Diseño de columnas

TEMA PARA IGENIERIA CIVIL

1. DISEÑO DE COLUMNAS

2. DISEÑO Y ANÁLISIS DE COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO Las columnas son elementos estructurales verticales que están diseñados para soportar cargas, sometidos principalmente a cargas de compresión y flexión, aunque puedan estar también en tensión y flexión, además de solicitaciones de cortante y torsión.

3. En términos generales se pueden diseñar y construir tres tipos de elementos a compresión (columnas) de concreto armado. 1. Reforzadas con barras longitudinales y espirales 2. Reforzadas con barras longitudinales y estribos. 3. compuestos , reforzados con perfiles de acero, con barras longitudinales o sin estas.

4. Adicionalmente las columnas se pueden dividir en dos categorías importantes: COLUMNAS ROBUSTAS (COLUMNAS CORTAS). Para el caso de las columnas robustas, su resistencia depende de las propiedades de los materiales, en este caso, de la resistencia del concreto y el acero,. Aquí la relación de esbeltez de la columna es pequeña, por lo que pueden ignorarse los efectos de esbeltez.

5. COLUMNAS ESBELTAS . Para las columnas esbeltas, la resistencia se ve reducida por las deflexiones laterales que pueden ocurrir en el elemento, debido a una relación de esbeltez grande. Estas deflexiones ocurren debido a que el elemento puede sufrir un pandeo (elástico o inelástico)

6. ANALISIS POR FLEXO-COMPRESION El análisis de los esfuerzos en la sección transversal cambia para cada combinación de carga axial y momento de flexión. La resistencia de las secciones a las demandas de flexo-compresión esta dada por los aportes del concreto en compresión y de las barras longitudinales de acero en compresión y tensión.

7. COLUMNAS ROBUSTAS Compresión pura La resistencia nominal máxima en compresión, capaz de soportar una sección de concreto reforzado, corresponde a: Pn = 0,85* f ‘c * Ac + Ast * f ‘ y Donde: Pn = esfuerzo en la sección. fs = resistencia a la fluencia del acero. f’c = resistencia a la compresión del concreto a los 28 días. Ac = área de concreto de la sección transversal. Ast = área total de acero en la sección.

8. Para determinar la carga última o carga de diseño en compresión pura (Pu) de la sección, se deben aplicar los factores de reducción de la resistencia (ø) y las pequeñas excentricidades

9. El análisis y el diseño en flexo-compresión para columnas se realizan mediante la construcción de diagramas de interacción de carga axial y momento de flexión DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN DE COLUMNA Los puntos particulares de estas gráficas son:   1. Punto de carga axial pura (0, Po), la cual se calcula con la fórmula dada en la sección de Compresión Pura 2. Falla balanceada, que se determina calculando la profundidad del eje neutro, con la cual el concreto alcanza su deformación última máxima, mientras que el acero extremo en tensión alcanza la primera fluencia (Mb, Pb). 3. Un punto de flexión pura (Mo, 0).

10. Los amarres deben estar dispuestos de tal forma que en cada esquina de la sección una barra longitudinal sirva de soporte lateral al amarre para este sujetarse de el con un gancho menor o igual a 135°. Se recomienda que ninguna barra longitudinal sea colocada a una distancia libre mayor de 150 mm de cada barra de soporte lateral. El código ACI y la norma NSR recomiendan que la separación mínima de espirales sea de 25 mm y la máxima de 75 mm. Cuando sean necesario empalmar barras longitudinales se debe usar soldadura o traslapo.

11. FALLAS

12. Efecto de columna corta, falla por cortante

13. FALLA en junta de construcción a media altura de columna

14. Estas fuerzas rebasaron la capacidad del refuerzo lateral de las columnas

15. Gracias por su atención