La Esbeltez en Columnas y su Comportamiento
La resistencia de columnas esbeltas puede reducirse en forma significativa por las deformaciones laterales debido a los efectos de segundo orden o al pandeo. Para analizar el fenómeno de esbeltez en columnas o pandeo es indispensable considerar las solicitaciones de la estructura en el estado de equilibrio deformado, mientras que lo habitual es calcular las solicitaciones sin tener en cuenta la deformación de la estructura (análisis de primer orden).
El análisis de las solicitaciones teniendo en cuenta la deformación que sufren las estructuras se realizan mediante teorías de segundo orden. Se analiza el comportamiento de una columna biarticulada (figura siguiente).
La columna tiene una excentricidad inicial de la carga “eo”, al aplicarse sobre la misma una carga Pu la columna se deforma lateralmente (pandeo o esbeltez en columnas) con una flecha al centro “f”, lo que produce un momento adicional “Pu x f”, que se suma al momento inicial o de primer orden, dando por resultado un momento denominado de segundo orden. El proceso es iterativo, ya que M’ produce un f1, lo que conduce a M1’’; M1’’ produce f2 y M2’’ y así sucesivamente hasta que la solución converge y se alcanza el equilibrio.
En oposición a lo anterior, la no convergencia hacia la posición de equilibrio es lo que se denomina pandeo o inestabilidad del equilibrio.
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| Solicitaciones de una columna esbelta |
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