Introducción a las Estructuras - Jorge Bernal Libro: Capítulo doce - Ejemplos 12

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Archivo: “ie cap 12 ejem 12”

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.