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E s c u e l a T é c n i c a d e V i a l i d a d N a c i o n a l N º 1 M . M . d e O . D o n O r e s t e C a s a n o

Tecnicatura Superior en Obras Viales - Estructuras I - U4-1 - Cátedra: Oscar Savastano 1/21

UNIDAD 4 COLUMNAS DE HORMIGON

PRIMERA PARTE

INTRODUCCION REGLAS PARA EL ARMADO

Bibliografía consultada

Manual de cálculo de estructuras de hormigón armado Ing.Osvaldo Pozzi Azaro Columnas de hormigón Armado Ing. Jorge R. Bernal Hormigón Armado Arq. Pedro Perles Apuntes Cátedra Hormigón I - II Ing Jose M. Canciani Reglamento Cirsoc 201 Tomo II INTI Estructuras de Hormigón Armado Tomo III Fritz Leonhardt Apuntes Catedra Hormigón Ing. Cesar Baldas Apuntes Catedra Estructuras Pedro Enrique Grinzpan Apuntes de catedra Ing. Jorge S. G. Sciammarella.



INTRODUCCION Columnas de hormigón Simple Comienza su utilización a fines del siglo XIX, con el descubrimiento del cemento. Son utilizadas para soportes de grandes cargas , donde se combinaban paredes perimetrales de mampostería asentada con morteros y el interior se rellenaba con hormigón simple, En nuestro país los pilares de los puentes para el ferrocarril ejecutados entre 1940 y 1930 por los ingenieros ingleses,utilizaron hormigón simple de cascote o de piedra. Columnas de hormigón Armado A principios del siglo XX se comienza a utilizar la combinación de hormigón y hierro. En estas épocas los materiales poseían resistencias que distan mucho de las actuales. Por ese motivo vemos que las secciones utilizadas eran generosas, producto de las bajas resistencias de los materiales utilizados. Con el mejoramiento de las calidades del cemento, aceros y los avances en el campo de la tecnología del hormigón (Ajuste de dosaje en mezclas, estudio de las granulometrías).Se obtienen resistencias que superan ampliamente las primitivas. Por estos motivos las secciones se reducen y el fenómeno de la esbeltez comienza a surgir en algunas columnas. ESQUEMA TIPO

Las armaduras longitudinales, colaboran para soportar las cargas vertical y los estribos ayudan al confinamiento de la masa de hormigón, además restringen la luz de pandeo de las barras longitudinales.



COLUMNAS Y TABIQUES PORTANTES

DETERMINACION DE LAS CARGAS



DIMENSONAMIENTO INTRODUCCION COMPRESION SIMPLE MATERIALES HOMOGENEOS (ACERO - MADERA)

MATERIALES HETEROGENEOS (HORMIGON )



FLEXO-COMPRESION MATERIALES HOMOGENEOS

FLEXO-COMPRESION MATERIALES HETEROGENEOS HORMIGON



CONCEPTO DE CUANTIA Es la relación entre las secciones de Hormigón y Acero o entre Resistencias Totales. CUANTIA GEOMETRICA

Ejemplo : Columna de hormigón de 25 cm x 25cm, Armadura 4 16 Tenemos

Sección de Hormigón 25cm x 25cm = 625 cm2

Sección de Acero 4 16 = 8.04 cm2

Cuantia geométrica = = 8.04 cm2 / 625 cm2 = 0.0128 = 1.28 %

CUANTIA MECANICA

= ( 8.04 cm2 x 4200 kg/cm2) / ( 625 cm2 x 140 kg/cm2)

= 0.384



Cuantias limites Las normas establecen límites inferiores y superiores de las cuantías geométricas :

Cuantia minima = 0.8 % = 0.008 Cuantia máxima = 9 % = 0.09 Ejemplos de cuantías máximas y mínimas Para tener una idea de estos valores ,consideremos una columna de 25 cm x 25 cm , Y determinemos ambas cuantias ,para comparar los resultados :



DIMENSIONAMIENTO

Las columnas de hormigón armado pueden tener diversas formas, las mas usuales son las siguientes:

Columnas a compresión simple (Sin Pandeo)

Expresiones para columnas a compresión simple sin Pandeo con < limite como

veremos en la segunda parte de la unidad.



PANDEO INTRODUCCION

INTERPRETACION A ) los materiales homogéneos tienen, frente al pandeo tiene un comportamiento diferente al del hormigón armado.



B) En el hormigón en cambio las interpretaciones matemáticas tienen distinta forma:

TIPOS DE EQUILIBRIO



TIPOS DE ROTURA Existen dos formas primarias de rotura: la rotura del material y la rotura de la configuración. Columna robusta : Rotura del material

Columna esbelta : Rotura de la configuracion



EMPOTRAMIENTOS En un edificio construido íntegramente en hormigón armado, es difícil encontrar articulaciones en sus nodos. De la misma manera también es difícil materializar empotramientos perfectos, pues para ello necesitamos elementos de gran inercia que puedan impedir el giro en los extremos de las vigas o columnas que llegan a dicho elemento. Algunas de las zonas donde se generan altos empotramientos, es por ejemplo en la unión de las vigas con el núcleo de los tabiques de ascensores o cajas de escaleras. Tambien en los cabezales de pilotes en el encuentro con columnas y vigas



EDIFICIOS INDESPLAZABLES Se puede considera a un edificio como indesplazable, si existen elementos de elevada rigidez que restrinjan los desplazamientos horizontales producidos por ejemplo por cargas de viento o sismo. Estos elementos pueden ser: Tabiques de H° de la caja de ascensores o escaleras, Pantallas de Hormigón rigidizadoras o también mampostería maciza de alta rigidez.

EDIFICIOS DESPLAZABLES

Estos edificios poseen tan poca rigidez transversal que no pueden impedir los corrimientos de los nodos producidas por cargas de viento o sismo. Las longitudes de pandeo se elevan, las dificultades de cálculo y los riesgos aumentan. Dentro de estas tipología podemos citar los edificios con elementos premoldeados, donde las losas apoyan libremente y también puede darse esta situación con las vigas en los nodos con las columnas. También entran en este tipo los entrepisos sin vigas, don de las losas apoyan sobre las columnas generando casi una articulación en el extremo.

EXPRESIONES DE LA RIGIDEZ DE LOS EDIFICIOS Par poder identificar a una estructura como desplazable o indesplazable, las normas Utilizan expresiones que relacionan las cargas actuantes con las rigideces de los elementos de gran inercia, y la altura de la construcción.



REGLAS PARA EL ARMADO



COLUMNAS CON ESTRIBOS SIMPLES

ESTRIBOS



Las barras longitudinales que se encuentren a una distancia > a 15 de una barra de esquina

deben anclarse con ganchos secundarios.

Detalles de armado ( Fritz Leonhardt tomo III )



Detalles de armado ( Arq. Pedro Perles - Hormigon Armado editorial Nobuko)



Empalmes por superposición en entrepisos ( Fritz Leonhardt tomo III )

SECCIONES DE ARMADURA



EJEMPLO ARMADURA PILOTE COLUMNA PARA PUENTE CARRETERO



EJEMPLO ARMADURA COLUMNA PARA PROPIEDAD HORIZONTAL

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