Acero estructural y empalme

Columna de Acero Estructural

En los últimos años el acero como material de construcción se ha utilizado en gran proporción debido a su facilidad y rápida colocación, y grandes propiedades cuando este es sometido a tracción. El acero a pesar de ser un material con muchos beneficios también posee ciertas desventajas como es el costo del mismo, no solo por su valor monetario sino por el alto gasto energético que se requiere para su producción.

En vista que el objetivo de la presente tesis es proporcionar la combinación del acero y el concreto en una columna, se tiene que lograr la deformación de ambos simultáneamente, para lograr así una acción efectiva del esfuerzo. Es por esto que es necesario que se garantice una adherencia entre ambos materiales evitando movimientos relativos entre ambos y por ende un mal comportamiento ante los esfuerzos requeridos.

Empalmes o traslape:

Son uniones entre las barras de acero de refuerzo, este mecanismo permite que las barras se prologuen. Garantizan la correcta transferencia de los esfuerzos. La longitud de empalme de esfuerzo vertical y horizontal debe ser al menos 45 veces el diámetro de las barras.

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Requisitos de las normas para columnas vaciadas en obra

El Código ACI especifica relativamente pocas limitaciones en las dimensiones, el refuerzo, la restricción lateral y otros aspectos relacionados con las columnas de concreto. Algunas de las limitaciones más importantes son las siguientes: (ACI 10.9.1) El porcentaje de acero de refuerzo longitudinal no debe ser menor que el 1% del área transversal total de la columna y el porcentaje máximo es 8% de esta área. Se cree que si la cantidad de acero es menor que 1%, habrá una posibilidad bien definida de que ocurra una falla no dúctil repentina, como en el caso de una columna de concreto simple. Cuando el porcentaje de acero es alto, se incrementa la posibilidad de que se formen cavidades alveolares en el concreto. Si esto ocurre, puede haber una reducción sustancial en la capacidad de carga de la columna. Usualmente el refuerzo no excede el 4% cuando las varillas van a empalmarse por traslape. El número mínimo de barras longitudina...

Clasificación de las Columnas

Pedestales o bloques cortos a compresión: Si la altura de un miembro vertical a compresión es menor que tres veces su dimensión lateral más pequeña, puede considerarse como un pedestal. El Código ACI establece que un pedestal puede diseñarse con concreto simple o sin refuerzo. Si también está presente el esfuerzo de flexión, su efecto debe considerarse. Si la carga total aplicada al miembro es mayor que los límites de esfuerzo, será necesario ya sea incrementar el área de la sección transversal del pedestal o bien diseñarlo como una columna de concreto reforzado. Columnas cortas de concreto reforzado: Si una columna de concreto reforzado falla debido a la falla inicial del material, se clasifica como columna corta. La carga que puede soportar está regida por las dimensiones de su sección transversal y por la resistencia de los materiales de que está construida. Consideramos que una columna corta es un miembro más bien robusto con poca flexibilidad. Columnas larga...

Compresión Simple en Columnas

Los elementos a compresión; en este caso columnas, bajo la acción de un carga axial, tendrán un comportamiento inicial de acortamiento proporcional al esfuerzo generado por la carga que actúa en su eje longitudinal. Cuando la carga aumenta a un valor crítico que se llama carga crítica, se presenta una falla brusca por inestabilidad lateral (pandeo), en el sentido de su menor momento de inercia. Cuando un miembro soporta cargas axiales está siendo sometido a una compresión simple aplicada en el centroide de la sección transversal , es muy difícil que un miembro soporte una compresión pura, para diseñar una columna es considerado que la excentricidad mínima de la carga axial no supere un 10% del lado de la sección. En los elemento de concreto diseñados bajo esfuerzos de compresión el agotamiento resistente para el cual la esbeltez no afecta su capacidad portante, se alcanzan las siguientes fuerzas de corte mayor...

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