Hormigón armado: flexión, tracción y compresión

CEAC Blog

15-05-2015

Hoy queremos mostraros gráfica y textualmente los esfuerzos a los que puede verse sometido cualquier estructura, cuáles son sus efectos y, en el caso del hormigón, como se soluciona su baja resistencia a uno de ellos.

Empezamos con un ejemplo muy sencillo: cuando nos inclinamos para recoger un objeto del suelo, ¿qué ocurre con la piel de nuestro cuerpo? Pues debido a la flexión, sucede que la piel de la espalda se estira (se tracciona), mientras que la piel de nuestra barriga se concentra (se comprime). La piel, sin embargo, es un mismo elemento y, estando en posición vertical, ésta no se altera. He aquí el ejemplo más sencillo de cómo un elemento, la piel, por efecto de la flexión, puede verse sometida conjuntamente a compresión y a tracción.

Lo mismo que sucede con la piel puede suceder con cualquier estructura sometida a un esfuerzo: estamos hablando de obras de ingeniería como puentes o túneles o cualquier edificio, en el que sus diferentes partes se ven sometidas a diferentes esfuerzos.

En la siguiente imagen vemos un listón apoyado en sus extremos y con una carga uniforme sobre él. Éste podría ser el caso de una viga, o incluso de un puente. Estando sometido a este esfuerzo de flexión, el peso transmitido deforma la viga tal y como se muestra, resultando que una parte de ella se ve sometida a compresión (la superior) y otra a tracción (la inferior).

flexión

 

Pues bien, siendo el hormigón el material más utilizado en construcción, suponiendo él solo, en la mayoría de obras, más del 50% del material utilizado, vamos a hablar de lo que le sucede estando sometido a los esfuerzos que acabamos de comentar. El hormigón tiene una resistencia muy alta a compresión pero muy baja a tracción por lo que si en la imagen anterior, el material de la viga fuese hormigón en masa (sin armar) y la carga fuese lo suficientemente grande, la viga sometida a ese esfuerzo de flexión se quebraría en primer lugar por la parte traccionada (la inferior).

Para conseguir que el hormigón pueda funcionar igual de bien ante los esfuerzos de compresión como a los de tracción, se dota al mismo de otro material, el acero, colocado en forma de armadura y dando lugar a lo que comúnmente se conoce como hormigón armado. Así pues en las zonas que son susceptibles de sufrir esfuerzos de tracción, colocaremos barras de acero de forma que en ellas estén traccionados tanto el hormigón como el acero, cumpliendo el acero la condición de resistencia, y el hormigón la de protección del acero y de unión con la parte comprimida del elemento.

Lo podemos ver de forma más clara en esta otra imagen. En ella tenemos un elemento voladizo que podría ser la losa de un balcón. Simplemente por su propio peso y el efecto de la gravedad, la losa queda sometida a una flexión que la hace doblarse hacia abajo, por lo que la parte superior queda traccionada y la inferior comprimida. Por lo tanto, para garantizar la estabilidad de esta estructura y evitar su desplome, la armadura, las barras de acero, deberán ser colocadas en la parte superior de la losa tal y como vemos en la imagen.

losa voladizo

La armadura del hormigón consiste en una serie de barras corrugadas (para conseguir mayor agarre) de acero que se disponen perpendicularmente entre ellas formando una malla. La armadura debe quedar completamente inmersa dentro del hormigón para evitar que al entrar en contacto con el aire pueda deteriorarse. Es por ello que antes comentamos la función de protección del hormigón para el acero.

Extraordinaria la perfecta simbiosis entre acero y hormigón que se puede observar en cualquier obra y que es difícil encontrar en la unión de cualquier otros dos materiales.

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