Cuando se trata de construir una viga de concreto para un claro de 6 metros, es fundamental comprender que sus dimensiones no son fijas ni universales. Estas dependen principalmente del tipo y magnitud de la carga que deberá soportar. Esa carga puede venir de losas, paredes, techos, mobiliario o incluso del uso habitual del espacio por personas.
En este artículo no se abordará el proceso técnico de diseño estructural ni se profundizará en cálculos avanzados. El objetivo es ofrecer una explicación didáctica y sencilla, dirigida a personas que no tienen formación en construcción o ingeniería.
¿Qué es el claro?
El claro es simplemente la distancia libre entre dos puntos de apoyo. En este caso, hablamos de una viga que debe cubrir 6 metros sin apoyos intermedios, lo cual implica un diseño cuidadoso, ya que no todas las vigas de concreto pueden resistir esa distancia sin deformarse o fallar si no están bien calculadas.
¿Qué tipo de cargas debe soportar la viga?
Para diseñar correctamente una viga de concreto para un claro de 6 metros, es necesario tener en cuenta las cargas que va a soportar, ya que de eso depende el tamaño de su sección transversal (ancho y alto), refuerzo y resistencia. Entre las más importantes están:
- La carga tributaria de la losa, que es el peso que le “transfiere” la losa a la viga.
- El peso de las paredes que descansan directamente sobre la viga.
La carga de la losa incluye varios elementos combinados:
- El peso propio del concreto de la losa.
- El peso de los acabados, como cerámica o porcelanato.
- El peso del cielo falso o cielo raso que se instalará en el techo del piso inferior.
- El peso de las paredes interiores que la losa pueda cargar.
- Y la carga viva, es decir, el peso de las personas, muebles y objetos que se moverán sobre ese piso.
Por ejemplo:
Una losa aligerada de concreto de 0.07 cm de espesor puede pesar unos 180 kg/m². Si a eso le sumamos:
- Cerámica: 25 kg/m²
- Cielo falso: 10 kg/m²
- Carga viva estimada en vivienda: 200 kg/m²
- Carga de las paredes de Bloque de concreto, que soportara la losa 160 kg/m2
La losa genera una carga estimada de 575 kg/m², considerando el peso propio del concreto, los acabados, el cielo falso, la carga viva y otros elementos. Para saber cuánto de esta carga afecta directamente a la viga, se debe calcular el área tributaria, es decir, la porción de losa que transfiere su peso a esa viga en particular.
Supongamos que el área tributaria para la viga que se desea diseñar es de 10.87 m². Multiplicando esta área por la carga superficial obtenemos:
10.87 m² × 575 kg/m² = 6,250.25 kg
Este resultado representa la carga total que la losa transfiere a la viga en toda su longitud. Para convertir esta carga en una carga lineal distribuida, se divide entre el largo del claro de la viga, que en este ejemplo es de 6 metros:
6,250.25 kg ÷ 6 m = 1,041.71 kg/ml
Si se desea expresar este valor en toneladas por metro lineal:
1,041.71 kg/ml ÷ 1,000 = 1.04 ton/ml
Por lo tanto, la viga deberá estar diseñada para soportar aproximadamente 1.04 toneladas por cada metro lineal solamente por la carga que le transfiere la losa.
Además, si sobre esa viga va una pared de bloques, se debe calcular también su peso. Según este artículo:
👉 Peso de pared de bloques por metro lineal, una pared de 2.40 m de alto, hecha con bloque de 15 cm, puede pesar alrededor de 340 kg por metro lineal.
El peso total que deberá soportar la viga será la suma de dos componentes principales: la carga lineal proveniente del área tributaria de la losa y la carga lineal generada por el peso de la pared de bloques que se apoyará directamente sobre ella.
En este ejemplo, la carga de la losa es de 1.04 toneladas por metro lineal, y el peso de la pared de bloques es de 0.34 toneladas por metro lineal, según los datos del artículo.
Por lo tanto, la carga total que la viga debe resistir será:
1.04 ton/ml + 0.34 ton/ml = 1.38 ton/ml
Este será el valor de carga lineal que se usará como base para el diseño estructural de la viga.
Diseño de la viga:
Para realizar el diseño estructural de la viga se utilizará el programa Robot Structural Analysis de Autodesk.
Como se mencionó anteriormente, en este artículo no entraremos en detalles sobre cálculos, criterios de diseño ni sobre el uso del programa de modelado.
Pasos para el análisis estructural de la viga en el software
1. Definir la geometría: Se establece la forma general del modelo, incluyendo la longitud del claro, ubicación de apoyos y conexión con otros elementos.
2. Asignar materiales y secciones: Se especifican los materiales (concreto) y secciones transversales (asumidas) para de cada elemento estructural.
4. Definir casos y combinaciones de carga: Se crean los casos de carga y sus combinaciones de acuerdo con lo establecido por la normativa, creando dos combinaciones una para el Estado Límite Último y otra para el Estado Límite de Servicio.
3. Aplicar las cargas: Una vez definidos los elementos, se procede a aplicar la carga total calculada previamente sobre la viga en análisis.
5. Ejecutar el análisis: El programa realiza los cálculos para determinar esfuerzos, deformaciones y reacciones en la viga.
6. Revisar resultados: Finalmente, se interpretan los resultados del análisis para verificar si la viga cumple con los requisitos de seguridad y funcionamiento.
Resultados finales:
Después de realizar varias comprobaciones y ajustar algunos parámetros, se obtuvo un resultado favorable para una sección de viga de 25 × 45 cm.
Armado típico de la armadura, obtenido como resultado del análisis estructural realizado para la viga.
Conclusión
Cada viga de concreto puede estar sometida a diferentes tipos de carga según su ubicación, función y el sistema constructivo al que pertenece. Por esa razón, el tipo de armado que se obtiene en el análisis estructural, como en el caso de esta viga para un claro de 6 metros, depende directamente de cómo está siendo cargada. En este ejemplo se presenta un resultado específico, pero no debe tomarse como un modelo universal.
Es importante recalcar que este artículo tiene fines únicamente informativos y didácticos. Para garantizar la seguridad y eficiencia de una estructura, siempre se recomienda que el diseño y cálculo estructural sea realizado por un profesional calificado en ingeniería civil.
