Refuerzo por torsión respecto a un armado mínimo por flexión y cortante

[4lreadyDe4d]

Buenas; tengo una duda respecto al diseño del armado de elementos estructurales:

-Tengo una viga que diseñada a flexión arroja valores de refuerzo por debajo del mínimo establecido por norma.
-Del mismo modo el diseño por cortante es menor al mínimo
-El diseño por torsión que está por encima del mínimo.

En el caso del diseño por flexión y cortante, los valores de diseño deberían ajustarse al valor mínimo para cumplir con la norma , hecho esto la pregunta sería:

¿este valor adicional respecto al valor de diseño, puedo considerarlo ya como una parte del armado por torsión? o ¿es que el diseño por torsión de todas maneras debe adicionarse sobre el armado mínimo?.

Gracias por su respuesta.

[jfjdm]

Nunca deberías tener armados inferiores al armado mínimo, pero lo que te indica eso es que tu sección es muy grande o sobredimensionada, y a menos que tu sección sea muy peraltada que se considere una sección especial sujeta a torsión o viga de gran peralte de acuerdo a ACI, no necesitaría refuerzo adicional por torsión.

[4lreadyDe4d]

Bueno de hecho se que no debo poner un armado menor al mínimo por más que el diseño me salga menor, pero la pregunta era, si ése adicional puedo ya considerarlo parte el armado por torsión, a modo de ejemplo el caso sería:
Por diseño superior e inferior: 3.2 cm2 (flexión)
El mínimo por norma: 4 cm2
Diseño por torsión: 5 cm2

Bueno con esto obviamente el armado debe hacerse con los 4 cm2 mínimos, pero hay un adicional de 0.8 cm2 en el armado superior y el inferior que en total darían 1.6 cm2 adicionales sobre el valor de diseño.
Ahora ¿esos 1.6 cm2 ya los puedo considerar como parte del armado por torsión?, es decir ¿ahora solo debo proveer 3.4 cm2 para completar los 5 cm2 que me daba el diseño por torsión?, o ¿es que debo debo adicionar 5 cm2 de todas maneras sobre los 4cm2 por flexión?. No se si me hice entender

Saludos y Gracias por responder...

[jfjdm]

Con los 5 cm2 totales sería suficiente para todo lo que mencionás.

[martinvegacota]

Buen día... Un criterio conservador podría ser que el acero para torsión sea el ubicado en las caras laterales de la trabe, independientemente de las cantidades para flexión. Revisar las combinaciones criticas para cada estado: flexión y torsión.

Enviado desde mi ONE TOUCH 4016A usando Ingeniería Civil mobile app

[moisesrimerpena]

revisar criterios de diseño por torsion, tanto acero long como estribos en libro de gonzalez cuevas,,,muy didactico

[daniel890]

Las secciones de refuerzo de acero efectivamente se suman, aunque justo en el ejemplo que utilizaste no se puede apreciar, si la armadura necesaria para flexión es de 3,2 cm2 y la mínima es de 4cm2 debes adoptar la sección de 4cm2 como armadura para flexión, ya no utilizas el 3,2, por otro lado, el refuerzo de 5cm2 para torsión es el necesario para resistir la totalidad de los esfuerzos por momentos torsores, si lo expresas por cara, que es lo que necesitas finalmente, será 1,25 cm2 por cara (5/4), por lo tanto si quieres armar la cara inferior de la viga el refuerzo necesario para soportar las tensiones de tracción por momentos flectores y torsores sería: As=4+1,25=5,25cm2 (suponiendo que la viga es biapoyada).
En resumen sí se suman y se determina el refuerzo final en base a la suma de las cuantías necesarias para ambos casos, pero, en los casos en los que el refuerzo requerido sea menor que la cuantía mínima debes utilizar el valor de la cuantía mínima para la suma, así como yo lo hice en el ejemplo, utilizando 4 en vez de 3,2.

[4lreadyDe4d]

Las secciones de refuerzo de acero efectivamente se suman, aunque justo en el ejemplo que utilizaste no se puede apreciar, si la armadura necesaria para flexión es de 3,2 cm2 y la mínima es de 4cm2 debes adoptar la sección de 4cm2 como armadura para flexión, ya no utilizas el 3,2, por otro lado, el refuerzo de 5cm2 para torsión es el necesario para resistir la totalidad de los esfuerzos por momentos torsores, si lo expresas por cara, que es lo que necesitas finalmente, será 1,25 cm2 por cara (5/4), por lo tanto si quieres armar la cara inferior de la viga el refuerzo necesario para soportar las tensiones de tracción por momentos flectores y torsores sería: As=4+1,25=5,25cm2 (suponiendo que la viga es biapoyada).
En resumen sí se suman y se determina el refuerzo final en base a la suma de las cuantías necesarias para ambos casos, pero, en los casos en los que el refuerzo requerido sea menor que la cuantía mínima debes utilizar el valor de la cuantía mínima para la suma, así como yo lo hice en el ejemplo, utilizando 4 en vez de 3,2.

Daniel creo ya me está quedando claro todo, gracias por responder:
1. Según lo que leí en la ACI el armado por torsión debe proveerse en todo el perímetro de la sección, pero siempre debe haber una barra en cada esquina, ahora tu dices que lo puedo poner solo en las caras, claro, es que en las esquinas ya están dispuestas las barras por flexión, tal vez lo dispuesto en la ACI sea en los casos de vigas sometidas a torsión pura, en cualquier caso las barras en las esquinas están.
2. Tengo una duda respecto a como ETABS calcula las áreas de refuerzo por flexión, las áreas que me arroja el ETABS según el reporte ya son mínimas pero igual no coinciden con las fórmulas de la ACI que eligen el mayor entre:
14/fy
ó
0.25*f'c^1/2/fy
3. Bueno no se si me he estado confundiendo mucho pero la situación es esta, para una sección particular de una viga de 25 x 40 cm:

• El ETABS me arroja el siguiente resultado
  Refuerzo superior 1.2 cm²
  Refuerzo inferior 2.0 cm²
  por torsión 4.5 cm²

• El mínimo según la ACI resulta de usar la cuantía 14/fy ya que es la mayor respecto a 0.25*f'c^1/2/fy para fy=420Mpa y f'c 21Mpa. Para un recubrimiento de 4cm, estribos de 3/8" y barilla de 1/2" me da:
  Refuerzo superior 2.868 cm²
  Refuerzo inferior 2.868 cm²
  por torsión 4.5 cm² no varía.

• Para el diámetro comercial de 1/2" suponiendo que no puedo usar barras longitudinales de 3/8" me obliga a usar 3 barras de 1/2" es decir:
  Refuerzo superior final 3 barras de 1/2" = 3.87 cm²
  Refuerzo inferior final 3 barras de 1/2" = 3.87 cm²

Para la optimización tengo 2 casos:

• La diferencia entre el armado final y el armado mínimo según la ACI sería 2*(3.87 - 2.868)= 2cm² aprox , entonces por torsión solo me faltaría cubrir 2.5 cm² que bastaría con 2 barras de 1/2" a izquierda y derecha.

• La diferencia entre el armado final y el armado según ETABS sería 2*(3.87) - (1.2+2)=4.54cm² aprox , con lo que ya no haría falta adicionar las barras por torsión.

Creo que el ETABS usa otro parrafo de la ACI que dice que no es necesario usar las formulas anteriores si se dispone 1/3 más de refuerzo respecto al requerido por análisis, si esto es así entonces concluiría que la optimización 2 es la correcta.
Disculpas si me extendí demasiado pero si me confirmaran lo dicho estaría muy agradecido, saludos y mil gracias.