Estructuras De Transición

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U NIVERSIDAD N ACIONAL DE L A P LATA F ACULTAD DE A RQUITECTURA Y URBANISMO TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS D.I.M.N. NIVEL 3

VIGA VIERENDEEL

VIGA VIERENDEEL La viga Vierendeel es una de las estructuras denominadas como de transición, pues permite salvar grandes luces (de 20 a 30 m), recibiendo las cargas de pisos superiores. (Fig. 1)

Fig. 1 Para luces del orden mencionado, las vigasde alma llena en H°A° se hacen muy poco eficientes pues necesitarían como mínimo una altura del orden de 1/10 (2 a 3 m). Esto trae aparejado serios inconvenientes ocasionados por la importancia que adquiere el peso propio de la viga, además de problemas de tipo arquitectónico ya que impiden la posibilidad de practicar aventanamientos en la altura del piso que ocupa. De ahí surge la necesidad deproyectar estructuras de alma calada que permitan solucionar el inconveniente arquitectónico y disminuir el peso propio de la estructura. ANALISIS DEL FUNCIONAMIENTO DE UNA VIGA VIERENDEEL Supongamos tener dos vigas de altura h, una sobre otra y sometidas a una carga P (Fig. 2), cada una de las vigas tomará P/2 y el módulo resistente a la flexión será W= b h²/6 para cada viga, o sea W= 2 b h²/6 paraambas. Al flexionarse, cada una de ellas trabaja en forma independiente, deslizando una sobre la otra.

Fig. 2

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Si de algún modo podemos intercalar conectores entre ambas vigas para absorber estas fuerzas de resbalamiento, lograríamos un trabajo mancomunado de ambas vigas, transformándose en una sola viga. Ahora el módulo resistente de la nueva viga así materializada será W= b (2h)²/6,es decir que la viga entera resistirá el doble que ambas partes trabajando independientemente. (Fig. 3)

Fig. 3 Estas fuerzas de resbalamiento dependen de la carga, o mejor aún del esfuerzo de corte existente en la sección considerada. (Recordemos que las tensiones de resbalamiento son iguales y perpendiculares a las tensiones de corte). Un conector situado en el centro de la viga no estásometido a tensión de resbalamiento ya que allí el corte es nulo. Si transformamos los conectores en montantes alejando los cordones superior e inferior de la viga (con lo que aumenta el brazo de palanca), tenemos así conformada la viga Vierendeel. (Fig. 4)

Fig. 4 Este esfuerzo rasante tomado por los montantes origina flexiones en los mismos. (Fig. 5)

Fig. 5 Podemos decir que en la viga Vierendeelel momento flector es tomado por esfuerzos axiles en los cordones, y el esfuerzo de corte (Q), por flexión en los montantes. En resumen, la viga Vierendeel se diferencia de las vigas de alma llena y de la viga reticulada, por la forma de absorber los esfuerzos de corte. En las primeras el corte genera un estado de tensiones τ (tau) que compuesto con las σ (sigma) provocadas por la

3flexión generan un esquema de isostáticas de tracción y compresión, mientras que en las reticuladas el corte se deriva en esfuerzos directos de tracción y compresión en montantes y diagonales. (Fig. 6)

Fig. 6 La viga Vierendeel absorbe el corte mediante un trabajo de flexión en los montantes, flexión que se transmite a los cordones superior e inferior generando flexocompresión y flexo-tracciónrespectivamente. VARIACION DEL FUNCIONAMIENTO EN FUNCION DE LAS RIGIDECES RELATIVAS Caso 1) Montantes poco rígidos: (Fig. 7)

Fig. 7 En este caso, al ser los montantes poco rígidos no están capacitados para absorber flexión ni fuerzas rasantes, por lo que los cordones tienden a funcionar como dos vigas independientes, la deformación en cada cordón se asemeja a la de una viga simplemente apoyada. (Fig.8)

Fig. 8

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Caso 2) Montantes muy rígidos: (Fig. 9)

Fig. 9 Aparecen puntos de inflexión en la mitad de la luz entre montantes. Los cordones funcionan como empotrados entre montantes, los cuales imponen las deformaciones. (Fig. 10)

Fig. 10 Caso 3) Estructura montantes y cordones: (Fig. 11) balanceada, rigideces similares entre

Fig. 11 Estamos en un caso intermedio entre 1) y...