manera que el concreto trabaje principalmente a compresión y el acero a tensión. Esto reduce el agrietamiento del concreto y mejora el comportamiento general de la estructura. La construcción compuesta permite ahorros entre el 15% y 40% en comparación con diseños no compuestos, dependiendo de los detalles de diseño y construcción.

1. INTRODUCCIÓN
• Algunas de estas vigas fueron diseñadas como compuestas y otras no. En los 1930,
en la construcción de los puentes empezaron a utilizar vigas de sección compuesta,
no fue económico utilizar este tipo de vigas hasta antes de los 1960. Sin embargo,
actualmente la acción de las secciones compuestas se utiliza donde el concreto y el
acero están en contacto, tanto en puentes como en otro tipo deconstrucciones. La
construcción de las vigas compuestas consiste en colocar el concreto in situ sobre la
viga de acero de perfil W (soldado o laminado) o también la losa de concreto se
proyecta sobre la cubierta de acero conformado en frio, esta a su vez se apoya en
una viga de acero de perfil W.

2. PUENTE DE
SECCIÓN
COMPUESTA

4. En los puentes carreteros no compuestos el problema más usual es el
agrietamiento de la losa y en consecuencia su deterioro, ya que la parte de
la losa trabaja en compresión y la parte inferior en tensión, lo cual esta
última parte se agrieta y con la acción repetida de las cargas estas se van
abriendo cada vez más. La trabe compuesta disminuye este problema, ya
que, si el eje neutro queda en la unión entre la losa de concreto y la viga
de acero, la losa trabaja completamente en compresión, y el acero en
tensión, aprovechándose así las características estructurales de los dos
materiales.

5. • En los pisos compuestos se aprovecha la resistencia
del concreto y del acero, haciendo que la mayoría de la
sección de la losa trabaje a compresión, y la sección
de acero trabaje a tensión.
• Al ser más pequeñas en su peralte las vigas de piso,
estas transmiten menos peso a las columnas, lo cual
provoca la disminución de la sección de estas.
• En la construcción compuesta estos ahorros están
entre el 15 al 40 %, dependiendo del diseño y del
procedimiento constructivo.

6. PUENTE DE SECCIÓN COMPUESTA
FLEXION
NEGATIVA
SOPORTE
LATERAL
En las secciones de momento
negativo de las vigas compuestas
continuas se considera que la parte de
flexión negativa se agrieta, pero a
pesar de esto la losa reforzada
transmite parte de las cargas a las
varillas de refuerzo, por lo que la
acción compuesta la forman el acero
de refuerzo y la viga de acero.
USO DE
CONCRETOS
LIGEROS
El uso de concretos ligeros en
secciones compuestas no implica
que estas sean menos resistentes
que las secciones compuestas con
concreto normal.
Para el diseño de vigas de vigas
compuestas, antes de que el
concreto fragüe, se tiene que
proporcionar el soporte lateral
adecuado al patín de compresión
para evitar que se pandee, ya que si
es insuficiente, su resistencia de
diseño tiene que reducirse

8. FILOSOFÍA DE DISEÑO
𝑄𝑖 = Solicitación
𝑅𝑛 = Resistencia nominal
𝑅𝑟 = Resistencia factorizada = 𝜙𝑅𝑛

9. CARGAS Y FACTORES DE CARGA
Cargas permanentes:
• DC
• DW
• EH
• EV
Cargas transitorias:
• LL
• BR
• PL
• LS
• EQ

10. Cargas vivas
• Sobrecarga peatonal: 360 kg/m
• Carga viva vehicular: La norma establece que la carga viva
vehicular debe consistir en la combinación de un camión o
tándem de diseño (el más desfavorable), más una
sobrecarga distribuida.

11. CAMION DE DISEÑO:

12. Tándem de diseño
Las cargas y espaciamientos entre ruedas del tándem de diseño HL93 se muestran en la Figura 5.

13. La norma considera una sobrecarga distribuida de 950
kg/m, uniformemente distribuida en dirección longitudinal.
Se supone además que esta carga se distribuye
uniformemente en un ancho de 3 metros en dirección
transversal
Los efectos debido a la carga viva deben determinarse
considerando cada posible combinación de número de
vías cargadas, multiplicando las cargas provenientes del
camión o tándem de diseño por un factor de presencia
múltiple, para tener en cuenta la probabilidad de que cada
vía esté ocupada por toda la carga de diseño HL93
SOBRE CARGA DISTRIBUIDA
PRESENCIA MULTIPLE DE
CARGA VIVA

14. Incremento por efectos dinámicos: IM
Los efectos estáticos del camión o tándem de diseño deben
ser incrementados por los porcentajes mostrados en la Tabla
3 de incrementos por efectos dinámicos. El factor que debe
aplicarse a la carga estática debe tomarse como: (1+IM/100).
El incremento por efectos dinámicos no debe aplicarse a
cargas peatonales o a la sobrecarga distribuida.

15. LOSA DE TABLERO VIGAS METÁLICAS
La losa se diseñará con el método
empírico propuesto por la
AASHTO
El acero colocado tiene una doble
función: controla el agrietamiento
para que se pueda formar la acción
de arco y soporta los pequeños
momentos flectores que no pueden
ser soportados por el arco formado
El diseño se realizará suponiendo que no se
utiliza apuntalamiento, por lo cual existirá una
etapa en la cual la sección de acero trabajará
como sección no compuesta.
Se verificarán las vigas para los siguientes
estados límite:
Resistencia I:
Servicio I:
Servicio II:

16. CONECTORES
DE CORTANTES
Para que una losa de concreto, trabaje como una
unidad con la viga de acero debe de tener la
suficiente adherencia, lo cual se proporciona con
conectores de cortante
Los requisitos que se deben cumplir en la acción
compuesta, es que se debe de resistir la fuerza
horizontal que se produce entre la viga y la losa

17. Anteriormente se utilizaban como conectores de cortante
algunos elementos como barras, espirales, ángulos,
canales, secciones Z, Tes, pedazos de viga I, etc. (vease
la figura 3.14). En la actualidad los conectores que mas
se utilizan son los de perno con cabeza por su facilidad
en su colocación
diferentes tipos de conectores que se han utilizado:

18. DEFLEXIONES
DEFLEXIONES A LARGO PLAZO POR
FLUJO PLÁSTICO
DEFLEXIONES DE VIGAS
COMPUESTAS
DEFLEXIONES SEGÚN LAS
ESPECIFICACIONES DE LA AASHTO