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Columnas de hormigón. Pre dimensionamiento

Autor: Aldo Baselli
Curso:
8,33/10 (3 opiniones) |17 alumnos|Fecha publicaciýn: 09/12/2011
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¿Alguna vez se pregunto, como se determina el ancho y el largo de una columna?, pues en este curso aprenderemos un poco sobre la dosificación del hormigón, que causa variaciones de la resistencia a compresión, pudiendo realizarse cálculos para determinar aéreas portantes en centímetros cuadrados a manera de sustentar la carga de una edificación y derivarla a tierra mediante en elemento vertical, en el cual, la altura se obtiene por el diseño arquitectónico.

Para saber que es, y cómo funciona una “columna de hormigón armado”, le sugiero, previamente, visitar el curso que lleva el mismo nombre, para posteriormente ingresar a este, ya que no solamente el proceso de cálculo será quien defina las secciones de una columna, sino también el conocimiento de esfuerzos y momentos que pueden presentarse.

El hormigón es un elemento estructural de alta resistencia a la compresión, por lo cual se lo utiliza en todo el mundo para diferentes tipos de edificaciones, desde pequeñas viviendas hasta mega estructuras.

El alto contenido pétreo, conocido como áridos de diferente granulometría, combinado con cemento como aglomerante y agua, logran crear un sistema monolítico, el cual, después del proceso químico de fraguado, con una duración de 28 días, es difícil de colapsar por aplastamiento, pero fácil de disgregar por tracción.

Para conocer la capacidad del hormigón, existen pruebas de compresión de probeta (muestra cilíndrica), que emiten datos de resistencia en Kilo Newton, traducidos posteriormente a kg/cm2, para posterior proceso de cálculo.

Existen dosificaciones de hormigón con diferentes resistencias, las cuales dependen mucho del proceso de vaciado, materiales utilizados y tiempo de fraguado, pudiendo conocerse la más alta a realizarse para estructuras de sistema convencional:

H-35 (350 kg. De cemento/M3 de hormigón), en dosificaciones 1:2:2, entre cemento, grava y arena respectivamente, en perfectas condiciones de vaciado y con bajo contenido de agua, realiza pruebas de resistencia de 225kg/cm2 en área portante de columna, reduciendo la resistencia a medida que se baje la cuantía de cemento en su conformación, aceptándose una mínima estructural de 120 kg/cm2 para portante derivador.

Es este sentido, el pre dimensionamiento de de una columna es un proceso sencillo, al conocer la resistencia mecánica a compresión del hormigón.

Para conocer la metodología y el proceso, ponga atención al siguiente ejercicio hipotético:

Sobre una columna de hormigón de 2,5 metros de altura,  con resistencia a la compresión de 160 kg/cm2, reposa una carga total de obra de 989200 kilogramos. Calcular la sección portante de la columna, para lo cual, se deberá determinar sus lados en centímetros.

A continuación se presenta una grafica explicativa del ejercicio en curso:

columna1

Datos de importancia para el cálculo:

Peso sobre la estructura: 989200 kg.

Resistencia del hormigón: 160 kg/cm2

Siendo que 1 centímetro cuadrado es un área muy pequeña de 1 cm x 1 cm, podemos notar la excelente resistencia del hormigón hacia esfuerzos de compresión.

Para realizar el ejercicio se debe hacer una simple división entre los datos:

calculo1

Obteniendo el resultado de 6182,5 cm2, en área portante de la columna:

columna2

Para construcción civil, no se pueden utilizar datos de área a la hora del vaciado de la estructura, por lo cual se necesita conocer la medida en centímetros de los lados de la columna, sacando la raíz cuadrada del segmento portante para realizar el encofrado:

formula

Donde, 78,62 cm. = 0.78 m., por facilidad de sistema constructivo se debe realizar un redondeo al inmediato superior cada 5 cm, obteniendo un resultado de 0.8 x 0.8 metros, con lo que habría concluido el ejercicio de pre dimensionamiento de una columna ante esfuerzos de compresión, al obtener todas las medidas de la estructura, ya que la altura es un dato propuesto por diseño.

columna4

Nota: En el ejercicio, el peso colocado en la parte superior de la columna, se refiere a una carga de edificación que también deberá ser calculada, ya que todo material de construcción tiene un peso detectado por unidad de medición, EJ: Hormigón armado H-35 = 2700 kg/m3.

Debe tomar en cuenta, que por normativas de edificación para hormigones, existe un mínimo permisible, que se refiere, a que el lado menor de una estructura de hormigón, nunca podrá ser menor a 20 centímetros, existiendo de manera posterior a este dimensionamiento, nuevos parámetros de cálculo a integrarse para compensar los esfuerzos de tracción, los cuales sin duda causaran variaciones la columna calculada en este curso, existiendo en el proceso un margen de error de +/- 5%, por lo cual la ingeniería civil sin duda lograra mayor exactitud con su procedimiento.

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3 opiniones de Columnas de hormigón. Pre dimensionamiento

Valoraciýn usuarios: 8,33/10
Clarito
10/10

Sobre: Columnas de hormigón. Pre dimensionamiento- 16/07/2013
Muy bien, muy bien. Claro y concreto. Gracias. Vendría bien agregar la palabra PILAR para las búsquedas.
  
Excelente
9/10

Sobre: Columnas de hormigón. Pre dimensionamiento- 11/01/2013
Sencillo y muy claro. Necesitaba darle sentido al comienzo de un planteo y no soy ingeniero...
  

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