8.6
Refuerzo del alma
223
grietas por cortante en el alma
Figura 8.2 Grietas por cortante en el alma.
prolongan hacia la super¿cie de tensión a lo largo de una trayectoria diagonal. Las grietas por cortante en el alma se ilustran en la ¿gura 8.2. Conforme una grieta avanza hacia el eje neutro, el resultado será una cantidad reducida de concreto disponible para resistir la fuerza cortante, es decir, los esfuerzos cortantes aumentarán su valor en el concreto arriba de la grieta. Recuérdese que en el eje neutro los esfuerzos de Àexión son nulos y los esfuerzos cortantes alcanzan sus valores máximos. Los esfuerzos cortantes por consiguiente determinarán qué ocurre con las grietas en esa zona. Después de que una grieta se ha desarrollado, el miembro fallará, a menos que la sección agrietada de concreto pueda resistir las fuerzas aplicadas. Si no existe refuerzo en el alma, los siguientes factores podrán transmitir el esfuerzo cortante: 1) la resistencia al cortante de la sección no agrietada arriba de las grietas (se estima igual a entre 20 y 40% de la resistencia total), 2) la trabazón del agregado, es decir, la fricción desarrollada debida a la trabazón del agregado sobre las super¿cies del concreto a los lados opuestos de las grietas (se estima entre 33 y 50% de la resistencia total), 3) la resistencia del refuerzo longitudinal a una fuerza de fricción llamada acción de espiga (se estima entre 15 y 25% de la resistencia total) y 4) un comportamiento tipo arco atirantado que en las vigas de peralte algo grande es producido por las varillas longitudinales que actúan como tirante y por el concreto no agrietado arriba y a los lados de las grietas que actúan como arco.2
8.6
REFUERZO DEL ALMA Cuando la fuerza cortante factorizada Vu es grande, signi¿ca que graves grietas van a ocurrir, a menos que se proporcione algún tipo de refuerzo adicional. Este refuerzo usualmente toma la forma de estribos que rodean el refuerzo longitudinal a lo largo de las caras de las vigas. Los estribos más comunes tienen forma de , pero también pueden tener forma de o ser de una sola rama vertical como se muestra en la ¿gura 8.3(a) a (c). Se considera que los estribos de ramas múltiples como el de la ¿gura 8.3(e) inhiben la separación en el plano de las varillas longitudinales. Como consecuencia, son generalmente preferibles para vigas anchas que los mostrados en la ¿gura 8.3(d ). Algunas veces conviene usar estribos con empalme de traslape, como los mostrados en la ¿gura 8.3( g). Estos estribos, que se describen en la sección 12.13.5 del ACI, son ocasionalmente apropiados para miembros muy peraltados, en particular en aquellos cuyo peralte varía gradualmente. Sin embargo, se considera que no son satisfactorios en zonas sísmicas. Las varillas llamadas colgantes (usualmente con aproximadamente el mismo diámetro que los estribos) se colocan en los lados de compresión de las vigas para soportar los estribos, como se ilustra en la ¿gura 8.3(a) a 8.3( j). Los estribos pasan alrededor del acero de tensión y para cumplir con los requisitos de anclaje se prolongan hasta el lado de compresión de la viga tan práctico como sea posible y se enganchan alrededor de los colgantes. El doblado de los estribos alrededor de los colgantes reduce los esfuerzos de aplastamiento bajo los ganchos. Si estos esfuerzos son muy grandes, el concreto se aplasta y los estri-
2 Taylor, H.P.J., 1974, “The Fundamental Behavior of Reinforced Concrete Beams in Bending and Shear”, Shear in Reinforced Concrete, Vol. 1, SP-42 (Detroit: American Concrete Institute), págs. 43-47.
DISEÑO DE CONCRETO REFORZADO - MCCORMAC
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ALFAOMEGA
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