Errores comunes en columnas de concreto armado

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Las columnas de concreto armado son elementos de compresión y transfieren cargas desde la estructura al suelo a través de los cimientos. Hay tres errores comunes que ocurren en las columnas de concreto (elementos de compresión), a saber, falla por compresión pura, compresión combinada e inestabilidad elástica. La capacidad de carga y el modo de falla de las columnas de concreto armado se basan en la relación de esbeltez.

Columnas de concreto armado

El índice de esbeltez es la relación entre la longitud efectiva y las dimensiones laterales mínimas de una columna según los estándares británicos. Sin embargo, según el Código de Práctica del American Concrete Institute (ACI), la relación de esbeltez se define como la relación entre la longitud efectiva de una columna y su radio de giro. La longitud efectiva de una columna depende de las condiciones de apoyo en los extremos.

Esbeltez en columnas

¿Cuáles son los tipos de fallas que ocurren en una columna?

Según la relación de esbeltez de la columna, existen tres tipos de falla más comunes en las columnas de concreto armado. Se supone que la columna recibe una carga concentrada (sin carga excéntrica).

Fallo de columna debido a compresión pura

Cuando una columna de concreto armado se carga axialmente, el acero de refuerzo y el concreto experimentan tensión. Si la carga es alta en comparación con el área de la sección transversal de la columna, el acero y el concreto alcanzan el límite elástico y la columna colapsa sin experimentar deformación lateral.

Las columnas de concreto se desmoronan y los colapsos de las columnas se deben a fallas del material. Para superar esto, las columnas de concreto deben tener suficiente área de sección transversal para que la tensión esté por debajo del límite especificado. Este tipo de falla generalmente ocurre en pilotes cuyas dimensiones laterales mínimas son menores a 3 y no experimentan flexión por cargas axiales.

Falla a compresion

Fallo de la columna debido a flexocomprensión

Las columnas cortas suelen recibir cargas axiales, cargas laterales y momentos. Las columnas cortas bajo la acción de cargas y momentos laterales experimentan deflexión y flexión lateral.

Las columnas largas experimentan deflexión y flexión lateral aunque solo estén cargadas axialmente. En tales circunstancias, cuando la tensión en el acero y el concreto alcanza su límite elástico, se produce la falla del material y la columna de concreto armado falla. Este tipo de error se llama falla combinada por compresión y flexión o compresión por flexión.

Falla a flexo compresion

Fallo de columna por inestabilidad elástica (Pandeo)

Las columnas largas son muy esbeltas, es decir, su longitud efectiva hasta la dimensión lateral mínima es superior a 12. En tales condiciones, la capacidad de carga de las columnas de concreto armado se reduce drásticamente para un área de sección transversal determinada y un porcentaje de dados de acero de refuerzo.

Cuando este tipo de columna de concreto recibe incluso una carga pequeña, la columna tiende a volverse inestable y doblarse hacia ambos lados. Por lo tanto, el acero de refuerzo y el concreto en tales casos alcanzan su límite elástico incluso con cargas pequeñas y fallan debido al pandeo elástico lateral.

Este tipo de falla es inaceptable en la construcción práctica de concreto. Estas regulaciones o normas prohíben el uso de columnas largas con una relación de esbeltez mayor a 30 (para columnas no adheridas) para uso en estructuras de concreto.

Columnas esbeltas propensas a pandearse

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