Columnas

Páginas: 49 (12134 palabras) Publicado: 14 de enero de 2015
Apuntes de Clase

Universidad Privada del Valle

COLUMNAS
1. INTRODUCCIÓN.
Las columnas se definen como elementos que sostienen principalmente cargas a compresión. En
general, las columnas también soportan momentos flectores con respecto a uno o a los dos ejes de la
sección transversal y esta acción de flexión puede producir fuerzas de tensión sobre una parte de la sección
transversal.Aun en estos casos, se hace referencia a las columnas como elementos a compresión puesto
que las fuerzas de compresión dominan su comportamiento. Además del tipo más común como son los
elementos verticales de estructuras, los elementos a compresión incluyen elementos principales de arcos,
de pórticos rígidos inclinados o no, elementos a compresión en cerchas, cascarones o porciones de éstas
quesoportan compresión axial y otras formas estructurales. En este capítulo se utilizará el término columna
en forma intercambiable con el término elemento a compresión, por simplicidad y de conformidad con el
uso general.
Se utilizan tres tipos de elementos a compresión de concreto reforzado:
a) Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos transversales.
b) Elementos reforzadoscon barras longitudinales y espirales continuas.
c) Elementos compuestos a compresión reforzados longitudinalmente con perfiles de acero estructural
o con tubos con o sin barras longitudinales adicionales, además de diferentes tipos de refuerzo
transversal.

FIGURA 1. Columnas de concreto reforzado.

Los tipos a) y b) son los más comunes y la mayor parte del análisis en este capítulo serefiere a ellos. El
refuerzo principal en columnas es longitudinal, paralelo a la dirección de la carga y consta de barras
dispuestas en forma de cuadrado, rectángulo o círculo, como se indica en la figura 1. La relación del área de
acero longitudinal Ast al área de la sección transversal bruta de concreto Ag está en el intervalo de 0.01 a
0.08, conforme al Código ACI 10.9.1. El límite inferior esnecesario para garantizar una resistencia a
momentos flectores no tenidos en cuenta en el análisis y para reducir los efectos del flujo plástico y de la
Docente: Ing. Marco A. Flores S.

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retracción de fraguado del concreto sometido a compresión sostenida. Relaciones mayores que 0.08 no son
solamente antieconómicas, sino que producendificultades relacionadas con la congestión del refuerzo, en
particular en las zonas de empalme del acero. Por lo general se utilizan barras de los diámetros más grandes
para reducir los costos de colocación y para evitar una congestión innecesaria. Según el Código ACI 10.9.2,
se requiere un mínimo de cuatro barras longitudinales cuando éstas están encerradas por estribos
rectangulares ocirculares regularmente espaciados y un mínimo de seis cuando las barras longitudinales
están encerradas por una espiral continua.
Las columnas pueden dividirse en dos grandes categorías: las columnas cortas, en las cuales la
resistencia se rige por la resistencia de los materiales y por la geometría de la sección transversal, y las
columnas esbeltas en las cuales la resistencia puede reducirse enforma significativa por las deflexiones
laterales. Hace algunos años, un estudio conjunto del ACI y la ASCE señalaba que el 90 por ciento de las
columnas arriostradas contra desplazamiento lateral y el 40 por ciento de las no arriostradas podrían
diseñarse como columnas cortas. El arriostramiento lateral efectivo, que evita el movimiento lateral relativo
de los dos extremos de una columna, seproporciona a menudo mediante muros de cortante, núcleos de
ascensores y de escaleras, arriostramiento diagonal o una combinación de éstos. Aunque las columnas
esbeltas son ahora más comunes por el uso generalizado de materiales de alta resistencia y por el
mejoramiento en los métodos para calcular las dimensiones de los elementos, resulta aún válido que, en la
práctica corriente, la mayor...
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