Introducción a las Estructuras - Jorge Bernal Libro: Capítulo doce - Ejemplos 12
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Ejemplo doce.
Se pide:
Calcular la capacidad de carga de diseño
de la columna con estribos simples cuyos datos
se indican:
Datos:
Forma: cuadrada, d1 = d2 = 20 cm.
Altura: hp = 2,80 m = 280 cm.
Armadura: 4 ø 12 mm
Altura total de columna: 280 cm.
La columna se ejecuta de manera
monolítica con vigas y columnas tanto en la
parte superior como inferior.
Control de efecto de pandeo:
Consideramos que existe empotramiento parcial por el monolitismo de
columna con vigas y losas, adoptamos un factor 0,70 reductor de longitud de
pandeo.
Hp/d = 0,7 . 280 / 20 ≈ 10 < 15
No hay efecto de pando. Se calcula a compresión simple.
Dimensionado por métodos antiguos.
Método de sección ideal:
Calidad del hormigón: βcn = 130 kg/cm2
Calidad del acero: βs = 4200 kg/cm2
Tensión admisible acero: βadm = 2400 kg/cm2
Se supone que el acero resiste unas 15 veces más que el hormigón en
el interior de la columna, de esa manera se confecciona la fórmula:
Fi = Fb + 15 . Fe donde:
Fb = 20 . 20 = 400 cm2
Fe = 4 . 1,13 cm2 = 4,52 cm
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Fi = 400 + 15 . 4,52 = 467,8 cm2
Resistencia admisible de columna:
Padm = βcn . Fi = 130 . 467,8 ≈ 61.000 kg = 610,0 kN
Método de rotura reglamento anterior:
Se utiliza la siguiente expresión (ver capítulo 1 “Anexo simbología”
del Cirsoc 201):
Introducción a las Estructuras - Jorge Bernal Libro: Capítulo doce - Ejemplos 12
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Esta es la carga de rotura, para la carga de diseño se la debe afectar
por un coeficiente de 2,10:
( )
Método de rotura reglamento actual (Cirsoc 201 – 2005):
Se utiliza la siguiente expresión:
Para columnas con estribos simples:
[ ( ) ]
Los símbolos ya los hemos indicado en la teoría, para mejor
comprensión los volvemos a mostrar.
Pn: Resistencia última de la columna.
Ø: factor de reducción capacidad material:
Ø = 0,75 para estribos en espiral.
Ø = 0,70 para estribos comunes.
0,85: factor de reducción por excentricidad inevitable en columnas
con estribos en espiral.
0,80: factor de reducción por excentricidad inevitable en columnas
con estribos comunes.
Ast: área o sección de barras de acero longitudinal.
Ag: área o sección bruta del hormigón.
0,85 f´c: reducción por carga rápida en laboratorio (en el edificio las
cargas se presentan de manera muy lenta, durante su construcción).
Colocando valores en cada término:
[ ( ) ]
Esta carga obtenida por el último reglamento aprobado resulta algo
mayor que las anteriores. Es lógico, porque en los últimos 30 a 50 años de
tecnología en el hormigón y en el acero, los controles de calidad han
mejorado y los coeficientes de seguridad se redujeron.