Columnas de concreto

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--COLUMNAS

El estudio del comportamiento y diseño de columnas de concreto reforzado, como elementos estructurales en las construcciones como puentes, iglesias y edificios; desde los tiempos antiguos, han sido un reto y un problema que han resuelto de acuerdo a sus alcances y conocimientos nuestros antepasados. Hoy en día seguimos enfrentando este reto como una oportunidad para llevar a cabo elanálisis, diseño de estos elementos utilizando algunos métodos empíricos o métodos aproximados, los cuales han nacido después de un largo periodo de experimentación y práctica.

El uso de columnas de concreto reforzado con acero de refuerzo actualmente se ha convertido en una práctica común en nuestra sociedad.

Podemos encontrar diferentes tipos y tamaños de columnas en diferentes edificiosde nuestro país, así como también en algunos otros países del mundo en los edificios que se construyen regularmente se usan dichas columnas como elementos estructurales.

¿Qué es una columna de concreto reforzado?

Las columnas son elementos estructurales que sirven para soportar cargas axiales, y donde actúan fuerzas longitudinales (carga axial), produciendo en ellas esfuerzos de compresión,tensión, cortante y momento flexionante, y en algunos casos se presenta flexo compresión y flexo tensión; para absorber estas fuerzas producidas en la columna debido a las cargas se adiciona acero de refuerzo longitudinal para absorber los esfuerzos de tensión; así como también acero de refuerzo transversal para los cortantes que se producen en dicha columna.

El reglamento A.C.I. 318 dice losiguiente sobre columnas:

Las columnas se deben diseñar para resistir las fuerzas axiales que provienen de las cargas factorizadas de todos los entrepisos o azoteas, y el momento máximo factorizado debido a las cargas factorizadas en un solo claro adyacente al entrepiso o azotea que se está considerando. También se debe considerar la condición de carga que proporciona la relación máxima demomento a carga axial.

DISPOSICIONES DE SEGURIDAD DEL CODIGO ACI 318

Para columnas, al igual que para todos los demás elementos diseñados de acuerdo con el código ACI, se establecen apropiados márgenes de seguridad mediante la aplicación de coeficientes de sobrecarga a las cargas de servicio y de coeficientes de reducción de resistencia a las resistencias últimas nominales. Así que, para columnas,ØPn > Pu y ØMn > Mu son los criterios básicos de seguridad.

Para elementos sometidos a compresión más flexión, el Código ACI establece coeficientes de reducción básicos:

* Ø = 0.70 para columnas con estribos.
* Ø = 0.85 para columnas reforzadas con espiral (helicoidal o zunchos)

Para estudiar las columnas con mayor detalle las clasificaremos de acuerdo con la carga axial,forma (geometría) de cómo son armadas con acero de refuerzo y en función de su relación de esbeltez.

Si atendemos a la posición de la carga requerida, con respecto al eje de la columna, podemos decir que está sometida a carga axial y podemos decir que la columna está cargada excéntricamente cuando la carga se localiza fuera del eje longitudinal de la columna.

Clasificación de las columnas deacuerdo a su relación de esbeltez.
* Columnas cortas.
* Columnas largas.
Clasificación de las columnas de acuerdo a su forma o geometría.
* Columnas rectangulares.
* Columnas cuadradas.
* Columnas circulares.

Consideraciones generales para el diseño de columnas de concreto reforzado.

Las columnas se diseñan para un porcentaje de acero de refuerzo longitudinal de 1%hasta 8% (cuantías de ρ=0.01 hasta ρ= 0.08) para fines prácticos, es difícil colocar más de un 3-4% de refuerzo longitudinal, como consecuencia de espacio libre para acomodo del concreto y el hecho de contar con traslapes.

Bajo condiciones especiales, una columna puede diseñarse con un porcentaje de refuerzo menor al 1%.

Para porcentajes altos de refuerzo longitudinal, con valores entre 3%...
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