Diseño de pisos en 1 dirección.

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Fig. III-2 Alternancia de la carga viva.

Adicional a la consideración de alternancia de carga viva, se debería considerar la posibilidad de desplazamiento lateral, el cual se produce por la asimetría de cargas o por la asimetría de la propia estructura cuando se analizan pórticos.

Uno de los aspectos más importantes cuando se realizan análisis de cargas de gravedad por computador, son las diferencias que se obtienen en relación a los análisis Tradicionales (como el Cross por ejemplo). Las razones de las diferencias son varias, pudiéndose señalar(22):

- La diferencia entre resolver el pórtico completo y el de aislar un nivel determinado empotrando sus columnas en los extremos.

- El hecho de considerar en los análisis por computadora el desplazamiento lateral producido por la asimetría de cargas o de elementos estructurales.

- El hecho de considerar la deformación axial de las columnas, la cual no es uniforme en todas, lo que produce momentos en vigas y columnas, los cuales generalmente no se calculan en los análisis convencionales, y sin embargo, se pueden evaluar cuando se resuelve el pórtico completo en computador.

Las deformaciones axiales influyen considerablemente en los resultados, sobre todo en el caso de tenerse columnas de igual sección; en este caso las columnas interiores que cargan prácticamente dos veces la carga de las columnas exteriores, se deformarán dos veces más, produciendo momentos en los extremos de las vigas, los cuales se distribuyen en todos los elementos.[pic 110]

Sin embargo, un análisis de este tipo, aparentemente exacto, tampoco es muy confiable por el hecho que la computadora aplica las deformaciones instantáneamente y con el pórtico completo. La realidad en obra no es así por cuanto el proceso constructivo es lento y los momentos se van generando paulatinamente, distribuyéndose en distintas etapas y con distintos elementos; por ejemplo en un determinado nivel no hay todavía columnas del piso superior y por tanto ellas no participan en la distribución de momentos.

B.- MÉTODOS DE LOS COEFICIENTES.- Es un método aproximado y es utilizado al análisis de vigas y losas armadas en una sola dirección bajo cargas de gravedad. Siempre y cuando se cumplan las siguientes condiciones:

- Existan dos o más tramos.

- Los tramos sean aproximadamente iguales. La longitud del mayor de dos tramos adyacentes no deberá diferir de la del menor en más de 20%

- Las cargas deben ser uniformemente distribuidas.

- La carga viva no deben ser mayor que el triple de la carga muerta (la alternancia de carga viva no es importante); WL ≤ 3 WD.

- Los elementos analizados deben ser prismáticos.

VALORES DE LOS COEFICIENTES.

Los momentos flectores y fuerzas cortantes son función de la carga última aplicada, de la luz libre entre los tramos y de las condiciones de apoyo. El código propone las siguientes expresiones para determinarlo:

- Momentos positivos:

Tramo exterior

Extremo discontinuo no solidario con el apoyo --------------------------------- 1/11

Extremo discontinuo es monolítico con el apoyo ------------------------------- 1/14

Tramos interiores ------------------------------------------------------------------- 1/16

- Momento negativo en la cara exterior del primer apoyo interior

dos tramos --------------------------------------------------------------------------- 1/9

más de dos tramos ------------------------------------------------------------------ 1/10

- Momento negativo en las demás caras de los apoyos interiores -------------- 1/11

- Momento negativo en la cara interior del apoyo exterior si el elemento es solidario con el apoyo.

Si el apoyo es una viga ------------------------------------------------------------- 1/24

Si el apoyo es una columna ------------------------------------------------------- 1/16

- Momento negativo en la cara de todo los apoyos interiores para losas con luces menores que 3.00 m. y para vigas en las que la relación entre la suma de las rigideces de las columnas y la rigidez de la viga excede 8, en cada extremo del tramo, el coeficiente será: -----------------------------------------------------------1/12

A continuación, se muestra más claramente cada condición de apoyo. (fig. III-3).

[pic 111]

[pic 112]

- REDISTRIBUCIÓN DE MOMENTOS(23).

Una de las ventajas más importantes del diseño en concreto armado es el de la redistribución de momentos.

Mediante este título se reconoce la factibilidad de reducir los momentos obtenidos en el análisis elástico de la estructura en una o varias secciones determinadas, a condición de aumentar el momento en otras secciones, de manera que se siga cumpliendo el equilibrio; si tomamos como ejemplo el tramo de viga o losa indicada en la fig. III-4 y arbitrariamente disminuimos el momento M1 hasta un valor M4, debemos redistribuir todo el diagrama obteniendo un momento positivo tal como M5 que evidentemente será mayor a M3 , de modo tal que siempre se cumpla con un momento total elástico M, igual a Wl2/8 para el caso de una viga con carga uniformemente distribuida.

[pic 113]

[pic 114]

La redistribución de momentos conlleva la incursión en régimen plástico o inelástico sin que esto signifique que la sección que llegue a esta etapa ha fallado, siempre y cuando se tenga diseños que aseguren un comportamiento dúctil. Anteriormente ya se ha estudiado la condición de viga sub-reforzada que debe existir para asegurar que el acero en tracción fluya antes que el bloque comprimido llegue a su capacidad máxima.

La norma peruana establece la redistribución de momentos considerando que los momentos negativos calculados por medio de la teoría