DISEÑO DE VIGUETAS DE ACERO

Viguetas de acero en entrepisos y cielos.

Se han tornado de uso frecuente,  las viguetas de acero (RT), en cuadro y sencillas, de acero liviano con un fy = 33 ksi, por su carácter de in-combustibles y su facilidad de construcción de pisos, cielos y cerchas, sobretodo en ampliaciones de segunda planta.

La preocupación principal es el empirismo con que se determinan las secciones que se deben usar para determinadas cargas vivas,  muertas y cargas sísmicas.

     Tratando de transmitir un poco de certeza al diseño de este  popular método de construcción, estableceremos cargas, esfuerzos permisibles y claros seguros para la escogencia de perfiles a utilizar.

Hay 3 factores primarios que controlan el diseño de viguetas:

1- Deflexión,  2- Momento flector, 3- Doblamiento del alma-

1- Diseño Por Deflexión-  Deflexión aceptable para carga viva: L/360

                                            Deflexión aceptable para carga viva + carga muerta: L/240

Para calcular, cargas seguras en una estructura usaremos:

                  L^3 * W*Defl*Esp

          Ixx= --------------------------

                        188800000

L= claro en pies,         W= carga lb/por pie^2,         Defl= deflexión permisible, Esp=espaciamiento en pulgadas,       Ixx = inercia de la sección a utilizar en pulgadas^4.

Ejemplo:     W (carga viva+muerta)= 50psf (250kg/m2)

                    Defl. Limite= 240

                    Esp= 16 pulgadas c a c.

                    L (claro) = 13.5 pies

                    Ixx resultante = 2.5 pulg^4,  

          

                             (13.5)^3 * 50*240*16

                   Ixx = ----------------------------   = 2.5 pulg^4      Usar: 3.1375 in4 -1.0483 in3

                                    188800000

Lista de Momentos de Inercia y Sección Módulo

(medida de la rigidez para deformarse bajo carga)

Secciones de Metalco C.R.

Sección                               sencilla                           doble

              (3x2)    Ixx in4    Sxx in3                   Ixx in4     Sxx in3                                              

RT0-11              1.0141    0.7359                     2.0281     1.4718

RT0-13              0.7964    0.5780                     1.5929     1.1560 

RT0.16               0.5312    0.3811                    1.0624     0.7622

              (4x2)

RT1-11              2.3607    1.1992                    4.7213      2.3984

RT1-13              1.8364    0.9329                    3.6727      1.8657      

RT1-16             1.2120     0.6078                    2.4250      1.2157    

              (6x2)

RT3-11             6.2117      2.1037                  12.4233   4.2074

RT3-13             4.7929      1.6232                   9.5858    3.2464

RT3-16             3.1375      1.0483                   6.2750    2.0967

              (8x2)

RT4-11             12.4836     3.1708                 24.9672   6.3417

RT4-13               9.5871     2.4351                 19.1742   4.8702

RT4-16             6.2446       1.5659                 12.4892   3.1318

ASUMIR LA INERCIA INMEDIATA SUPERIOR.

1-      Diseño por Momento de Flexión

El segundo paso es comprobar si la flexión gobierna el diseño, calculando la longitud del claro más segura, si resulta menor que la L utilizada en la deflexión, se asumirá una sección módulo mayor (Sxx), que dé una L mayor o igual a la del cálculo por deflexión.

        Utilizando la fórmula:                                        1/2

                                                         (Fb * Sxx * 8000)

                                                 L=   ---------------------

                                                          W * Espac

L= longitud del claro en pies.

Fb= resistencia permisible a flexión por compresión,  0.60 fy, psi

Sxx = sección módulo pulg ^3

W = carga por pie^2, psf

Espac= espaciamiento de viguetas, pulgadas

Para el ejemplo anterior:

W= 50psf

Espac= 16 pulg.

Sxx = 1.0483 pulg^3

Fb= 19.8 ksi

                                                                                   1/2

                                                (19 800*1.0483*8000)

                                           L = ---------------------

                                                       50*16

L = 16.11 pies  > 13.5 pies, la deflexión controla el diseño.

Usar:    RT3-16              OK

                                         

   Equivalencias:       1 metro= 3.2808 pies

                                  1pulgada = 2.54 cm                                          

2-      Desgarramiento

                                                              50*(13.5*1.33)

              P.permisible  en apoyos =      ----------------- =  450 lbs

                                                                           2  

                                            450*24

                                     L=  ---------          =    13.5   pies  ok

                                              50x16

         Fy= 33 ksi    esfuerzo de fluencia  Acero     ASD Method  AISC Spec 2004

Ref: MVargasV-3/8593/2011/irridrencr.com.

EL SILENCIO

Corrían  los años 70 y  pico, inexperto, padre reciente,  saliendo de la universidad, recién obtenida mi licencia de conducir,........escuché en la oficina de un grupo en el Silencio, Quepos, me parecía un lugar mágico, de los tiempos en que leía de los indios de la costa Pacífica del centro del país.
Era una zona remota, dominada por la United Fruit, con plantaciones de banano y  cacao al principio y de palma aceitera después, accesible por lancha desde Puntarenas,  por un camino sinuoso entre las montañas, de Puriscal a Parrita o por una trocha sin puentes que venía por Tárcoles, llanura de costa muy soleada y de hermosas playas, largas y desiertas, con una polvorienta carretera que seguía el trazado de un antigüo ferrocarril bananero, con puentes muy estrechos en la innumerable cantidad de arroyos y ríos que discurrían del macizo de Dota hacia el Pacífico.
Nunca imaginé lo importante que sería para mí esa primera visita, cómo marcaría mi vida el salir de la ciudad y vivir una realidad de campesinos invadiendo terrenos baldíos para tener un sitio donde trabajar y ver por sus familias, en contra del poderoso grupo industrial que tenía en concesión casi todas  las tierras  a lo largo de más de 50 kilómetros desde La Julieta...nombre de mi madre...hasta  el río Savegre.
Y ahí, justo después del estrecho pero nuevo puente del río Savegre, en la llanura aluvial del poderoso río que bajaba desde el cerro División, marcando la entrada al Silencio, el puente del Guabas que 200 metros al noroeste, se unía al Savegre, empezaban  los cultivos llanos y verdes, casi como mirar el mar, arroz, delicado y cimbreante con la leve brisa desde los vecinos cerros.
Me detuve, bajé y caminé por el camino de grava olfateando el tibio y perfumado aire, a vegetación, a tierra, un poco a mar, escuchando el débil rumor del río en el pedregoso cauce y el canto al final del día de algún apresurado pájaro camino a su morada, cuando ya acababa la tarde en un cielo rojo y morado, hacia el Almendro, dándo lugar a la noche de un día caluroso.
Algunos años después, padre e hijo, campesinos de la finca, chapeaban el zacate gigante de una gran ronda al fondo del Cenízaro, junto al Savegre, lote de 75 manzanas sembrado de arroz, una mañana de julio, sudorosos y confiados avanzaban con sus machetes derribando macollas de hasta 3 metros por toda la orilla. De repente un grito de dolor de Barboza, el padre, al que acude alarmado Lango su hijo, pensando en las abejas, alacranes o, peor aún, las serpientes que abundaban en los alrededores. Una enorme terciopelo aún merodeaba al padre que se sostenía la pierna, con el ruido de Lango, que se acercaba, se revolvió furiosa esperándolo por lo que el padre alarmado le gritaba que rodeára, que no viniese de frente, pero era tarde, ya estaba sobre ella y lo mordió en una mano, sin que con la otra le diese un  certero machetazo que le cercenó la cabeza. El resto siguió retorciéndose aun en el pasto...
Ambos sabían el peligro que corrían, conocían a la más peligrosa de las serpientes venenosas en la zona, por lo agresivas y por las enormes cantidades de veneno que pueden inocular, con un escalofrío recordaban las noches en los corredores escuchando historias a la luz de las canfineras, de incidentes con las terciopelos.
 Era casi el mediodía de un caluroso día en julio y había salido desde temprano a aforar el río que alimentaría el riego en los arrozales, construíamos las obras de toma y represa para desviar una parte hacia la finca, terminé sudoroso y escurriendo agua de las  botas pensando ir al comisariato sobre la carretera por una cerveza antes de almorzar en el poblado.
Lango asustado se echó a la espalda a su padre y comenzó a atravesar por el terreno flojo recién arado hacia el antigüo camino que bordeaba  el Cenízaro, y que había sido abandonado trás las llenas del año pasado,cuando varios tramos habían desaparecido,..nadie pasaba ya por ahí...., pensaba en su mano y en el incendio que en febrero había arrasado el galerón donde se guardaba el camión de acarrear el arroz, único transporte en el pueblo, dañado ese día, no había sido reparado. La vista se le nublaba, sentía la mano hinchada y comenzó a sentir un dolor punzante en el pecho, pero su padre estaba peor, la pierna inflamada delataba el daño y había perdido la conciencia, lo oía respirar junto a su cara , muy  débilmente. Alcanzando el camino, decidió dejarlo en la sombra de un sota y tratar de atravesar el Mandarino, hacia el poblado donde alguien podría hacer algo,...si lograba llegar, pues mareado empezó a vomitar, mientras atravesaba los 600 metros que lo separaban de las primeras casas.
En la camioneta salí al camino de Santo Domingo, y enrumbé al oeste, pensando en seguir la trocha vieja para no subir al pueblo, ya regresaría por el otro lado a almorzar. Al dar vuelta en el sinuoso camino, noté un bulto junto al árbol allá adelante, me detuve y salté el drenaje para ver qúe pasaba y me encontré con mi amigo Barboza, que balbuceaba medio inconsciente y al mirar el pantalón arrollado y la tremenda hinchazón, me hice cargo de lo sucedido. Lo alcé y pasé la zanja con él para acomodarlo atrás y volé hacia el pueblo, a los 400 metros dí con Lango sentado a un lado; no había ido muy lejos; muy sudoroso pero consciente aún, que trataba de explicarme lo sucedido, lo puse junto a su padre y corrí a Quepos al Hospital, distante unos 30 kilómetros, pensé que me tomaría unos 40 minutos...volé...
Mientras Lango iba tendido en la parte trasera miraba las puntas de las palmas que pasaban contra el cielo y con una sonrisa pensaba........no estábamos en la raya.