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HORMIGÓN ARMADO I
UNIDAD 2:
FLEXIÓN
Profesor: Yordy Mieles

“Mientras más aprendemos, somos
conscientes de que conocemos menos”

más

Marcelo Romo

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DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES CON ACERO
TRABAJANDO A TRACCIÓN
En una viga con armadura a tracción, es exclusivamente el acero
el que resiste los esfuerzos de tracción, mientas en hormigón los
de compresión.
Para obtener un diseño óptimo esnecesario tener en cuenta
varias consideraciones referentes a:
•
•
•

La resistencia
Las condiciones arquitectónicas,
La relación de la estructura con el medio ambiente

En todo esto la experiencia y el criterio del diseñador juega un
papel muy importante.
Se acatan también las disposiciones de la NEC-14 y el ACI, entre
las mas básicas tenemos:
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DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES
 Usar dimensiones en cmsin fracciones y preferiblemente
múltiplos de 5, a excepción de las losas macizas.
 Una sección rectangular económica es la que tiene una relación
alto/base comprendida entre 1,5 y 2 (es recomendable darle
esas dimensiones, pero no es una norma).
 Colocar varillas en una sola capa preferiblemente, observando
los criterios de separación mínima.
 Requisitos dimensionales del refuerzo en puntos decortes y
anclajes.
 Todas las normas del ACI y la NEC-14 que le apliquen.

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DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES
El diseño a flexión puede plantearse de diferentes formas:
Cuando no existe limitaciones el diseñador tiene la libertad de fijar
las dimensiones de concreto y cantidad de acero. Es obvio que
existirán una cantidad infinita de soluciones teóricamente
correctas. La elección depende deconsideraciones económicas,
estéticas, constructivas que pueden variar dependiendo del caso.
En la práctica hay dos tipos de casos:
•

El caso típico es el que se conocen el momento flexionante y la
resistencia de los materiales y se trata de determinar las
dimensiones de la sección de concreto y el área del acero de
refuerzo.

•

El otro caso consiste en determinar la cantidad de acero
requeridocuando están fijas las dimensiones de la sección.
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FÓRMULAS PARA EL DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES
  magnitudes de las fuerzas y se evidencian
Las
en la figura

 

 

 

  es momento nominal pues aún no se aplicado el factor de
reducción de la resistencia que es la fuerza por su brazo

 

  igualar con y despejar “” se obtiene el bloque
Al
equivalente de esfuerzos

 Como = el valor de“” se puedeexpresar como:
compatibilidad
de deformaciones

 

equilibrio de
fuerzas y momentos

 

 
 

 

c
d

h

As

 

 

 

 

FÓRMULAS PARA EL DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES
 
Multiplicando
por (factor de reducción de resistencia a flexión
tabla 21.2.2.1 del ACI 318 14) se tiene el momento resistente

 

 

 Reemplazando en
 Sacando factor común
Si se toma
 

=

 

 

  la ecuación anterior como entoncesde
queda:
y despejando “d”:

 

 
donde
Ru es el factor de resistencia a flexión (conocido como Resistencia Última).
Despejando de la ecuación anterior y reemplazando (momento resistente) por (momento
actuante) se obtiene para el diseño de una viga:

=0,85
 

o

=0,85
 

FÓRMULAS PARA EL DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES

Dado que

 

 
despejando

 

 Para garantizar la falla controlada por tracción:(deformación del hormigón

recomendada por ACI) donde :
 

 Alternativamente una falla a controlada a tracción donde es:
 

equilibrio de
fuerzas y momentos

compatibilidad
de deformaciones

 

 

 
 

 

c
d

h

As

 

 

 

 

PARA ESTUDIAR Y COMPRENDER:
•

Realizar una hoja excel que contenga valores de Ru para fy=420 MPa con f’c típicos usados para
diferentes valores de “ρ” comprendidosentre la cuantía mínima y máxima.

•

Entienda y memorice que valores de Ru se encuadran entre lo mínimo y máximo para las diferentes
valores de f’c, de tal forma que al salir un valor inusual los identifique como valor erróneo y saber
que algo anda mal.

•

Discutir como lo puede ayudar a diseñar una viga el tener nociones apropiadas de los valores
admisibles de Ru

•

Entienda y memorice que...