Vigas Compuesta

VIGAS COMPUESTAS.
Son aquellas en que la sección está formada por la combinación de dos o más materiales y es una práctica muy común en ingeniería para la construcción de elementos estructurales Resultan convenientes en caso de escasez de materiales estructurales, integran materiales de diferentes propiedades, se pueden combinar materiales ligeros con materiales resistentes.
Hay secciones nohomogéneas, las hipótesis de la teoría de la flexión se deja de cumplir. Los esfuerzos y deformaciones no son proporcionales a la distancia del eje neutro. Por ello se utiliza el artificio de transformar la sección e transversal.
El perfil de esfuerzos se define a partir de las propiedades constructivas del material.
El principal objetivo al hacer vigas con distintos elementos es que ésta secomporte como una viga de un solo miembro, sin embargo, un gran obstáculo para cumplir esto es que los esfuerzos horizontales afectan principalmente las uniones entre cada uno de los elementos. Al diseñar una viga, se debe establecer el tipo de unión que se emplea, según sea el material y los distintos requerimientos, por ejemplo, en una viga de madera regularmente se utilizan clavos para lasuniones y se debe conocer la resistencia que tienen estos clavos en relación con la fuerza cortante longitudinal, que le afectará al momento de trabajar en la unión de una viga, es decir, la fuerza de corte del clavo, en este caso. Así pues, el espaciamiento queda definido de la forma siguiente: e = Fv/q
Es “e” el espaciamiento en unidades de longitud, (Fv) la fuerza de corte que soporta elelemento que sirve como unión y (q) el flujo de corte en el nivel de unión
CONSIDERACIONES EN EL ESTUDIO DE VIGAS COMPUESTAS.
Los materiales están perfectamente adheridos.
Las deformaciones unitarias de ambos materiales son iguales en el punto de unión de los materiales.
Las secciones transversales planas seguirán siendo planas.
Los procedimientos para la determinación de esfuerzos ydeformaciones unitarias como fueron desarrollados para vigas homogéneas, no son aplicables al caso de vigas compuestas.
Área equivalente en vigas compuestas (Método de la sección transformada).
Este método es para analizar esfuerzos de flexión de una viga compuesta de varios materiales. La teoría de la flexión se puede aplicar en forma directa a las vigas compuestas, debido a que se asume que el materiales homogéneo y las deformaciones y esfuerzos varían proporcionalmente con la profundidad del eje neutro, solo es válido para materiales dentro del rango elástico-lineal. El método consiste en transformar toda la viga en un solo material homogéneo, si es concreto reforzado, se transforma el acero en concreto y si es madera reforzada, las platinas de acero se transforman en madera.

En seccionescompuesta rectangulares para obtener la sección transformada, basta con escoger una sección de referencia incrementar n veces el ancho de las demás secciones, recalcular todos los parámetros geométricos (área profundidad del eje neutro e inercia), y obtener la rigidez a flexión como el producto del modulo de elasticidad de la sección de referencia y el momento de inercia de la seccióntransformada.



Procedimiento.
Se transforma la sección transversal de una viga compuesta en una equivalente de una viga de un solo material.
Después se analiza la viga normalmente por flexión.
Y por último, los esfuerzos en la sección transformada se convierten a los de la viga original.
Para el cálculo de los esfuerzos en secciones compuestas, utilizando el método ASD se obtienen las propiedadesde una sección compuesta con el método de la sección transformada. En este caso, es usual reemplazar el área de concreto por un área equivalente de acero.
En el método de la sección transformada se supone que el acero y el concreto están unidos firmemente entre sí de manera que sus deformaciones unitarias son las mismas a iguales distancias del eje neutro. El esfuerzo unitario en cualquiera de...