Entendiendo las vigas: Claves para diferenciar fundación, equilibrio y arriostre

Descifrando la jerga: Fundación, equilibrio y arriostre, ¿en qué se diferencian las vigas?

¿Te confunden los términos «viga de fundación«, «viga de equilibrio» y «viga de arriostre»?  tranquilo, ¡esta guía te ayudará!, aquí desentrañaremos las diferencias entre estos elementos y sus funciones específicas en la construcción.

Si estás involucrado en la industria de la construcción de algún modo, sea porque estudias ingeniería, arquitectura, estructura o, simplemente quieres incursionar en este fascinante campo, puede que te asalte la duda sobre qué es una viga de fundación, de equilibrio o de arriostre, especialmente en proyectos de concreto o acero estructural.

Para aclarar este panorama, desciframos la jerga para entender las vigas con algunos datos claves para diferenciar fundación, equilibrio y arriostre. 

El objetivo es saber diferenciar las distintas vigas y sus aplicaciones en la construcción, según su comportamiento en cada caso.

Quédate con nosotros y conoce en esta guía todas las claves para diferenciar una viga de fundación, de equilibrio y de arriostre, y verás que una vez se entienda la función, comportamiento y características de estas vigas será más fácil diferenciar unas de otras.  

Claves para diferenciar conceptos de ingeniería en la construcción

Al momento de abordar un proyecto constructivo de cualquier índole, es conveniente que las soluciones arquitectónicas planteadas estén avaladas por conceptos de ingeniería sólidos, para elegir los materiales más adecuados a la construcción. 

¿Por qué?, porque a simple vista, las vigas son muy similares, pero en la realidad práctica tienen características estructurales que las diferencian en gran medida.    

Dentro de tales característica más notorias, se pueden mencionar las dimensiones, por ejemplo, una viga de cimentación o vigas de equilibrio como se le conoce también  tienen una sección superior (más peralte) que la de conexión, porque aporta mayor rigidez a la estructura que soportará grandes momentos transmitidos hacia las columnas y zapatas (cimientos). 

Algunos datos iniciales a saber sobre los tipos de vigas de fundación, equilibrio y arriostre

Con la finalidad de contextualizar estos conceptos, a continuación desentrañaremos las diferencias entre una viga de fundación, de equilibrio y de arriostre para saber con exactitud cuál elegir para construir una estructura más sólida y segura. 

En construcción, concretamente en las fundaciones, se construyen vigas a distintas alturas y propósitos, donde según la posición de estas y la forma cómo se construyan tendrán diferentes funciones, de lo cual dependerá su denominación. 

Esta aclaratoria es necesaria toda vez que en la comunidad de ingenieros civiles y constructores en general se evidencia una notable confusión de esta terminología.

Es decir, suelen confundirse los conceptos de vigas de arriostre, de fundación o de equilibrio, siendo necesario establecer con mayor detalle sus diferencias a través de algunos análisis didácticos en 3D.

Clasificación de vigas de fundación, equilibrio y arriostre mediante el análisis de una maqueta virtual 

Para ilustrar al lector, procederemos a analizar una maqueta de hormigón en 3D, donde se evidencia una estructura con los 3 tipos básicos de vigas: de fundación, de equilibrio y de arriostre. 

Las dimensiones de la armazón cuenta con zapatas típicas para resistir las cargas estructurales de 6 losas.

Vigas de fundación

La estructura de ejemplo carece de fundaciones expuestas, están bajo la superficie del suelo a nivel de las vigas. Cuando el terreno sobre el cual se construye una estructura es de baja calidad, como en este caso, o bien si hay un incremento en la cantidad de losas, necesariamente se debe aumentar o reforzar el tamaño de sus zapatas.

Este incremento en las dimensiones de las zapatas como nuestro ejemplo, se evidencia que estas buscarán encontrarse entre ellas, lo cual no representa una solución eficaz en términos económicos, siendo necesario entonces recurrir a otra propuesta igual de segura pero más rentable, siendo allí donde entran en juego estratégico las vigas de fundación.

Vigas de equilibrio 

Para abordar las vigas de equilibrio, es necesario retomar las zapatas aisladas, en nuestro ejemplo, es una construcción simulada al lado de otra edificación a su izquierda; esto significa que las zapatas deberán ser medianeras. 

Es un tipo de zapata que no se extiende en 4 direcciones sino en 3 de ellas, con una cara al frente truncada o cortada.

Esta particularidad permite un comportamiento ligeramente diferente a las zapatas centrales de la estructura. 

Funcionan de la siguiente manera: cuando se cuenta con una zapata central, la carga de la columna se transfiere hacia dicha zapata, y la reacción del suelo se alínea con dicha carga, siendo lo ideal en este tipo de fundaciones.

• ¿Qué pasa si hay una zapata de medianera?

Cuando hay una zapata de medianera, la carga de la columna se desalinea de la reacción del suelo hacia la zapata; en cuyo caso siempre estará hacia el centro de la base de dicho elemento. El hecho de que la reacción del suelo hacia la estructura esté excéntrico con relación a la carga, conlleva a momentos flectores tanto en la zapata como en la columna.

Se observará entonces que la zapata intentará levantarse de su base o elevarse, evidenciándose que la punta de la zapata buscará elevarse, y obviamente este movimiento resulta perjudicial para la columna porque tenderá a doblarse. 

Para evitar esa flexión, se construye una viga de equilibrio, que al estar vaciada de una forma monolítica con ambas zapatas, no permite que se eleve la punta.

Cuando la reacción del suelo intente elevar la punta de la zapata, esta se apoyará en la viga gracias a su vaciado único, y aunque buscará flectar su alto peralte impedirá que flectee en exceso. Por lo tanto, la función central de la viga de equilibrio es aportar mayor rigidez y equilibrio a toda la estructura.

Vigas de arriostre

Por su parte, las vigas de arriostre son aquellas interpuestas a media altura entre una viga de fundación o losa y la zapata; tal disposición es con la finalidad de disminuir la longitud efectiva de una columna. 

Por ejemplo, al vaciar una zapata, por lo general se encuentra a unos 2 ó 3 mts de profundidad del suelo (según la capacidad de resistencia o calidad del suelo).

Desde la zapata hasta la primera losa, la longitud disponible ronda los 5 ó 6mts, considerando además que en la primera planta suele diseñarse para locales comerciales que requieren altura. 

Todo ello conlleva a columnas muy altas, dando como resultado pandeos en este elemento, lo que se corrige con vigas de sostén a media altura de dichas columnas.

• Consecuencias al construir una viga de arriostre a nivel de la fundación/cimiento o zapata

El objetivo de la viga de arriostre es disminuir la longitud de la columna, es decir, ejercer presión para que la columna no pandee. 

Por lo tanto, es un elemento estructural que puede contribuir con la fundación, pero en menor medida, ya que su función estratégica es a media altura para minimizar la longitud de columnas superiores a los 3mts.

De tal manera, que si se construye una viga de arriostre a nivel de la zapata, sólo se evita la rotación de la columna a nivel de dicha zapata, que es válido, aunque no disminuye en gran medida el pandeo como si lo hace a media altura de columnas de 6mts por ejemplo. 

Diferencias entre vigas: tabla resumen

Antes de emprender cualquier proyecto arquitectónico es necesario redundar en la importancia que revisten las vigas en la estructura de una edificación. 

Aunque es común escuchar a las personas hablar de este elemento, realmente no tienen total conciencia de la importancia que tienen las vigas para la estabilidad y seguridad de las construcciones. 

Por ello, es esencial apostar por una buena planificación, considerando la calidad de los materiales, características del suelo, función que cumplirá cada viga en al armazón, a fin de determinar lo mejor posible dónde y cómo colocar una viga de fundación, de arriostre o de equilibrio. 

Un descuido puede originar graves consecuencias, tanto para el propio sistema estructural como para sus habitantes. Veamos un cuadro resumen para cotejar sus diferencias:

¿Por qué elegir la viga adecuada?: consideraciones finales

En una construcción, independiente de su envergadura y uso que se le dará, cada elemento es importante y tiene una función específica en la edificación; sin embargo, algunos elementos cobran mayor relevancia al momento de abordar el proyecto. 

Dentro de estos las vigas de fundación, de equilibrio y arriostre son piezas esenciales en toda construcción.

Estas vigas en acero y concreto tienen un diseño pensado para soportar grandes cargas, flexión y tensión, en razón de la importancia que revisten en el campo de la arquitectura e ingeniería, sin ellas es casi imposible mantener una construcción lo suficientemente estable y segura. 

Construcciones evolucionadas 

Dada la importancia de las vigas de fundación, equilibrio, arriostre entre otros sistemas estructurales, los materiales usados en la industria de la construcción civil han evolucionado para ofrecer y garantizar mayor resistencia y estabilidad.   

Pasando de vigas de madera y otros materiales, a estructuras de acero y/o hierro, ultra resistentes y ligeras.

La razón de ello, es porque con el tiempo, el hombre comprobó que era posible construir edificaciones más grandes y resistentes. Dando lugar a construcciones verticales, lo que aumentó la demanda de las vigas para fundaciones, arriostre y de equilibrio, y progresivamente se fueron fabricando con materiales de mayor resistencia. 

Actualmente se comercializa acero de alta densidad y calidad, consolidando empresas como 3G Aceros distribuidores de perfiles de acero en todo México, siguiendo los estándares de fabricación más rigurosos del mundo, para comercializar acero certificado de alta gama.

Su objetivo es ofrecer materiales más versátiles y novedosos que tengan la capacidad de soportar grandes cargas y flexiones, comenzando una nueva era para los profesionales de la construcción y las edificaciones. Actualmente es posible optar por distintos tipos de vigas de fundación, equilibrio y arriostre conforme al modelo de análisis que se desee usar para la estructura de la edificación.

3G Aceros: ¿Por qué nosotros?  

La respuesta a esta pregunta es muy elocuente, en 3G Aceros somos expertos en fabricar, distribuir y comercializar acero de la más alta calidad que encontrarás en México. Nos precede el reconocimiento por parte de nuestra distinguida plantilla de clientes que han desarrollado proyectos de distintos tipos y dimensiones con vigas de fundación, de equilibrio y arriostre procesadas en nuestros talleres.

Y eso no es todo, también conocen nuestros sistemas estructurales, perfiles de acero en diversos formatos, largos y cortos, paneles/láminas multitechos, multipaneles, accesorios, etc, que han usado en gran variedad de proyectos, cubiertas y superficies interiores y exteriores. 

Esto significa que 3G Aceros es parte de la historia detrás de cada proyecto que se ha desarrollado en este país a lo largo de sus más de 3 décadas.

Es un orgullo y una satisfacción, saber que somos parte tu hogar o entorno de trabajo; lo que impulsa a 3G Aceros a mejorar cada día nuestros procesos de producción de acero para continuar ofreciendo lo mejor en términos de calidad, flexibilidad, versatilidad y precio. 

No sólo en vigas de fundación, equilibrio y arriostre, sino también en piezas fabricadas a la medida de cada necesidad particular de nuestros clientes y cada proyecto constructivo.

Conclusiones: descifrando la jerga de las vigas de fundación, equilibrio y arriostre 

Si bien la información y descripción aportada en esta guía sobre entendiendo las vigas: claves para diferenciar fundación, equilibrio y arriostre tiene un carácter informativo general, puede ser de gran utilidad para distintos tipos de construcciones, porque ofrece un panorama claro de su uso en proyectos o situaciones que se pueden presentar cotidianamente cuando se aborda una determinada construcción. 

Un aspecto que merece la pena reiterar es la importancia que tienen las vigas de fundación, equilibrio o arriostre en una construcción, indistintamente de su magnitud; puesto que son elementos estructurales responsables de soportar todo el peso de las estructuras  a construir.

Es decir, son componentes imprescindibles en cualquier construcción, pudiendo optar por una o todas, atendiendo a la magnitud del proyecto (altura, cantidad de pisos, tipo de terreno, etc). Ya que estas piezas horizontales deberán sostener los techos o losas, muros, mobiliario y personas en las edificaciones; son las vigas de fundación, de equilibrio o de arriostre que garantizarán la rigidez, solidez, seguridad e integridad general de toda la estructura.