Elementos Estructurales

COLUMNAS Y MUROS DE RIGIDEZ

TALLER DE CONSTRUCCION III

ARQ. WILFREDO ZAVALAARQ. SARA LOZANO

U.N.A.H

2015

COLUMNAS• Elementos verticales aislados,

cuya sección es pequeña con respecto a su longitud; transportan las cargas de las losas al pedestal.

• Las columnas se encuentran sometidas principalmente a esfuerzos de compresión. En sus dimensiones se deben tener en cuenta factores como la relación entre sus áreas y su longitud, para evitar problemas de pandeo; así como su momentos de inercia.

Definición

• Columnas estructurales son aquellas que generalmente reciben cargas puntuales y trabajan de manera independiente pudiendo estar conectadas a través de la cimentación con las zapatas conectadas o con las vigas y elementos estructurales complementarios de una edificación.

• Está compuesta de fierros de acuerdo al cálculo que se hace los fierros puedes ser de ½, 5/8, 3/4, etc. y su cimentación es una zapata compuesta de cemento, arena gruesa, piedra chancada, fierro y agua llamándose concreto armado.

• Desde el punto de vista sísmico las columnas son elementos muy importantes pues forman con las vigas los denominados pórticos, que constituyen el esqueleto sismo-resistente junto con los muros, si estos existen.

• Son elementos principalmente sometido a esfuerzos de compresión y simultáneamente a los de flexión (flexo compresión), debido a que tienen momentos flectores transmitidos por las vigas y reciben las cargas axiales de los diferente niveles de la edificación.

CLASIFICACIÓNColumnas de Madera

Columnas de Acero

Columnas de Concreto

TIPOS DE COLUMNAS

• Columna aislada o exenta: La que se encuentra separada de un muro o cualquier elemento vertical de la edificación.

• Columna adosada: La que está yuxtapuesta a un muro u otro elemento de la edificación.

• Columna embebida: La que aparenta estar parcialmente incrustada en el muro

u otro cuerpo de la construcción.• Columnas cuadradas • Columnas circulares • Columnas

rectangulares• Columnas

romboidales• Columnas

trapezoidales• Columnas

poligonales

• Determinación de las condiciones de diseño

Se determinan las condiciones con las que se diseñara el elemento estructural, tales como las resistencias de los materiales

• Cargas de las columnasSe toma la carga acumulada en cada piso y se

procede con el pre dimensionamiento de las columnas por nivel.

• Porcentaje a usarEl % mínimo de acero es el 1% del área de la

sección y el % máximo es el 8% del área de la sección.

• Acero LongitudinalSe calcula el número de varillas según el área

de acero que se obtuvo en el paso anterior.

Calculo de columnas• Momento resistente a CompresiónSe calcula mediante la formula

Mc= Qbd1²

• Momento de Acero a CompresiónSe calcula mediante la formula

M'As= A's(2n-1)((K-d1'/d1)/K)Fc(d1-d1')

• Momento de Acero a TensiónSe calcula mediante la fórmula y para las dos

caras de la columna

MRA= AsFsjd1

• Revisión por esbeltezSe calcula mediante la fórmula

L/r=Esbeltez

Donde r=0.30hSi L/r < 60 entonces no necesita corrección por esbeltez en caso contrario si la necesitaría

•Revisión a compresión. Se calcula mediante la fórmula N + ML + MN < 1N1 MRL MRN

•Revisión a Tensión. Se calcula mediante la fórmula N + ML + MN < 1N1 MRL MRN

•Separación de los anillos

20 Veces el Diámetro de La Varilla=48 Veces El Diámetro del Estribo=Lado Menor de La Columna

De las cuales se tomara la mayor.

•Revisión por cortante, adherencia y longitud de anclaje: Se calculan de la misma forma q las vigas.

Una unión viga–columna o nudo se define como aquellaparte de la columna comprendida en la altura de la vigamás peraltada que llega a ella.

UNION VIGA-COLUMNA

El refuerzo transversal debe estar formado por estriboscerrados de una pieza sencillos o sobrepuestos, dediámetro no menor que 9.5 mm (número 3) yrematados como se indica en el inciso Puede complementarse con grapas del mismo diámetroque los estribos, separadas igual que éstos a lo largo delmiembro. Cada extremo de una grapa debe abrazar auna barra longitudinal de la periferia con un doblez de135 grados seguido de un tramo recto de al menos seisdiámetros de la grapa pero no menor que 80 mm.

La separación del refuerzo transversal no debe excederde:1) La cuarta parte de la menor dimensióntransversal del elemento;2) Seis veces el diámetro de la barra longitudinal más gruesa; o3) 100 mm.Si la distancia entre barras longitudinales no soportadaslateralmente es menor o igual que 200 mm, el límitedel podrá tomarse como 150 mm.La distancia centro a centro, transversal al eje delmiembro, entre ramas de estribos sobrepuestos no serámayor de 450 mm, y entre grapas, así como entre éstasy ramas de estribos no será mayor de 250 mm. Si elrefuerzo consta de estribos sencillos, la mayordimensión de éstos no excederá de 450 mm.En el resto de la columna, el refuerzo transversal

Detalles y secciones de columnas y secciones

Son los que soportan su propio peso pero ayudan a resistir las fuerzas horizontales causadas por sismos en la dirección contraria a los muros estructurales no considerándose para el soporte de losas y techos.

Los muros de rigidez se van a comportar como muros de corte. Esto quiere decir que van a tomar cargas de cortante y flexión en el plano de mayor rigidez.

Muros de Rigidez

FUNCIÓN: Absorber básicamente fuerzas laterales coplanares (sismo, viento), rigidizando la estructura con el propósito de reducir las deformaciones excesivas y por consiguiente los daños, que puedan afectar el comportamiento integral de la misma.

• El refuerzo longitudinal, ubicado en los extremos del muro, toma tracción o compresión debido a la flexión, puede incluir el refuerzo de confinamiento y colabora en tomar el corte en la base que tiende a generar deslizamiento.

• El refuerzo horizontal toma el corte en el alma. • El refuerzo vertical puede tomar carga axial,

toma deslizamiento por corte y corte en el alma.

TIPOS DE REFUERSO DE MURO:•Longitudinal •Horizontal •Vertical

PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE RIGIDEZ

[h (de piso)] x [(#pisos) (0.25)] = longitud total del muro de rigidez en “X” y “Y”

GRACIAS POR SU ATENCIÓN!