Investigacion De Columnas

INTRODUCCION


En este trabajo se analizará la estabilidad de la estructura, esto es, su capacidad para experimentar una carga sin experimentar un cambio súbito en su configuración. El análisis se enfocará en las columnas, es decir, al estudio y diseño de elementos prismáticos verticales que soportan cargas axiales.
Primero se dará la definición de columna dentro del análisis dela resistencia de la misma y sus posibles fallas. Después se pasará a analizar los tipos de fallas de un soporte (viga). La relación de esbeltez también se analiza en este trabajo siendo un elemento de vital importancia en el análisis y diseño de vigas, ya que de esta relación dependen las fallas que se puedan presentar en la columna o soporte. Por último se ve la carga critica dentro del análisisde esfuerzos siendo esta la carga axial máxima que se puede aplicar a una columna o pilar sin producir el pandeo de la misma, también llamada carga de pandeo de Euler. Este trabajo no comprende las consideraciones de diseño para esfuerzos pero sirve como introducción para el análisis de columnas o soportes.



























DEFINICION DE COLUMNA O SOPORTELa columna es un elemento sometido principalmente a compresión, por lo tanto el diseño está basado en la fuerza interna, conjuntamente debido a las condiciones propias de las columnas, también se diseñan para flexión de tal forma que la combinación así generada se denomina flexocompresión.
Según el uso actual de la columna como elemento de un pórtico, no necesariamente es un elemento rectovertical, sino es el elemento donde la compresión es el principal factor que determina el comportamiento del elemento. Es por ello que el predimensionado de columnas consiste en determinar las dimensiones que sean capaces de resistir la compresión que se aplica sobre el elemento así como una flexión que aparece en el diseño debido a diversos factores
Cabe destacar que la resistencia de la columnadisminuye debido a efectos de geometría, lo cuales influyen en el tipo de falla.


PNADEO Y ESTABILIDAD

Para ilustrar los conceptos fundamentales de pandeo y estabilidad se analizará la estructura idealizada o modelo de pandeo mostrado en la figura de abajo. Esta estructura consta de una barra rígida, la cual dividiremos en dos secciones de longitudes idénticas, las cuales se supondránunidas en la mitad de la barra original por un resorte rotatorio con rigidez Z. La elasticidad de esta columna idealizada estaá concentrada toda en el resorte rotatorio z.
En la estructura idealizada, las dos secciones imaginarias están completamente alineadas y la carga axial P tiene su línea de acción a lo largo del eje longitudinal. En consecuencia, el resorte no está sometido a esfuerzosy las barras están en compresión directa. Supongamos ahora que la estructura está perturbada por alguna fuerza externa que desplaza literalmente al punto medio (Punto medio donde se encuentra el resorte) una pequeña distancia. Debido a lo anterior las dos secciones giran ángulos pequeños θ y un momento se desarrolla en el resorte. La dirección de este momento es tal que tiende a regresar laestructura a su posición original recta, por lo cual se llama momento restitutivo. Sin embargo la tendencia de la fuerza axial de compresión cementa el desplazamiento lateral. Estas dos acciones tienen efectos opuestos: el momento restitutivo tiende a disminuir el desplazamiento y la fuerza axial a aumentarlo.
Consideremos ahora que pasa cuando se elimina la fuerza perturbadora. Si la fuerzaaxial P es más bien pequeña, la acción del momento restitutivo dominará la fuerza axial y la estructura retornará a su posición original recta. En estas condiciones se dice que la estructura es estable; pero, si la fuerza axial P es grande, el desplazamiento del resorte aumentará y las dos secciones girarán ángulos cada vez mayores hasta que la estructura se colapse. En estas condiciones la...