Columnas bajo carga axial

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura[pic 1][pic 2]

Unidad Zacatenco

Columnas bajo carga axial

Luis Antonio Ordaz Ocampo

Grupo:1CV4

INDICE

INTRODUCCIÓN        2

COLUMNAS DE CONCRETO        3

COLUMNAS        5

¿QUE ES UNA CARGA AXIAL?        6

FUNCIONALIDAD, RESISTENCIA Y SEGURIDAD ESTRUCTURAL        9

PRINCIPIO DE SANIT-VENAT        10

LEY DE HOOKE        11

MÓDULO DE YOUNG        13

CAPACIDAD POR CARGA AXIAL DE LAS COLUMNAS CORTAS        14

EJERCICIO DE APLICACIÓN        17

CONCLUSIÓN        19

BIBLIOGRAFÍAS        20

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo veremos que son las cargas axiales, lo importante que son en su aplicación en diseño de estructuras, como lo podemos calcular; para ello lo veremos mediante un ejemplo. Los

diferentes métodos de aplicación, las teorías que van de la mano, entre esta la ley de Hooke y el principio de Sanit-Venat.

Las estructuras de concreto reforzado tienen ciertas características, derivadas de los procedimientos usados en su construcción, que las distinguen de las estructuras de otros materiales. La importancia de los materiales que conforman una columna, y sus diversos tipos. ¿Sabías que el concreto es un material particularmente apto para resistir las fuerzas de compresión?, la respuesta del material a las cargas   depende   de   sus    propiedades    y    a    continuación    veremos    él    por    qué. También podremos ver un ejercicio de aplicación que nos hará entender un poco mejor lo explicado a continuación.

COLUMNAS DE CONCRETO

El concreto es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezcla cuidadosa, proporcionada de cemento, arena y grava y agua; después, esta mezcla se endurece en formaletas con la forma y dimensiones deseadas. El cemento y el agua interactúan químicamente para unir las partículas de agregado y conformar una masa sólida. Se pueden obtener concretos en un amplio rango de propiedades ajustando apropiadamente las proporciones de los materiales constitutivos.

Estas propiedades dependen en gran medida de las proporciones de la mezcla, del cuidado con el cual se mezclan los diferentes materiales constitutivos, y de las condiciones de humedad y temperatura bajo las cuales se mantenga la mezcla desde el momento en que se coloca en la formaleta hasta que se encuentra totalmente endurecida, su alta resistencia al fuego y al clima son ventajas evidentes, su resistencia a la compresión, similar a la de las piedras naturales, es alta lo que lo hace apropiado para elementos sometidos principalmente a compresión, tales como columnas o arcos. El concreto es un material relativamente frágil, con una baja resistencia a la tensión comparada con la resistencia a la compresión.

Para contrarrestar esta limitación, en la segunda mitad del siglo XIX se consideró factible utilizar acero para reforzar el concreto debido a su alta resistencia a la tensión, principalmente en aquellos sitios donde la baja resistencia a la tensión del concreto limitaría la capacidad portante del elemento. El refuerzo, conformado usualmente por barras circulares de acero con deformaciones superficiales apropiadas para proporcionar adherencia, se coloca en las formaletas antes de vaciar el concreto. El acero, usualmente en forma de alambres, cables o barras, se embebe en el concreto sometiéndolo a una tensión alta, la cual se equilibrará con esfuerzos de compresión en el concreto después del endurecimiento. El pre-esfuerzo reduce de manera significativa las deflexiones y las grietas de flexión para cargas normales, y de esta manera permite la utilización efectiva de materiales de alta resistencia.

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En tiempos más recientes se ha logrado la producción de aceros cuya resistencia a la fluencia es del orden de cuatro y más veces que la de los aceros comunes de refuerzo, a costos relativamente bajos. Estos materiales de alta resistencia ofrecen ventajas que incluyen la posibilidad de emplear elementos con secciones transversales más pequeñas disminuyendo las cargas muertas y logrando luces más largas.

En efecto, la resistencia del elemento se incrementa aproximadamente en proporción a aquélla de los materiales. Igualmente, importante es que las grandes deformaciones unitarias en los aceros de refuerzo de alta resistencia inducirían amplias grietas en el concreto, de baja resistencia a la tensión de sus alrededores, lo cual no sólo sería estéticamente inadmisible, sino que expondría el acero de refuerzo a la corrosión por humedad y otras acciones químicas.

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COLUMNAS

Las columnas son elementos estructurales que sirven para transmitir las cargas de la estructura a la cimentación. Las formas, los armados y las especificaciones de las columnas estarán en razón directa del tipo de esfuerzos que están expuesta.[pic 5]

Según su comportamiento ante las exigencias, existen fundamentalmente dos tipos de columnas de concreto armado: columnas con estribos, columnas zunchadas.

Se utilizan 3 tipos de elementos a compresión de concreto reforzado

1. Elemento reforzado con barras longitudinales y flejes transversales

1. Elementos reforzados con barras longitudinales y espirales continuas

1. Elementos compuestos a compresión reforzados longitudinalmente con perfiles de acero estructural o con tubos con o sin barras longitudinales adicionales además de diferentes tipos de refuerzo transversal

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¿Qué es una carga Axial?

También llamada fuerza axial, es la fuerza que actúa a lo largo del eje longitudinal de un cuerpo estructural aplicada al centro de la sección transversal del mismo produciendo un esfuerzo uniforme. Esta fuerza puede ser a tensión o compresión dependiendo de la dirección de la fuerza. En elementos que soportan principal o exclusivamente cargas axiales de compresión, tales como columnas de edificios resultan económico hacer que el concreto lleve la mayor parte de la carga. Aun así, es recomendable incluir acero de refuerzo. En primer lugar, muy pocos elementos están sometidos realmente a cargas axiales. Por otro lado si el acero con mucha mayor resistencia que el concreto toma parte de la carga total, las dimensiones de la sección transversal del elemento podrán reducirse en mayor grado cuanto sea la cantidad de refuerzo incluido en la sección. Además de tener resistencia, los materiales deben tener rigidez, es decir tener capacidad de oponerse a las deformaciones.[pic 7]

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