Partimos de la base de que abrir huecos que afecten a elementos estructurales es una chapuza, es decir, que todo lo que digamos aquí versará sobre la manera de hacer una chapuza lo menos chapucera posible.
Generalmente el principio filosófico en que se basan las soluciones es el mismo con diferentes nombres: la tradición, la experiencia, el "siempresehizoasíynuncapasanada", etc. Este último chirría bastante porque a la vista está que pasar, en edificación, pasa de todo. La explicación física de que no pasen cosas más a menudo es el teorema del límite inferior de la plasticidad que dice que si hay un mecanismo resistente que funcione, la estructura no se cae. La definición es muy basta, pero el teorema existe y viene a decir más o menos eso.
Afortunadamente las estructuras de hormigón son fuertemente hiperestáticas, es decir, tienen más de un mecanismo resistente para todo. Por ejemplo, hacemos un hueco que rompe una vigueta. Los dos trozos de viguetas deberían caerse ¿no? Pues no necesariamente. En primer lugar, es posible que la vigueta quede funcionando como dos tramos volados, dando lugar al diagrama de flectores dibujado en verde. El tramo corto aún es creíble, el largo no tanto, suponiendo que las luces del forjado son de 6 m, el diagrama verde claro muestra un vuelo de unos 4 m. Pero además en la obra hay una losa superior de hormigón que, aunque no esté prevista para eso, puede acabar puenteando la carga (rojo). Y entre unas cosas y otras puede resistir. O en algún caso puede que no.
Fuente: elaboración propia
Con las vigas ocurre algo parecido, la carga se va por aquí o por allá y mal que bien va tirando. La inmensa mayoría de esas situaciones se resuelven por mera intución y, cuando esta falla, porque entran en juego mecanismos resistentes que el proyectista ni pensó o porque los que pensó funcionaron mejor de lo esperado.
En el caso de vigas, la solución típica es calcular considerando únicamente el ancho no afectado por el hueco y colocar entonces la armadura a ambos lados.
En vigas de borde se anchea un tramo, se coloca en ese sobreancho la mitad de la armadura y se refuerzan los estribos sin miramientos, como muestra la figura.
Fuente: CYPE. Biblioteca de Detalles Constructivos
URL: http://detallesconstructivos.cype.es/EHL734.html
La buena noticia es que Cypecad permite comprobar el refuerzo en los huecos verticales en vigas.
Fuente: CYPE. Novedades de la versión 2014.b
URL: http://descargas.cype.es/2014/version_2014_b.htm#huecos_verticales_en_vigas
Por supuesto, tiene sus limitaciones:
- La dimensión transversal del hueco vertical debe ser inferior a un tercio del ancho del alma o a dos tercios del ancho del ala, en función de la zona en que esté situado el hueco.
- La longitud del hueco debe ser inferior a la anchura del alma y al canto de la viga.
- La posición del hueco vertical debe garantizar que se respeten los recubrimientos en todas las caras del hueco.
- La distancia libre entre un hueco vertical y el apoyo de la viga debe ser superior a la longitud de confinamiento lateral del hueco.
- La distancia libre entre huecos consecutivos, horizontales o verticales, debe ser superior a dos veces el canto de la viga y superior a la anchura del alma de la viga.
- No se permite la introducción de huecos horizontales ni verticales en las zonas de confinamiento descritas en la norma sísmica seleccionada.
Las limitaciones se deben, en buena parte, a que los huecos no se consideran en el modelo de cálculo y por lo tanto no afectan a la rigidez de las barras del modelo, sino que se comprueban en base a los esfuerzos obtenidos con las barras ignorando los huecos.
Veamos un ejemplo. Tenemos una pequeña estructura con una viga central en la que necesitamos hacer un hueco circular de 12 cm.
Esta es la viga en cuestión, antes de generar el hueco.
Generamos un nuevo hueco vertical de 12 cm de diámetro
Lo situamos en su posición
Editamos sus características, como los diámetros y distancias del armado de refuerzo
Finalmente tenemos la viga con el hueco incluido, podemos incluso capturarlo en una sección (rojo). Vemos el refuerzo de armado longitudinal (azul) y de estribos (verde).
Obviamente la viga saldrá con toda esta información en los planos de despiece de vigas.
