21.1 : Diseño de Vigas Prismáticas para flexión

El diseño de vigas prismáticas, elementos estructurales de sección uniforme, se centra en garantizar la seguridad y la integridad estructural bajo carga. El proceso de diseño comienza determinando la tensión permitida, ya sea a partir de tablas de propiedades del material, o dividiendo la resistencia última del material por un factor de seguridad. Este factor de seguridad es esencial para adaptarse a las incertidumbres y varía según el material (madera, acero u hormigón), y cada uno tiene características únicas de resistencia y tensión. Su valor dependerá del material seleccionado y del uso previsto de la estructura.

A continuación, trace diagramas de fuerza cortante y momento flector para visualizar la distribución de carga e identificar los puntos de tensión máxima de flexión. Esta visualización es clave para optimizar las dimensiones de la viga para maximizar la seguridad y eficiencia de la viga.

Finalmente, calcule el módulo de sección mínimo que permitirá que la viga resista el esfuerzo de flexión. Los módulos más altos indican una mayor resistencia. Para vigas de madera, el diseñador especifica una relación de forma de sección transversal que producirá el módulo deseado. Para vigas de acero, el diseñador selecciona secciones preexistentes, asegurándose de que el módulo de la viga supere el mínimo calculado. Esta selección garantiza que la viga pueda soportar fuerzas de flexión, manteniendo la seguridad y estabilidad estructural.

Este enfoque sistemático combina consideraciones de seguridad con análisis de materiales y cargas, asegurando que la viga elegida mantenga la integridad y confiabilidad de la estructura bajo cargas anticipadas, asegurando en última instancia el rendimiento estructural a largo plazo.