Cálculo de un puente de vigas de sección compuesta

Abstract

El término construcción de puentes a base de vigas compuestas define un sistema en el cual se logra la interacción de una losa de concreto con una viga de acero por medio de un dispositivo mecánico llamado conector de cortante. La losa de concreto se convierte en el patín de compresión de la viga compuesta, mientras que la sección de acero resiste los esfuerzos de tensión. Por lo general, la parte de la viga en tensión no está ahogada en el concreto. Los conectores de cortante pueden ser en forma de anales, vástagos salientes o espirales y sirven para transmitir el cortante longitudinal del concreto al acero, así como también para evitar que el concreto se despegue del perfil. El uso de vigas compuestas trae como ventaja un ahorro en el costo de la estructura debido a que la hace eficiente al aprovechar la ventaja de la reducción del peso y al lograr que la losa desempeñe varios papeles al mismo tiempo y que no solo se la usa para transmitir la carga del piso a la viga, sino que también colabora en soportar la carga con juntamente que la viga de acero. Las Especificaciones AASHO para puentes incluyen una sección para el diseño compuesto, y basan su análisis en la Teoría Elástica. Las dimensiones de la viga de acero y de la losa de concreto se establecen sobre la base del momento de inercia de la sección compuesta; el tamaño y el espaciamiento de los conectores de cortante se seleccionan de acuerdo con los principios del comportamiento elástico y la distribución del cortante longitudinal. En esta forma el espaciamiento de los conectores será una función de la transmisión de cortante de acuerdo con la expresión usual VQ/I. Las investigaciones realizadas sobre los conectores de cortante y su comportamiento en la acción de viga compuesta han establecido el hecho de que ocurre el deslizamiento de los conectores, pero que éstos pueden quedar incluidos en los cálculos de diseño. La hipótesis básica para el análisis y diseño de una viga compuesta son: a.- La losa de concreto está conectada continuamente a la viga de acero a todo lo largo de ésta. b.- El deslizamiento del conector de cortante es directamente proporcional a la carga en el conector. c.- Existe una distribución lineal de las deformaciones unitarias a través del peralte del miembro. d.- La losa y la viga no se separan verticalmente en ningún punto a lo largo de la viga.