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Índice
1.	Introducción	2
2.	Objetivos	2
3.	Desarrollo	2
3.1 Esfuerzo cortante en vigas de hormigón	2
3.2	Causas que desarrollan las fallas a cortante	3
3.3	Modos de falla en vigas a cortante	4
a)	Tensión Diagonal	4
b)	Esfuerzo Cortante	4
c)	Hendidura por Cortante	5
3.4	Como se controla	5
4.	Conclusiones	5
5.	Recomendaciones	6
Índice de Figuras
Fig 1 fuerza cortante V actuando en una sección de viga	3
Fig 2 Esfuerzo normal y tangencial	4
Fig 3 desarrolo de fisura en viga de hormigòn bajo cargas concentradas	4
Fig 4 Falla por tensiòn diagonal	5
Fig 5 Falla en compresión por cortante	5
Fig 6 Falla por hendidura de cortante	5
1. Introducción
Los elementos estructurales dentro de una edificación tienen la función de transmitir los esfuerzos mecánicos, si no logra cumplir su objetivo como está previsto en el diseño se producirá una falla estructural. El comportamiento de piezas estructurales de hormigón armado sometidas a fuerzas cortantes, es más complejo que su comportamiento bajo solicitaciones flexionantes. La resistencia a la compresión y a la tracción del hormigón simple, la orientación del refuerzo de acero con relación a las fisuras de corte, y la proximidad de cargas concentradas, el nivel dentro de la viga en el que actúan las cargas, son algunos de los factores que definen los mecanismos que se desarrollan dentro de los elementos estructurales para resistir las fuerzas cortantes. La presencia simultánea de todos estos factores determina que las fallas por cortante sean frágiles, lo que es una característica indeseable que debe ser controlada durante el proceso de diseño.
En la construcción de las edificaciones, los ingenieros civiles tratan de realizar edificios que cumplan las normativas y sean seguros, aunque en muchas ocasiones por fallas en el diseño o en la construcción se han generado numerosamente situaciones que no convergen la seguridad de la vida humana y no cumplen con la filosofía de diseño que es precautelar la vida humana, por lo que es de gran importancia conocer las causas y los controles que se deberían tomar como medidas de precaución y seguridad al elaborar un diseño de viga o columna de hormigón armado.
En este informe se enfocará principalmente en las fallas de las vigas que son provocados por esfuerzos cortantes que son las tensiones paralelas a la sección transversal de la viga. Se analizará el modelo de falla y mediante fotos reales se observará la forma que toman las grietas al fallar esta viga.
Es importante reconocer las causas que incitan la falla de las vigas por corte, se han estipulado varias fallas debido a la escasez de elementos como columnas y muros que producen inadecuada resistencia cortante entre los pisos, falla por adherencia del bloque de unión en las conexiones de la viga y columna, punzonamiento de losa, entre otras.
Un completo análisis de los errores que han venido sucediendo a lo largo de los años, desarrollará una mejor prevención y se tomará las medidas necesarias de seguridad para construir una estructura firme y estable que evitará en un futuro pérdidas humanas la cual es nuestro objetivo como ingenieros en esta industria de la construcción.
2. Objetivos
· Realizar un estudio acerca de los modos de fallas que se producen en vigas sometidas a cortante.
· Determinar cuáles son las razones por la que las vigas fallas por cortante, establecer factores que intervienen en dicha falla.
· Establecer posibles métodos para controlar de manera efectiva la falla por cortante en vigas.
· Definir ecuaciones para lograr conocer la resistencia a cortante proporcionada tanto por el concreto como por los refuerzos que se usaran en la viga.
3. Desarrollo
Primero que todo es necesario el concomimiento básico de los conceptos de fuerza cortante, así como también la forma que en éstos producen grietas a lo largo de una viga cuando se ha superado su capacidad de resistencia al mismo. 
3.1 Esfuerzo cortante en vigas de hormigón
Una fuerza cortante es el resultado de la acción de fuerzas verticales concentradas que actúan en una sección considerada de viga, las mismas que tienden a cortarla como se muestra en la fig 1. (2007)
 
Fig 1 fuerza cortante V actuando en una sección de viga
La principal consecuencia que produce una fuerza cortante en un elemento de concreto, es el desarrollo de esfuerzos normales y tangenciales a un plano potencial de falla (ver fig. 2), lo que produce la formación de grietas diagonales con respecto al eje longitudinal de la viga (ver fig. 3). Es por ello que el uso de refuerzos a cortante como los estribos se hizo presente en el mundo de la construcción, como forma de aminorar estos esfuerzos a tensión inclinados y sus respectivas formaciones de grietas.
Fig 2 Esfuerzo normal y tangencial
 
Fig 3 desarrolo de fisura en viga de hormigòn bajo cargas concentradas
3.2 Causas que desarrollan las fallas a cortante 
A continuación, se presenta un listado de las posibles causas que desencadenan el desarrollo de fallas en una estructura a cortante.
· Fallas de ejecución 
· Exposición en medio ambiente agresivo 
· Agentes patológicos
· Sobrecargas en la estructura
· Deficiencia del material 
3.3 Modos de falla en vigas a cortante 
Un modo de falla es una posible manera en que un elemento puede fallar, en este aspecto las fallas que se pueden presentar por acción de cortantes son:
a) Tensión Diagonal 
Este tipo de falla ocurre cuando el esfuerzo de tensión ha superado la capacidad máxima del concreto, que por lo general es el 10 % de la resistencia al esfuerzo a compresión, produciendo agrietamiento en superficies perpendiculares a las direcciones del esfuerzo a tensión.
Fig 4 Falla por tensiòn diagonal
b) Esfuerzo Cortante
Puede ocurrir también, que el agrietamiento inclinado se desarrolle lentamente y que el elemento falle por aplastamiento en la zona de compresión en el extremo de la grita inclinada, al reducirse considerablemente la zona disponible para soportar los esfuerzos de compresión originados por flexión, en este caso la falla se designa como compresión por cortante. (2007)
Fig 5 Falla en compresión por cortante
c) Hendidura por Cortante 
Este tipo de falla ocurre cuando se presentan extensos agrietamientos longitudinales al nivel del acero en tensión, simultáneos con un aplastamiento ligero en la zona de compresión en el extremo de la grieta inclinada.
 
Fig 6 Falla por hendidura de cortante
3.4 Cómo se controla 
Las estructuras de hormigón armado se ven afectadas por el paso del tiempo. Sus prestaciones se ven mermadas por motivos físicos, químicos y mecánicos. Efectos como la fatiga, la fisuración del hormigón y la consecuente alta probabilidad de ataque químico, la corrosión de las armaduras, los asentamientos o los impactos provocan una degradación en este tipo de estructuras y hacen disminuir su capacidad resistente. En este sentido, la vida útil de los elementos de hormigón armado viene definida por el tiempo que tardan las prestaciones mecánicas de estos elementos en llegar a un mínimo.
En un elemento sin refuerzo por cortante, el alma del concreto resiste el cortante, y en un elemento con refuerzo por cortante, una porción del cortante la proporciona el concreto Vc se supone es la misma para vigas con y sin refuerzo por cortante, y se toma como el cortante que provoca un agrietamiento inclinado significativo.
Las fisuras de tracción por flexión se empiezan a producir en la zona inferior (zona de mayores esfuerzos de tracción) y se propagan verticalmente hacia arriba. La propagación de esas fisuras se controla porque son “cosidas” por el acero longitudinal de flexión en la zona más crítica (fibras inferiores) lo que además de limitar el ancho de las rajaduras, evita que el eje neutro se desplace excesivamente hacia arriba, de modo que una vez que las fisuras alcanzan el eje neutro, se detiene su crecimiento.
Figura 7: Armadura longitudinal que cose a las fisuras de flexión.
Por otra parte, las fisuras de tracción por corte inician en las fibras centrales (que tienenlos mayores esfuerzos) y rápidamente se propagan hacia los dos extremos (fibras superiores e inferiores). La fisuración alcanza a afectar inclusive a la porción ubicada encima del eje neutro de flexión por lo que se requiere de acero adicional que atraviese esas fisuras en todos los niveles y controle el crecimiento de las mismas para evitar la falla de la estructura.
El acero resistente al corte tiene generalmente la forma de estribos transversales, y ocasionalmente de varillas longitudinales dobladas a 45º.
Figura 8: Armadura transversal que cose a las fisuras de cortante.
Figura 9: Armadura doblada diagonal que cose a las fisuras de cortante.
Mientras los estribos cruzan a las fisuras con sus 2 ramales verticales, en el caso de las barras dobladas el cruce se produce en un solo sitio, por lo que los estribos son doblemente efectivos.
La fisuración por flexión se produce en la dirección transversal (zona central de la siguiente figura), y la fisuración por cortante en la zona crítica de los apoyos se produce aproximadamente a 45º del eje longitudinal.
Figura 10: Orientación de las fisuras por flexión y por cortante.
El cortante se expresa en términos de la fuerza cortante factorizada Vu, empleando la igualdad de resistencia al cortante.
Cuando se utilice acero de refuerzo por cortante perpendicular al eje del elemento, Vs se calculará como:
Dicha ecuación se obtiene de la analogía de la armadura propuesta por Ritter.
Donde:
Co= Fuerza de compresión en la armadura simulada de concreto.
Tb= Incremento de la fuerza de tensión de la varilla principal longitudinal de tensión.
Ts= Es la fuerza vertical de la varilla.
Si el cortante resistente nominal de concreto simple (Vc) es menor que la fuerza cortante total nominal Vn=Vu/ϕ, se deberá proporcionar refuerzo en el alma para soportar la diferencia de los dos valores:
Vs= Vn-Vc
El cortante resistente nominal puede calcularse como:
Vs=Ts=Cc.Sin(β)
Donde:
Ts= Fuerza resultante de todos los estribos en el alma
N= número de separaciones s
S1= ns, en la cuerda inferior de tensión del elemento análogo de la armadura, entonces:
Despejando de esta ecuación el Vs, obtendremos la contribución al cortante proporcionada por el refuerzo cortante.
Cuando se utiliza refuerzo por cortante perpendicular al eje de un elemento, el área de refuerzo requerido Av y su espaciamiento s, se calculan por medio de:
4. Conclusiones
La falla por cortante en viga se puede presentar por medio de tres formas que son: tensión diagonal, esfuerzo cortante y hendidura por cortante, que ocasionan grietas inclinadas perpendiculares a la trayectoria del esfuerzo a tensión, producidas por diferentes causas que afectan la resistencia de la estructura.
Las vigas sometidas a cortante se pueden contrarrestar por medio de refuerzos transversales como son los estribos que restringen el crecimiento de las grietas inclinadas haciendo que las grietas sean pequeñas y de poca consideración aumentando la ductilidad del elemento.
Mediante ecuaciones se puede llegar conocer la resistencia a cortante que proporcionara el concreto y los refuerzos a usarse en la viga. 
5. Recomendaciones
· No imponer un cortante de diseño mayor al nominal que fue reducido por un factor, en el peor de los casos trabajar como cortante máximo 0.75Vn.
· Cuando la disposición anterior no se logra cumplir, y las dimensiones están restringida al espacio, se debe reforzar el elemento de concreto con varillas de acero que controle el cortante excedente.
· Para el ahorro cierto número de varillas se recomienda no ser tan conservadores con valor mínimo de cuantía, trabajar con una cuantía mayor que la intermedia pero que no supere la máxima, de esta manera puede ocurrir que se cumpla Vu ≤ 0.75Vn y no se tenga que reforzar.
· Los mayores cortantes se producen cerca de los apoyos, para esto colocar estribos por lo menos L/4 para cada lado cercano a los apoyos.
En ocasiones la parte central del elemento, generalmente vigas, no requieren estribos de refuerzos, pero no es recomendable dejar libre este segmento, para la cual se escoge un valor mínimo que regularmente es d/2.
· Para que el refuerzo transversal sea efectivo, se debe colocar a espaciamientos a lo largo de la pieza, tales que, cualquier grieta inclinada potencialmente que pudiera formarse en el elemento, sea cruzada cuando menos por una barra de refuerzo en el alma.
6. Bibliografía
(10 de 09 de 2007). Obtenido de Definición de la Metodología de ensayos para elementos reforzados a cortante: http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6151/07CAPITOL4.pdf?sequence=7
(2007). Obtenido de Capitulo 5 : CORTANTE : http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/3527/Capitulo5.pdf
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