Este documento trata sobre elementos estructurales como columnas y muros de rigidez. Explica que las columnas son elementos verticales que soportan cargas y las transmiten a los cimientos, y están sujetas principalmente a esfuerzos de compresión. También clasifica columnas por materiales y formas, y describe el proceso de diseño estructural de columnas. Finalmente, define los muros de rigidez como elementos que ayudan a resistir fuerzas horizontales durante sismos y su función de absorber fuerzas laterales.
2. COLUMNAS
• Elementos verticales aislados, cuya
sección es pequeña con respecto a su
longitud; transportan las cargas de las
losas al pedestal.
• Las columnas se encuentran sometidas
principalmente a esfuerzos de
compresión. En sus dimensiones se
deben tener en cuenta factores como la
relación entre sus áreas y su longitud,
para evitar problemas de pandeo; así
como su momentos de inercia.
Definición
• Columnas estructurales son aquellas que
generalmente reciben cargas puntuales y trabajan
de manera independiente pudiendo estar
conectadas a través de la cimentación con las
zapatas conectadas o con las vigas y elementos
estructurales complementarios de una edificación.
• Está compuesta de fierros de acuerdo al cálculo que
se hace los fierros puedes ser de ½, 5/8, 3/4, etc. y su
cimentación es una zapata compuesta de cemento,
arena gruesa, piedra chancada, fierro y agua
llamándose concreto armado.
3. • Desde el punto de
vista sísmico las
columnas son
elementos muy
importantes pues
forman con las vigas
los denominados
pórticos, que
constituyen el
esqueleto sismo-
resistente junto con
los muros, si estos
existen.
4. • Son elementos principalmente
sometido a esfuerzos de
compresión y simultáneamente a
los de flexión (flexo compresión),
debido a que tienen momentos
flectores transmitidos por las
vigas y reciben las cargas axiales
de los diferente niveles de la
edificación.
6. TIPOS DE COLUMNAS
• Columna aislada o exenta: La que se encuentra
separada de un muro o cualquier elemento vertical de la
edificación.
• Columna adosada: La que está yuxtapuesta a un muro
u otro elemento de la edificación.
• Columna embebida: La que aparenta estar
parcialmente incrustada en el muro
u otro cuerpo de la
construcción.• Columnas cuadradas
• Columnas circulares
• Columnas
rectangulares
• Columnas
romboidales
• Columnas
trapezoidales
• Columnas poligonales
7. • Determinación de las condiciones de
diseño
Se determinan las condiciones con las que se
diseñara el elemento estructural, tales
como las resistencias de los materiales
• Cargas de las columnas
Se toma la carga acumulada en cada piso y se
procede con el pre dimensionamiento de
las columnas por nivel.
• Porcentaje a usar
El % mínimo de acero es el 1% del área de la
sección y el % máximo es el 8% del área
de la sección.
• Acero Longitudinal
Se calcula el número de varillas según el área
de acero que se obtuvo en el paso
anterior.
Calculo de columnas
• Momento resistente a Compresión
Se calcula mediante la formula
Mc= Qbd1²
• Momento de Acero a Compresión
Se calcula mediante la formula
M'As= A's(2n-1)((K-d1'/d1)/K)Fc(d1-d1')
• Momento de Acero a Tensión
Se calcula mediante la fórmula y para las dos
caras de la columna
MRA= AsFsjd1
• Revisión por esbeltez
Se calcula mediante la fórmula
L/r=Esbeltez
8. Donde r=0.30h
Si L/r < 60 entonces no necesita corrección por esbeltez en caso contrario si la necesitaría
•Revisión a compresión. Se calcula mediante la fórmula
N + ML + MN < 1
N1 MRL MRN
•Revisión a Tensión. Se calcula mediante la fórmula
N + ML + MN < 1
N1 MRL MRN
•Separación de los anillos
20 Veces el Diámetro de La Varilla=
48 Veces El Diámetro del Estribo=
Lado Menor de La Columna
De las cuales se tomara la mayor.
•Revisión por cortante, adherencia y longitud de anclaje: Se calculan de la misma forma q
las vigas.
9.
10. Una unión viga–columna o nudo se
define como aquella
parte de la columna comprendida en
la altura de la viga
más peraltada que llega a ella.
UNION VIGA-COLUMNA
11. El refuerzo transversal debe estar formado por
estribos
cerrados de una pieza sencillos o sobrepuestos, de
diámetro no menor que 9.5 mm (número 3) y
rematados como se indica en el inciso Puede
complementarse con grapas del mismo diámetro
que los estribos, separadas igual que éstos a lo largo
del
miembro. Cada extremo de una grapa debe abrazar
a
una barra longitudinal de la periferia con un doblez
de
135 grados seguido de un tramo recto de al menos
seis
diámetros de la grapa pero no menor que 80 mm.
12. La separación del refuerzo transversal no debe exceder
de:
1) La cuarta parte de la menor dimensión
transversal del elemento;
2) Seis veces el diámetro de la barra longitudinal más
gruesa; o
3) 100 mm.
Si la distancia entre barras longitudinales no soportadas
lateralmente es menor o igual que 200 mm, el límite
del podrá tomarse como 150 mm.
La distancia centro a centro, transversal al eje del
miembro, entre ramas de estribos sobrepuestos no será
mayor de 450 mm, y entre grapas, así como entre éstas
y ramas de estribos no será mayor de 250 mm. Si el
refuerzo consta de estribos sencillos, la mayor
dimensión de éstos no excederá de 450 mm.
En el resto de la columna, el refuerzo transversal
16. Son los que soportan su propio peso pero ayudan a resistir las
fuerzas horizontales causadas por sismos en la dirección contraria a
los muros estructurales no considerándose para el soporte de losas y
techos.
Los muros de rigidez se van a
comportar como muros de corte.
Esto quiere decir que van a tomar
cargas de cortante y flexión en el
plano de mayor rigidez.
Muros de Rigidez
17. FUNCIÓN: Absorber básicamente
fuerzas laterales coplanares (sismo,
viento), rigidizando la estructura con el
propósito de reducir las deformaciones
excesivas y por consiguiente los daños,
que puedan afectar el comportamiento
integral de la misma.
18. • El refuerzo longitudinal, ubicado en los extremos del
muro, toma tracción o compresión debido a la flexión,
puede incluir el refuerzo de confinamiento y colabora en
tomar el corte en la base que tiende a generar
deslizamiento.
• El refuerzo horizontal toma el corte en el alma.
• El refuerzo vertical puede tomar carga axial, toma
deslizamiento por corte y corte en el alma.
TIPOS DE REFUERSO DE MURO:
•Longitudinal
•Horizontal
•Vertical
19. PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE RIGIDEZ
[h (de piso)] x [(#pisos) (0.25)] = longitud total del muro de rigidez en “X” y “Y”
