T14 - TEÓRICO DE COLUMNAS A FLEXOCOMPRESIÓN

Vista previa del material en texto

DISEÑO Y DIMENSIONADO EN HORMIGÓN ARMADO
COLUMNAS A FLEXOCOMPRESIÓN
• SOPORTAN CARGAS 
NORMALES QUE 
PRODUCEN 
PRINCIPALMENTE
COMPRESIÓN.
• FUNCIÓN PRINCIPAL: 
TRANSMITIR LAS 
ACCIONES QUE 
ACTÚAN SOBRE LA 
ESTRUCTURA HACIA LA 
FUNDACIÓN.
COLUMNAS
El Método de Diseño por Resistencia
provee un determinado margen de seguridad
estructural mediante dos recursos:
•Aumentar la resistencia requerida usando
cargas o solicitaciones mayoradas.
•Disminuir la resistencia nominal mediante
el uso de un factor de reducción de la
resistencia Ø.
MÉTODO DE DIMENSIONADO DEL REGLAMENTO 
CIRSOC 201
•Edificio de oficinas
•Planta libre
PLANTA DE ARQUITECTURA


  


   
  
 
  




















   


 

 


  
  
  
  






























 



 

















PLANTA DE ESTRUCTURA


  


   
  
 
  




















   


 

 


  
  
  
  






























 



 

















PLANTA DE ESTRUCTURA
CARGA ÚLTIMA POR PISO EN COLUMNAS


  


   
  
 
  


















   


 

 


  
  
  
  






























 



 

















a
b
1) Peso de losa: área tributaria de la losa 
determinada gráficamente por la carga 
última en la losa 
Pu1= área x qul
donde qul=1,2D+1,6L
2) Peso de las vigas: peso propio de las vigas 
dentro del área de influencia antes 
determinado.
Pu2= 1,2D = 1,2 x l viga x área viga x Pe 
3) Peso de la columna por nivel: peso propio 
estimado o determinado a partir de un 
predimensionado
Pu3= 1,2D = 1,2 x h piso x área columna x Pe
COLUMNAS A COMPRESIÓN CENTRADA
)Ag(m
'
c
0,85f
y
ρ(f
'
c
0,85f
n
P
g
A
2



)
DIMENSIONAR
PREDIMENSIONAR
)cm ó (mstAgAρstA
22

1000
Pu(t)
10
Pu(MN)
)(mgA
2

1400
Pu(t)
14
Pu(MN)
)(mgA
2

1500
Pu(t)
15
Pu(MN)
)(mgA
2

PARA H20
PARA H25
PARA H30
Columnas Cortas 
COLUMNAS 
Columnas Esbeltas
PANDEO reduce la resistencia
“falla de estabilidad”
 (esbeltez)< 40
Para pórticos indesplazables
“falla del material”
l1 l1
Solicitación 
N = carga axil
Solicitación
N = Carga axil 
M = Momento Flector 
Q = Esfuerzo de Corte
Solicitación
N = Carga axil 
M = Momento Flector 
Q = Esfuerzo de Corte
SOLICITACIONES EN COLUMNAS DE PÓRTICO
SIMPLIFICACIÓN DEL MODELADO PARA OBTENER 
LOS MOMENTOS EN LAS COLUMNAS
Columna 
empotrada en 
sus puntos 
más alejados
Cargas de losas 
Mayoradas y Combinadas
Peso propio estimado de la viga
Mayorado
Solo válido para la determinación de solicitaciones
debidas a cargas gravitatorias
Diagrama de Momento Flector
DEL PÓRTICO
MOMENTOS ÚLTIMOS (Mu)
COLUMNA SOLICITADA A COMPRESIÓN + FLEXIÓN
e
Sistema equivalente
P
P
M= P x e
M
e P
e
P
EXISTEN DOS MODOS DE FALLA:
•FALLA DEL HORMIGÓN EN 
COMPRESIÓN: POR 
APLASTAMIENTO DEL HORMIGÓN 
EN LA ZONA COMPRIMIDA
•FALLA DEL ACERO EN TRACCIÓN: 
POR FLUENCIA DEL ACERO EN LA 
ZONA TRACCIONADA ANTES DE 
QUE EN EL HORMIGÓN SE 
PRODUZCA EL APLASTAMIENTO.
EL TIPO DE FALLA DEPENDERÁ DE 
LA RELACIÓN ENTRE LA CARGA 
NORMAL Y EL MOMENTO EN EL 
MOMENTO DEL COLAPSO 
REPRESENTADO POR LA 
EXCENTRICIDAD DE LA CARGA.
PARA UN ELEMENTO DONDE 
ESTÉN DEFINIDOS:
• LA GEOMETRÍA
• LOS MATERIALES
REPRESENTACIÓN DEL 
CONJUNTO DE ACCIONES 
MÁXIMAS (Pn Y Mn) QUE 
RESISTE EL ELEMENTO 
Pn
Mn
*
VERIFICA
*
NO VERIFICA
Pn
Mn
F
A
L
L
A
 E
N
 
C
O
M
P
R
E
S
IÓ
N
 
F
A
L
L
A
 E
N
 
T
R
A
C
C
IÓ
N
 
PARA UN ELEMENTO DONDE 
ESTÉN DEFINIDOS:
• LA GEOMETRÍA
• LOS MATERIALES
REPRESENTACIÓN DEL 
CONJUNTO DE ACCIONES 
MÁXIMAS (Pn Y Mn) QUE 
RESISTE EL ELEMENTO 
ACCIONES DEFORMACIONES TENSIONES
acortamientos
alargamientos
Compresiones 
resistidas por 
hormigón y 
acero
Tracciones 
resistidas 
solo por el 
acero
ACCIONES DEFORMACIONES TENSIONES
acortamientos
alargamientos
Compresiones 
resistidas por 
hormigón y 
acero
Tracciones 
resistidas 
solo por el 
acero
HIPÓTESIS DE CÁLCULO:
• LAS SECCIONES PLANAS PERMANECEN PLANAS DESPUÉS DE LAS 
DEFORMACIONES
• SE ADOPTA UN DIAGRAMA RECTANGULAR DE TENSIONES.
• SE DESPRECIA LA RESISTENCIA A TRACCIÓN DEL HORMIGÓN.
• MÁXIMA DEFORMACIÓN DEL HORMIGÓN 3‰.
• PERFECTA ADHERENCIA ENTRE HORMIGÓN Y ACERO.
ØPn ≥ Pu y ØMn ≥ Mu 
yfs t
Ayf 's t
A '
'
c0 ,8 5 fnP  ba
)
2
()'
2
()
22
(
h
dd
hah
bae  yfs t
Ayf's t
A '
'
c0 ,8 5 fnPnM
Pne
C C'
0.85f'c
a
h/2
T
 Y= 0
La carga nominal es resistida por la resultante del 
bloque comprimido de hormigón + la armadura 
comprimida – la armadura traccionada
 M= 0
El momento externo producido por las cargas 
nominales externas es equilibrado por el momento 
interno resistente de todas las fuerzas internas de 
los materiales respecto del baricentro de la 
sección.
Pn
Mn
PARA UN ELEMENTO DONDE 
ESTÉN DEFINIDOS:
• LA GEOMETRÍA
• LOS MATERIALES
REPRESENTACIÓN DEL 
CONJUNTO DE ACCIONES 
MÁXIMAS (Pn Y Mn) QUE 
RESISTE EL ELEMENTO 
Pu
COLUMNAS A COMPRESIÓN CENTRADA
Factor de Resistencia
Fallas controladas por compresión
columnas estribos simples Ø = 0,65
columnas zunchadas Ø = 0,70
Valores Límites
Límite superior columnas simples 0,80
Límite superior columnas zunchadas  0,85


limite valor
u
P
n
P
límite valornu PP  
ELEMENTOS SOLICITADOS A FLEXIÓN PURA
c
a = c
dh
b
0,85.f'C
T = A f
s
sA
0,003
1 0,85.f' b a = CC
a/2
s y
Deformación Bloque rectangular de 
tensiones equivalentes
T= As x fs
C
Factor de Resistencia
Fallas controladas por tracción 
Ø = 0,90
Mu ≤ Mn x 
Mn = Mu

Pu
Mu
PARA UN ELEMENTO DONDE 
ESTÉN DEFINIDOS:
• LA GEOMETRÍA
• LOS MATERIALES
REPRESENTACIÓN DEL 
CONJUNTO DE ACCIONES 
MÁXIMAS (Pn Y Mn) QUE 
RESISTE EL ELEMENTO 
Diagrama de 
interacción o ábacos 
para diferentes 
relaciones de 
cuantías
HABILITAR 
MACROS
Nu= Esfuerzo normal último en la columna= Pu
Lado mínimo de columna = 20cm
Lado o diámetro mínimo 
L ó D≥ 20 cm 
 Dimensiones mínimas 
cuadrada: 20cm x 20cm 
redonda: 20cm
Armadura longitudinal
Mínimo 4 barras
db ≥ 12mm
 Armadura mínima = 4 Ø 12
DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS
PARA COLUMNAS ESTRIBADAS
L
L
Excepciones:
Columnas triangulares: 1 barra por vértice
Columnas con geometrías que tengan más de 
4 vértices
Diámetro mínimo 
D ≥ 300mm
Armadura longitudinal
Mínimo 6 barras
db ≥ 12mm
 Armadura mínima = 6 Ø 12
DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS
PARA COLUMNAS ZUNCHADAS
D
Cuando en una disposición circular, el número de 
barras o alambres longitudinales adoptado, sea 
menor que ocho (8), la ubicación de dichas barras 
o alambres tendrá
influencia en la determinación de la resistencia a 
flexión de las columnas cargadas en forma 
excéntrica, razón por la cual el efecto de la 
disposición se debe considerar en la determinación 
de la capacidad portante del elemento.
8 %ρ1 % 
CUANTÍAS
Armadura mínima Ast ≥ 0,01Ag
Armadura máxima Ast ≤ 0,08Ag
DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS
PARA COLUMNAS
gA
st
A
ρ 
Ast= Área de acero
Ag= Área de hormigón
DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS
PARA LOS ESTRIBOS
L
L
s
Separación de estribos: 
1)s ≤ 12 db
(db = diámetro barra longitudinal)
O sea para:
12mm  14cm
16mm  19cm
20mm  24cm
25mm  30cm
32mm  38cm
2) s ≤ b 
(b=menor lado de la columna)
3) s ≤ 48 dbe
(dbe = diámetro del estribo)
DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS
PARA LOS ESTRIBOS
L
L
s
LOS ESTRIBOS, SOBRE TODO SI SON DE FORMA RECTANGULAR, 
PROVEEN CONFINAMIENTO EFECTIVO SOLO EN LAS ESQUINAS Y EN 
EL CENTRO DE LA SECCIÓN
LOS ESTRIBOS 
HORMIGÓN NO CONFINADO
40cm
DETALLE DE COLUMNA
Separación de los estribos:
s ≤ 12 db
 s ≤ 12x2cm= 24 cm 
s ≤ b (lado menor de la columna)
 s ≤ 25 cm 
s ≤ 48 dbe
 s ≤ 48x0.8cm=38cm
3Ø20
3Ø20
Est.2RØ8c/0.24m
3+3Ø20
Est.2RØ8c/0.24m