Apoyo de una viga de acero en un muro

A propósito de algunas consultas que hemos recibido en e-struc, analizamos la correcta construcción del apoyo de una viga de acero en un muro de carga.

Cuando calculamos una viga metálica que va a llevar una carga a sus dos extremos, debemos garantizar que la viga es válida, es decir, que es capaz de:

1.- Soportar la carga sin romperse

2.- No deformarse en exceso en el centro del vano

3.- No deformarse en los apoyos

4.- No quebrar el elemento de apoyo

Los dos primeros puntos quedan resueltos con el cálculo a flexión de la viga. Sin embargo, el apoyo de una viga de acero en un muro requiere tener en consideración el problema la transmisión de carga de la viga sobre el muro y la posible concentración de carga en las cabezas de la viga, como en el caso de los cargaderos.

¿Por qué se puede deformar la viga en el apoyo?

Porque sobre su cabeza haya una carga concentrada. Si se trata de un perfil abierto, tipo IPE o HEB, esta carga puede provocar dos efectos:

  1. Pandeo del alma. El alma de la viga trabaja como un pequeño pilar, con una gran esbeltez. Está sometido a una fuerte compresión y puede doblarse.

  2. Deformación de las alas de la viga. Si imaginamos la parte de viga que apoya sobre el muro, las alas son dos voladizos que parten del alma. Una carga excesiva puede hacerlos deformarse.

Apoyo de una viga de acero en un muro. E-struc, cálculo de estructuras.

¿Cómo se evita esta deformación?

La colocación de un rigidizador soldado al alma y a las alas en el apoyo suele ser suficiente para impedir tanto el pandeo como la deformación.

Esta es la razón de que, en los planos de detalle, aparezcan estas pletinas soldadas.

Apoyo de una viga de acero en un muro. E-struc, cálculo de estructuras.

¿Por qué se puede quebrar el muro de apoyo?

Cuando la viga de acero se apoya en un muro de carga de mampostería o ladrillo estamos haciendo coincidir dos materiales estructurales de muy diferentes características. Así, el acero es mucho más resistente que la mampostería. Entonces, la carga de la viga se transmite por un área muy pequeña. El muro casi siempre es más ancho que el ala de la viga. Debido a lo anterior, es fácil que el muro no resista la tensión que le va a producir la viga. Por lo tanto, es necesario hacer una buena transmisión de la carga, repartiéndola sobre el apoyo. Es sobre la totalidad de la sección del muro sobre la que hemos calculado la tensión del apoyo. Por lo tanto no podemos llevarla a un área menor de muro.

¿Cómo realizar el apoyo correctamente?

Bueno, ya tenemos un poco de mortero en el dado de apoyo. El mortero nos va a garantizar que el contacto entre el perfil y la fábrica es completo. El apoyo de una viga de acero en un muro suele resolverse así, sin más. Sin embargo así no se garantiza que la tensión admisible sea mayor que la de la carga del perfil. Por esta razón colocaremos una chapa de acero. Al soldar la viga se reparte en todo el ancho del muro la carga concentrada en el ala. Para la fijación de la chapa en el dado se colocan redondos soldados. Lo anterior asegura que no haya deslizamiento de la chapa sobre el hormigón.

Apoyo de una viga de acero en un muro. E-struc, cálculo de estructuras.

Ésta es la forma correcta y completa. Así la veremos en los detalles para un apoyo de una viga de acero en un muro de e-struc. Es válida en los cargaderos, los apoyos de cerchas metálicas y en general en cualquier elemento estructural metálico que vaya sobre fábrica.

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