Tipos de columnas

Universidad Nacional Experimental“Francisco de Miranda

Urachiche - Yaracuy

Tipos de Columnas

Bachiller:

Medina ReginaC.I Nº V-26.107.768

Ing. Civil

Prof. Pedro Guedez

Es un elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado respecto su longitud, para que abajo la acción de una carga gradualmente creciente se rompa por flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menos que la necesaria para romperlo por aplastamiento.

COLUMNA

TIPOS DE COLUMNAS

Columna Corta:

Son aquellas en que su capacidad de carga está basada únicamente en la resistencia de su sección transversal. Tienen muy poco peligro de pandeo debido a su esbeltez y este efecto no afecta mayormente su resistencia.

“Las columnas cortas fallan por aplastamiento”.

TIPOS DE COLUMNAS

Columna Intermedia:

Son aquellas en que su capacidad de carga está basada únicamente en la resistencia de su sección transversal. Tienen muy poco peligro de pandeo debido a su esbeltez y este efecto no afecta mayormente su resistencia.

“fallan en combinación de pandeo y aplastamiento”.

TIPOS DE COLUMNAS

Columna Larga La esbeltez, el pandeo y los efectos de segundo orden, que estudiaremos mas adelante, afectaran en más de 5% la capacidad de carga de la columna. En columnas muy esbeltas la resistencia disminuye drásticamente tornándola inestable.“Las columnas largas fallan por

pandeo”.

COLUMNAS LARGAS, CORTAS E INTERMEDIAS

Mediante ensayos mecánicos realizados en columnas se ha demostrado que la carga critica señalada por las ecuaciones de Euler y de la secante puede ser superior a la carga critica real necesaria para pandear la columna, como muestra el grafico.

APOYO EN LOS EXTREMOS DE LAS COLUMNAS CARGADAS

Una columna es un miembro que soporta una carga de compresión axial. Esta carga puede ser: concéntrica (aplicada a lo largo del eje centroidal) oexcéntrica (aplicada paralelamente al eje del miembro centroidal, pero acierta distancia del mismo).

Formula de Euler

Leonhard Euler analizo la carga critica para columnas largas, basándose en la columna bi-articulada deformada pero en equilibrio neutro , formula es la siguiente:

Fórmula de Euler

Para explicar la formula de Euler se supone una columna con sus dos extremos articulados sobre la cual se aplica una carga axial céntrica (P) en la que suponemos que para que esta este bien diseñada el esfuerzo σ =P/A de la columna es menor al esfuerzo permisible y que la deformación δ= P*L/(A*E) esta dentro de los parámetros de diseño y si la columna presenta pandeo podemos asumir que esta mal diseñada. Partiendo de esto se pretende hallar la P critica para la cual la columna se pandea para esto se considera a la columna como una viga sometida a carga axial y que puede ser descrita con la ecuación de la curva elástica y determinándose para cualquier punto Q contenido en la curva el momento generado por esta carga.

Formula de Jhonson Si la razón de esbeltez efectiva real de una columna, L/r, es menor que el valor de transición C, , la fórmula de Euler predice una carga crítica exorbitante. Una fórmula recomendada para el diseño de máquinas en el intervalo de LJr menor que C es la fórmula de J. B. Johnson. Esta es una forma de un conjunto de ecuaciones 1 Limadas ecuaciones parabólicas, y concuerda perfectamente bien con el comportamiento de columnas de acero de maquinaria típica. La Fórmula de Johnson da el mismo resultado que la fórmula de Euler de la carga critica y la razón de esbeltez de transición C, Entonces, en el CASO de columnas muy cortas, la carga crítica se aproxima a la pronosticada por la ecuación del esfuerzo de compresión directo, o = P/A. Por consiguiente, se puede decir que la fórmula de Johnson se aplica mejor a columnas de longitud intermedia.

Formula de la Secante

Descripción de inestabilidad en columnas similar utilidad tiene la formula de la secante:

Esta expresión no es fácil de resolver, ya que PCR está en ambos lados.En rigor, P CR/A no se debe tratar como un esfuerzo, debido a su carácter no lineal, aun cuando tiene las mismas unidades.