viernes, 3 de diciembre de 2010

Vigas de Gran Altura: Viga como un sólido continuo (no fisurado) , Viga fisurada .


El estudio de vigas de gran altura, ménsulas cortas, etc., así  como porciones de vigas cercanas a la aplicación de cargas concentradas, no puede estudiarse con la teoría elemental de vigas.

Algunos de estos casos podrían ser los indicados en la figura 1 para el caso de cargas gravitacionales uniformemente distribuidas.

Figura 1: Establecen límites para la teoría clásica de vigas.

En la teoría clásica de vigas se hacen las siguientes hipótesis:

• Las secciones transversales planas y perpendiculares al eje medio de la viga, continúan siendo 1anas y perpendiculares a la línea inedia, una vez producida la flexión (Navier— Bernoulli)

• Las secciones σy y τxy son despreciables frente a las tensones σx.

Estas hipótesis no valen para el caso de vigas de gran altura. Las secciones transversales alabean y las tensiones σy y τxy pueden ser del orden de las tensiones σx.

La sola relación de aspecto, como la indicada en la figura 1 no basta para definir el comportamiento como viga de gran altura. Interesa también como están aplicadas las cargas. Por ejemplo, una viga con cargas concentradas situadas a una distancia del apoyo inferior a 2 veces la altura de la viga, también debe estudiarse en esa zona como viga (le gran altura.

Para su análisis puede considerarse dos casos:

1. Viga como un sólido continuo, no fisurado (Estado 1 del hormigón)
En este caso el análisis (le tensiones puede realizarse por alguna de los siguientes formas: 

a) Por la teoría de la elasticidad.
Con las hipótesis de estados planos de tensiones. La función de Airy permite obtener una solución analítica del problema. Pero el rango (le aplicaciones es limitado: solamente se pueden obtener soluciones analíticas para POCOS casos sencillos.

b) Mediante métodos numéricos.
Los métodos numéricos (por ej. método (le los elementos finitos) permiten obtener solución al problema elástico para cualquier caso (le geometrías. vínculos o cargas. Es la herramienta más poderosa (le que se dispone para el análisis de tensiones.

c) Ensayos de modelos.
Hay técnicas experimentales que permiten obtener las direcciones de tensiones principales y sus valores.

2. Viga fisurada (material discontinuo, hormigón en estado II)
El hormigón se fisura a tensiones relativamente bajas y la viga deja de ser un continuo. En estos casos se suele usarse un modelo (le bielas o reticulado (Ritter—Morsch). Se interpreta la resistencia de la viga como el trabajo de un reticulado formado por bielas comprimidas y traccionadas. Las primeras provistas por el hormigón y las segundas por la armadura.


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