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3/6/13

Mejoras en la Esbeltez

¿Como se Mejora la Esbeltez en una Columnas?


Reduciendo la teoría de la esbeltez en columnas podemos simplificar los mecanismos complejos de segundo orden intervinientes en las formulaciones de la ecuación y decir que la relación de la esbeltez depende exclusivamente de la relación de la altura de una columna con su sección. Con ello queremos decir que le esbeltez es directamente proporcional a la altura de la columna e inversamente proporcional al lado de la sección de la columna. Por ejemplo, si tenemos una columna cuadrada tendremos la misma esbeltez en ambos ejes baricentricos de la sección de la columna, en cambio si la sección es rectangular tendremos una esbeltez menor para el lado mayor de la sección y una esbeltez mayor para el lado menor de la sección de la columna.

Se entiendo con lo explicado que la esbeltez se puede mejorar (reducir) de dos manera posible; la primera es ampliando la sección de la columnas y la segunda es reduciendo la altura de la columna entre dos puntos fijos.
En todo diseño estructural de hormigón armado y estructuras metálicas se debe tener en cuenta que una esbeltez grande trae aparejado una mayor flexibilidad a la estructura, por lo cual se debe evaluar los efectos de segundo orden y orden superior en los esfuerzos y desplazamientos. El beneficio que presenta una estructura con esbelteces grandes es que su flexibilidad le permite trabajar prácticamente en el campo lineal de la resistencia del hormigón y el acero.


23/3/12

Esbeltez en Columnas

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.

Solicitaciones de una columna esbelta