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Una viga en voladizo es un elemento estructural r铆gido que est谩 soportado en un extremo y libre en el otro extremo, como se muestra en la Figura 1. Los voladizos pueden estar hechos de hormig贸n o acero con un extremo fundido o fijados a un soporte vertical. Esta es una estructura de vigas horizontales con extremos libres expuestos a cargas verticales.
En los edificios, los voladizos se construyen como extensiones de vigas continuas y en los puentes son segmentos de vigas en voladizo. Puede construirse con estructuras moldeadas in situ o segmentadas mediante m茅todos de pretensado.
La construcci贸n en voladizo permite la construcci贸n en voladizo sin soportes ni tirantes adicionales. Este elemento estructural se usa ampliamente en la construcci贸n de puentes, torres y edificios y puede agregar una belleza 煤nica a las estructuras.
Este art铆culo describe algunas acciones estructurales importantes y conceptos b谩sicos de vigas en voladizo durante la construcci贸n.
Tabla de contenido
Comportamiento estructural de vigas en voladizo
Como se muestra en la Figura 2, el voladizo se dobla hacia abajo cuando se somete a una carga vertical. Los voladizos pueden estar sujetos a cargas puntuales, cargas uniformes o cargas fluctuantes.
Independientemente del tipo de carga, se dobla hacia abajo haciendo una convexa hacia arriba. Esta flexi贸n crea tensi贸n en las fibras superiores y compresi贸n en las fibras inferiores. Por lo tanto, el refuerzo principal se proporciona a las fibras superiores de la viga de hormig贸n debido a la alta tensi贸n de tracci贸n que se muestra en la Figura-4.
Ilustraci贸n de la fuerza de corte en voladizo (SF) y el momento de flexi贸n (BM)
El esfuerzo cortante en cualquier secci贸n de la viga en voladizo es la suma de las cargas entre la secci贸n y el extremo libre. El momento de flexi贸n en una secci贸n dada de una viga en voladizo es la suma de los momentos en la secci贸n de todas las cargas que act煤an entre la secci贸n y el extremo libre.
Suponga que una viga AB en voladizo de longitud ‘l’ est谩 sujeta a una carga puntual ‘W’ en el extremo B. La secci贸n XX se coloca a la distancia ‘x’ del borde libre B. En este caso el esfuerzo cortante en la secci贸n XX es RXque es igual a W y el momento flector respecto a la secci贸n XX es M.Xque es igual a Wx
La fuerza cortante en el soporte fijo A se determina manteniendo la secci贸n transversal en A. Esto da la fuerza cortante Ra=W. y el momento Ma = Wl, se construye un diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores.
El momento de flexi贸n de una viga en voladizo es m谩ximo en el extremo fijo y cero en el extremo libre. Para dise帽ar un voladizo estructural, se determinan los diagramas de fuerza de flexi贸n y de corte para todas las combinaciones de carga posibles. La carga sobre la viga es una combinaci贸n de carga muerta y carga viva debido a criterios de dise帽o.
Dise帽o en voladizo
Las vigas en voladizo bajo cargas estructurales est谩n sujetas a momentos y esfuerzos cortantes. El objetivo de cualquier proceso de dise帽o es transferir con seguridad estas tensiones a los soportes.
El momento de flexi贸n del voladizo var铆a desde cero en el extremo libre hasta el m谩ximo en el apoyo del extremo fijo (Figura 3). Por lo tanto, durante el dise帽o en voladizo, el refuerzo principal se proporciona a las fibras superiores de la viga de hormig贸n para soportar con seguridad los esfuerzos de tracci贸n.
La luz m谩xima en voladizo generalmente depende de los siguientes factores:
- profundidad en voladizo
- Tama帽o, tipo y ubicaci贸n de la carga
- la calidad y el tipo de materiales utilizados
Por lo general, para voladizos peque帽os, la luz se limita a 2-3 m. Sin embargo, la luz se puede aumentar aumentando la profundidad o utilizando unidades estructurales de acero o pretensadas. Se pueden construir luces largas dado que la estructura puede contrarrestar el momento generado por el voladizo y transferirlo con seguridad al suelo. Un an谩lisis detallado y el dise帽o de la estructura ayudar谩n a estudiar la viabilidad de los voladizos de gran luz.
Los voladizos deben estar debidamente asegurados a las paredes o soportes para reducir los efectos de vuelco.
Aplicaci贸n de vigas en voladizo en la construcci贸n.
Las estructuras en voladizo se utilizan para:
- Construcci贸n de voladizos y balcones
- Estructura de soporte temporal en voladizo
- Torre de radio independiente sin ramales
- Instalaci贸n de voladizo para p茅rgola
- Construcci贸n de dintel de edificio
Ventajas y desventajas del voladizo
Las principales ventajas de las vigas en voladizo son:
- Los voladizos no requieren apoyo en lados opuestos.
- El momento de flexi贸n negativo creado por la viga en voladizo ayuda a cancelar el momento de flexi贸n positivo creado.
- Las vigas en voladizo son f谩ciles de construir.
Las desventajas de las vigas en voladizo son:
- Una viga en voladizo sufre una gran deflexi贸n.
- Un voladizo recibe un momento mayor.
- Se requiere un fuerte soporte fijo o backspan para estabilizar la estructura.
Preguntas m谩s frecuentes
Una viga en voladizo es un elemento estructural r铆gido que se apoya en un extremo y se mueve libremente en el otro extremo. Una viga en voladizo est谩 hecha de hormig贸n o acero, con un extremo fundido o fijado a un soporte vertical. Esta es una estructura de vigas horizontales cuyos extremos libres est谩n expuestos a cargas verticales.
Por lo general, para voladizos peque帽os, la luz se limita a 2 a 3 m. Sin embargo, la luz se puede aumentar aumentando la profundidad o utilizando unidades estructurales de acero o pretensadas. Se pueden construir luces largas dado que la estructura puede contrarrestar el momento generado por el voladizo y transferirlo con seguridad al suelo. Un an谩lisis detallado y el dise帽o de la estructura ayudar谩n a estudiar la viabilidad de los voladizos de gran luz.
Una viga en voladizo se dobla hacia abajo cuando se somete a una carga vertical. Puede tomar cargas puntuales, cargas uniformes o cargas fluctuantes.
Independientemente del tipo de carga, se dobla hacia abajo haciendo una convexa hacia arriba. Esta flexi贸n provoca tensi贸n en las fibras superiores y compresi贸n en las fibras inferiores. Por lo tanto, durante el dise帽o en voladizo, el refuerzo principal se proporciona a las fibras superiores de la viga de hormig贸n para soportar con seguridad los esfuerzos de tracci贸n.
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