Predimensionamiento de vigas y columnas

INTRODUCCIÓN

El carácter hiperestático de la inmensa mayoría de las estructuras de hormigón armado empleadas normalmente en la práctica exige, para el cálculo exacto de los esfuerzos en las barras, el conocimiento de las dimensiones de las secciones de dichas barras; es decir, necesitamos un «dimensionado previo», un «predimensionado», pues las secciones que empleemos van a influir en ladistribución de los esfuerzos y en la deformación de la estructura.
Es evidente que el mejor predimensionado se consigue como fruto de la experiencia pero entendida ésta como proceso de aprendizaje y formación a lo largo del tiempo como sucesión monótona de procesos de cálculo en los que se reiteran muchas veces los mismos errores utilizando la experiencia como falsa excusa para justificar la faltade estudio del problema.
La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación. Es utilizado ampliamente en arquitectura por la libertad que proporciona para distribuir espacios al tiempo que cumple con la función de soportar el peso de la construcción; es un elemento fundamental en el esquema de una estructura y la adecuada selección de su tamaño, forma,espaciamiento y composición influyen de manera directa en su capacidad de carga

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Y COLUMNAS
1. VIGAS

1.1. DESCRIPCION
En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.
La viga es un elemento fundamentalen la construcción, sea ésta de la índole que fuera. Será el tipo, calidad y fin de la construcción lo que determinará medidas, materiales de la viga, y sobre todo, su capacidad de sostener y contener pesos y tensiones.
El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales secalculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. También pueden producirse tensiones por torsión, sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.

Flexión teórica de una vigaapoyada-articulada sometida a una carga puntual centrada F
1.2. MATERIALES UTILIZADOS
A lo largo de la historia, las vigas se han realizado de diversos materiales; el más idóneo de los materiales tradicionales ha sido la madera, puesto que puede soportar grandes esfuerzos de tracción, lo que no sucede con otros materiales tradicionales pétreos y cerámicos, como el ladrillo.
La madera sinembargo es material ortotrópico que presenta diferentes rigideces y resistencias según los esfuerzos aplicados sean paralelos a la fibra de la madera o transversales. Por esa razón, el cálculo moderno de elementos de madera requiere bajo solicitaciones complejas un estudio más completo que la teoría de Navier-Bernouilli, anteriormente expuesta.
A partir de la revolución industrial, las vigas sefabricaron en acero, que es un material isótropo al que puede aplicarse directamente la teoría de vigas de Euler-Bernouilli. El acero tiene la ventaja de ser un material con una relación resistencia/peso superior a la del hormigón, además de que puede resistir tanto tracciones como compresiones mucho más elevadas.
A partir de la segunda mitad del siglo XIX, en arquitectura, se ha venido usando hormigónarmado y algo más tardíamente el pretensado y el postensado. Estos materiales requieren para su cálculo una teoría más compleja que la teoría de Euler-Bernouilli



Construcción de vigas de hormigón pretensado en Alcalá la Real, Jaén, España.



Apoyo de una viga de puente que permite el giro pero no permite desplazamientos

Los siguientes son vigas comunes en la construcción de la...