Columnas Circulares
Páginas: 7 (1686 palabras)
Publicado: 23 de abril de 2012
Columna (arquitectura)
Una columna es un elemento arquitectónico vertical y de forma alargada que normalmente tiene funciones estructurales, aunque también pueden erigirse con fines decorativos. De ordinario, su sección es circular, pues cuando es cuadrangular suele denominarse pilar, o pilastra si está adosada a un muro. La columna clásica está formada por tres elementos: basa, fuste ycapitel.
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE COLUMNAS DE HORMIGON ARMADO CON ZUNCHOS TRANSVERSALES:
As = área de acero de refuerzo longitudinal
Ac = área de hormigón descontado el refuerzo longitudinal
Ag = área geométrica de la sección
An = área del núcleo de hormigón medida en la cara exterior del zuncho
En columnas zunchadas el número mínimo de varillas longitudinales será de 6.
El zuncho esacero transversal con forma helicoidal, que envuelve a las varillas principales de ciertas columnas circulares. No todas las columnas circulares son zunchadas, pues algunas pueden utilizar estribos circulares en lugar del zuncho, y en otras la hélice no tiene la cuantía de armado suficiente o no poseen el espaciamiento adecuado entre ramales.
El diámetro mínimo de las varillas utilizadas comozunchos, y el de las varillas longitudinales es de 8 mm para zonas sísmicas.
Las varillas longitudinales y transversales en columnas zunchadas deben ser corrugadas.
La presencia del zuncho provoca un efecto de confinamiento del hormigón que permanece en su interior y que se conoce como núcleo, lo que mejora su ductilidad y su resistencia a la rotura por compresión triaxial. Para conseguir esteefecto los códigos establecen que el espaciamiento entre ramales contiguos del zuncho (paso) debe estar comprendido entre 2.5 cm y 7.5 cm.
Durante el proceso de cargado axial lento, en una primera fase las columnas zunchadas se comportan de modo similar a las columnas con estribos, hasta alcanzar una carga equivalente a la capacidad del hormigón más la capacidad de las varillas longitudinales.
PU,1= f (0.85 f’c . Ac + As . Fy)
o alternativamente
PU,1 = f (0.85 f’c . Ac + r Ac . Fy)
Donde el coeficiente de reducción de capacidad es:
f = 0.75
En lugar de producirse el colapso de la columna, bajo este nivel de carga se produce el desprendimiento de la capa de hormigón exterior al zuncho. Simultáneamente, debido al efecto de Poisson, el zuncho entra en tensión produciéndose un efecto decompresión triaxial sobre el hormigón del núcleo, lo que permite que la columna resista cargas mayores.
La carga resistente adicional, como producto de la presencia del zuncho, ha sido cuantificada mediante estudios teóricos complementados con ensayos experimentales, y es equivalente al doble de lo que se obtendría colocando toda la armadura del zuncho en la dirección longitudinal.
La expresiónque describe la capacidad última de una columna zunchada, de acuerdo al criterio anterior, es la siguiente:
PU,2 = f (0.85 f’c . An + r . An . Fy + 2 r z . An . Fy)
Donde:
f = 0.75
La cuantía de armado del zuncho r z, por facilidad, conviene calcularla en función de los volúmenes de zuncho y de hormigón del núcleo.
Donde:
Vz: volumen del zuncho
Vn: volumen del núcleo
Debido a que unavez desprendida la capa exterior de hormigón la columna deja de ser útil, los códigos de construcción limitan la cuantía útil de armado del zuncho a valores tales que apenas permiten que la capacidad de la columna zunchada iguale la capacidad que tiene la misma columna sin zuncho. Con esto se consigue que la columna zunchada solamente mejore en su ductilidad y no en su capacidad aprovechable, loque es importante en zonas sísmicas.
Se puede determinar la capacidad de la columna zunchada y de la misma columna sin zuncho:
PU,1 = f (0.85 f’c . Ac + As . Fy)
PU,2 = f (0.85 f’c . An + As . Fy + 2 r z . An . Fy)
f = 0.75
Igualando la capacidad de la columna zunchada a la capacidad de la columna sin zuncho se tiene:
PU,2 = PU,1
(0.75) (0.85 f’c . An + As . Fy + 2 r z . An . Fy) = (0.75)...
Una columna es un elemento arquitectónico vertical y de forma alargada que normalmente tiene funciones estructurales, aunque también pueden erigirse con fines decorativos. De ordinario, su sección es circular, pues cuando es cuadrangular suele denominarse pilar, o pilastra si está adosada a un muro. La columna clásica está formada por tres elementos: basa, fuste ycapitel.
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE COLUMNAS DE HORMIGON ARMADO CON ZUNCHOS TRANSVERSALES:
As = área de acero de refuerzo longitudinal
Ac = área de hormigón descontado el refuerzo longitudinal
Ag = área geométrica de la sección
An = área del núcleo de hormigón medida en la cara exterior del zuncho
En columnas zunchadas el número mínimo de varillas longitudinales será de 6.
El zuncho esacero transversal con forma helicoidal, que envuelve a las varillas principales de ciertas columnas circulares. No todas las columnas circulares son zunchadas, pues algunas pueden utilizar estribos circulares en lugar del zuncho, y en otras la hélice no tiene la cuantía de armado suficiente o no poseen el espaciamiento adecuado entre ramales.
El diámetro mínimo de las varillas utilizadas comozunchos, y el de las varillas longitudinales es de 8 mm para zonas sísmicas.
Las varillas longitudinales y transversales en columnas zunchadas deben ser corrugadas.
La presencia del zuncho provoca un efecto de confinamiento del hormigón que permanece en su interior y que se conoce como núcleo, lo que mejora su ductilidad y su resistencia a la rotura por compresión triaxial. Para conseguir esteefecto los códigos establecen que el espaciamiento entre ramales contiguos del zuncho (paso) debe estar comprendido entre 2.5 cm y 7.5 cm.
Durante el proceso de cargado axial lento, en una primera fase las columnas zunchadas se comportan de modo similar a las columnas con estribos, hasta alcanzar una carga equivalente a la capacidad del hormigón más la capacidad de las varillas longitudinales.
PU,1= f (0.85 f’c . Ac + As . Fy)
o alternativamente
PU,1 = f (0.85 f’c . Ac + r Ac . Fy)
Donde el coeficiente de reducción de capacidad es:
f = 0.75
En lugar de producirse el colapso de la columna, bajo este nivel de carga se produce el desprendimiento de la capa de hormigón exterior al zuncho. Simultáneamente, debido al efecto de Poisson, el zuncho entra en tensión produciéndose un efecto decompresión triaxial sobre el hormigón del núcleo, lo que permite que la columna resista cargas mayores.
La carga resistente adicional, como producto de la presencia del zuncho, ha sido cuantificada mediante estudios teóricos complementados con ensayos experimentales, y es equivalente al doble de lo que se obtendría colocando toda la armadura del zuncho en la dirección longitudinal.
La expresiónque describe la capacidad última de una columna zunchada, de acuerdo al criterio anterior, es la siguiente:
PU,2 = f (0.85 f’c . An + r . An . Fy + 2 r z . An . Fy)
Donde:
f = 0.75
La cuantía de armado del zuncho r z, por facilidad, conviene calcularla en función de los volúmenes de zuncho y de hormigón del núcleo.
Donde:
Vz: volumen del zuncho
Vn: volumen del núcleo
Debido a que unavez desprendida la capa exterior de hormigón la columna deja de ser útil, los códigos de construcción limitan la cuantía útil de armado del zuncho a valores tales que apenas permiten que la capacidad de la columna zunchada iguale la capacidad que tiene la misma columna sin zuncho. Con esto se consigue que la columna zunchada solamente mejore en su ductilidad y no en su capacidad aprovechable, loque es importante en zonas sísmicas.
Se puede determinar la capacidad de la columna zunchada y de la misma columna sin zuncho:
PU,1 = f (0.85 f’c . Ac + As . Fy)
PU,2 = f (0.85 f’c . An + As . Fy + 2 r z . An . Fy)
f = 0.75
Igualando la capacidad de la columna zunchada a la capacidad de la columna sin zuncho se tiene:
PU,2 = PU,1
(0.75) (0.85 f’c . An + As . Fy + 2 r z . An . Fy) = (0.75)...
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