Influencia de aberturas por tuberías insertas verticalmente en las propiedades mecánicas de vigas de concreto armado en Juliaca, 2023

Abstract

Esta investigación evalúa el impacto de insertar tuberías verticales de PVC-U en vigas de concreto armado, analizando su efecto en la resistencia a la flexión y al corte, rigidez y deflexión. Se realizaron pruebas experimentales comparando vigas con tuberías de diámetros nominales de 2” y 4” (Casos II al VII) frente a una viga patrón sin inserciones (Caso I). Las vigas, con una luz libre de 3.30 m y sección transversal de 0.25 m x 0.40 m, fueron diseñadas para soportar una carga de 8590 kgf utilizando concreto de 210 kgf/cm² y acero de 4200 kgf/cm². Los resultados evidencian que las tuberías reducen significativamente la resistencia estructural, especialmente en diámetros mayores y ubicaciones críticas. Las vigas con tuberías de 4” en zonas de momento flector mostraron hasta un 31% menos de resistencia, mientras que en zonas de corte la reducción alcanzó un 24%. La rigidez también disminuyó, siendo más pronunciada en tuberías de mayor diámetro y localizadas en zonas de corte, con pérdidas de hasta un 19%. Las deflexiones aumentaron considerablemente, alcanzando un 26% más en vigas con tuberías de 4” en zonas de corte. Configuraciones combinadas en zonas críticas produjeron efectos acumulativos, registrándose un incremento máximo del 42% en el Caso VII, con inserciones en dichas zonas. Sin embargo, una distribución estratégica de las tuberías, alternando diámetros y posiciones, permitió mitigar parcialmente estos efectos. Por lo que las inserciones de tuberías en vigas de concreto armado impactan negativamente en sus propiedades mecánicas, siendo determinantes el diámetro y la ubicación de las mismas. Estos hallazgos aportan información clave para optimizar diseños estructurales que contemplen aberturas funcionales, minimizando su efecto en el desempeño global.