Construcción de Vigas y Elementos Estructurales Sismorresistentes: Guía Completa

Cómo construir vigas: cimentación, peraltadas y estribos para pórtico estructural sismo resistentes

Aprende a construir vigas, cimentaciones y estribos para garantizar la resistencia sísmica de tu vivienda. Consejos prácticos para una construcción segura.

¿Buscas cómo construir las vigas de tu proyecto de construcción? Es un proceso minucioso que debes tomar con precaución, ya que existen diversos tipos de vigas para crear pórticos estructurales sismorresistentes.

En este post, te mostramos qué son las vigas, sus tipos, características y dónde encontrar el mejor distribuidor de acero para fortalecer tus construcciones.

¿Qué son vigas y para qué sirven?

Son los elementos que conectan las columnas. Todo el elemento que van a soportar las vigas va a agarrar o amarrar cada una de las columnas, tanto en la parte superior como en la parte inferior.

Esto es lo que llaman pórticos estructurales sismorresistentes. Pero ¿qué es un pórtico estructural? 

El pórtico estructural es la forma correcta de poder realizar nuestras construcciones. Sirve para sujetar cada uno de los elementos que conforman la estructura de nuestra casa y conseguir una construcción más resistente o lo que se conoce como construcción sismorresistente.

Tipos de vigas para pórticos estructurales sismorresistentes

Cuando hablamos de vigas pueden ser vigas superiores, vigas de vinculación o vigas aéreas. 

Por otro lado, cuando hablamos de elementos inferiores podrían ser vigas de circulación, riostras y vigas bajas.

Vigas de cimentación

Las vigas de cimentación son vigas fabricadas con hormigón armado y se disponen como una cimentación superficial de los pilares de los pórticos estructurales sismorresistentes que sustituyen las zapatas aisladas.

Características vigas de cimentación

Entre las características más fundamentales están:

• Las dimensiones de una viga de cimentación son más grandes que otras vigas.

• Sirven para aquellos suelos con alta capacidad portante y suelos bajos.

• Equilibra los esfuerzos en zapatas que tienen mala distribución.

• El acero de arriba es más mayor que el acero inferior.

• Su altura es mayor que la zapata.

• Se usan en edificios de varios pisos.

Vigas peraltadas

Estas vigas son estructuras que se hacen con el vaciado de concreto y el acero reforzado. Se usan en encofrados, por tener un mayor peralte al espesor de una losa. 

Características de vigas peraltadas

Las características más importantes son:

• Las vigas peraltadas son fabricadas de varios cantos y modelos según su luz. 

• Su pendiente puede ser del 10 % o 15 % según la longitud del elemento.

• Las vigas pueden medir más de 40 metros. 

• Son usados en cubiertas de dos aguas para recoger y evacuar el agua de la lluvia.

• Las vigas peraltadas como la delta son usadas con viguetas para soportar las cubiertas.

Vigas aéreas

Las vigas aéreas, también se les conoce como vigas vistas o expuestas. Se fabrican con acero o también, hormigón armado. Se pueden ver con facilidad en el techo o entrepisos. 

Pero también, se relacionan con el acabado convirtiéndose en una decoración arquitectónica.

Características de vigas aéreas

Muchas son sus características, pues las vigas aéreas son ideales para proporcionar resistencia a tus construcciones. Aquí sus principales:

• Hormigón armado. Es el material más usado para mantener su durabilidad y resistencia.

• Acero. Gracias a este material, las vigas aéreas son más resistentes y hacen diseños al estilo vanguardista.

• Madera. También se puede hacer en este material para mayor calidez y aspecto natural.

• Soporte estructural. Soportan grandes cargas y mantienen una estabilidad estructural.

• Distribución de peso. Permite tener una mejor distribución de peso en las estructuras como techos, entrepisos, etc.

Vigas superiores

Estas vigas superiores son muy conocidas por servir como vigas para techo o de vigas principales. Son una especie de elementos estructurales horizontales.

Se ubican en la parte superior de un proyecto de construcción, soportando así todo el peso del techo y distribuyéndolo notablemente hacia los otros elementos estructurales inferiores como lo son las columnas, los muros, las cargas, entre otros.

Características de las vigas superiores

Las vigas superiores tienen características puntuales como son:

• Función. La principal función de estás vigas es poder soportar todas las cargas del techo y también transmitirlas hacia los elementos mucho más inferiores de las estructuras.

• Ubicación. Estás se sitúan en la parte superior de los muros o las columnas y forman una especie de refuerzo de esqueleto, el cual sostiene el techo.

• Materiales. Son construidas con materiales muy diferentes, como lo es la madera, el hormigón armado, el acero o combinaciones de estos.

• Tipos. Existen diferentes modelos de vigas superiores según su forma, el material y la función. Las vigas hechas de madera, las vigas de acero, las vigas compuestas y las vigas de hormigón armado. 

• Diseño. Su fuerte diseño puede también variar según la carga que deban soportar. Por otro lado, la luz que deben cubrir y su estilo arquitectónico con relación al edificio. Pueden llegar a ser rectangulares, en L, T, o mantener secciones un poco más complejas aprobadas por un experto en construcción.

• Dimensiones. Sus dimensiones van a depender de la carga que están dispuestas a soportar y, sobre todo, de la luz que tienen que cubrir.

Vigas de vinculación

Las vigas de vinculación se usan para formar estructuras horizontales y conectar la estructura con las vigas principales, muros y columnas. Tiene la función principal de unir y fortalecer la construcción.

Características de vigas de vinculación

Sus características implican una cimentación profunda para el refuerzo de las cargas del suelo. Aquí vemos otros puntos vitales a conocer:

• Distribuir cargas de manera uniforme en toda la estructura.

• Absorbe los esfuerzos cortantes y de flexión que se producen en la estructura. 

• En la periferia de los edificios. Estas vigas se montan en los bordes de las edificaciones para formar un cinturón que protege el edificio.

• Otro lugar donde se ubica es en el interior de las edificaciones, sobre todo, en áreas en que se necesita mayor rigidez.

• Hormigón armado y acero. Es muy usado para este tipo de vigas por su versatilidad, así como el acero por su ligereza y resistencia.

• Tipos de vigas. Entre los tipos de vigas de vinculación están las vigas de borde, intermedias y de contrafuerte. 

• Sección transversal. Dependiente de las cargas que necesita soportar, su forma puede ser en L, en T o rectangular.

• Armado. En las vigas de vinculación, el armado tiene variación según sus cargas y esfuerzos cortantes a lo que está sometido.

Vigas de circulación

Esta clase de vigas son elementos estructurales diseñados de forma horizontal con la finalidad de soportar las cargas vivas y muertas. En aquellas áreas que son destinadas al tránsito de las personas, los vehículos o los equipos. 

Por otra parte, se puede decir que son elementos que logran soportar los pisos, los techos y las losas que utilizamos para poder movilizarnos dentro de un área, un edificio o una estructura.

Características de las vigas de circulación

Algunas de sus características son:

• Diseño y dimensiones. Tienen varias formas y dimensiones, pero dependen del espacio y cargas que soportan. Es un diseño estético y resistente.

• Capacidad de carga. Soportan cargas tanto temporales como permanentes. Por ejemplo, el peso de muebles, personas y equipos. 

• Resistencia a la deformación. Las vigas de circulación son resistentes cuando se diseñan y fabrican con las normas técnicas adecuadas para cumplir con la seguridad y evitar deformaciones.

Riostras

Las riostras son conocidas por ser elementos estructurales muy usados para poder brindarle un mejor soporte y estabilidad a los pórticos estructurales sismorresistentes. 

Esto evita movimientos involuntarios no deseados, deformaciones o colapsos. La función principal de las riostras es la de lograr conectar y también consolidar los diversos componentes de la estructura. 

Tales como lo son las columnas, los pilares y las columnas, asegurando un buen trabajo en conjunto de una manera muy eficiente y mucho más segura.

Características de las riostras

Las características de las riostras son las siguientes:

• Estabilidad en la estructura. Contribuyen a evitar movimientos bruscos o no deseados, como la flexión, la torsión y el pandeo, que pueden comprometer la seguridad de los pórticos estructurales sismorresistentes.

• Mejor distribución de cargas. Distribuye de forma uniforme las cargas, la tensión y aumenta la resistencia de los pórticos.

• Prevención de daños y deformaciones. Gracias al reforzamiento de los pórticos estructurales sismorresistentes, esto evita daños o deformaciones en las columnas, lo que permite que perdure en el tiempo la construcción.

• Disminución de vibraciones. Reduce las vibraciones de los rascacielos y puentes, manteniendo seguridad, resistencia y comodidad a los ocupantes.

• Adaptación a los tipos de climas. Sin duda, las riostras son eficaces ante climas fuertes y movimientos sísmicos, garantizando pórticos estructurales sismorresistentes y duraderos.

Vigas bajas

Las vigas bajas son aquellas que tienen una altura mucho menor en relación a la distancia entre columnas. Es un perfil más esbelto y tiene un mejor acabado estético.

Características de las vigas bajas

Veamos cuáles son las características más fundamentales de las vigas bajas:

• Eficiencia estructural. Gracias a sus dimensiones y forma, el uso de los materiales es eficiente. También optimiza el peso y reduce los costos de la obra.

• Uso en edificios de múltiples plantas. Se pueden aplicar a los entrepisos que necesitan un buen soporte pero que no consumen mucha altura.

• Estética. Pueden aportar un buen acabado, ya que en algunos casos son vistas.

• Instalaciones y servicios. El diseño permite que se instalen diferentes conductos como la electricidad, aire acondicionado y otros elementos para integrarse en el espacio entre viga y techo.

• Facilidad de instalación. Gracias a su bajo peso, la instalación de las vigas bajas es relativamente fácil, en comparación con las vigas peraltadas y otras tradicionales.

• Resistencia a la flexión. Ayudan en la protección de las estructuras para evitar fallas o deformaciones.

Cómo hacer vigas para pórticos estructurales sismorresistentes

En la ingeniería estructural, para poder armar el hierro en nuestras vigas, debemos de ubicar una serie de elementos o hierros en su interior. 

Esto sirve para conseguir una fortaleza con el acero de refuerzo. Este tipo de vigas no se arman como las columnas ni tampoco se arman como los pilotes. 

Vigas superiores e inferiores

Para el armado de las vigas superiores o inferiores se necesita una cantidad de perfiles de acero estructural con las medidas y los diámetros que se deben entender.

Las vigas superiores deben ser superiores, de 35 de alto a 25 de ancho. La viga inferior puede ser de 25 cm por 25 cm. Las vigas inferiores no tienen problemas porque se apoyan en muros que debemos construir por debajo de nuestra viga que va a soportar.

La viga no trabaja de forma unitaria sino que va a estar apoyada sobre un muro de concreto. Este muro hace que la viga no contenga tanto acero. Estos muros pueden ser de piedras.

Estribos resistentes

Las vigas se conforman por cuatro aceros estructurales que son los principales y tienen un diámetro o espesor de 12 milímetros. El diámetro siempre tiene que ser corrugado para que no se salga del concreto armado o encofrado.

Las vigas superiores tienen dos tipos de aceros, que son aceros de 12 milímetros; los estribos son los anillos que unen los aceros principales. Estos deben estar armados con acero de 10 milímetros o de 3⁄8 de pulgada.

El armado se hace dividiendo la distancia que hay entre columna y columna entre tres partes. En una primera parte se colocan los estribos a 10 cm, en la parte central los estribos de linaje a 15 cm y en la tercera parte los estribos van a 10 cm. 

Para reforzar se ubican ocho aceros, pero los hierros centrales deben hacer que la viga se pueda doblar.

Conclusión

Como vimos, las vigas son vitales para crear pórticos estructurales sismorresistentes y que ayuden en la distribución de las cargas. Estas estructuras de diferentes materiales garantizan una seguridad y estabilidad ante terremotos. 

Por eso, al conocer los tipos de vigas, como las superiores, peraltadas, inferiores, de cimentación, de vinculación y demás, es importante saber su función específica, como se explicó a lo largo del artículo.

Además, es fundamental que te asesores con expertos en la ingeniería estructural para evitar mal cálculo en tus proyectos de construcción. Y si apenas está iniciando en esta rama, esta información es muy oportuna.

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