fallas comunes

estas son las fallas comunes de una columna, si la carga no es aplicada como es eso puede suceder

ZAPATA PARA COLUMNA DE ACERO

AQUI SE MUESTRA COMO ES UNA ZAPATA Y COMO SON LOS ARRANQUES QUE SE DEJAN PARA SOLDAR LA VIGA DE ACERO

Historia de la columna

 En el principio es una estaca, un tallo, o un palo, y la palabra griega correspondiente es stylos. Que se refiere tanto al soporte constructivo como al instrumento de escritura, del cual se deriva, por vía literaria, la idea del estilo como manera artística. Por su parte el término latino columna transita desde la arquitectura hasta la anatomía, por lo de la columna vertebral, o por las variedades constructivas llamadas órdenes, que expresan las singularidades de las edades y los sexos. Ya se sabe que detrás de las palabras y las cosas acechan los mitos y las imágenes. Así, en este tópico de la columna se nos hace imprescindible que Hércules, que en ocasión de meterse a arrear aquellos bueyes colorados del Rey de Tartessos, aprovecha para refaccionar a su criterio las dos márgenes occidentales del Mediterráneo, a las que otorga terminación con dos columnas, que en un sentido geográfico son Ceuta y Gibraltar, y en un sentido simbólico el límite o non plus ultra de las navegaciones que pueden ser toleradas a los hombres. (Robert Graves, Los mitos griegos; Hans Biedermann, Diccionario de símbolos). Vienen a cuento entonces las dos heroicas columnas dóricas que Oriol Bohigas empotra en su Parque España de Rosario; porque ante ellas engrana Bucho Baliero ("Las columnas de Bohigas", Clarín Arquitectura, 05- 12- 1992) como sigue: "... ante mi perplejidad... se me informó que simbolizaban las Columnas de Hercules... y también la aventura de su cruce por osados navegantes hacia lo ignoto para descubrir nuevos mundos... creo que si éstas fueran las razones arquitectónicas para su existencia se debería entregar a cada visitante un manual explicatorio de la arquitectura... frente a todo esto, pienso que la buena arquitectura actual... se logra con los propios elementos arquitectónicos sin aplicar recursos ajenos ni intrincados significados.

"Si bien se mira, criterio semejante anima al G. W. F. Hegel de la Estetica (1842): "...sólo en la figura adecuada el espíritu se satisface en el espíritu perfecto en sí y se limita en su producción; por el contrario, la obra de arte simbólica permanece más o menos carente de límites."  Con estos argumentos, o sus contrarios, la columna es manipulada en una u otra dirección según las milenarias batallas proyectuales que se libran entre clásicos y anticlásicos. Los primeros se aferran a su autonomía, su simplificación, y su estilización (es decir a destacar sus rasgos más característicos). Los otros le confieren proporciones tectónicamente inquietantes, la returcen o la desgarran en complejos embrollos decorativos, o bien las hacen proliferar logrando, en el caso habanero, singulares expresiones del barroquismo americano (Alejo Carpentier, "La ciudad de las columnas", en Obras Completas, Tomo 13). También es cierto que "...lenguajes diferentes imponen al mundo estructuras diferentes." (Thomas S. Kuhn, ¿Qué son las revoluciones científicas? y otros ensayos). No es lo mismo decir pilar que poste, ni estípite que pie derecho; y la columna ya no será más lo mismo desde que Le Corbusier impone su término pilotis. (Mario Sabugo, "Cuide Ud. su vocabulario", en Summa + 24). Asimismo stylos (o la columna) es tributaria del árbol y como tal dispone de principio (la base, la raíz), desarrollo (el fuste, el tronco) y remate (la copa, el capitel); secuencia tripartita y aristotélica que posteriormente suministra el método para resolver las altas torres contemporáneas, cuya demostración más exhibicionista la remite Loos al concurso del Chicago Tribune.

Loos, Proyecto para el Chicago Tribune. En los paisajes urbanos bonaerenses se dan columnas buenas, y a veces excelentes. En plan simbolista, la columna iraní de capitel toruno enfrente del KDT de Palermo. Melancólicas son las columnillas bizantinas que a modo de ruina bordean el lago del Zoológico; ominosos los oscuros y metálicos apoyos que, atravesados en el hall del Teatro San Martín, aguantan la Sala Martín Coronado. Clorindo pinta en un rojo dicen que pompeyano las del vestíbulo del Centro Cultural Recoleta; Botta inventa un monumental pilar a rayas para recrear la estructura del BNL, y el Conde Morra pone cuatro dramáticos ejemplares graníticos en la escuela Roca. Enfrente, otra columna sostiene la efigie de Juan Galo Lavalle, tal vez el único prócer militar sin caballo, dado que la ordenanza de 1874 prescribía un monumento ecuestre, pero luego Juan Manuel Blanes optó por la columna dórica (Ma. del C. Magaz, Ma. B. Arévalo, Historia de los monumentos y esculturas de Bs. As.). Sucede que la columna (o stylos) es un sucedáneo del cerro o la montaña como pedestal de los personajes ultraterrenos, o al menos sobrehumanos. Cuando la Virgen se le aparece al apóstol Santiago, lo hace apostada sobre un pilar, y por ello queda apodada la Pilarica. Análogamente buscan connotaciones celestiales los romanos colocando allí arriba a sus emperadores. Y siguen en esa cuerda los imperios marítimos elevando a sus almirantes, los partidos a sus líderes, y las repúblicas a sus próceres.

Por el contrario los estilitas, es decir los santos de stylos, se trepan a ella por su cuenta y riesgo. Así lo cumple San Simeón, ermitaño incansable del siglo V. Primero se exila de su propia aldea en Siria septentrional para acudir a un monasterio. No conforme, pasa a un espeso bosque, luego se instala sobre una abrupta peña y más tarde se ata a una roca, desmesura que le vale una amonestación del obispo de Antioquía. Por fin decide que nada lo aislará mejor que la altura y construye su propia columna, sobre la cual se aloja por el resto de su vida. El historiador Cyril Mango (Arquitectura Bizantina) otorga al poste una decepcionante altura de 1.75 m. Menos verosímiles pero más atractivos, los santorales (Esther Pizzariello de Leoz, Amigos de Dios y de los hombres. El santoral del día; Albert Sellner, Calendario perpetuo de los santos) afirman otras cotas, e incluso que Simeón va con los años alargando la columna, desde una altura inicial de 12 varas, que luego lleva a 22 y finalmente a 36 (unos 25 metros), sin siquiera bajarse y aún, para mayor incomodidad, empequeñeciendo la plataforma. Así las gasta un buen Estilita en su torre- claustro columnaria. No obstante, desprevenidos alumnos de Arquitectura, cursando su Historia Antigua y Medieval, se confunden con el raro término de modo que de a ratos profieren San Simeón el Elitista, cayendo en anacronismo, y otras veces San Simeón el Estilista, que por lo antedicho sobre stylos y estilo, no pasa de simple tautología.

COLOCACIÓN DEL ACERO

Las barras de refuerzo se doblarán en frío de acuerdo con los

detalles y dimensiones mostrados en los planos. No podrán

doblarse en la obra barras que estén parcialmente embebidas en el

concreto, salvo cuando así se indique en los planos o lo autorice

el Interventor.


Todo el acero de refuerzo se colocará en la posición exacta

mostrada en los planos y deberá asegurarse firmemente, en forma

aprobada por el Interventor, para impedir su desplazamiento

durante la colocación del concreto. Para el amarre de las

varillas se utilizará alambre y en casos especiales soldadura. La

distancia del acero a las formaletas se mantendrá por medio de

bloques de mortero prefabricados, tensores, silletas de acero u

otros dispositivos aprobados por el Interventor.


En ningún caso se permitirá el uso de piedras o bloques de madera

para mantener el refuerzo en su lugar. La separación

mínima recomendable para varillas redondas debe ser de una

(1) vez el diámetro de las mismas, pero no menor de 25 mm. ni

de 1-1/3 veces el tamaño máximo del agregado.



Las varillas de refuerzo, antes de su colocación en la obra e

inmediatamente antes de la colocación del concreto, serán

revisadas cuidadosamente y estarán libres en lo posible de

óxido, tierra, escamas, aceites, pinturas, grasas y de

cualquier otra sustancia extraña que pueda disminuir su

adherencia con el concreto. Durante la colocación del

concreto se vigilará en todo momento, que se conserven

inalteradas las distancias entre las varillas y la de éstas a

las caras internas de la formaleta.


No se permitirá el uso de ningún elemento metálico o de

cualquier otro material que aflore de las superficies del

concreto acabado, distinto a lo indicado expresamente en los

planos o en las especificaciones adicionales que ellos

contengan.

ACERO

ESTE ES EL TIPO DE ACERO MAS UTILIZADO, VIENE EN DIFERENTES MEDIDAS Y TIENE UNA TEXTURA IDEAL PARA QUE EL CONCRETO SE ADIARE EN EL, Y ES EL QUE LE BRINDA ESTABILIDAD A LA ESTRUCTURA.

TIPOS DE ACERO

Acero de refuerzo. El acero para reforzar concreto se utiliza en distintas formas; la más común es la barra o varilla que se fabrica tanto de acero laminado en caliente, como de acero trabajado en frío. Los diámetros usuales de barras producidas en México varían de ¼ pulg. a 1 ½ pulg. (algunos productores han fabricado barras corrugadas de 5/16 pulg, 5/33 pulg y 3/16 pulg.) usan diámetros aún mayores.

►Clasificación del Acero para construcción acero estructural y acero de refuerzo: De acuerdo a las normas técnicas de cada país o región tendrá su propia denominación y nomenclatura, pero a nivel general se clasifican en:

►- Barras de acero para refuerzo del hormigón: Se utilizan principalmente como barras de acero de refuerzo en estructuras de hormigón armado. A su vez poseen su propia clasificación generalmente dada por su diámetro, por su forma, por su uso:

        -  Barra de acero liso
- Barra de acero corrugado.

►Barra de acero helicoidal se utiliza para la fortificación y el reforzar rocas, taludes y suelos a manera de perno de fijación.
- Malla de acero electrosoldada o mallazo
- Perfiles de Acero estructural laminado en caliente
- Ángulos de acero estructural en L
- Perfiles de acero estructural tubular: a su vez pueden ser en forma rectangular, cuadrados y redondos.
- Perfiles de acero Liviano Galvanizado : Estos a su vez se clasifican según su uso, para techos, para tabiques, etc.

Diseño y construccion de columnas

• Columna Ática: pilar aislado de base cuadrada.
• Columna Corintia: Perteneciente al orden corintio. Su capitel esta adornado con hoja de acanto y caulículos.
• Columna Dórica: Pertenece al orden dorico. Su capitel esta compuesto de un ábaco con un equino o un cuarto bocel. Las más antiguas no tienen basa.
• Columna Ojival: Es cilíndrica delgada y de mucha altura y lleva un capitel pequeño.
• Columna Jónica: Tiene el capitel adornado con volutas.

Para la selección de este elementos estructurales se basa en tres características: resistencia, rigidez y estabilidad. No todos los sistemas estructurales son necesariamente estables. Por ejemplo, considere una barra metálica con extremos a escuadra de 10mm de diámetro. Si tal barra fuese de 20mm de largo y actuase como miembro axialmente comprimido, no surgiría la consideración de su inestabilidad y se le podría aplicar una fuerza considerable. La consideración de la resistencia del material 5solamente no es suficiente para predecir el comportamiento de tales miembros. Las consideraciones de estabilidad son primordiales en algunos sistemas estructurales.

INESTABILIDAD EN COLUMNAS

El fenómeno de la inestabilidad estructural ocurre en numerosas situaciones en que se encuentran presentes esfuerzos de compresión. Las laminas delgadas, aunque totalmente capaces de soportar cargas de tensión, con muy pobres en su capacidad para transmitir compresión. Las vigas estrechas, no soportadas lateralmente, pueden ladearse y fallar bajo una carga aplicada. Los tanques al vacío, así como los cascos de submarinos, a menos que estén apropiadamente diseñados, pueden distorsionarse severamente bajo presión externa y asumir formas que difieren drásticamente de su geometría original. Un tubo de pared delgada puede arrugarse como papel de seda al estar sometido a compresión axial o a un par de torsión.  Una columna alta esbelta falla por pandeo. En lugar de aplastar o desmembrar el material, la columna se reflexiona de manera drástica a una cierta carga crítica y luego se desploma repentinamente. Se puede usar cualquier miembro delgado para ilustrar el fenómeno de pandeo

COLUMNAS DE ACERO

Sección de la columna 

La resistencia correspondiente a cualquier modo de pandeo no puede desarrollarse si los elementos de la sección transversal son tan delgados que se presenta un pandeo local. Por lo tanto existe una clasificación de las secciones transversales según los valores límite de las razones ancho-espesor y se clasifican como compactas, no compactas o esbeltas. 
En general, dentro de los límites de los márgenes disponibles y teniendo en cuenta las limitaciones por espesor, el diseñador usa una sección con el radio de giro más grande posible, reduciendo así la relación de esbeltez e incrementando el esfuerzo crítico.  

Método para pre dimensionar la columna de acero 

Para perfiles que no se encuentren en las tablas de cargas para columnas debe usarse un procedimiento de tanteos. El procedimiento general es suponer un perfil y luego calcular su resistencia de diseño. Si la resistencia es muy pequeña (insegura) o demasiado grande (antieconómica), deberá hacerse otro tanteo. 

COLUMNAS DE ACERO

AQUÍ SE MUESTRAN LOS TIPOS DE COLUMNAS DE ACERO 

EXCENTRICIDAD

Cuando la carga no se aplica directamente en el centro de la columna, se dice que la carga es excéntrica y genera un momento adicional que disminuye la resistencia del elemento, de igual forma, al aparecer un momento en los extremos de la columna debido a varios factores, hace que la carga no actúe en el centro de la columna ). Esta relación del momento respecto a la carga axial se puede expresar en unidades de distancia según la propiedad del momento, la distancia se denomina excentricidad. Cuando la excentricidad es pequeña la flexión es despreciable y cuando la excentricidad es grande aumenta los efectos de flexión sobre la columna.

excentricidad

aqui se muestra como deben ser las cargas aplicadas en un elemento estructural.

ELEMENTOS DE UNA COLUMNA

que es una viga y su construccion

Aquí se muestra que es una viga y como se construye

ESFUERZOS EN LAS ESTRUCTURAS

Este video muestra los esfuerzos que sufren las estructuras y las columnas de un edificio

PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA COLUMNA

VIGAS DE RIOSTRA

VIGA DE RIOSTRA

Las vigas de riostra son para arriostrar o unir estructuralmente las fundaciones y se apoyan en los pedestales y las vigas de amarres son usadas para unir estructuralmente las columnas y se construyen en sentido perpendicular a las vigas de cargas y se apoyan en las columnas. Las vigas de cargas son las encargadas de transmitir las solicitaciones de cargas del techo y estructura propiamente dicha y al suelo a traves de las columnas y fundaciones

ZAPATA DE COLUMNA DE CONCRETO

ARMADURAS EN PILARES

Armadura longitudinal en pilar Diferenciamos dos tipos de armaduras en los pilares, a saber:

Armadura Longitudinal

.La armadura longitudinal está compuesta por n barras de diferentescaracterísticas que dependen del cálculo. La disposición de loselementos metálicos admite varias formas diferentes

Armadura Transversal

.La armadura transversal está compuesta por cercos separados a unadistancia obtenida por cálculo, al igual que las secciones; ladisposición de la armadura se indica en el gráfico.

Armado de Pilares

Para el armado depilares, las secciones más convenientes son las rectangulares, pues adaptan su inercia ante los esfuerzos flectores a que están sometidas.

 Las compresiones que sufren los pilares, generan una flexión, por pandeo, en el plano perpendicular al pórtico, en forma más acusada en la planta baja, donde son más esbeltos .No siempre es posible la alineación de los ejes de los pilares en altura, por ello, los errores de ejecución causantes de desplomes, sondifíciles de evitar. Esto determina que los pilares se encuentren sometidos a una Flexión desviada.

Armadura Longitudinal

 La armadura longitudinal actúa ante la tracción, al igual que lo visto en Jácenas. Las fibras comprimidas, necesitan de la colaboración del acero ya que el hormigón solo no puede trabajar eficientemente. En un pórtico primario, las tracciones y compresiones de las fibras se generan en el mismo plano del pórtico, por ello la sección se arma en forma asimétrica, tal lo indicado en el gráfico .Los pilares están sometidos a flexión desviada, por esa razón van armados en cada plano según las compresiones y tracciones de sus fibras. En cada plano de la sección, el armado es diferente, nunca se coloca la misma armadura de ambos planos. Al ejecutar la sección con una armadura asimétrica, puede inducir a error al momento de colocar el pilar sobre la planta. Sobre todo cuando se trabaja con pilares de sección cuadrada. Para evitar errores o confusiones, es común disponer el armado de manera que la armadura resulte simétrica, es decir, conservando la misma cantidad en los dos planos.

Armadura Transversal

Como hemos visto, la armadura longitudinal, está sometida a esfuerzos de compresión. El estribado tiene la misión de reducir la esbeltez de la barra comprimida, logrando evitar el desprendimiento por pandeo del material que la recubre.

ALGUNAS PARTES DEL ENCOFRADO

ENCOFRADO

Encofrado de columnas.- Es el trabajo de encofrado que con más frecuencia tiene que realizar un encofrador.Clasificación1.Por las dimensiones de sus lados2.Según la forma , columnas o pilares cuadrados, rectangulares ,circulares Procedimiento constructivo Las columnas de sección cuadrada o rectangular se encofran con cuatro tableros, dos estos tableros tienen la dimensión de la columna(fondos de las columnas), y quedan trabados por los otros dostableros que actúan de contrafondos, estos dos últimos tienen, el ancho de la columna mas dos espesores de la tabla. Los cuatrotableros constituyen las caras del encofrado, que es precisoasegurarlos con los refuerzos convenientes para conseguir la solides del elemento estructural. La altura del encofrado será de acuerdo a lanecesidad constructiva, con la salvedad de dejar ventanas deinspección y de vertido de la mezcla para evitar alturas que podrían disgregar la mezcla. La seguridad de los encofrados es indispensable, no solo contra larotura de la madera que soporta la mezcla, sino contra ladeformación en toda su longitud, por ende el encofrado debe ser lo suficientemente rígido contra ello.

3 TIPOS DE ZAPATA

ZAPATA

En planta,  las  zapatas para  columnas individuales  son  en  general cuadradas. Se utilizan  zapatas rectangulares cuando las restricciones  de  espacio  obligan a esta selección o si  la  columna apoyada tiene una sección transversal rectangular bastante  alargada. En  su forma más  simple, constan  de  una  losa sencilla (ver  la  figura 16.5a).

Otro  tipo es  el que  aparece  en  la  figura 16.5 b  donde se  interpone un pedestal o dado entre  la columna y  la  losa de  la zapata; el pedestal proporciona una transferencia de  carga más favorable  y  en muchos casos  se requiere con el fin  de  suministrar  la  longitud de  desarrollo necesaria para los  bastones. Esta  forma  se  conoce también como  una  zapata  escalonada. Todas  las partes de  una zapata escalonada deben vaciarse  en  la misma colada, con el  fin de proveer una acción monolítica.

Algunas veces se utilizan zapatas acarteladas como las de la figura 16.5 c.  Éstas consumen menos concreto que las zapatas escalonadas, pero  la mano de obra adicional necesaria para producir las superficies  acarteladas  (formaletas,  etc.) hace que  las  zapatas  escalonadas  sean  casi  siempre más económicas. En  general, las zapatas  de  losa sencilla (ver  la  figura 16.5a)  son las más  económicas  para alturas de  hasta 3  pies.

Las zapatas para columnas individuales  representan voladizos  que  se proyectan hacia afuera desde la columna  en  las dos  direcciones y  cargados  hacia arriba con  la presión del  suelo. En  la  superficie inferior  se producen los correspondientes esfuerzos  de  tensión  en  estas dos direcciones. En  consecuencia, estas zapatas  se  refuerzan mediante dos capas  de  acero perpendiculares  entre  sí y  paralelas  a los bordes.

El  área requerida de  contacto  se  obtiene dividiendo  la carga total, que  incluye el peso propio de la zapata, por la presión de  contacto  seleccionada. En  esta etapa debe  estimarse  el peso  de  las zapatas que generalmente está entre un cuatro por ciento y un ocho por ciento de  la carga de  la columna, intervalo  en el que el primer valor  es aplicable  a  los tipos de  suelo más fuertes.

Al calcular los momentos flectores y  los cortantes, únicamente se considera la presión hacia arriba qu, generada por  las cargas mayores  de  la  columna. El  peso mismo de  la zapata no produce momentos ni cortantes, al igual  que no existen, obviamente, momentos ni cortantes en un  libro que descansa sobre  la  superficie  de  una mesa.

ZAPATA

ESBELTEZ

Es la relación que existe entre la sección de la barra y su longitud.

Generalmente, y en muchos edificios, los pilares de la planta baja poseen mayor longitud por tener más altura estos locales. Por esta razón, los pilares poseen un mayor riesgo de pandeo, tengamos en cuenta que son los más cargados y su esbeltez los vuelve más susceptibles a pandear.

Los pilares trabajan normalmente a la compresión, en el caso de pilares de acero, su resistencia a este esfuerzo es elevada, por ello se determinan secciones más pequeñas que en el caso de hormigón.

En edificios de altura, de grandes luces y cargas importantes, es determinante el riesgo de pandeo. Por lo general los pilares metálicos son muy esbeltos, pero sus secciones resistentes han de ser superiores a las requeridas por el esfuerzo axil a que está sometida.

La esbeltez. Se entiende por efecto de esbeltez la reducción de resistencia de un elemento sujeto a compresión axial o a flexo-comprensión, debida a que la longitud del elemento es grande en comparación con las dimensiones de su sección transversal

PANDEO

El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse en elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta por la aparición de desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de compresión.

En ingeniería estructural el fenómeno aparece principalmente en pilares y columnas, y se traduce en la aparición de una flexión adicional en el pilar cuando se halla sometido a la acción de esfuerzos axiales de cierta importancia.

Existen diferentes maneras o modos de fallo por pandeo. Para un elemento estructural frecuentemente hay que verificar varios de ellos y garantizar que las cargas están lejos de las cargas críticas asociadas a cada modo o manera de pandear. Los modos típicos son:

• Pandeo flexional. Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión se flecta lateralmente sin giro ni cambios en su sección transversal.
• Pandeo torsional. Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión gira alrededor de su centro de corte.
• Pandeo flexo-torsional. Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión se flecta y gira simultáneamente sin cambios en su sección transversal.
• Pandeo lateral-torsional. Modo de pandeo de un elemento a flexión que involucra deflexión normal al plano de flexión y, de manera simultánea, giro alrededor del centro de corte

PANDEO

PARTES DE UNA COLUMNA

COLUMNAS

                Una columna es un elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado respecto su longitud, para que abajo la acción de una carga gradualmente creciente se rompa por flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menos que la necesaria para romperlo por aplastamiento. Las columnas suelen dividirse en dos grupos: “Largas e Intermedias”. A veces, los elementos cortos a compresión se consideran como un tercer grupo de columnas. Las diferencias entre los tres grupos vienen determinadas por su comportamiento. Las columnas largas re rompen por pandeo o flexión lateral; las intermedias, por combinación de esfuerzas, aplastamiento y pandeo, y los postes cortos, por aplastamiento.

                Una columna ideal es un elemento homogéneo, de sección recta constante, inicialmente perpendicular al eje, y sometido a compresión. Sin embargo, las columnas suelen tener siempre pequeñas imperfecciones de material y de fabricación, así como una inevitable excentricidad accidental en la aplicación de la carga. La curvatura inicial de la columna, junto con la posición de la carga, dan lugar a una excentricidad indeterminada, con respecto al centro de gravedad, en una sección cualquiera. El estado de carga en esta sección es similar al de un poste corto cargado excéntricamente, y el esfuerzo resultante está producido por la superposición del esfuerzo directo de compresión y el esfuerzo de flexión (o mejor dicho, por flexión).