Este documento presenta información sobre un proyecto de investigación sobre columnas estructurales realizado por dos estudiantes de la licenciatura en Diseño Industrial de la UAEM Zumpango. Define columnas, describe las fuerzas que actúan en ellas como fuerzas axiales, de flexión y cortante, y explica conceptos como carga crítica, esfuerzo crítico y pandeo. Concluye que los factores más importantes en el diseño de columnas son las fuerzas a las que estarán sometidas y la carga que se aplicará.

1. Institución: UAEM Zumpango
Profesor: Ing. Juan Ivàn Solórzano Gaxiola.
Proyecto de investigación: Columnas estructurales
Materia: Resistencia de materiales
Licenciatura: Diseño industrial
Periodo: 6to semestre
Integrantes:
Casimiro Noveròn Nancy
Hernández Ramírez Oscar de Jesùs

2. COLUMNAS
ESTRUCTURALES

3. Definición
Son los miembros verticales a compresión de
los marcos estructurales, que sirven para apoyar a
las vigas cargadas.
Trasmiten las cargas de los pisos superiores
hasta la planta baja y después al suelo, a través
de la cimentación. Puesto que las columnas son
elementos a compresión, la falla de una columna
en un lugar crítico puede causar el colapso
progresivo de los pisos concurrentes y el colapso
total último de estructuras completas.

4. Fuerzas
• En las columnas pueden existir diferentes tipos de fuerzas las cuales pueden ser
importantes.
• Las cuales se muestran:
 FUERZAS TRANSVERSALES: Fuerza o carga que se
aplica de forma perpendicular al eje longitudinal de un
elemento estructural, produciendo un flexión o cortadura
en el mismo.
 FUERZAS AXIALES: Es una fuerza que actúa
directamente sobre el centro axial de un objeto
en la dirección del eje longitudinal, aplicada al
centro de la sección transversal del mismo.
 FUEZAS DE TORSIÓN: Punto del plano de la sección
transversal de un elemento estructural sobre la que se
ha de aplicar una carga transversal para que no se
produzca torsiones ni giros de la sección.

5.  FUERZA DE FLEXIÓN: Es la que intenta deformarlo, por
ejemplo poniendo un peso en medio de una tabla apoyada
en dos caballetes en las puntas ,estará soportando una
fuerza de flexión igual al peso del objeto colocado encima.
 ESFUERZO CORTANTE: Fuerza interna que
desarrolla un cuerpo como respuesta a una fuerza
cortante y que es tangencial a la superficie sobre la
que actúa.
 FUERZA DE TRACCIÓN: Es el esfuerzo al que está
sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que
actúan en sentido opuesto y tienden a estirarlo. Un cuerpo
sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones
positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto
de tracción.
 FUERZA DE COMPRENSIÓN: Es la contraria a la de
tracción. intenta comprimir un objeto en el sentido de la
fuerza.

6. Carga Crítica
Es el estadio teórico del pandeo, el cual fue planteado por Euler. Un matemático que se dedicó a estudiar las fuerzas de
reacciones de un pandeo en las vigas, se planteó como un estudio de equilibrio.
Carga axial máxima que se puede aplicar a una columna o pilar sin producir el pandeo de la misma. Se tiene una pieza
sometida a una fuerza de compresión y se encuentra en equilibrio, posición, su equilibrio podrá ser:
 Estable: Cuando al colocarle el peso se flexiona y al quitarle la carga regresa a su punto original.
 Inestable: Cuando al colocarle el peso se flexiona y quitándole el peso no regresa a su posición original

7. Siendo: Fcrit, la carga crítica; E, Módulo de Young del material de que está hecha la barra; Imin, momento de inercia mínimo de la sección transversal
de la barra; L, longitud de la barra y λ la esbeltez mecánica de la pieza. Cuando las condiciones de sujeción de los extremos son diferentes la carga
crítica de Euler viene dada por una ecuación del tipo:
Se le llama longitud de pandeo.
Donde Se aplica la ley de Hooke y los esfuerzos son inferiores al límite elástico del material, para evitar fracturas en la estructura de la columna, La
carga crítica de pandeo es la carga axial máxima que una columna puede soportar sin producir el pandeo de la misma, La carga crítica de pandeo es
la carga axial máxima que una columna puede soportar sin producir el pandeo de la misma.
Un esquema representativo sería:
Existen cuatro tipos de esfuerzos en las columnas las cuales son las siguientes:

8. Esfuerzo Crítico
Cociente entre la carga crítica de pandeo y el área de su sección transversal. El
esfuerzo es un medio conveniente para definir el límite de validez de la ecuación de
Euler, es útil expresar la ecuación en términos del esfuerzo, en lugar de en términos de
la carga.

9. Pandeo
Pandeo de flexión: esto se refiere al estudio de la elasticidad de una viga ya que no todas tiene la misma elasticidad, se puede
determinar desde una formula.
Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión se flecta lateralmente son giro ni cambios en su sección transversal.
Pandeo de torsión: Modo de pandeo en el cual un elemento e comprensión gira alrededor de su centro de corte.
Módulo de elasticidad: El módulo de elasticidad es la medida de la
tenacidad y rigidez del material del resorte, o su capacidad elástica.
Mientras mayor el valor (módulo), más rígido el material. A la
inversa, los materiales con valores bajos son más fáciles de doblar
bajo carga. En la mayoría de aceros y aleaciones enduresibles por
envejecimiento, el módulo varía en función de la composición
química, el trabajado en frío y el grado de envejecimiento. La
variación entre materiales diferentes es usualmente pequeña y se
puede compensar mediante el ajuste de los diferentes parámetros
del resorte, por ejemplo: diámetro y espiras activas.

10. Conclusiones
rtantes son las fuerzas, la carga que se le aplicara. de este modo

11. Bibliografia
 Cita: Santillana J.S. (2008).Pandeo. Obtenida: http://ocw.usal.es/ensenanzas-
tecnicas/resistencia-de-materiales-ingeniero-tecnico-en-obras-publicas/contenidos/Tema10-
Pandeo.pdf
 Cita: Espinal, D. (25 de septiembre de 2012). Prezi. Obtenida: https://prezi.com/phlyte-
zkza0/pandeo-de-columnas/
 MARTHYTAS, Fuerzas Estructurales, extraído el (22 de febrero de 2016), desde
http://html.rincondelvago.com/fuerzas-estructurales.html
 CIENCIA Y TECNOLOGIA , (22 DE SEPTIEMBRE DE 2013), ¿Qué es Una fuerza axial?, 22 de febrero de
2016 , de https://curiosoando.com/que-es-una-fuerza-axial