¿LOS GANCHOS DE LOS ESTRIBOS SE DEBEN ALTERNAR?, ¿EN LA CARA SUPERIOR O INFERIOR DE UNA VIGA?

En este articulo analizaremos los posibles efectos que podría generar el no alternar los ganchos de los estribos en vigas o columnas; tratar este tema es importante porque la alternancia no es una imposición, al contrario es una recomendación y como constructores deben conocer los aspectos técnicos y consecuencias de colocar los ganchos en un solo sentido o alternados en 2 o 4 caras del elemento, o también si se colocan en la cara superior o inferior.

alternancia de los ganchos de los estribos en vigas y columnas

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Que es el gancho del estribo?

Los ganchos de estribo son extremos que están doblados hacia el núcleo, se realiza esta doblez para fijar el estribo al acero de refuerzo longitudinal del elemento, el gancho permite una conexión más segura entre el estribo y el refuerzo; en gancho debe formar un ángulo de 135° o un ángulo exacto de 45° en relación a la línea horizontal, de esta manera quedan asegurados al interior del núcleo del estribo, garantizando la estabilidad en el proceso de construcción y adecuado aporte de los estribos a la resistencia de elemento.

¿Porque es importante colocar los estribos?

Cuando una carga puntual o distribuida actúa sobre un elemento estructural, se producen fuerzas de flexión, corte, comprensión, torsión, etc., cuando se trata de una fuerza de corte ésta actúa perpendicularmente a la dirección longitudinal del elemento, teóricamente a 45°. Los estribos proporcionan una barrera para prevenir que el concreto se separe del refuerzo principal, garantizando que la resistencia al corte sea uniforme en toda la sección transversal del elemento, de esta manera evitar fisuración excesiva y prematura.

Teóricamente los estribos se deben colocar a 45° del eje horizontal, en sentido opuesto a las fisuras, pero constructivamente es muy complicado de ejecutar, demanda una mayor elaboración, precisión y mano de obra muy calificada; por ello se opta por posicionarlos verticalmente con una menor separación a manera de compensación.

La alternancia de ganchos de los estribos

Los ganchos de los estribos en vigas o columnas pueden ir de forma alternada (no es una obligación, pero si una recomendación), este método de construcción permite aumentar en cierta medida la resistencia del elemento estructural ante fuerzas de corte, además puede mejorar la capacidad del elemento de resistir cargas dinámicas (sismo) y otros esfuerzos; también permite evitar interferencias en la colocación del concreto como lo indica Totten, C. en su manual Confined Masonry Worskshop Handbook. Es preferible su alternación en las cuatro esquinas; sin embargo, también es efectivo dos esquinas opuestas.

¿Beneficios de alternar el gancho de los estribos?

Cuando los ganchos se alternan a lo largo de la longitud del elemento, el estribo que tiene el gancho en la zona superior proporciona una resistencia adicional a la compresión del concreto, mientras que el estribo que tiene el gancho en la zona inferior proporcionar una resistencia adicional a la tracción del acero. Por tal razón, es preferible alternan los estribos en los cuatro lados, esta medida es un factor de seguridad que nos permite obtener un elemento resistente; así mismo, logra una mejor distribución de las tensiones en la sección transversal del elemento estructural, aumentando en cierta medida la capacidad para resistir fuerzas de corte.

¿Que podría pasar si no alterno los estribos?

Si el gancho de los estribos se coloca en una sola dirección, existe la posibilidad de producirse una superficie de falla de deslizamiento a lo largo de la sección transversal del elemento, esto se da cuando las tensiones de corte son lo suficientemente grandes (cargas que superan las de diseño) como para superar la fricción entre el concreto y el acero de refuerzo, resultado en un movimiento relativo entre el acero y al concreto.

Una superficie de deslizamiento puede tener graves consecuencias en la capacidad de la estructura para resistir cargas laterales, ya que reduce considerablemente la resistencia a la flexión y a la compresión, causando también deformaciones que superan el límite máximo permitido y fallas estructurales.

Por lo tanto, la colocación alterna de los ganchos de los estribos ayuda a evitar la formación de una superficie de deslizamiento a lo largo de la sección transversal del elemento estructural, esto se debe a que los ganchos opuestos se enganchan entre sí formando una barrera contra el movimiento lateral y aumentando la estabilidad de la estructura.

Para entender mejor, se describe un ejemplo: En el armado de una viga principal los ganchos de los estribos se colocan en la parte superior, esta condición puede generar una superficie de falla a lo largo del acero de refuerzo inferior; debido a que la zona inferior de la viga está sometido a esfuerzo de tracción, y si los estribos no están correctamente diseñados las fuerzas de corte pueden hacer que el acero inferior se deslice a lo largo de la superficie del concreto, tanto en la dirección vertical como horizontal, en la dirección vertical porque los estribos pueden abrirse y en la dirección horizontal porque al no existir ganchos la conexión entre el estribo y la barra de refuerzo no será eficiente (no tendrá enganche) en consecuencia el movimiento no podrá ser restringido.

¿ENTONCES COMO ALTERNAR LOS GANCHOS, EN LA CARA SUPERIOR O INFERIOR DE LA VIGA?

Boixader D. de Estructurando (Consultor de Estructuras) recomienda que cuando tenemos una viga biapoyada, es decir una viga sin continuidad (1 solo tramo), ante la aplicación de cargas gravitacionales la compresión se da en la parte superior y la tracción en la parte inferior, por lo tanto, la manera más efectiva de alternar el gancho de los estribos sería en la zona comprimida (parte superior).

En caso de un sistema mas complejo como un sistema de pórticos de concreto armado, las vigas son continuas con varios tramos que se apoyarán en columnas, ante la aplicación de cargas gravitacionales se genera momentos negativos en la zona de los apoyos (la tracción ocurre en la zona superior y la compresión en la inferior) y momentos positivos en la zona central de la viga (la tracción ocurre en la zona inferior y la compresión en la zona superior); en esta situación lo más adecuado y es disponer el gancho de los estribos, en la zona de momento negativo, en la parte inferior, y en la zona de momento positivo ubicar los ganchos en la parte superior.