Diseño a Compresion Del Concreto

DISEÑO EN COMPRESIÓN DEL ACERO

INTRODUCCIÓN:
Una columna es un miembro que soporta una carga de compresión axial. Esta carga puede ser concéntrica, es decir, aplicada a lo largo del eje centroidal, o excéntrica, cuando la carga es aplicada paralelamente al eje del miembro centroidal, pero a cierta distancia del mismo.

Las diferencias entre los elementos a tensión y a compresión son:1. Las cargas de tensión tienden a mantener rectos los miembros, en tanto que las cargas de compresión tienden a flexionarlos hacia fuera del plano de las cargas (pandeo).

2. La presencia de agujeros para tornillos en los elementos a tensión, reduce las áreas disponibles para resistir las fuerzas; en los miembros a compresión se supone que los tornillos llenan los agujeros y las áreasestán disponibles para resistir las cargas.

Ecuación de Euler
La base de la teoría de las columnas es la fórmula de Euler, que fue publicada en 1757 por el matemático suizo Leonard Euler, basada en la ecuación de la elástica EI(d2y/dx2)=M. La fórmula de Euler, que es válida solo para columnas largas, calcula la carga crítica de pandeo. Esta es la carga última que puede soportar una columnalarga.

Así la ecuación de Euler es:

P = EIπ2/L2 (3.1)

Donde P es la carga crítica de pandeo elástico o carga crítica de Euler.
Sabiendo que r = (I/A)½ y que σ = P/A, se puede escribir la ecuación de Euler como
σ= π2E/(L/r)2 = Fe (3.2)

Donde σ es el esfuerzo crítico de pandeo elástico.
En las especificaciones del AISC-LRFD, Fe es el esfuerzo de Euler.
En la ecuación de comola distancia entre los puntos de inflexión de la elástica, donde el momento de flexión vale cero. Esta distancia L se considera como la longitud efectiva de la columna.Euler, el valor de L se tomará

Figura N° 1 (Perfiles usados en compresión)

En la figura se muestran varios perfiles laminados (rolados) utilizados como columnas. La sección tipo W es el perfil más utilizado para columnas enedificios, sobre todo en los altos. Es fácil conectar los perfiles W a otros miembros, y por lo general, los costos de fabricaión son bajos. Las secciones T son adecuadas como miembros de cuerdas en compresión de armaduras de techo soldadas, ya que los miembros del alma se pueden soldar directo al alma de la T. Los ángulos simples y los canales se utilizan como miembros en compresión en torres,así como miembros de contraventeo en armaduras y en estructuras ligeras. Lios perfiles HSS, cuadrados y rectangulares, y el tubo circular de acero tienen una distribución de material más favorable en su sección transversal que los perfiles I y con frecuencia resultan ser columnas económicas. Las varillas, las barras y las placas tienen secciones transversales que forman miembros que son muyesbeltos para ser utilizados, con eficacia, como miembros en compresión, a menos que sean muy cortos.
La carga de una columna puede ser tan grande que un simple perfil laminado podría no aportar el área suficiente. De igual forma, la relación de esbeltez de una columna compuesta de un solo perfil puede ser tan grande que reduce el esfuerzo de diseño en compresión a un valor indeseablemente bajo.
Enambas situaciones, el problema se puede resolver al utilizar una sección compuesta consistente en varios elementos (perfiles laminados y/o placas) atornillados o soldados entre sí. Los elementos de una sección armada se pueden soldar de manera continua(Figura N° 2), y mantener unidos e interconectados, de una forma muy estrecha, mediante las placas de costura a intervalos(Figura N° 3 a y b), oseparadas con amplitud y conectadas mediante un sistema de celosías(Figura N° 3 c, d y e) Las placas de costura o celosías(en líneas punteadas en la figura N° 3), atornilladas o soldadas, unen los elementos de la sección transversal y los mantienen en posición apropiada para que actúen en conjunto como una sola unidad.


Figura N° 3
Figura N° 2

Estados Límite de Pandeo
Los...