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PREDIMENSIONAMIENTO COLUMNAS

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BASADOS EN LA NSR -10

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Colombia

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PREDIMENSIONAMIENTO COLUMNASOnline version

BASADOS EN LA NSR -10

by HAROLD LINARES
1

INTRODUCCIÓN

La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación. Es un elemento fundamental en el esquema de una estructura y la adecuada selección de su tamaño, forma, espaciamiento y composición influyen de manera directa en su capacidad de carga. Para la columna se indica las características que la definen y el comportamiento para definir los aspectos a tomar en cuenta en el diseño de las columnas de madera, acero y concreto armado. 
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CONCEPTO

Según el uso actual de la columna como elemento de un pórtico, no necesariamente es un elemento recto vertical, sino es el elemento donde la compresión es el principal factor que determina el comportamiento del elemento. Es por ello que el predimensionado de columnas consiste en determinar las dimensiones que sean capaces de resistir la compresión que se aplica sobre el elemento así como una flexión que aparece en el diseño debido a diversos factores. 
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DISEÑO

CAPACIDAD MÍNIMA DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA (DMI) 

20cmx30cm = 600cm2

CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA (DMO) 

25cmx30cm = 750cm2

CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA (DES)

30cmx30cm =  900cm2
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REFUERZO

REFUERZO MÍNIMO: 

Mínimo 4 barras longitudinales cuando están rodeadas por estribos, para elementos de geometría diferente, una barra por cada vértice o esquina, debe proveerse el refuerzo lateral apropiado.

CUANTÍA MÁXIMA:

La NSR - 10 establece la cuantía máxima en 0,08

CUANTÍA MÍNIMA:

La cuantía mínima deber ser: 0,01
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PREDIMENSIONAMIENTO

COLUMNAS EN CONCRETO 

El profesor Jorge Segura Franco en su libro Estructuras de Concreto I propone para columnas con carga estrictamente axial (columnas centrales de una edificación) el uso de la siguiente expresión:

Ag = 18 * P 

Donde:                                                 Ag = Área de la Columna en cm2                                                                                              P = Carga axial en Toneladas 
6

PREDIMENSIONAMIENTO

Y para columnas sometidas simultáneamente a esfuerzos de compresión y flexión (columnas laterales) el uso de la siguiente expresión: 

Ag = 43 * P 

Donde:                                                 Ag = Área de la Columna en cm2                                                                                               P = Carga axial en Toneladas
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MÉTODO DISEÑO

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TIPOS DE COLUMNA

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MÉTODO DISEÑO AXIAL Y FLECTOR

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MÉTODO DISEÑO

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COLUMNAS METALICAS

COLUMNAS METÁLICAS

Se aclara que los pórticos de acero deberán ser arriostrados con diagonales excéntricas o concéntricas para garantizar un correcto desempeño ante fuerzas laterales. Esto implica utilizar una fórmula del tipo:

 A = k * P 

Donde: 

A = Área de la Columna en cm2 

k = Factor de cálculo dimensional que relaciona los otros dos valores 

P = Carga de la columna expresada en Toneladas. 

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COLUMNA METALICA

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PREDIMENSIONAMIENTO CUBIERTAS

PARA EL PREDIMENSIONAMIENTO DE CUBIERTAS TRABAJAREMOS EN EL SOFTWARE CORPASOFT  QUE NOS PERMITE DE MANERA PRACTICA REALIZAR DICHOS CÁLCULOS.
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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

VIGAS

Es un elemento estructural lineal que trabaja principalmente  a flexión, En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dimensiones y suele ser horizontal.

Los requerimientos que se deben tener en cuenta en las vigas la nsr 10- título c.

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ESPESORES MÍNIMOS RECOMENDADOS

No soportan ningún tipo de carga en la parte superior
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PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

Soportan cargas en la parte superior de la viga. 

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VIGAS

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CLASES DE VIGAS

-Viguetas: Son las vigas que se colocan cercanas entre sí para soportar el peso del techo y el piso de un edificio. En la mayoría de los casos, se ubican a lo largo del exterior de un edificio. Son aquellas vigas que se pueden observar en una construcción de una propiedad horizontal que aún no se terminó de edificar.

-Dinteles: Son aquellas vigas que se sitúan por encima de las aberturas en una pared de mampostería, y que sostienen el vacío que generan las puertas y las ventanas. 

-Largueros: Son las vigas que se ubican paralelas a lo largo de un camino de un puente. Son los cimientos de las construcciones que quedan suspendidas en el aire tales como los viaductos, lo acueductos, los soterramientos y los pasaderos. 

-Vigas de tímpano: Son las que soportan el peso y la linealidad de las paredes exteriores de una edificación, y también el techo en el caso de los pasillos.

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Losas Aligeradas

Es un elemento rígido sobre el cual se apoya tanto inmobiliario como las personas que habitan en una edificación que son cargas vivas y muertas.

Existen dos tipos de losa aligerada, en una dirección y en dos direcciones, donde estas losas contienen casetón permanente o casetón removible, en este caso se hablara de losa aligerada en una sola dirección es decir con casetón permanente

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Partes de una losa aligerada

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No soportan muros

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Soportan muros

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Funciones

1. Función Arquitectónica

Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción. Para que esta función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento de ruido, calor, y visión directa.

2. Función estructural

Las losas o placas deben ser capaces  de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos y revoques. Además, forman un diagrama rígido intermedio para atender la función sísmica del conjunto.
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