COLUMNAS REFORZADAS COMPUESTAS DE CAMISA CARGADAS AXIALMENTE

Son columnas de:

Centroíde plástico

El punto en la sección de columna, donde la fuerza axial actúa produce en toda la sección, deformaciones iguales, y se determina de la siguiente manera.

 

Donde:

A_g = Área de la sección bruta del concreto (bh)

Considérese una columna de refuerzo con área bruta de la sección transversal Ag de ancho b y un peralte total h que esta reforzada con un área total de acero Ast, el área neta de la sección transversal del concreto es:

Donde:

Ast =Área del acero total a la armadura original

Asr = Área del acero longitudinal de refuerzo

As = Área neta del acero original de falla

Ag = Área de la sección bruta del concreto

La historia de refuerzo en el concreto y el acero es la siguiente:

Al principio tanto el acero como el concreto tienen un comportamiento elástico, el acero llega a su resistencia de fluencia fy, y el concreto alcanza una resistencia máxima fc cuando su deformación unitaria es aproximadamente 0.002 a 0.003.

Teóricamente la carga máxima que puede tomar la columna se presenta cuando el esfuerzo de concreto alcanza f'c, sin embargo es posible conseguir incrementos mayores de carga, si se presenta endurecimiento de acero con niveles de deformación aproximada de 0.

003 de la deformación unitaria ε, por tanto se puede obtener la capacidad máxima de la carga axial para la columna sumando la contribución del concreto que es (). La resistencia máxima que se puede obtener en las columnas reales se aproxima a 0.85, luego se puede expresar a la capacidad nominal de carga axial Po como.

 

Donde:

Po = Capacidad nominal de la sección en compresión axial

f′c = Resistencia del cilindro del concreto

Ag = Área de la sección bruta del concreto

As = Área de la sección transversal de la columna de falla

Asr = Área total de las barras longitudinales de refuerzo

fy = Fluencia de acero (de falla y el nuevo)

Columna de falla ahogada en camisa de refuerzo

Fig. Geometría de la columna de diagrama esfuerzo y deformación

Con el objeto de reducir los cálculos que se requieren para analizar y diseñar, con la excentricidad mínima, el reglamento del ACI especifica una reducción del 20% en la resistencia de carga axial para las columnas con estribos, aplicando estos factores, la capacidad máxima ultima de carga axial de las columnas, no se puede tomar mayor que:

Para las columnas compuestas de camisa de refuerzo con estribos de refuerzo