4.1 FACTORES DE CARGA
Los factores de carga son números, casi siempre mayores que 1.0, que se usan para aumentar las cargas estimadas aplicadas a las estructuras.
Las cargas se aumentan para considerar las incertidumbres involucradas al estimar sus magnitudes. Los factores de carga para cargas muertas son mucho más pequeños que los que se usan para cargas vivas y ambientales. Obviamente, la razón es que podemos estimar las magnitudes de las cargas muertas con mayor exactitud que las magnitudes de las otras cargas. En este aspecto, las magnitudes de las cargas que permanecen en su lugar por largos periodos son mucho menos variables que las cargas aplicadas por periodos breves, tales como el viento y la nieve.
La Sección 5.3 del Código ACI 318-14 presenta los factores de carga y las combinaciones que se deben usar para el diseño de concreto reforzado. La resistencia requerida, U, o la capacidad de carga de un miembro específico de concreto reforzado debe ser igual cuando menos al valor más grande obtenido al sustituir valores en las Ecuaciones 5.3.1a a 5.3.1g del ACI.
U = Carga de diseño o última que la estructura necesita poder resistir [ultimated load]D = Carga muerta [dead load]L = Carga viva [live load]Lr = Carga viva de techo [roof live load]S = Carga de nieve [snow load]R = Carga pluvial [rain load]W = Carga eólica [wind load]E = Efectos sísmicos o de carga de terremoto [seismic or earthquake load effects]
Los factores de carga no varían en proporción a la importancia de la falla. Usted puede pensar que deberían usarse factores de carga mayores para hospitales o edificios altos que para establos de ganado, pero ése no es el caso. Los factores de carga se desarrollaron con la hipótesis de que los proyectistas considerarían la seriedad de una posible falla al especificar la magnitud de sus cargas de servicio. Además, los factores de carga del ACI son valores mínimos y los proyectistas tienen toda la libertad de usar factores mayores si así lo desean. Sin embargo,la magnitud de las cargas eólicas y las cargas sísmicas reflejan la importancia de la estructura. Por ejemplo, en ASCE-7 un hospital debe diseñarse para una carga de terremoto 50% mayor que para un edificio comparable con menos consecuencias serias de la falla.
4.2 DISEÑO DE VIGAS RECTANGULARES
1. Dimensiones de la viga
A menos que los requisitos arquitectónicos o de otra índole dicten las dimensiones de las vigas de concreto reforzado, las secciones más económicas para vigas cortas (hasta 6 o 7 metros de longitud) se obtienen cuando la relación de d a b tiene un valor de entre 1½ a 2. Para claros mayores, usualmente se obtiene una mayor economía si se usan secciones altas y estrechas. Las alturas pueden ser tres o cuatro veces los anchos.
2. Deflexiones
El Código ACI en las Tablas 7.3.1.1 y 9.3.1.1 proporciona espesores mínimos de vigas y losas en una sola dirección, para las cuales los cálculos de deflexión no se requieren. Estos valores se combinan para formar una sola tabla, la Tabla 4.1.
Para losas simplemente apoyadas, de concreto de peso normal y acero de Grado 60, la altura mínima dada cuando no se calculan deflexiones es igual a l/20, donde l es la longitud de claro de la losa
4.8 VIGAS EN VOLADIZO Y VIGAS CONTINUAS
Las vigas en voladizo que soportan cargas de gravedad están sometidas a momentos negativos en toda su longitud. En consecuencia, sus varillas de refuerzo se colocan en su parte superior o lados de tensión, como se muestra en la Figura 4.9.
Hasta ahora, sólo se han considerado miembros estáticamente determinados. Sin embargo, el caso más común es que las vigas y losas sean continuas sobre varios apoyos, como en el caso representado en la Figura 4.10. Puesto que el acero de refuerzo es necesario en los lados de tensión de las vigas, se coloca en la parte inferior de las zonas de momentos positivos y en la parte superior de las zonas de momentos negativos. Hay varias maneras de colocar las varillas de refuerzo para resistir los momentos positivos y negativos en los miembros continuos. Un acomodamiento posible se muestra en la Figura 4.10a).
