Cómo calcular la capacidad de momento de una viga RC

Comportamiento de la viga

Antes de discutir el cálculo de la capacidad de momento, Repasemos el comportamiento de una viga simple de hormigón armado a medida que la carga sobre la viga aumenta de cero a la magnitud que causaría la falla.. La viga estará sujeta a una carga hacia abajo., que provocará un momento positivo en la viga. El refuerzo de acero se encuentra cerca de la parte inferior de la viga., cual es el lado de la tensión. Aquí podemos seleccionar tres modos principales de comportamiento del haz.:

1. Comportamiento a la flexión con cargas muy pequeñas

Suponiendo que el hormigón no está agrietado y el acero resistirá la tensión. También el hormigón en la parte superior resistirá la compresión.. La distribución de la tensión será lineal:

2. Comportamiento a flexión con carga moderada

En este caso se superará la resistencia a la tracción del hormigón., y el hormigón se agrietará en la zona de tensión. Porque el hormigón no puede transmitir ninguna tensión a través de una grieta., las barras de acero resistirán entonces toda la tensión.La distribución del esfuerzo de compresión del hormigón todavía se supone que es lineal..

3. Comportamiento a flexión a carga última

Aquí se incrementan las deformaciones y tensiones compresivas, con alguna curva de tensión no lineal en el lado de compresión de la viga. Esta curva de tensión sobre el eje neutro tendrá esencialmente la misma forma que la curva típica de tensión-deformación del hormigón.. El esfuerzo de tensión del acero fs es igual al límite elástico del acero fy. Finalmente, se alcanzará la capacidad máxima de la viga y la viga fallará. Se describe arriba es el mecanismo real de falla de la viga de concreto reforzado y generalmente es bastante complicado. Es por eso que el desarrollo del enfoque de diseño de resistencia depende de los siguientes supuestos básicos:

1. La deformación en el hormigón es la misma que en las armaduras del mismo nivel, siempre que la unión entre el acero y el hormigón sea adecuada;
2. La deformación en el hormigón es linealmente proporcional a la distancia desde el eje neutro
3. Las secciones transversales planas continúan siendo planas después de doblar
4. Se desprecia la resistencia a la tracción del hormigón
5. En caso de falla, la deformación máxima en las fibras de compresión extrema se supone igual o limitada por la disposición del código de diseño. (0.003)
6. Para fuerza de diseño, la forma de la distribución de tensiones del hormigón a compresión puede simplificarse.

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Supuestos

La determinación de la resistencia al momento no es simple debido a la forma del diagrama de esfuerzo de compresión no lineal sobre el eje neutro.. Con fines de simplificación y aplicación práctica., Whitney propuso una distribución de tensiones de hormigón rectangular ficticia pero equivalente y posteriormente adoptada por los diferentes códigos de diseño, como ACI 318, EN 2, AS 3600 y otros. Con respecto a esta distribución de tensión equivalente como se muestra a continuación, la intensidad media del estrés se toma como fc (a carga máxima) y se supone que actúa sobre el área superior de la sección transversal de la viga definida por el ancho by una profundidad de un. En diferentes códigos de diseño, los parámetros a se determinan reduciendo c con el factor. Resistencia del hormigón fc también se reduce. Por ejemplo según el ACI 318 código fc se reduce en 0.85 y un factor β1 que se encuentra entre 0.65 y 0.85.

Calcular la profundidad del eje neutral

Para calcular la capacidad de resistencia al momento de la sección de hormigón armado es necesario calcular correctamente la profundidad c del eje neutro. SkyCiv utiliza un proceso iterativo para calcular el eje netural basado en lo siguiente:

Calcule la capacidad de momento

Finalmente, las fuerzas calculadas de hormigón y acero Fc, Fs, Fcs y su posición desde el eje neutro de la sección a_c, a_s, a_cs permiten calcular la resistencia al momento de diseño a partir de la siguiente ecuación:  

M_tu = F_c ∙ a_c + F_cs ∙ a_cs + F_s ∙ a_s

  Todo este trámite está totalmente automatizado en SkyCiv Software de diseño reforzado, donde un ingeniero puede definir fácilmente vigas de hormigón armado con cargas actuantes y determinar la capacidad de las secciones. Este y todos los demás cálculos de verificación de diseño se pueden ver en el informe de diseño detallado que genera SkyCiv después del análisis..

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SkyCiv ofrece una función completa Diseño de hormigón armado software que le permite verificar los diseños de vigas de hormigón y columnas de hormigón según ACI 318, AS 3600 y EN2 y sus estándares de diseño. El software es fácil de usar y está totalmente basado en la nube.; no requiere instalación o descarga para comenzar!

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