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Las columnas son estructuras verticales, calculadas para resistir esfuerzos de compresión a un 80%, cumplen el objetivo de transmitir las cargas en peso de obra hacia el suelo, utilizando como intermediaria a la fundación.

En el curso breve “Columna de hormigón armado”, se pudo estudiar el procedimiento para la construcción, como sistema convencional en obras civiles de cargas normales, sin embargo en este curso, analizaremos los componentes estructurales, para construcciones de alto requerimiento en columnas, que presentan un mayor momento flector a pandeo, por el desequilibrio del punto neutro causado por cargas y movimientos mayores, a los presentes en una construcción de características simples.

No obstante, el acero hormigonado en la construcción de estructura vertical, podrá formar parte de el estudio de rascacielos, bases de puentes y otras de igual jerarquía.

Teoría:

En construcciones de carga normal, el uso del acero hormigonado no es frecuente en uso, ya que una columna reacciona netamente a esfuerzos de compresión y deriva tracciones por acero corrugado de construcción, con normalidad.

Sin embargo existen construcciones de alto requerimiento, que no siempre es neta de obra, presentando cargas vivas, proporcionadas por la gran cantidad de gente que puede albergar un espacio (auditorios, salones de eventos), en los cuales dicha carga y movimiento causa oscilaciones en las verticales estructurales provocando esfuerzos de pandeo.

El Pandeo, resuelve desplazar el punto neutro de la estructura causado cortantes por incremento de longitud en sus lados, y el acero es el encargado de resistir el alargamiento, para que no se parduzca esfuerzo cortante, que pueda colapsar la estructura.

Como anteriormente se menciona, cuando el acero es colocado en baja cuantía, tiene a estirarse por fluencia, permitiendo desplazamientos laterales de la columna, que sin duda destruyen el hormigón con facilidad, provocando esfuerzos tractores.

Los derrumbes de obra por aplastamiento, son precisamente ocasionados por la perdida mínima de verticalidad de una estructura, la cual ha sido calculada en su resistencia, para transmitir cargas direccionalmente (90º de la línea de tierra), al perder el ángulo, su resistencia se ve totalmente disminuida (fuera de plomada).

No solamente la pérdida del ángulo puede ocasionar el derrumbe de una edificación, sino también la mala construcción del elemento vertical, ya que cuando una columna ha sido elaborada fuera de eje y plomada, aparte de calculada a resistencia de cargas con márgenes de error muy cortos, colapsara de manera inminente.

El uso del acero hormigonado, se debe a todo lo mencionado con anterioridad, ya que en este sistema constructivo, existen permisiones de movimiento mínimo en las columnas, sin causar daños a la edificación.

Para ello se emplean perfiles estructurales de acero, los cuales poseen gran resistencia a tracción (+ 4200 kg/cm2) dependiendo a su procedencia, y esfuerzos de compresión equivalentes a 250 a 300 kg/cm2), pudiendo ser mayores o menores dependiendo de su aleación.

Sin duda los perfiles a emplearse, suplen al acero corrugado de construcción, pero son distintos a los utilizados para las vigas, por no ser tan importante la fluencia del material, siendo posible economizar el ítem a la hora de comprar este material. (Sin duda el sistema tendrá el doble del precio a uno convencional por acero corrugado).

Existe una variedad de opciones, a la hora de adquirir perfiles estructurales de acero, las empresas fabricantes otorgaran los datos de resistencia y la garantía correspondiente por su material.

Para utilizar perfiles estructurales dentro de las columnas, se debe realizar un diseño geométrico en todas las piezas de acero a utilizar, a fin de ejecutar trabajos preliminares de tornería, para lograr el funcionamiento de enlace entre “hormigón y acero” que en este caso es difícil de obtener, ya que el acero presenta caras lisas de las cuales el hormigón se desprende con facilidad, introduciendo el concepto de “puente de adherencia” (Ver imágenes en curso “Viga de acero hormigonado”).

Procedimiento para la ejecución:

El cálculo estructural, será en encargado de dotar sección al acero, así como a la columna de hormigón, siendo importante tomar en cuenta que el perfil de acero debe introducirse en la fundación antes de que sea vaciada, por lo cual, debe incorporarse el diseño por detalle constructivo, del enlace de acero corrugado con perfil estructural.

columna de acero hormigonado

El detalle constructivo de la vectorial de carga, será proporcionado por el profesional encargado del diseño y construcción del proyecto, existiendo muchas posibilidades de unión para estabilizar el mástil central de la estructura ante posibles esfuerzos cortantes por momentos de vuelco hacia la fundación.

Una vez vaciada la zapata, se procede a realizar el encofrado de columna en la parte superior, (Ver curso Columna de Hormigón Armado), para posteriormente realizar el vaciado.

Con mezcla de hormigón, activada por aditivos fluidificantes, se debe realizar dosificaciones con resistencias a compresión mayores a los 200 kg/cm2, por lo cual, puede utilizarse el tipo H-31 a H-35 para lograr mayor enlace.

Es importante tomar en cuenta, no realizar vaciados de columna que cubran totalmente el acero estructural, ya que posteriormente se procederá a realizar el encuentro de viga y columna mediante un detalle constructivo para unificación de estructura de alto requerimiento, en el cual podrían instalarse latinas, pernos y soldaduras.

El vibrado de la columna de acero hormigonado es fundamental, ya que permite que el hormigón ingrese a los puentes de adherencia, logrando enlaces, a fin de que la estructura no se separe por su centro.

A las 21 días del vaciado podrá desencofrarse la columna (a diferencia de otros sistemas que pueden desmoldarse en menor tiempo), y someterse a esfuerzos de carga a los 28 días, cuando el proceso de fraguado haya sido concluido, pudiendo mejorar estos tiempos con la introducción de aditivos aceleradores de fraguando, verificando la posibilidad de uso de 2 aditivos en un elemento estructural, con el fabricante.

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