Diseño de columnas de concreto armado

Diseño de columnas de concreto armado

ejemplo de diseño de una columna rectangular de hormigón

Los pilares son elementos de compresión verticales o inclinados que se utilizan para transferir la carga de la superestructura a los cimientos. El diseño estructural de los pilares de hormigón armado implica la provisión de un refuerzo de compresión adecuado y el tamaño del miembro para garantizar la estabilidad de la estructura. En los casos típicos, los pilares suelen tener forma rectangular, cuadrada o circular. También son posibles otras secciones como la elíptica, la octogonal, etc.

Los pilares suelen clasificarse como cortos o esbeltos en función de su relación de esbeltez, lo que a su vez influye en su modo de fallo. En las estructuras enmarcadas, los pilares están sometidos a cargas axiales, uniaxiales o biaxiales en función de su ubicación y/o condición de carga. La norma EN 1992-1-1:2004 (Eurocódigo 2) exige que se incluyan los efectos de las imperfecciones en el diseño estructural de los pilares. El diseño estructural de los pilares de hormigón armado se trata en la sección 5.8 del EC2.

La estabilidad lateral en las estructuras de hormigón armado arriostradas la proporcionan los muros de corte, los huecos de ascensor y las cajas de escalera. Por lo tanto, todas las acciones laterales son transferidas y resistidas por los miembros estabilizadores rígidos. En un pilar arriostrado, la carga axial y los momentos de flexión en los extremos del pilar proceden de las cargas verticales que actúan sobre las vigas. Las cargas horizontales no afectan a los esfuerzos ni a la deformación del pilar. Los pilares no contribuyen a la estabilidad horizontal global de la estructura.

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ResumenLos pilares de hormigón armado cargados axialmente apenas existen en la práctica debido al desarrollo de algunos momentos flectores. Estos momentos pueden ser producidos por las cargas gravitatorias o por las cargas laterales. En este trabajo se presenta un análisis detallado del comportamiento estructural global de 15 pilares cargados excéntricamente, así como de uno de control cargado concéntricamente. Los pilares doblados en modo de curvatura simple o de doble curvatura se ensayan experimentalmente hasta el fallo bajo el efecto de diferentes combinaciones de excentricidades finales. Se estudiaron tres relaciones de excentricidades finales, a saber, 0,1b, 0,3b y 0,5b, siendo b la anchura de la columna. En segundo lugar, se ha desarrollado una expresión que correlaciona la disminución de la capacidad axial normalizada de la columna y las excentricidades finales que actúan, basándose en los resultados experimentales y verificándolos con la fórmula disponible. En tercer lugar, basándose en el concepto de columna equivalente, se obtuvieron las columnas equivalentes con extremo de perno para columnas dobladas en modo de curvatura simple o doble. A continuación, se correlacionó el efecto de la relación de excentricidad del extremo con la longitud del pilar equivalente. Finalmente, se propuso un procedimiento de diseño simplificado para columnas arriostradas con carga excéntrica, transfiriéndolo a una columna esbelta con carga axial. Los resultados del procedimiento de diseño propuesto mostraron resultados comparables con los del código ACI 318-14.

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El diseño de estructuras de hormigón armado es un curso de introducción al diseño en ingeniería civil. En este curso se identifican los elementos básicos gobernados por fuerzas de flexión, cortantes, axiales o una combinación de ellas, y se consideran como bloques de construcción de toda la estructura. Se describirán brevemente diferentes métodos de diseño antes de introducir los estados límite de colapso y de servicio. El diseño se realizará según la norma IS 456:2000.  PÚBLICO AL QUE VA DIRIGIDO: Estudiantes de Ingeniería Civil y ArquitecturaREQUISITOS PREVIOS: NingunoApoyo del sector: Este curso será reconocido por las empresas de consultoría de diseño y las industrias de la construcción.

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La investigación actual con respecto a la protección de las infraestructuras civiles contra las complejas condiciones de carga de las explosiones se centra principalmente en el efecto de las fuentes explosivas externas. En consecuencia, la literatura general sobre las detonaciones en el interior de los edificios y, específicamente, en el contexto del diseño de protección y la evaluación de las estructuras contra estas condiciones de carga, es incompleta. Las directrices existentes desarrolladas para explosiones externas comparativamente no complejas siguen siendo poco conservadoras cuando se aplican a detonaciones internas de edificios debido al confinamiento de la onda expansiva y a la compleja interacción con los componentes estructurales. En particular, los pilares de hormigón armado en entornos de explosiones internas están sometidos a fuerzas de levantamiento variables en el tiempo junto con presiones laterales que conducen a la desestabilización y a una pérdida crítica de la integridad estructural. La investigación presentada en esta tesis proporciona una comprensión original hacia: (i) – la influencia de las fuerzas transitorias de levantamiento en la vulnerabilidad de los pilares de CR sometidos a presiones laterales de voladura y, (ii) – el diseño y la evaluación de los pilares de CR contra el efecto de las presiones de levantamiento y laterales de voladura acopladas y variables en el tiempo debido a las detonaciones internas del edificio.

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