Clasificación de las Columnas

Introducción

En la estructura de un edificio, a los elementos verticales que soportan carga axial y flexión (flexocompresión) se les suele denominar columnas. Sin embargo, en una misma estructura, pueden haber varios tipos de elementos trabajando en flexocompresión: las columnas, las placas o muros de corte, la caja de los ascensores, los muros de sótano, algunas vigas aisladas (horizontales o inclinadas) que pueden estar recibiendo compresiones importantes y hasta podrían haber tirantes trabajando en flexotracción (tracción + flexión).

No todas las columnas son verticales, existen estructuras en las cuales las columnas son inclinadas. También suele suceder, sobre todo en las columnas de los últimos pisos, que la carga axial sea pequeña y en consecuencia el comportamiento del elemento estructural se aproxime más al de una viga que al de una columna. Una manera de diferenciar una columna de una viga, independientemente de su ubicación en la estructura, es por el nivel o intensidad de la carga axial que soporta. Se acepta que cuando la carga axial Pu es menor de:

Pu < 0.1 fc Ag (20-1)

el elemento debería diseñarse y detallarse como un elemento en flexión simple (viga) más que como un elemento en flexocompresión (columna). En la expresión anterior el término Ag denota el área bruta de la sección transversal.

20.2 Clasificación de las Columnas

Las columnas pueden ser clasificadas de diferentes maneras. La clasificación que se presenta a continuación, es una de las tantas posibles.

1. Por la ubicación del refuerzo. Normalmente esta clasificación se aplica a columnas rectangulares o cuadradas:

a) Columnas con refuerzo en dos caras. Se utilizan cuando el momento flector alrededor de uno de los ejes (en el caso de la figura a continuación, el eje vertical) es mucho mayor que el otro, siempre y cuando la armadura necesaria se pueda acomodar en las dos caras.

b) Columnas con refuerzo en las cuatro caras

2. Por la forma y el tipo de confinamiento o refuerzo transversal.

a) Columnas con estribos: rectangulares, cuadradas, en L, en T, en doble T, circulares. Son las formas más comunes que se emplean, aunque se pueden construir casi con cualquier forma, dependiendo del encofrado. La mayoría de las columnas que utilizamos son con estribos. En zonas sísmicas el espaciamiento de los estribos suele ser más pequeño que en zonas no sísmicas, es decir se utiliza una mayor cantidad de estribos tanto por corte como por confinamiento.

b) Columnas con espirales: Se suelen emplear si es necesario una ductilidad alta y/o en presencia de cargas axiales elevadas. La forma elegida en estos casos suele ser la circular aunque eventualmente se podría usar una columna cuadrada con las barras en arreglo circular tal como se muestra en la figura a continuación. No todas las columnas circulares deben llevar necesariamente confinamiento de espirales, muchas columnas circulares se diseñan y construyen con estribos.

3. De acuerdo a la esbeltez de la columna o a la importancia que tengan los efectos de segundo orden (P - ) en la resistencia de la columna.

a) Columnas cortas: en las cuales los efectos de esbeltez son despreciables.

b) Columnas largas o esbeltas: en las cuales es necesario considerar los efectos de la esbeltez en el diseño.

La mayoría de las columnas que utilizamos en nuestro medio pueden clasificarse como “robustas” y por lo tanto los efectos de la esbeltez suelen ser despreciables. Esto significa que las dimensiones de la sección transversal que empleamos suelen ser “generosas”

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