Análisis de fuerza de columnas de hormigón reforzadas – Excel

By Ing. Luis Colmenarez
Análisis de fuerza de columnas de hormigón reforzadas

Plantilla de excel diseñada para el análisis de fuerza de columnas rectangulares de hormigón reforzadas, incluye y calcula automáticamente el diagrama de interacción.

Esta plantilla de Excel se encuentra escrita en inglés, sin embargo es bastante comprensible.

Datos de entrada para el análisis de fuerza de columnas

  • Resistencia a la compresión del hormigón (fc‘)
  • Fluencia de las barras de refuerzo (fy)
  • Ancho de columna (b)
  • Amplitud de columna (h)
  • Recubrimiento desde el centroide de la barra de refuerzo (ds)
  • Número de barras de refuerzo (n)
  • Diámetro de las barras de refuerzo (D)

Diagrama de interacción para el análisis de fuerza de columnas ¿Que es y cual es su finalidad?

Como su nombre lo indica, es un diagrama de interacción. Esto significa que hay ciertos parámetros que deben interactuar para satisfacer ciertas condiciones obligatorias.

El diagrama de interacción de columnas comprende básicamente dos variables, a saber, la fuerza normal, que comúnmente se llama fuerza axial en el eje Y y momento de flexión en el eje X. Naturalmente las columnas son estructuras verticales. Como resultado, están sujetos a una fuerza normal que tiene una dirección paralela al eje de la columna y un momento de reacción adicional debido a una conexión b / n columna y viga en un cierto punto a lo largo de la altura de la columna.

Esta circunstancia, a diferencia de las estructuras de vigas (que son básicamente miembros de flexión y siempre están sujetas solo para el momento flector) necesita una cierta consideración de equilibrio de estas dos fuerzas al diseñar la capacidad de una sección de columna.

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Demos un ejemplo típico y considerar el siguiente escenario.

Supongamos que usted tiene capacidad para transportar cosas de 10 kg. Ahora suponga que quiere comprar algunas bananas y naranjas del mercado y caminar hasta su casa. Siempre que tenga la capacidad de transportar 10 kg pero no más de esta cantidad, puede comprar diferentes combinaciones de plátanos y naranjas. Puede ser 3 kg de plátano y 7 kg de naranja o 5 kg de plátano y 5 kg de naranja o puede hacer la mayor combinación posible siempre que mantenga el valor máximo de 10 kg. Ahora, si traza este valor en el eje x e y, y conecta todos los puntos, probablemente encontrará un cierto diagrama. Lo que significa que si selecciona alguna cantidad de plátano del gráfico, automáticamente descubrirá en el gráfico cuánta naranja tiene exactamente que cargar para mantener su capacidad de carga, ya que siempre debe ser de 10 kg.

Ahora vamos a nuestro punto. Lo mismo es cierto para las columnas. Una determinada sección de columna puede tener una cierta cantidad de capacidad definida. Normalmente, el diagrama desarrollado para columnas uniaxiales (columnas que están sujetas a fuerzas que provienen de una dirección) lo llaman diagrama de interacción, ya que solo tenemos una fuerza axial y un momento flector que se pueden trazar en el plano XY, pero para las columnas biaxiales lo llamamos interacción Superficie, ya que hay tres o más variables que deben interactuar y un eje Z más.

Por lo tanto, el diagrama de interacción es un diagrama desarrollado al considerar dos o más fuerzas variables (generalmente la fuerza axial y el momento flector) para guiar la combinación diferente de momento y fuerza axial que una determinada sección de la columna puede soportar sin fallar. Por lo tanto, una columna a diferencia de la estructura de la viga puede tener un número infinito de capacidad de sección dependiendo de la combinación de fuerza axial y momento. Siempre debe mantenerse que el aumento en una magnitud, debe haber una disminución para la otra para mantener constante la capacidad final de la sección.

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