Cálculo de esfuerzos en pórticos de concreto armado [Hoja De Cálculo Descargable]

PARTE I

Una de las tipologías más frecuentes en edificación son los edificios de pisos, es decir, edificios formados por varios planos horizontales superpuestos.

Existen diversas maneras de resolver la estructura de los edificios de pisos. Una de las más frecuentes consiste en apoyar losas unidireccionales sobre vigas dispuestas en dirección perpendicular que recogen las cargas y las llevan a las columnas.

La combinación de vigas y columnas/pilares en cada dirección se denomina pórtico o marco.

 

 

calculo-cross-portico-losa-unidireccional-zigurat-1
Losa unidireccional

 

Por supuesto, es preciso resolver cómo resiste la estructura ante esfuerzos horizontales, tanto en la dirección de los pórticos como en dirección perpendicular. Existen diversas maneras de hacerlo, bien con los propios pórticos diseñados como resistentes a momentos o bien con otros sistemas, como muros de cortante. Sin embargo, en este texto nos centraremos en los pórticos como sistema resistente a cargas verticales

Por lo tanto, el sistema estructural típico consiste en una serie de pórticos planos – formados por vigas rectas sobre columnas alineadas- que recogen las cargas transmitidas por losas unidireccionales.

De este modo, el análisis bajo cargas verticales se simplifica a un sistema bidimensional que recibe las cargas de las losas. En la figura vemos un edificio formado por 3 pórticos (azul, verde y rojo) y el esquema del pórtico verde central en 2D, con las cargas que le transmiten las losas.

calculo-cross-portico-porticos-planos-zigurat-2
Pórticos planos

 

Esta simplificación permite abordar un cálculo manual  que de otra maner, habría sido difícilmente posible.

En 1930 Hardy Cross publicó su método de distribución de momentos, basado en aproximaciones sucesivas, que permitía calcular estructuras hiperestáticas con métodos asumibles en aquellos tiempos.

Durante décadas se publicaron multitud de textos sobre el método, aparecieron otros métodos iterativos (Takabeya, Kani…) y se buscaron simplificaciones que permitieran su uso más rápido y más generalizado para proyectos complejos, pero el proceso era muy laborioso, como podemos ver en la imagen, que muestra Cálculo de un pórtico de solo 2 claros y 1 altura por el método de Cross implantado en una hoja de cálculo...[Continuar leyendo]

 

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Autor: Arq. José Carlos Coya

Codirector del Máster Internacional en Estructuras de Edificación con CYPE y del Máster Internacional en Cimentaciones y Estructuras de Contención


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