VIGAS DE CARGA

 

Una viga es un elemento estructural que normalmente es colocado en posición horizontal, aunque pueden ser inclinadas cuando es utilizada para sostener techos, esta se unen a los pilares para soportar cargas que generalmente provienen de los nervios de una losa y que al mismo tiempo son sub-vigas. 

localización de vigas de carga y nervios, se puede observar en la imagen como los nervios se conectan a la viga.

TIPOS DE VIGAS

• Vigas de aire: 

Son vigas que se sostienen en sus extremos pero que sin embargo tiene un espacio vacío es su parte posterior. 

Vigas de aire utilizadas en un espacio arquitectónico: dan la ilusión de espacialidad y expansión de altura de la edificación. 

• Vigas reticuladas:

Son aquellas que se forman al entrecruzar barras, con el fin de formar ciertos nodos y en general un entramado. 

Vigas Reticuladas en un espacio arquitectónico: En centro Pompidou por Renzo Piano & Richards Rogers, muestra la utilización de tales vigas para crear una edificación que goza de detalles estructurales. 

• Vigas maestras:

Son las empleadas para soportar las cabezas de maderos que son dispuestas de forma horizontal,  esta suelen colocarse sobre las columnas y son empleadas de igual manera como soporte de los cuerpos superiores.

Las vigas maestras fueron predominante durante el estilo gótico, cuando como sostén de la cubierta de una catedral o de arbotante se implementaban.

• Vigas de Acero L:

Son vigas empleadas para la construcción de grande edificios, como centros comerciales o rascacielos, esta posee forma de una L lo que la hace poseer tal nombre.

Vigas de acero L en un espacio arquitectónico: Estas vigas son utilizadas en los puertos o como soporte de grúas de construcción.

• Vigas HIP:

Son vigas que se utilizan en combinación de otras vigas de carga, para proporcionar mayor apoyo. es empleada para las construcciones residenciales. Estas se suelen ubicar para los puntos críticos de techos de viviendas. 

Las vigas HIP son implementadas para la construcción de techos a 4 aguas.

• Vigas I ( Vigas H):

Son formadas por bridas planas horizontales en sus costados, encerrando así una viga vertical que es conocida como red. Estas vigas ayudan a distribuir el peso de forma equitativa. Su material principal es Acero, y son empleadas en construcciones comerciales y residenciales. 

Las vigas tipo I son implementadas para la construcción de edificios donde se ameriten tener grandes luces pero también grande separación de columnas, como hangares o galpones.

• Vigas Flitch: 

Son vigas elaboradas con capas superpuestas de madera, metal y acero. Estas son fáciles de fijarse en otras estructuras por medio de los perfiles de madera, pero a su vez las capas de metal las hacen ser resistentes y las hacen soportar mayor peso. 

Las vigas Flitch en la actualidad permiten la construcción de edificaciones "multi-materializadas" ya que permiten la unión de la macera y el acero y mediante este al concreto.

• Vigas de Caja: 

 Este tipo de viga utiliza una o más celdas encerradas dentro de la viga para la integridad estructural, a diferencia de una viga I o una viga H, ambas con extremos abiertos.

Las vigas de caja han hecho posible la construcción de puentes y viaductos, ya que soportan más peso y será más resistente al daño por torsión o torsión.

• Vigas de madera:
  

Son las vigas utilizadas dese tiempos mas antiguos, estas centran su materia prima en los tronco de los arboles, estas son empleadas en la construcción de casas de madera, para dar un toque rustico a la misma. 

Las vigas de madera en un espacio arquitectónico: estas ayudan a evocar aires coloniales y al mismo tiempos ecológicos dentro de un espacio. 

• Vigas De Soporte:

Estas son utilizadas en la mayoría de los casos en puentes, balcones o en las ventanas con el fin de redirigir las cargas que se ejerzan en estos puntos a las vigas principales. 

Los puentes colgantes son una de las estructuras que utilizan vigas de soporte, en este caso pueden contener torones que van sostener la vía, son denominados "Puentes colgantes". 

• Viguetas o nervios: 

Estas vigas se suelen emplear en el exterior, como soporte de cimientos para el piso, y como soporte del techo de edificios .

Las viguetas en un espacio arquitectónico: estas son utilizadas para cubrir grandes luces en espacios residenciales sin embargo no abren mucho el espacio arquitectónico en el techo sino que disminuye alturas. 

• Dinteles:

Son vigas colocadas sobre las aperturas de una obra como puertas o ventanas con el fin de soportar las cargas que se excedan sobre tales espacios vacíos. 

Los dinteles son elementos utilizados por muchas civilizaciones previas a la nuestra, para la egipcia los dinteles eran un espacio para dejar sus jeroglíficos donde se pudiese leer su historia.

• Vigas de Tímpano:

Son aquellas vigas que son empleadas en paredes exteriores para sostener su linealidad y su peso. al igual que son utilizadas en el techo de los pasillos de edificaciones. 

Las vigas de tímpano pueden utilizarse en un espacio de múltiples formas, desde arcos hasta de forma lineal.

• Largueros: 

Son vigas que se colocan de formas paralelas a lo largo de un camino de un puente, estos actúan como cimientos de la obra que se encuentran suspendidos en el aire.

Puente diseñado por Gustave Eiffel, construido en El dorado, Edo Bolívar, Venezuela. Eiffel acostumbraba a colocar largueros visibles a la vista, aunque en la actualidad con la construcción mediante vigas de caja, no son observables a simple vista

•  Armaduras:

Son vigas que son creadas al unirse dos vigas.

El estado Nacional de Beijing, China, fue construido mediante un entramado que permitió hacer realidad la intrincada formula.

LOS CABIOS

Los cabios son las viga pequeñas, poco separadas entre si, que soportan la carga de las techumbres inclinadas. EI claro de un cabio se mide a 10 cm largo de su proyección horizontal.

La carga muerta que se debe soportar consta del peso de los cabios, la falsa cubierta (cubierta del techo) y el revestimiento de la techumbre, como tejamaniles, tejas, o el techado pre armado. La carga viva en los techos inclinados es la carga que resulta del viento y de la nieve. La carga de nieve es vertical y la cantidad de su acumulación depende de la inclinación del techo; la nieve tiende a deslizarse en los techos empinados pero puede acumularse en techos pianos. 

Restaurante en montaña bjork en henavan, con el techo inclinado permitiendo la no concentración de nieve.

La acción del viento produce cargas con una componente horizontal; y debido a que se acostumbra considerar que el viento actúa en una dirección perpendicular a la superficie de la techumbre, la magnitud de la presión del viento es menor a medida que se reduce la inclinación de la techumbre.   

EL PROCEDIMIENTO DE PREDISEÑO DE UNA VIGA

Paso 1

Calcular las cargas que es necesario que soparte la viga y hacer un dibujo con dimensiones (diagrama de viga), en el que se muestren las cargas y sus posiciones. Encontrar las reacciones. 

Paso 2 

Determinar el momento flexión ante máximo y calcular el modulo de la sección requerido, a partir de la formula de flexión S = M/Fh' 

Paso 3

 Analizar la viga seleccionada en el paso 2, con respecto al esfuerzo cortante horizontal.

Paso 4

Analizar la viga con respecto a al apoyo para revisar que tal apoyo calculado no exceda el limite previsto.