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¿Existe el pandeo lateral en elementos de hormigón?

En esta ocasión vamos a hablar de un tema bastante curioso a la vez que desconocido. El pandeo lateral en elementos de hormigón; el gran desconocido.

Al que acostumbra a calcular estructuras metálicas, le serán familiares términos como el pandeo de pilares debidos a flexocompresión, el pandeo lateral de vigas sometidas a flexión….

Si ahora pasamos a calcular elementos de hormigón, el primer término también nos sonará, de hecho en la EHE-08 disponemos de métodos simplificados para evaluar el pandeo en piezas flexocomprimidas, y lo hacemos o debemos hacerlo aunque ¿quien ha visto pandear un pilar de hormigón?

Si pasamos al segundo término, pandeo lateral, siguiendo el mismo razonamiento, probablemente tampoco habremos visto muchas vigas de hormigón sufrirlo, pero eso no significa que no pueda darse, sin embargo, algo que estamos tan acostumbrados a comprobar en una estructura metálica, brilla por su ausencia en EHE-08.

Claro, muchos dirán: “pero si las secciones de hormigón son mucho más recias que las metálicas; no tienen esas alas tan endebles…” Pero todo es relativo. ¿Y si ese elemento tiene 40 m de luz, está biapoyado y tiene un alma de una anchura que no supera 10 cm y un canto superior a 2 m?

viga delta

Viga delta. Imagen cedida por Prefabricados Aljema.

Es muy común prefabricar elementos esbeltos de hormigón con sección en doble T, que se emplean en tableros de vigas de puentes, vigas delta para dinteles de naves…

Normalmente el ala comprimida de estos elementos está arriostrada en fase de servicio por elementos que impiden su inestabilidad frente a pandeo lateral al comportarse como diafragmas rígidos.

Pero imaginemos que en fase de ejecución, estos elementos que en servicio se enlazan y producen un arriostramiento, mientras se están montando están simplemente apoyados, gravitando sobre la viga de gran luz, es decir, sustituyamos en la imagen inferior, las ligeras correas por losas macizas de hormigón apoyadas simplemente sobre el ala superior y que aún no se han conectado porque no se ha vertido hormigón sobre los conectores previstos en el ala superior.

Montaje viga delta. Imagen cedida por Prefabricados Aljema.

Montaje viga delta. Imagen cedida por Prefabricados Aljema.

Este sería un claro caso de potencial inestabilidad por pandeo lateral.

Y ahora la pregunta del millón ¿como se puede comprobar?

Pues la verdad no hay mucho al respecto, pero vamos a dar una sencilla fórmula para vigas rectangulares de hormigón armado de ancho b y canto útil d, basada en los trabajos de Marshal, W.T. “A survey of the problem of lateral instability in reinforced concrete beams”. El momento crítico puede determinarse como:

mcr

siendo fck la resistencia característica a compresión del hormigón y L la luz que salva la viga.

El Model Code, propone tener en cuenta deformación lateral debida a una imperfección geométrica del ordel de L/300.

Los efectos de segundo orden en elementos con inestabilidad lateral, pueden despreciarse si se cumple que:

Formula

donde

– lof es la longitud entre puntos arriostrado de la fibra comprimida

– h es el canto total de la pieza en la zona central

– b el ancho del ala comprimida

El Eurocódigo 2 sigue con el planteamiento de la imperfección geométrica de L/300 y además indica como el Model Code que pueden despreciarse los efectos de segundo orden debidos a inestabilidad por pandeo lateral si se cumple que:

Formula2

Espero os haya parecido interesante y por lo menos curioso.


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Ingeniero Industrial. Consultor de estructuras.

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3 Responses to ¿Existe el pandeo lateral en elementos de hormigón?

  1. Muy interesante el tema, es una parte del análisis de vigas de hormigón armado que muchas veces ni se discute al respecto.

  2. jocaguisado dice:

    El CTE DB SE Madera, incluye un apartado de Vuelco Lateral y a las secciones de madera rara vez se les suele dar forma en doble T

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