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Una viga de conexión es un componente que resiste fuerzas laterales en una estructura. Describe los tipos, los beneficios y el diseño de vigas acopladas según ACI 318-11. Las vigas acopladas se usan efectivamente para combinar dos muros de corte u otros elementos usados para soportar cargas laterales.
Como resultado, se reducen los efectos de vuelco y aumenta la rigidez general del sistema. Además, si las vigas unidas están adecuadamente proporcionadas por encima del segundo piso del edificio, las bisagras plásticas se desplegarán y simultáneamente sufrirán una rotación similar en los extremos de las vigas por encima de la altura de la estructura.
Esto da como resultado una disipación de energía de entrada distribuida a lo largo de la altura estructural de las vigas de conexión en lugar de concentrarse principalmente en los pilares de las paredes de la planta baja.
Por lo tanto, la función principal de las vigas acopladas es disipar energía y aumentar la rigidez y resistencia del sistema de carga lateral de la estructura. Obtiene el rendimiento de su viga de acoplamiento favorita si está diseñada con la resistencia y rigidez adecuadas. Además, la viga de conexión debe ceder frente a los pilares del muro, exhibir un comportamiento dúctil y poseer propiedades apreciables de absorción de energía. La Figura-1 muestra las vigas combinadas de las estructuras a, b y c.
Figura-1: (a), (b) y (c) son ejemplos de vigas acopladas en una estructura.
Una viga acoplada debe diseñarse de la siguiente manera: Por encima del acoplamiento y por debajo del acoplamiento El primero hace que el sistema se comporte como una sola pared sólida con una pequeña acción de marco, mientras que el segundo hace que el sistema se comporte como dos paredes separadas y, por lo tanto, se previene o evita.
Tabla de contenido
Tipos de vigas de unión utilizadas en la estructura.
Hay dos tipos de vigas de conexión que se utilizan en la construcción.
- Viga adherida de hormigón armado convencional
- Viga adherida de hormigón armado diagonal
Viga de unión de hormigón armado convencional
Este tipo de viga de amarre se parece al concreto reforzado regular con estribos de corte más refuerzos inferiores y superiores. Se utiliza cuando la viga es bastante larga en comparación con su profundidad. Tales vigas experimentarán rótulas de momento en los extremos y el tipo de falla será falla dúctil. La figura 2 muestra una viga de acoplamiento reforzada convencional.
Figura-2: Viga de unión con refuerzo horizontal
Viga adherida de hormigón armado diagonal
Cuando la relación de longitud de la viga unida está cerca de su profundidad, el diseño de la viga está dominado por cortante y es frágil hasta la falla. Se proporciona refuerzo diagonal para evitar la fractura frágil y resistir el corte. Esta disposición de refuerzo reduce la cantidad de refuerzo de cortante. La figura 3 muestra un ejemplo de una viga acoplada oblicua.
Figura-3: Refuerzo diagonal de vigas de conexión
Tipo de viga acoplada según ACI 318-11
Para propósitos de diseño, Instituto Americano del Concreto (ACI 318-11) Las vigas adosadas de hormigón armado se clasifican en tres categorías según la relación entre la luz efectiva de la viga adosada y su canto (lnorte/h) nivel de esfuerzo cortante en la viga de conexión. Los tres tipos de vigas de acoplamiento se describen en:
1. (Combinando vigas con lnorte/h) >/= 4
Una viga acoplada se diseña como un pórtico especial resistente a momentos y debe cumplir con los requisitos y proporciones de los pórticos especiales resistentes a momentos proporcionados por la sección 21.5 del Código ACI, además de 21.5.1.3 y 21.5.1.4.
No hay espacio para barras de refuerzo diagonales, por lo que las barras de refuerzo se colocan horizontalmente por encima y por debajo de la viga.
2. Viga combinada (lnorte/h) < 0,2 y 
Esta viga consistirá en dos vigas de acero que se cruzan montadas en diagonal y simétricamente alrededor del centro del vano, a menos que se demuestre que la pérdida de rigidez y resistencia en la viga de conexión no reduce la capacidad de carga vertical de la estructura, integridad no estructural. debe reforzarse en grupos. componentes y sus conexiones o salidas post-terremotos de las estructuras.
3. Otras vigas acopladas
Otras vigas acopladas son vigas no incluidas en las dos categorías anteriores y pueden ser reforzadas con vigas de pórtico de momento reforzadas convencionales o dos grupos cruzados de acero colocados en diagonal.
Pautas de diseño de vigas acopladas según el código ACI
La figura 4 muestra el diseño del espacio de vigas combinadas. El área sombreada gruesa especifica el límite superior del diseño de cortante de la viga. Las vigas ubicadas en áreas ligeramente sombreadas pueden diseñarse de acuerdo con el código ACI, pero pueden presentar problemas de construcción debido al apiñamiento de las barras de refuerzo. Además, las vigas a la izquierda de la línea discontinua están diseñadas con barras de acero reforzadas en diagonal. Sin embargo, el de la derecha está correctamente diseñado con una viga de marco de momento especial. además, de muy pequeño (lnorte/h) Las relaciones se pueden diseñar utilizando el modelo de bielas y tirantes provisto en el Apéndice A del Código ACI.
Figura 4: Directrices de diseño de vigas acopladas según el código ACI
Finalmente, los pasos de diseño detallados para vigas acopladas están más allá del alcance de este artículo. Sin embargo, está documentado en un informe preparado para el Departamento de Comercio de EE. UU.: Concreto colado en el lugar, diseño sísmico de muros estructurales especiales y vigas de amarre, guía para ingenieros prácticos.