Fundamentos Esenciales del Diseño y Detallado de Estructuras de Hormigón Armado

Definiciones Fundamentales en el Diseño de Hormigón Armado

Cercos

El papel de los cercos en los soportes es doble:

1. Sirven para resistir los esfuerzos cortantes.
2. Cumplen el objetivo de arriostrar las barras longitudinales, impidiendo un posible pandeo.

Longitud de Anclaje

Se entiende por longitud de anclaje la dimensión que debe tener una barra embebida en el hormigón para que sea capaz de movilizar una fuerza igual a su capacidad mecánica, o un valor menor correspondiente a la fuerza para la peor combinación de acciones.

Consideración especial: Las barras en posición horizontal situadas en la parte alta de las piezas requieren de mayor longitud de anclaje. Esto se debe a que, por el asiento plástico del hormigón, puede producirse un despegue en la cara inferior de dicha barra, lo que conlleva un menor perímetro de adherencia y, consiguientemente, una mayor longitud de anclaje para aceptar la misma fuerza.

Recubrimiento

El recubrimiento de las armaduras cumple tres funciones esenciales en la durabilidad y resistencia de la estructura:

1. Adherencia

   Asegurar que las barras transfieren al hormigón que las rodea las variaciones de tracción o compresión que desarrollan, tanto en los extremos de las barras (zonas de anclaje o empalme) como en el interior, dado que los esfuerzos exteriores requieren variaciones de dichas fuerzas.

2. Protección contra la Corrosión

   Asegurar la protección de las barras frente a los agentes agresivos, dado que el carácter básico del hormigón (pH inicialmente en torno a 12) inhibe los procesos de corrosión.

3. Protección contra el Fuego

   Proteger a las armaduras de la acción directa de los gases calientes en caso de incendio, dado que el hormigón tiene un coeficiente de conductividad térmica más reducido y sirve de aislante.

Modelo de Bielas y Tirantes

Al modelo de bielas y tirantes representado, necesario para entender el mecanismo resistente a cortante del alma, se le añade un modelo de bielas y tirantes correspondiente al mecanismo resistente del ala, unidos en los nudos superiores del alma.

Para que exista equilibrio entre las compresiones longitudinales y oblicuas, es necesario disponer de armaduras perpendiculares al eje longitudinal de la pieza, y ortogonales al plano de encuentro ala-alma.

Cuantía Mínima

Se exige una cuantía mínima en flexión simple y compuesta para evitar la rotura frágil de las secciones si el momento de fisuración (tanto si el axil es nulo como si no) no fuese resistido por la pieza sin armar o con una armadura insuficiente.

Tipos de cuantías mínimas a considerar:

• Cuantía mínima de control de la fisuración.
• Armadura de piel (para controlar la fisuración).
• Armaduras de montaje (para asegurar una ferralla competente durante la puesta en obra).

Cuantía Máxima

Se limita la cuantía a un valor máximo para asegurar una adecuada puesta en obra del hormigón. Una gran densidad de armaduras comporta el riesgo de que queden coqueras o nidos de grava, no siempre visibles, lo que impide la adherencia, la protección al fuego y la durabilidad.

Generalmente, este límite se cifra en el 4% del área de la sección bruta.

Flexocompresión Esviada

Se produce flexión esviada, simple o compuesta, cuando el vector momento solicitante no es paralelo a ninguno de los ejes principales de inercia de la sección bruta.

Ejemplos de Flexión Esviada

Flexión Esviada Simple

Es el caso de vigas en L, como las vigas de borde en losas con nervios descolgados. El momento solicitante es de eje horizontal, pero no es paralelo a los ejes principales de inercia de ese tipo de secciones.

Flexocompresión Esviada

Un ejemplo aún más claro que el de flexión simple es el de pilares que pertenecen a dos pórticos simultáneamente. El axil será la suma de los axiles concomitantes y será vertical, pero la composición vectorial de los momentos flectores en cada uno de los planos que contienen a los pórticos estudiados no será, en general, paralela a ninguno de los ejes principales de inercia.

Excentricidad Mínima

Se debe contar con una excentricidad mínima en las piezas comprimidas de hormigón porque es imposible tener en cuenta imponderables que afectan la carga real, tales como:

• Pequeños desplomes o asentamientos diferenciales de los pilares.
• Asimetrías en la densidad del hormigón.
• Centrado imperfecto de las armaduras.
• Una acción térmica en forma de gradiente no considerada en el cálculo.

En el Eurocódigo, para armadura simétrica, ese valor es el mayor de 2 cm o 1/30 del canto de la pieza.