CLASE08 Temas 3

Concreto Armado I
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Contenido:
Tema 3: Miembros sometidos a corte y torsión
3.1 Resistencia a las fuerzas cortantes
3.2 Diseño del acero de refuerzo por corte
3.3 Resistencia a torsión
3.4 Diseño del acero de refuerzo por torsión

Prof. Ing. José Grimán Morales

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RESISTENCIA A TORSIÓN
• INTRODUCCIÓN.
• Los elementos de concreto armado pueden estar
sometidos a pares de torsión, casisiempre
acompañados por momentos flectores, por cortantes
y algunas veces por fuerzas axiales.
• Hace algunos años se consideraba la torsión como
un efecto secundario que no se tenía en cuenta en
forma explícita en el diseño. Ahora en muchos casos
es necesario considerar los efectos de la torsión en el
diseño, debido a que los factores de seguridad
globales de los métodos actuales son menores ya
que se ha incrementado el uso de elementos en los
cuales la torsión es un aspecto principal del
comportamiento.
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Figura 15.1. Tesis de Hormigón armado. Marcelo Romo Proaño
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Figura 15.2. Tesis de Hormigón armado. Marcelo Romo Proaño
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RESISTENCIA A TORSIÓN
• TORSIÓN PRIMARIA Y TORSIÓNSECUNDARIA.
• La torsión primaria, algunas veces llamada torsión de
equilibrio o torsión estáticamente determinada, se
presenta cuando la carga externa no tiene otra alternativa
que ser resistida por torsión. En estos casos, la torsión
necesaria para mantener el equilibrio estático puede
determinarse en forma única.
• Un ejemplo es la losa en voladizo de la figura 15.3. Las
cargas aplicadas en lasuperficie de la losa producen
unos momentos de torsión que actúan a lo largo de la
longitud de la viga de soporte. Éstos se equilibran
mediante el momento torsor resistente T que se genera
en las columnas. Sin estos momentos de torsión, la
estructura colapsaría.
Prof. Ing. José Grimán Morales

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Figura 15.3. Torsión primaria. Tomado de Arthur H. Nilson
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• La torsiónsecundaria también llamada torsión por
compatibilidad o torsión estáticamente indeterminada,
se genera a partir de los requisitos de continuidad, es
decir, de la compatibilidad de deformaciones entre
partes adyacentes de una estructura. En este caso, los
momentos de torsión no pueden determinarse
únicamente con base en el equilibrio estático.
• Si no se considera la continuidad en el diseño sepresentará probablemente un gran agrietamiento, pero
por lo general no se producirá colapso. Generalmente
existe la posibilidad de una redistribución interna de
fuerzas y de un equilibrio alterno de fuerzas. Un
ejemplo de torsión secundaria se presenta en la viga de
borde que sostiene una losa monolítica de concreto
como aparece en la figura 15.4b.
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Figura 15.4.Torsión secundaria. Tomado de Arthur H. Nilson
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• Si la viga de borde es rígida a la torsión y está
reforzada adecuadamente, y si las columnas pueden
suministrar el momento torsor resistente T que se
necesita, entonces los momentos en la losa serán
aproximadamente los de un apoyo exterior rígido,
como se ilustra en la figura 15.4c.
• En cambio, si la viga tieneuna rigidez baja a la torsión
y está reforzada en forma inapropiada para efectos de
torsión, se presentará agrietamiento, que reducirá aún
más la rigidez de torsión, y los momentos en la losa se
aproximarán a los de un borde articulado, como se
ilustra en la figura 15.4d.

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• TORSIÓN EN ELEMENTOS DE CONCRETO
SIMPLE
• En la figura 15.5 se muestra una porción deun
elemento prismático sometido a momentos torsores T
iguales y opuestos en sus extremos.
• Si el material es elástico, la teoría de torsión de St.
Venant indica que los esfuerzos cortantes por torsión
se distribuyen sobre la sección transversal, como se
muestra en la figura 15.5b. Los mayores esfuerzos
cortantes se presentan en la mitad de las caras más
anchas.
• Si el material se deforma...