La versión 2005 del reglamento CIRSOC 201, basado en la norma ACI 318, indica tratar como viga de gran altura aquellas con luces libres entre apoyos L <= 4h, siendo h la altura total de la viga. Asimismo los casos de vigas con cargas concentradas ubicadas a distancia menor que 2h de los apoyos.
En todas esas zonas, el comportamiento de la secciones transversales no verifica las hipótesis de Bernoulli. Por otra parte bajo tensiones relativamente bajas se produce fisuración del hormigón que deja de comportarse como medio continuo.
En esos casos se puede utilizar el modelo de reticulado de Morsch, e imaginar la viga trabajando como un reticulado con bielas de compresión, aportadas por el hormigón, y bielas de tracción, conformadas por la armadura.
Para el dimensionamiento de estas vigas la ACI 318 proporciona un procedimiento simplificado:
En lugar de colocar las armaduras mínimas indicadas en ese procedimiento simplificado, se puede calcular la armadura necesaria utilizando un modelo de bielas.
Para ello hay que trazar un conjunto de bielas que, formando un reticulado, transmitan las cargas hasta los apoyos. Este trazado no es único: pueden dibujarse distintos reticulados que sirvan a tal efecto. De ellos la estructura utilizar a aquel que le represente movilizar menor cantidad de energía.
En la figura 10 se muestra un ejemplo sencillo.
Para trazar el reticulado se adopta el ancho de las bielas y en función de esas dimensiones se tendrán las longitudes de bielas y sus ángulos. Resuelto estáticamente el reticulado se obtienen
Figura 10: Modelo de bielas
los esfuerzos en las bielas y se verifican las tensiones en cada una. Si fuese necesario se modifican las dimensiones asumidas para las bielas y se rehace el cálculo.
Debe colocarse la armadura necesaria para cubrir la tracción en las bielas traccionadas. Las tensiones en bielas comprimidas, debe verificarse que sean resistidas por el hormigón.
Para un puntal se verifica:
donde Fu es la carga mayorada en ese puntal calculada al resolver el reticulado; ‑ es el factor de reducción de resistencia; y Fn la resistencia nominal de la biela.
La resistencia se verifica para las bielas comprimidas, para las traccionadas, y para la zona del nudo (zona nodal).
La resistencia de un puntal sin armadura es:
Esta resistencia debe evaluarse en ambos extremos del puntal y tomar la menor de ambas. En la formula Ac es el área de la sección transversal del puntal, en el extremo considerado, y
siendo f’c la resistencia a compresión especificada del hormigón, y β s un factor que tiene en cuenta la forma del puntal: β s = 1 para puntales con sección constante; β s = 0;75 o β s = 0;60 para puntales con forma de "botella"; etc.
Las zonas nodales deben ser verificadas
donde An es el área de la sección del nodo perpendicular a la recta de acción de Fu; y la resistencia efectiva del hormigón en la zona nodal:
donde β n = 1 si al nodo solo llegan bielas comprimidas; β n = 0;8 si llega un tensor; y βn = 0;6 si llegan 2 o mas tensores.
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