¿Conoces las diferencias entre vigas de equilibrio y vigas de arriostre?
Si estás involucrado en la construcción de estructuras, sobre todo de casas o edificaciones de hormigón, puede que te hayas topado con la duda de como funciona, cuando se utilizan y cual es la diferencia entre las vigas de equilibrio y las vigas de arriostre, en este artículo explico algunas (las más claras) diferencias entre ambas, enfocándome sobre todo en su comportamiento.
Vigas de equilibrio
Las vigas de equilibrio, también llamadas vigas de cimentación, vigas de compensación (y seguramente tiene otros nombres dependiendo del país donde te encuentres) tienen por objetivo, como su nombre indica, equilibrar o uniformizar los esfuerzos que se producen en el terreno. Este equilibrio es necesario sobre todo en las zapatas laterales, también se presentan en otros casos, pero este es el más común.
Las zapatas laterales transmiten los esfuerzos hacia el terreno de forma diferente a las centrales, debido a que la columna se encuentra lejos del centro de la zapata, esto puede provocar un incremento muy grande (hasta 10X) a los esfuerzos que se producirían si la columna estuviera en el centro. En la siguiente imagen muestro los esfuerzos sobre el terreno (de cierta forma mostrando la diferencia de magnitudes) que deben ser verificado con el esfuerzo admisible de este:
En la zapata lateral se ve una transmisión de esfuerzos triangular y en la mayoría de los casos NO toda la zapata transmite esfuerzos, solo una parte y la otra esta prácticamente despegándose del terreno.
El objetivo de la viga de cimentación es que la zapata lateral uniformice los esfuerzos que transmite hacia el terreno y quede algo así:
El tamaño y armado de las dos zapatas y la viga de cimentación se determinan con el cálculo estructural y esto depende de las cargas que llegan a cada zapata, esfuerzo admisible del terreno, distancia entre cada zapata, etc.
Vigas de arriostre
Las vigas de arriostre, también llamadas vigas de atado y seguramente otro nombre según el país, tienen un objetivo principal, que es el de arriostrar las columnas, al decir arriostrar me refiero a reducir el tamaño de estas, antes de continuar muestro donde «generalmente» se colocan estas vigas, a nivel de terreno:
La viga de arriostre (color azul) se utiliza para reducir el tamaño de las columnas para que estas no pandeen, mientras más larga una columna, más posibilidades de pandeo y por ende menos resistencia. Estas vigas se colocan generalmente entre TODAS las columnas, indiferentemente de si son o no laterales (como pasa con las de equilibrio).
Su función principal, como ya mencioné antes, es la de reducir el tamaño de las columnas, pero también «puede» aportar rigidez ante las fuerzas laterales (sismos o viento), ya que aumenta la rigidez del pórtico, esto no quiere decir que si o si se las coloque para sismos o viento, solo digo que «puede» aportar mayor rigidez.
En conclusión
Para terminar y resumir un poco este post. Las vigas de equilibrio sirven para uniformizar los esfuerzos en zapatas excéntricas y las vigas de arriostre se utilizan «generalmente» para uniformizar los esfuerzos que se producen en el terreno.
Normalmente las vigas de equilibrio tienen secciones mucho más grandes que las de arriostre, porque las vigas de equilibrio trabajan soportando momentos flectores elevados, mientras que las vigas de arriostre trabajan a tracción y compresión (dependiendo el caso).
Las vigas de arriostre «generalmente» se colocan a nivel de cimentación para suplir los cimientos de la tabiquería, pero también pueden ser utilizadas a niveles superiores.
Hasta aquí este post, espero que te sea de utilidad, te leo en los comentarios.
Excelente aporte ingeniero. Tengo una pequeña duda, en que casos se puede prescindir de las vigas de arriostre? o es necesario que estén entre todas las columnas como usted lo remarca
Queda clara la distinción y es bueno aclarar los conceptos, aunque me temo que con la denominación de cada tipo seguirá habiendo confusión, porque por ejemplo Calavera llama piezas de atado a lo que tú llamas vigas de equilibrio.
Ismael,
Así es, seguirá habiendo la confusión, pero mientras tengamos claro como funciona cada una de las vigas será indistinto el nombre, lo importante es que sepamos como funcionan.
Saludos
Rodrigo
Excelente Ing. Rodrigo. Soy ingeniero pero no civil, voy a construir mi casa con un buen maestro albañil y me estoy documentando en la parte de los cimientos para estar bien seguro . Es la mejor explicación que he encontrado. Igualmente todos los comentarios son muy centrados y muy buenos. Felicidades.
Nacho muchas gracias por el comentario y que bueno que haya parecido interesante.
Un abrazo
Gracias
😊
Muchas gracias, me fue de ayuda para ilustrar. Me dijeron que la gente suele confundir estos dos elementos constitutivos, pero tu los explicas muy bien, gracias!!
Sin duda uno nunca dejar de aprender, muchas gracias por el aporte ingeniero me fue de mucha ayuda.
Así es Paola,
Me pareció interesante hacer el post porque son cosas sencillas que a veces las damos por sobreentendido, pero es importante tenerlas en cuenta.
Saludos
EXCELENTE LA PUBLICACIÓN DEL DIFERENCIAL DE VIGAS DE ARRIOSTRE Y VIGAS DE CIMENTACIÓN O DE EQUILIBRIO
SALUDOS
Withman,
Que bueno que haya gustado el post.
Saludos
Excelente aporte bendiciones
☺
Muy buen post y bastante entendible.
Yocelín,
Que bueno que s e haya entendido.
Saludos
Muy interesate el post, me sirvio mucho ya que de manera simplificada y precisa presento las diferencias y pude enternder bien. Muchas Gracias
Liz, que bueno que te haya gustado el post.
Saludos
INGENIERO MUY BUEN APORTE Y MARCANDO LA DIFERENCIA DEL TIPO DE VIGA Y EL MOMENTO EN QUE SE DEBE DE TOMAR EN CUENTA RESPECTO AL CALCULO QUE SE REALICE.
MI CONSULTA EN ALGÚN MOMENTO SE PODRÁ DAR EL CASO DE UTILIZAR AMBAS Y TEÓRICAMENTE CUAL SERIA EL MOTIVO.
SALUDOS
Victor,
Si, se pueden utilizar ambas. El caso podría darse cuando el desplante de la cimentación este muy profundo, por ejemplo 2 metros, y/o la altura de la planta baja sea grande, por ejemplo más de 3 metros. Ahí requerirás ambas vigas, como ves, su función es muy diferente.
Saludos
Hola! Rodrigo,
Me da gusto saludarte y dejarte mi comentario desde el punto de vista de construcción.
Existen casos como este de ¿Por qué? al momento de construir el sistema de cimentación adoptan por colocar las vigas de amarre o mejor conocidas en mi pueblo como (trabes de liga) las construyen a nivel de firme y según los comentarios que me han hecho, es que son más prácticas y menos costosas la construcción en la parte superficial, ya que generar zanjas hasta la profundidad de desplante de las zapatas, se les eleva los costos en tiempos de maquinaria, horas hombre, por que son más complicadas las maniobras y el control de cubicar bien los concretos a la hora de vaciar, se hace mas tardado la revisión de supervisión, etc. Prácticamente son tiempos y costos lo que se juega y que se salen de la rutina diaria de un constructor. El constructor es práctico en muchos de los casos, por lo cual casi siempre tratan de convencerte de que ellos lo han hecho siempre así y no me ha pasado nada, aunque no sea la opción más adecuada para que la cimentación se comporte como se diseña, ahí que enfatizar bien que las estructuras se comportan como se construyen y no como se diseñan. El diseño si se lleva acabo al pie de la letra, entonces si, pero es muy raro que pase esto, la realidad es como ya te mencioné anteriormente es por rutina y facilidad al momento de construir. y mi conclusión final fue que la prioridad para el constructor es tiempos, costos y al final la estructura. desgraciadamente pasa este tipo de casos y ahí que aprender a seguir adelante ya sin discutir con ellos. Tu hiciste lo mejor en tu diseño estructural, ya si no lo respetan ya es problema de ellos.
Que tengas un grandioso día.
Un abrazo!!
Muchas gracias por el aporte Ingeniero, saludos.
Un abrazo Joan
HOLA QUE TAL RODRIGO, TE FELICITO EXCELENTE APORTE AL TEMA DE CIMENTACIÓN.
Un buen aporte y sobre todo algo fácil para entender…. Gracias por el. Aporte…
Buen aporte, gracias ingeniero
Que bueno que haya gustado.
Un abrazo.
Buen post!! De gran utilidad. Gracias por compartir.
Kleydis que bueno que te te haya parecido útil.
Un abrazo
Excelente aporte Ingeniero! Saludos Cordiales
Agradecido por el comentario Roberto.
Un abrazo.
Muy bueno el post, la explicacion muy clara. Pero, en algunos casos, logicamente realizando los calculos adecuados, una viga de ariostramiento tambien puede tomar la funcion de equilibrio de medianera, trabajando como tirante cierto. Si cuenta con una planilla excel que realice ese dimencionamiento de esa viga tirante, se la encargo; al correo: gesproconscc@gmail.com Saludos.
Totalmente de acuerdo con lo que dices José, cuando utilicé la viga como tirante o tensor, lo hice a mano, no lo hice con planilla 😅, así que no tengo alguna para compartir.
Un abrazo y gracias por el comentario.
Muy buenas noches ingeniero, excelente el post. Gracias por la información, muy útil.
Tengo una pequeña duda con respecto a la viga de arriostre, este tipo de vigas deben calcularse a tracción??
Porque particularmente además de conocer la viga de equilibrio, tambien conozco una llamada Viga Tensor, que seria como la otra alternativa de la viga de equilibrio (hablando economicamente). Esta viga tensor si nos enseñaron a dimensionar a tracción, la columna a flexocompresión, etc y cuando tenemos esa situación de una zapata excéntrica y otra centrada.
Y por lo que vi, creo que no es lo mismo, porque la viga de arriostre debe ir en todas las columnas en cambio la viga tensor solo en esos casos mencionado anteriormente. Es correcto esto ingeniero?
Darío ¿Qué tal?
La viga de arriostre cumple la función que expliqué en el post, pero también puede cumplir la función de viga tensor cuando unen dos columnas como las que indicas, es una opción muy útil el calcular la viga como tensor para que equilibre la zapata y así no se coloque la viga de equilibrio, pero esta alternativa no siempre funciona, si la utilicé, pero en estructuras que transmiten poca carga al terreno, si no me equivoco la utilicé en 2 o 3 pisos, mas allá ya no es fácil equilibrar con una viga tensor.
Un abrazo
Hola Rodrigo, un gusto ver tu pagina sobre ingeniería estructural, totalmente de acuerdo con lo de viga de conexión y , en el caso de la viga de arriostre (mas conocido en mi pais como viga de amarre), quiero comentarte que este también es una solución para una zapata ubicada en lindero de terreno y lo diseñamos para equilibrar los esfuerzos en zapatas excéntricas ( y suele ser una solución económica siempre y cuando los esfuerzos no sean muy grandes), el planteamiento de análisis es el siguiente: consideramos una fuerza de tracción en la Viga de arriostre de tal manera que se compense con la excentricidad producida en la zapatas (con la ecuación de equilibrio sumatoria de momentos igual a 0, en un punto en la base donde pase el peso transmitido por la columna, tendríamos P*0+h*T=e*R donde h es la altura desde la cimentación a la viga, T: la fuerza de tracción, e: excentricidad, R: resultante de la reacción del suelo), bueno a partir de eso se debe considerar un ensanchamiento en la columna para que pueda tener la rigidez necesaria para resistir la excentricidad y diseñar la viga de arriostre a flexo compresión, y así tener una solución para las zapatas en linderos o perimetrales las demás vigas también incluidas en el proyecto se diseñan normalmente. Me encantaría que puedas considerar también esta forma de solución.
Manuel me encanta la solución que planteas. En un futuro post analizaré la opción que comentas y también otra interesante que es colocar un murete entre viga de arriostre y zapata, con la finalidad de que la viga trabaje también a flexión. Bueno, son tantas las formas con las que podemos trabajar y esta bueno que conozcamos más. El fin de este post era que los lectores que no estan familiarizados (no es tu caso) con el funcionamiento de estas dos vigas, lo comprendan.
Un abrazo
Muy agradecido por el nivel de información que brinda estos son conceptos que valen oro para poder llegar a esa interpretación es necesario leer mucho y en este caso con un post. Me aportas mucho
Rudy, que bueno que el post sea de utilidad. seguiré subiendo otros de este estilo, simplificando lo más posible lo que cuesta aprender de varias maneras.
Saludos
Rodrigo buenas noches, primero que nada felicitarte por tus artículos relacionados a la ingeniería estructural, porque impartes enseñanza a muchos jóvenes que se están empapando con este tema que a muchos nos apasiona.
El post esta muy bien, sin embargo me gustaría acotar lo siguiente. Las vigas de arriostre tienen como finalidad unir a fundaciones aisladas para equilibrar esfuerzos de asentamiento. Las características mecánicas de suelo que se presentan en los terrenos pueden ser variables, existiendo casos en los que en un solo predio existen resistencias diferenciales, lo cual ocasiona que el sistema de fundación aislada presente asentamientos en uno de sus posicionamientos. Es decir el estudio de suelos es muy importante también para definir las características de una viga de arriostre, en función al asentamiento diferencial de las fundaciones.
Un saludo cordial
Atte Alejandro Bellido
Alejandro ¡Un gusto leerte!
Muchas gracias por el comentario, suma y en gran medida al post. Sobre lo que indicas del estudio geotécnico estoy totalmente de acuerdo, el fin de este post no fue llegar a tanto, seguro haré otro quizá mostrando algunos resultados de comportamiento con y sin viga, me parece algo interesante y espero leerte por ahí también.
Un abrazo
Excelente post !
🙌🏼