[Aplicacin] Clculo de Estructuras: Vigas de Hormign Armado - Excel

Resulta muy til tener unaaplicacin de este tipo que permite, de un modo fcil y relativamente rpido, dimensionar o comprobar vigas de hormign armado.En general, en las estructuras de hormign hay que estar muy atentos al anlisis global de la estructura; sin embargo no es inusual que nos encontremos con la necesidad de evaluar puntualmente un elemento sometido a flexin: cargaderos, viguetas, vuelos y es ah dnde le sacaremos utilidad a esta aplicacin.TUTORIALA continuacin pasamos a explicar paso a paso la forma de uso:Introduccin:En general, en toda la tabla, las casillas en las que el usuario debe introducir datos o elegir entre una lista desplegable tienen fondo blanco con recuadrado grueso. El resto de la tabla se encuentra protegida. Las frmulas o variables calculadas por el programa se presentan con fondo verde o naranja.

Hay que tener en cuenta que en la pestaa Prontuario de Vigas se han empleado las unidades del sistema internacional, es decir KN/ml (kilonewtons por metro lineal); sin embargo en la segunda pestaa, Vigas en flexin simple, se han utilizado las unidades MKS, es decir mTn (metros Tonelada) y Kg/cm2Esto sucede por que la segunda parte se realiz hace ya algn tiempo cuando el sistema MKS era muy utilizado (anterior a la aparicin del CTE)

Para aclarar el tema de las unidades, a continuacin presento algunas equivalencias entre ambos sistemas:

10 kn/ml = 1 Tn/ml = 1.000 kg/ml (cargas lineales sobre vigas)10 mKn = 1 mTn (momentos aplicados sobre una seccin)100 kg/cm2 = 10 N/mm2 (tensin soportada por la seccin)Y sin ms dilacin pasemos a explicar cmo funciona la aplicacin:

Pestaa Prontuario de Vigas:Se muestran un total de 6 tipos diferentes de vigas, de uno o varios vanos, apoyadas, empotradas, vuelosEn la parte superior, el usuario solo debe introducir las cargas, la luz de la viga y definir en la casilla desplegable el tipo que corresponda.

Para cada uno de los tipos de viga, existe un grfico con el diagrama de momentos flectores (magenta), cortante (azul) y flecha (rojo), as como sus valores mximos (se indica en el esquema de la viga las secciones crticas para cada solicitacin)

El programa calcula el Momento y Cortante mximos (mayorados) para cada tipo de viga. Segn el tipo de elegido estas solicitaciones se utilizarn posteriormente para el dimensionamiento de la seccin transversal.

Se puede elegir un tipo de VIGA GENRICA, cuando nuestro tipo no se corresponda con ninguno de los aqu especificados; en ese caso habr que inroducir directamente los valores de Mk y Vk (sin mayorar), que habremos calculado manualmente.

Pestaa Comprobacin Vigas:Al principio identificamos la obra, el elemento calculado y los autores del proyecto.Como vemos, hemos obtenido de la anterior pestaa las solicitaciones Mcd (momento flector mayorado) y Vcd (Esfuerzo cortante mayorado).Aqu debemos introducir el ancho de la viga (b), el canto (h) y el recubrimiento de la armadura principal (d); tambin hay que elegir el tipo de acero (B-400s B-500s).Para el tipo de hormign solo se permite emplear HA-25

Como criterio de dimensionamiento utilizaremos el momento reducido . Cuanto ms nos acerquemos al valor 0,252; ms optimizada est la seccin; son admisibles valores entre el 80% y el 120% de este valor. Segn esto, el programa nos informa si debemos aumentar o reducir la seccin transversal.

Tras definir la escuadra de la viga pasamos a dimensionar las armaduras longitudinales.El programa nos pide una cuanta As (armadura activa) en cm2; para llegar a ella podemos sumar varios redondos de 2 dimetros diferentes. Cuanto ms se acerque el resultado al 100%, mayor ser la optimizacin del acero.La aplicacin tambin nos confirma si cumplimos las cuantas mnimas, tanto geomtrica como mecnica y si el armado cabe en una nica fila (que la armadura no quepa en una nica fila no es problemtico si aumentamos ligeramente el recubrimiento d, puesto que esta disposicin reduce ligeramente el brazo mecnico d)

En cuanto a la armadura comprimida As, el programa nos avisa si es necesaria o debemos simplemente disponer una armadura de montaje.

Para la armadura transversal la tabla nos confirma si la seccin es correcta y calcula la separacin entre estribos segn el dimetro que elijamos

Finalmente se presentan los resultados, grficamente, en un esquema de la viga.

Hay que recordar que para resolver completamente una viga deberemos dividirla en diferentes tramos segn los momentos (negativos y positivos) y la variacin del esfuerzo cortante:

Para definir la viga deberemos combinar los armados obtenidos en varias secciones transversales

Hasta este momento hemos abordado la resistencia del elemento estructural; pero igualmente importante es la comprobacin de las deformaciones para que la viga sea compatible con los elementos constructivos que soporta.

El clculo exacto de flechas en vigas de hormign armado es bastante complicado y por ello vamos a utilizar un mtodo simplificado que recogido en la norma de hormign EHE, limita la relacin Longitud/Canto til.

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