Columnas

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PREDIMENSIONADO DE COLUMNAS

La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación. Es utilizado ampliamente en arquitectura por la libertad que proporciona para distribuir espacios al tiempo que cumple con la función de soportar el peso de la construcción; es un elemento fundamental en el esquema de una estructura y la adecuada selección de sutamaño, forma, espaciamiento y composición influyen de manera directa en su capacidad de carga.

Para la columna se indica las características que la definen así como el comportamiento para definir los aspectos a tomar en cuenta en el diseño de las columnas de madera, acero y concreto armado.

Dentro de los requisitos fundamentales de una estructura o elemento estructural están: equilibrio,resistencia, funcionalidad y estabilidad. En una columna se puede llegar a una condición inestable antes de alcanzar la deformación máxima permitida o el esfuerzo máximo. El fenómeno de inestabilidad se refiere al pandeo lateral, el cual es una deflexión que ocurre en la columna; cuando aparece incrementa el momento flector aplicado sobre el elemento, el aumento de la deflexión agranda la magnitud delmomento flector, creciendo así la curvatura de la columna hasta la falla; este caso se considera inestable. Por ello la resistencia de la columna sometida a compresión tiene dos límites, el de resistencia para columnas cortas y el de estabilidad para columnas largas. La estabilidad es así el nuevo parámetro que define además de la resistencia y la rigidez, las dimensiones de la columna.

Según eluso actual de la columna como elemento de un pórtico, no necesariamente es un elemento recto vertical, sino es el elemento donde la compresión es el principal factor que determina el comportamiento del elemento. Es por ello que el pre-dimensionado de columnas consiste en determinar las dimensiones que sean capaces de resistir la compresión que se aplica sobre el elemento así como una flexión queaparece en el diseño debido a diversos factores1. Cabe destacar que la resistencia de la columna disminuye debido a efectos de geometría, lo cuales influyen en el tipo de falla.
El efecto geométrico de la columna se denominan esbeltez2 y es un factor importante, ya que la forma de fallar depende de la esbeltez, para la columna poco esbelta la falla es por aplastamiento y este tipo se denominacolumna corta, los elemento más esbeltos se denominan columna larga y la falla es por pandeo. La columna intermedia es donde la falla es por una combinación de aplastamiento y pandeo. Además, los momentos flectores que forman parte del diseño de columna disminuyen la resistencia del elemento tipo columna

Las columnas de concreto reforzado se clasifican dependiendo del tipo de refuerzo axialtransversal utilizado, es decir, que pueden ser columnas zunchadas (con el refuerzo helicoidal) en las cuales se colocan espirales continuas con un paso pequeño y que lo envuelve a un núcleo circular de concreto reforzado con varillas longitudinales. También tenemos las columnas con estribos, las cuales el refuerzo esta constituido de varillas longitudinales y estribos laterales separados.
Lascolumnas de concreto armado pueden ser de tres tipos que son:

Elemento reforzados con barras longitudinales y zunchos

Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos

Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin barras longitudinales, además de diferentes tipos de refuerzo transversal.
Para las columnas de concreto armado, la cuantía de acero4 oscila entre 1 y 8%con un mínimo de 4 barras longitudinales. Las columnas circulares deben de tener un mínimo de 30 cms de diámetro. Así como también las columnas cuadradas sus lados deben tener un min de 30 cms. Las columnas zunchadas pueden ser redondas, cuadradas o rectangulares con dos o más espirales entrelazadas.

En las columnas zunchadas la cantidad mínima de varillas longitudinales será de 6. El...
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