Armaduras de vigas en segunda capa

Hoy estudiaremos a profundidad las armaduras de vigas en segunda capa, junto con el Ing. José Carlos Coya en el marco de nuestro Máster Internacional en Estructuras de Edificación con CYPE.

Cuando el ancho de una viga no es suficiente para alojar todas las armaduras respetando las distancias mínimas entre ellas (las prescritas por la normativa y un hueco para la introducción del vibrador) hay varias posibilidades: aumentar el ancho, disponer barras de mayor diámetro, agrupar barras o colocar armaduras en más de una capa.

Aumentar el ancho es la solución más habitual, aunque implica mayor consumo de hormigón y mayor peso propio. Disponer barras de mayor diámetro o agrupar las barras dispara las longitudes de anclaje y dificulta cumplir las limitaciones de fisuración. En este texto nos centramos en la última opción: colocar armaduras en más de una capa. Supone un mayor trabajo de ferralla, una pequeña pérdida del brazo mecánico y sobre todo nos hace pensar que la sección está muy solicitada, pero puede resultar una solución en muchos casos.

A nivel constructivo, es conveniente que las barras de la segunda capa se superponga exactamente sobre las de la primera para evitar un efecto tamizado del concreto. Por ejemplo, la sección A las armaduras en segunda capa interrumpen el paso del concreto (rojo), mientras que en la sección B permiten dicho paso.

Pérdida de brazo por armadura en segunda capa en vigas

La armadura en segunda capa supone cierta pérdida de brazo mecánico que depende del canto. En cantos grandes es imperceptible, en cantos pequeños es importante.

Por ejemplo, supongamos una viga de 40×80 HA-25 B500S armada con 8ø20 y calculemos su resistencia a flexión.

Si consideramos armado a una capa con recubrimiento mecánico de las armaduras 50 mm el momento último es Mu=730 m·kN. Si consideramos armado a dos capas con recubrimiento mecánico de 80 mm el momento último es Mu=697 m·kN, menos de un 5% de pérdida.

Supongamos ahora la misma viga con sección 40×30.

Si consideramos armado a una capa con recubrimiento mecánico de las armaduras 50 mm el momento último es Mu=292 m·kN. Si consideramos armado a dos capas con recubrimiento mecánico de 80 mm el momento último es Mu=257 m·kN, más de un 10% de pérdida.

Finalmente supongamos la misma viga con sección 40×25.

Si consideramos armado a una capa con recubrimiento mecánico de las armaduras 50 mm el momento último es Mu=108 m·kN. Si consideramos armado a dos capas con recubrimiento mecánico de 80 mm el momento último es Mu=80 m·kN, casi un 25% de pérdida.

Cypecad considera la reducción del brazo mecánico en sus cálculos.

En la imagen vemos una viga con una armadura de positivos continua 2#6 y como refuerzo 2#5 en la misma capa. La resistencia de la sección es de 150 m·kN.

Modificamos el armado para situar el refuerzo en segunda capa. La resistencia de la sección disminuye a 144 m·kN.

Consideración o no del armado en varias capas como error en Cypecad

Podemos ver que el programa emite un mensaje de error por tener la armadura en más de una capa. En realidad, más que un error, es simplemente un aviso que se puede activar o desactivar. Para ello, vamos a Datos generales- Acero por posición y en opciones de vigas elegimos Valoración de errores. En la primera pestaña encontramos las casillas Armadura superior en más de una capa y Armadura inferior en más de una capa. Si las desactivamos, no aparecerá este error.

Número de capas en la armadura de vigas

Si simplemente preferimos la armadura en una capa pero en caso necesario admitimos que esté en una segunda capa, basta activar la opción Cypecad. Vigas. Disponer la armadura en una única capa, si es posible, señalada en verde.

Si queremos ser más estrictos y limitar el número máximo de capas que queremos admitir en una viga, podemos particularizarlo en función de su canto. En naranjo vemos cómo admitimos una única capa en vigas hasta 30 cm y dos capas en vigas hasta 90 cm.

Si con la opción Disponer la armadura en una única capa, si es posible, el programa sigue poniendo armadura en más de una capa, significa que no encuentra en las tablas de armado ninguna entrada que cumpla todas las exigencias del cálculo y disposición de armaduras. La solución pasa por cambiar las dimensiones de la viga, editar las tablas de armado o bien editar directamente el armado de la viga, por ejemplo, sustituyendo varias barras de diámetro pequeño por menos barras de diámetro mayor.

Para continuar en profundidad con el análisis de este y otros temas, consulta nuestros artículos y tutoriales con los cuales podrás ampliar tus conocimientos en el cálculo de estructuras de edificación, sólo tienes que visitar nuestro blog con frecuencia.

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