COLUMNAS ESBELTAS SOMETIDAS A FLEXO COMPRESION

Las columnas se pueden clasificar, de acuerdo a sus dimensiones (sección y altura) y condiciones de borde, en columnas no esbeltas y columnas esbeltas. Una columna no esbelta es aquella en la cual su carga última, para una excentricidad dada, está gobernada solamente por la resistencia de los materiales y las dimensiones de la sección. En otras palabras, el diagrama de interacción M-P obtenido a partir de las dimensiones y del contenido de armadura de la sección transversal es suficiente para determinar la resistencia nominal de la columna en flexo-compresión.

Una columna es esbelta cuando la carga última que puede soportar está influenciada además por la esbeltez, la cual produce un momento adicional debido a deformaciones transversales.

Se ha preferido en este trabajo referirse a columnas no esbeltas en vez de llamarlas cortas pues la tipología de columna corta en diseño sismo resistente se refiere a un tipo de estructura que se desea evitar. En la práctica, como se verá, la mayoría de las columnas son no esbeltas, salvo casos muy especiales de dimensiones pequeñas de la sección transversal y sobre todo cuando están acompañadas de deformaciones estructurales entre los bordes de las columnas que amplifican su altura de cálculo más allá de la constructiva. El grado de esbeltez  , ref.[1], define si la columna es o no esbelta y se expresa como:

donde con e l se designa a la longitud efectiva de pandeo de la columna y r el radio de giro, I es el momento de inercia con respecto al eje alrededor del cual se produce la flexión por pandeo (sería el menor I si pudiera deformarse en ambas direcciones) y A es el área de la sección transversal. Se referirá con detalle más adelante a la longitud efectiva. Como introducción al problema, y para crear una rápida idea de esbeltez, digamos que se puede expresar de una forma simplificada el radio de giro r , para una sección rectangular, como:

Este es el valor que como se verá toma la norma CIRSOC, ref.[8], para evaluar el radio de giro en forma aproximada. Para poner casos muy visibles, digamos que si el grado de esbeltez está por debajo de 30 puede decirse que no es esbelta, pero si es del orden de 100 es muy esbelta. Tomemos el caso de una columna que tenga condiciones de deformación entre sus extremos tal que su longitud efectiva de pandeo, e l , sea casi la misma que su longitud o altura libre l . Si es una columna con dimensión  de su sección en la dirección de pandeo del orden de la décima parte de su altura, o sea l / h 10, (por ejemplo l  3.0my h  0.30m, resultará casi no esbelta, ya que   l / r  l / 0.3h 10/ 0.3  33, poco mayor de 30. Por el contrario, si l / h  30 (luz libre de la columna 30 veces la altura h de la sección), resulta   l / r  l /0.3h  30/0.3 100, es decir muy esbelta. Los tipos de fallas son muy diferentes para ambos casos, por lo que las metodologías de diseño también lo serán.

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