2.2.1 Vigas centradoras

Debido a la dificultad que algunas veces se encuentra para comprender el funcionamiento de las vigas centradoras, también llamadas de rigidez, se van a exponer unos ejemplos o comparacio�nes.

En la Figura 21 se representa una zapata medianera que somete al terreno a un diagrama triangular de presiones, incluso superior a las admisibles por éste y también una zapata central que lo somete a un diagrama rectangular.

El diagrama triangular se podría comparar a la parte que queda sumergida de un corcho que se ha depositado sobre agua y se ejerce una presión en su extremo, Figura 22. El diagrama rectangular se obtiene si la presión se ejerce en la zona central del corcho.

Si a las zapatas se le coloca una viga centradora, los diagramas quedarían como se representan en la Figura 23, es decir, el triangular pasa a ser rectangular, incluso aumenta al llegarle parte de la carga del axil N₂. Si el axil N₁ fuese muy superior que el N₂, elevaría a la zapata central y le pasaría toda la carga a la zapata nº 1.

El diagrama de la zapata central sigue siendo rectangular pero disminuyen las presiones del terreno.

Aparece un momento flector en la zona superior de la viga centradora, que obliga a colocar bastante armadura en su zona superior.

Aunque el momento (M = N₁ · e) debido a la excentricidad es elevado, se puede armar la viga sólo con el momento M₁ que es el existente entre la unión de la zapata medianera y la viga centradora.

Siguiendo con el ejemplo del corcho, si se unen mediante una lámina metálica muy rígida y se aplican las cargas, se podrá compro�bar que penetran en el agua de forma uniforme, Figura 24.

Para mayor facilidad se expone otro ejemplo comparativo donde la zapata medianera se sitúa más baja y en el centro sobre ella se colocará una lámina metálica en la que apoyará la viga centradora, quedando como si se tratara de una viga en voladizo con una carga puntual en su extremo, y de una zapata centrada, Figura 25.

Se puede comprobar como el diagrama de momentos y de presiones corresponden con el de la Figura 23.

En la Figura 26 se representa el diagrama de cortantes, a que está sometida la viga centradora, que en este caso es hiperestático al ser debido a una diferencia de momentos entre sus extremos.

La Instrucción indica que en elementos traccionados, no se considere la resistencia del hormigón a cortante, lo que obliga a soportarlo sólo con la armadura.

De la observación del diagrama de momentos flectores, se deduce la colocación de la armadura de flexión, incluso como se puede ir reduciendo su sección. En la Figura 27 se ha deformado la viga para que se pueda comprender más fácilmente donde debe situarse la armadura.

Aunque de todos es sabido que las vigas de rigidez que unen zapatas necesitan la armadura en su cara superior, se quiere dejar aclarado que cuando se trate de muros de contención aislados que tengan vigas centradoras, la armadura la precisan en su cara inferior.

En la Figura 28 se ha deformado un muro de contención aislado, para que se pueda ver más fácilmente como en esa primera fase la armadura se precisa en la cara inferior de las vigas centradoras. Si más adelante los muros quedan sometidos a axiles de pilares, entonces las vigas necesitarán también armadura de flexión en su cara superior.

En el caso de tratarse de dos zapatas de medianeras, incluso con diferentes axiles, como las representadas en la Figura 29, donde el axil del pilar nº 4 es superior al del nº 3, se somete el terreno a mayores presiones, también se pueden colocar vigas centradoras.

En la Figura 30 se representan las dos zapatas donde se ha colocado una viga centradora separada de la cimentación para que se pueda comprender más fácilmente como trabaja y como son sus diagramas de momentos.

La armadura se debe calcular con la suma de momentos y en estos casos se necesita en toda la longitud de la viga.

Observando el diagrama de momentos flectores de la viga que une las dos zapatas de medianeras, se puede comprender fácilmente que la armadura de flexión se debe colocar en la zona superior de la viga centradora.

En el supuesto de omitir las vigas centradoras y superar la tensión admisible del terreno, al producirse el descenso de las zapatas medianeras, se manifiesta primeramente con fisuras de tracción diagonal en los tabiques perpendiculares a la medianera, como se indica en la Figura 31, y también con cierto desnivel de la solería en esa zona, que se puede comprobar fácilmente depositando sobre el suelo el contenido de un vaso de agua, que se desplazará con menor o mayor rapidez hacia las medianeras.

Si continúan los descensos romperán a continuación las vigas del forjado en los puntos señalados en la Figura 31.