columnas

CAPÍTULO 3
COLUMNAS CORTAS BAJO CARGA AXIAL EXCÉNTRICA EN UNA
DIRECCIÓN
3.1 Introducción
En este capítulo se presentan los procedimientos necesarios para determinar la
resistencia de elementos de concreto reforzado sujetos a la acción de carga axial
y momento flexionante. Se consideran aquí únicamente elementos muy cortos, en
los que no existen problemas de esbeltez. Se supondrán conocidasla geometría
del elemento, incluyendo la cantidad y distribución

del acero de refuerzo, la

calidad del concreto, definida por una cierta resistencia nominal (f’c ), y la calidad
del acero, definida por su esfuerzo de fluencia (fy).

Considerando el problema de un modo general, se puede suponer que la carga
axial, P, y el momento flexionante, M, varían independientemente . En la figura(3.1 a) se muestra una representación esquemática de un elemento bajo la acción
de P y M, y en la figura (3.1 b), un sistema estáticamente equivalente en el que
M = Pe. Es importante señalar que en algunas estructuras P y M varían en la
misma proporción en una sección transversal dada al variar las condiciones de
carga externa. Esto equivale a afirmar que la excentricidad, e, permanececonstante. Sin embargo, en otros casos P y M pueden variar en distinta forma y
entonces e no es constante.

figura 3.1 Elementos equivalentes sujetos a Flexocompresión.

Un elemento puede alcanzar su resistencia bajo innumerables combinaciones de
carga axial y momento flexionante. Estas combinaciones varían desde una carga
axial máxima, Po, de tensión o compresión, y un momento nulo, hasta unmomento
M o, aunado a una carga axial nula. El lugar geométrico de las combinaciones de
carga axial y momento flexionante con las que un elemento puede alcanzar su
resistencia, se representa gráficamente por medio de un diagrama de interacción.
La figura (3.2) muestra un diagrama típico para una sección rectangular sin
refuerzo simétrico. Cualquier punto en la curva de trazo continuorepresenta una
combinación de momento y carga axial que hace que el elemento alcance su
resistencia.

Puede observarse que si únicamente se aplicara carga axial de compresión, el
valor máximo, o resistencia, correspondería al punto Poc . De igual manera, la
carga axial máxima de tensión sería la correspondiente a Pot. Si la sección se
sujetara solo a momento flexionante, el máximo que podríaaplicarse seria el

marcado con M o. Vale la pena notar que el máximo momento flexionante que la
sección es capaz de resistir no es el que corresponde a la carga axial nula.

Cuando al aumentar la carga externa el momento y la carga axial crecen en la
misma proporción, la historia de carga queda representada por una recta desde el
origen, con una pendiente igual al cociente P/M = 1/e. Para lascombinaciones de
carga representadas por la recta OA de la figura (3.2), la resistencia
correspondería a la combinación M a, Pa.

En la figura se observa también que para un mismo momento, M b , existen dos
valores de carga axial, que hacen que la sección alcance su resistencia.
Finalmente, la línea OC representa una historia de carga cualquiera.

El diagrama de interacción de la figura(3.2) corresponde a un elemento definido
perfectamente en su geometría y materiales, y representa el conjunto de valores
de acciones interiores máximas que el elemento es capaz de soportar.
El conocimiento necesario para llegar a esta representación se ha ido acumulando
de investigaciones experimentales sobre el comportamiento de elementos de
concreto reforzado sujetos a flexión y carga axial.Estos estudios abarcan desde
ensayes en vigas simplemente apoyadas con cargas concentradas simétricas,
hasta ensayes en elementos de concreto reforzado sujetos a compresión axial o a
compresión excéntrica.

Figura 3.2 Diagrama de interacción típico para una sección rectangular.

También se han llevado a cabo algunos estudios, mucho más reducidos, de
elementos sujetos a flexotensión. Con...