DISEÑO DE ELEMENTOS SOMETIDOS A COMPRESIÓN

Se entiende como miembros a compresión a aquellos elementos que se encuentran principalmente solicitados por cargas de compresión, como columnas y entramados; pero en general un elemento estructural es solicitado por más de un tipo de esfuerzo, por lo que en la realidad casi todas las columnas estructurales trabajan a compresión y flexión combinadas (flexo-compresión).

Las columnas son elementos donde las cargas principales actúan paralelas al eje del elemento, y por lo tanto trabaja principalmente a compresión; cuya longitud es varias veces mayor que su dimensión lateral más pequeña. El esfuerzo de compresión es muy peligroso en este tipo de elemento estructural, por la presencia de pandeo, que es una falla por inestabilidad.

El tipo de columna que se usa con mayor frecuencia es la columna sólida sencilla, que consiste en una sola pieza de madera, cuya sección transversal es cuadrada u oblonga.

Las columnas sólidas de sección transversal circular son usadas con menos frecuencia. Una columna formada por varios miembros es un ensamble de dos o más miembros cuyos ejes longitudinales son paralelos; se impide que se toquen los elementos mediante unos bloques separadores colocados en los extremos y punto medio de su longitud.

Otros tipos de columnas son las llamadas columnas compuestas, que están conectadas mediante sujetadores mecánicos. Los pie-derechos en marcos ligeros de madera y en entramados también son columnas.

En el procedimiento de diseño del "Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino" de deben de seguir los siguientes pasos:

  • Para COMPRESIÓN AXIAL:
    • Definir las bases de cálculo.
      • Grupo estructural de la madera a utilizarse
      • Cargas a considerarse en el diseño
      • Condiciones de apoyo, y factor de longitud efectiva.
    • Determinar efectos máximos.
    • Establecer los esfuerzos admisibles, módulo de elasticidad, así como el valor de Ck.
    • Asumir una escuadría, y extraer sus propiedades geométricas.
    • Calcular la esbeltez para cada dirección.
    • Calcular la carga admisible, y compararla con la carga solicitante.
  • Para FLEXOCOMPRESIÓN:

    1. al 6. Se determina de la misma manera que para Compresión Axial.

  1. Determinar la carga crítica de Euler.
  2. Calcular el factor de amplificación de momentos km.
  3. Verificar que la ecuación general de elementos a flexocompresión sea satisfecha (que de un valor < a 1).

El diseño de elementos sometidos a compresión o flexo-compresión debe realizarse tomando en cuenta su longitud efectiva, que será denotada por Lef. La longitud efectiva es "la longitud teórica de una columna equivalente con articulaciones en sus extremos". Esta longitud efectiva se obtiene multiplicando la longitud no arriostrada "L" por un factor de longitud efectiva "k", que considera las restricciones o grado de empotramiento que sus apoyos extremos le proporcionan.

El Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino
recomienda que en ningún caso se tome una longitud efectiva menor que la longitud real no arriostrada,
o sea por más de que el factor k sea menor que 1 de acuerdo con las condiciones extremas, se recomienda tomar mínimamente k =1, debido al grado de incertidumbre de restricción al giro que las uniones puedan proporcionar.

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