¿Qué es la desviación del haz?
Muchos edificios usan un marco estructural de acero para soportar el peso del edificio, sus muebles y todas las personas que trabajan o visitan allí. Se pueden usar otros materiales para soportar edificios, incluido el hormigón armado, que es concreto con un marco de acero interno llamado barra de refuerzo. Los arquitectos diseñan la estructura de la viga utilizando cálculos para las diversas tensiones que se producen por el peso del edificio, las personas o los vehículos, y cualquier posible efecto del viento o la nieve. Las tensiones causan la desviación de la viga, que es la flexión o torsión de los miembros estructurales debido a cargas de construcción, movimiento de personas o cambios climáticos.
Las vigas estructurales pueden exponerse a diferentes tipos de tensiones. La tensión es una fuerza que separa la viga, que el acero puede resistir bien, pero el hormigón no. La barra de refuerzo se coloca dentro de estructuras de hormigón armado para resistir las fuerzas de tensión.
La compresión es una fuerza que empuja desde ambos extremos de una viga hacia el centro. Cualquier pared o viga vertical está bajo tensión de compresión por el peso del edificio que se encuentra sobre él. El concreto es muy bueno para resistir las fuerzas de compresión, y el acero algo menos porque puede doblarse. Esta es la razón por la cual el acero estructural se produce en una forma que parece una letra mayúscula "I", llamada viga en I. Estos están diseñados con dos placas de acero colocadas a 90 grados de una viga principal y que se extienden a lo largo de la misma para evitar que se doblen o doblen.
La cantidad de desviación de la viga depende del tamaño de la viga, los materiales utilizados y el peso y la posición de cualquier objeto colocado sobre ella. Un piso de concreto vertido sobre una estructura de viga de acero puede tener poca desviación, porque el peso del piso se distribuye o se extiende de manera uniforme sobre toda la superficie de la viga. Las vigas verticales de la pared deben estar diseñadas para soportar el peso, llamado carga, del acero y el piso de concreto para evitar cualquier desviación en las paredes.
Una viga puede desviarse más si se coloca un gran peso en un punto más alejado de donde la viga está apoyada o unida al edificio. Este tipo de carga es muy importante para los cálculos de deflexión de la viga y puede requerir vigas adicionales o muros de soporte por debajo del punto de deflexión máximo. Las vigas solo soportadas en un extremo también se analizan cuidadosamente para detectar la desviación de la viga.
Cualquier estructura soportada en un extremo se llama voladizo, y se usa comúnmente para balcones, pasillos y diseños de techos colgantes. El voladizo debe diseñarse cuidadosamente para soportar las cargas máximas esperadas de objetos o personas, así como un generoso factor de seguridad. Los cables que se extienden hasta el piso por encima o los postes de soporte debajo de la sección en voladizo se pueden agregar para soportar cargas adicionales, pero pueden afectar la estética o el atractivo visual del diseño sobresaliente.
Otra preocupación de diseño es la vibración, que es una forma de desviación del haz. Los terremotos, los vientos y el movimiento de personas o vehículos pueden hacer vibrar el acero estructural o el concreto. La vibración es un movimiento repetido del haz en un movimiento de ida y vuelta. Puede ser aceptable en pequeñas cantidades, pero las vibraciones más grandes pueden dañar paredes o muebles, o incluso conducir a la destrucción del edificio. Esto puede ocurrir de manera diferente según el lugar donde se apoyan las vigas, y debe incluirse en el diseño de estructuras de acero u hormigón.