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Cómo realizar un emparrillado para tableros de losa maciza

Hoy vamos a inaugurar un nuevo ciclo de post sobre cálculo de tableros de puente. Concretamente vamos a dar unas pautas o reglas básicas sobre cómo se realiza el modelo de emparrillado de diversos tipo de tableros de puentes. Empezando por los tableros de losa maciza.

Emparrillado losa maciza

El modelo de emparrillado no es más que una estrategia de combinar el poder de los elementos barras (elementos unidimensionales), y como poder me refiero a la facilidad que nos ofrece el obtener esfuerzos mediante métodos matriciales, homólogamente a como se obtendrían considerando elementos bidireccionales.

La modelización mediante emparrillado debe realizarse con cuidado y no de cualquier manera, de forma que el emparrillado conjuntamente tenga las mismas propiedades que la sección original del tablero.

Y claro está, tendrá sentido realizar un modelo emparrillado sólo si la relación entre ancho del núcleo y luz es superior a 0,25. De lo contrario, el tablero podría modelizarse como una viga, al suponer valida la simplificación de que las tensiones longitudinales de una fibra son constantes dentro del ancho eficaz.

relacion ancho y luz puente

El primer paso para definir el emparrillado es crear una malla de barras longitudinales y transversales. Para el correcto funcionamiento del emparrillado, la malla debe disponerse atendiendo:

  • Las vigas longitudinales deben pasar por los puntos de apoyo reales de la losa. Se adoptará un mínimo de 5 barras longitudinales y un máximo comprendido entre 9 y 11.
  • Las vigas longitudinales de borde se sitúan a 0.3h de las caras laterales de la losa, para recoger la componente vertical del flujo de tensiones tangenciales.

Emparrillado losa maciza 1

  • Las barras transversales, se deberán poner las extremas siempre en la línea de apoyo del tablero y contar con al menos 5 barras transversales.
  • La relación entre espaciamiento de las barras longitudinales y transversales, es decir λ=St/Sl, debe estar comprendido entre 1 (tableros anchos) y 2 (tableros estrechos). Siendo St la separación entre barras transversales y Sl la separación entre barras longitudinales.

El segundo paso es asignar a las barras del emparrillado, sus características mecánicas. Para ello se tendrá en cuenta:

  • Barras longitudinales: La inercia a flexión será la misma que la de sección rectangular de ancho b=Sl y canto el de la sección:

inercia losa

Para la inercia a torsión se considera la arrojada por la siguiente fórmula:

torsor losa

Siendo k=1/6 para vigas centrales y k=1/4 para vigas extremas.

  • Para las barras trasversales: se tomará igualmente una sección rectangular de ancho b=St en vigas interiores y b=St/2 para vigas extremas del tablero, actuando de igual forma para la calcular la inercia a flexión y a torsión.

Emparrillado losa maciza 2

En el próximo post sobre emparrillados, hablaremos de los tableros de losa aligerada.

Espero que os sea útil.

Fuente: Ingeniería de Puentes: Análisis estructural. Salvador Moleón Cremades.


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

7 Responses to Cómo realizar un emparrillado para tableros de losa maciza

  1. Buen artículo José Antonio. Si me permites voy a hacerte la siguiente puntualización:
    En emparrillados de tableros, dado que es difícil determinar (y disponer) el armado necesario por los esfuerzos torsores que aparecen en los elementos barra (y combinarlos ademas con los armados de flexión), se suele anular la rigidez a torsión de las barras del modelo. Esto es válido (acorde al artículo 45.1 de la EHE-08), teniendo en cuenta que el emparrillado es una estructura internamente hiperestática y que se trataría de una torsión de compatibildad.

    • Miguel dice:

      Comentar que no estoy de acuerdo con Carlos Calleja Vidal sobre anular la rigidez a torsión de la barras. Aunque su hipotesis puede ser válida en un estado límite último pues al fin y al cabo es una solución resistente estáticamente en equilibrio con las cargas, no deja de ser una cota superior (teorema de la teoría de la plasticidad). Es decir, por supuesto el armado obtenido cumple el ELU, pero no se podrá decir con carácter general que es la solución óptima o cota inferior (teorema de la teoría de la plasticidad). Además de que los resultados de tal modelo no se pueden utilizar para comprobar los ELS, pues no recogen adecuadamente la rigidez de la estructura. Además pienso que aunque laborosio no es complicado pasar de esfuerzos barra ( incluyendo torsores ) a esfuerzos placa y posteriormente armar sobre estos. Como ya sabeís armar un placa sin tener que disponer armadura para resistir a torsión distinta de la de la que se dispone longitudinalmente en la capa superior e inferior es sencillo.

  2. Excelente post, a esperar el siguiente sobre losas aligeradas! Muchas gracias.

  3. Alfredo dice:

    Excelente artículo, claro y conciso. Esperamos con atención a las siguientes entradas al post. Muchas gracias por tu dedicación y empeño.

  4. calexarreola dice:

    Muy buen post, y excelente la explicacion de los preliminares para el diseño

  5. Dariel dice:

    Muy bien, me ha gustado la publicación. Esperaré el siguiente.

  6. Miguel dice:

    Muy interesante el post. Os ha faltado indicar otro inconveniente del método del emparrillado y es que no recogen adecuadamente la rigidez de membrana del tablero losa, habría que modelar esta rigidez con diagonales en ese emparrilado. También hubiera mencionado algo sobre nudos de dimensión finita y el modelado de las aceras.

    En cualquier caso, gracias.

    Un saludo.

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