¿Qué es una viga de hormigón?

En ingeniería estructural, una viga de hormigón es una unidad de soporte de carga que se puede utilizar para transportar cargas horizontales y verticales. Conocidas como vigas de hormigón armado o vigas de hormigón armado de cemento (RCC), estas vigas se hacen encerrando barras de acero, placas o fibras dentro del hormigón. Tal refuerzo de acero aumenta la resistencia de la viga y permite que la viga haga frente a tensiones de tensión y resista la flexión. Sin el refuerzo de acero, la viga de concreto sería frágil y se rompería bajo las cargas impuestas sobre ella.

El coeficiente de expansión térmica del hormigón y el acero es similar. Esta similitud asegura que haya poca o ninguna tensión interna causada por la expansión térmica y las diferencias de contracción térmica entre los dos materiales. Tales diferencias podrían haber debilitado la viga de hormigón. Otro factor que permite una transmisión de tensión más eficiente entre el acero y el concreto es que cuando el cemento húmedo que se aplica al acero se seca, su superficie corresponde exactamente a la de la superficie del acero. Para hacer que el acero y el concreto se unan mejor, el acero generalmente es corrugado o rugoso.

Encerrar el acero dentro del concreto lo protege del clima y evita que el acero se corroa. Si el acero se oxidara, se expandiría y agrietaría, y se separaría del revestimiento de hormigón. Esto debilitaría nuevamente la construcción de la viga.

Las vigas de hormigón se usan ampliamente en la construcción de edificios contemporáneos y en la construcción de puentes de carreteras. Es común utilizar vigas de hormigón pretensado para puentes. Estas vigas se hacen estirando tendones de acero de alta resistencia, fundiendo el concreto a su alrededor y luego soltando los tendones cuando el concreto comienza a curarse. Las secciones transversales rectangulares y las secciones transversales de viga universal se usan comúnmente en la construcción de edificios con estructura de acero. La viga universal también se conoce como viga en I, viga de brida ancha o columna universal.

Se utilizan varios métodos matemáticos, calculados con un programa informático de calculadora de vigas, para determinar las fuerzas de vigas de hormigón internas y externas y las desviaciones de las vigas. Las fuerzas del haz se determinan por el método de rigidez o desplazamiento directo, el método de distribución de momento y el método de flexibilidad. Las desviaciones de las vigas se determinan mediante el método de desviación de la pendiente y el método de trabajo virtual. La ecuación del haz de Euler-Bernoulli se usa comúnmente para llevar a cabo el análisis del haz de las estructuras del haz.

Para que una construcción sea estructuralmente sólida, es importante que los ingenieros calculen cuánta carga puede soportar con seguridad una viga de hormigón y los tipos de fuerzas que se le impondrán. Las deflexiones de la viga también se buscan por razones de seguridad estructural, como para reducir el contacto de la viga con materiales de construcción que pueden ser frágiles. Las desviaciones del haz también se pueden llevar a cabo para dar a la arquitectura un aspecto más estéticamente agradable; por ejemplo, para asegurar que no haya hundimientos en las vigas.