DISEO DE ELEMENTOS A FUERZA AXIAL
DISEO DE ELEMENTOS A FUERZA AXIAL
Introduccin
La fuerza axial es la que va en la direccin del eje del elemento
y puede ser de traccin o de compresin. Segn esta tendencia depende
el tipo de diseo a utilizar para el elemento. Asimismo, este diseo
vara segn el tipo de material; siendo los ms empleados el concreto
armado y el acero. Por ello a continuacin se indica el diseo para
estos materiales de acuerdo al tipo de fuerza axial, indicando
ejemplos de aplicacin.Diseo a traccin
Concreto armadoEl concreto es un material sumamente dbil a
esfuerzos de traccin, por lo que es muy raro utilizar elementos de
concreto armado que estn sujetos a traccin; sin embargo puede
ocurrir que un elemento diseado a compresin tenga que resistir
fuerzas de traccin.La resistencia de un elemento de concreto armado
a traccin depende solamente del acero de refuerzo, ya que el
concreto no aporta en la resistencia (Gonzlez y Robles, 1997).
Acero
El diseo consiste en seleccionar un elemento con rea transversal
suficiente para que la carga factorizada Pu no exceda la
resistencia de diseo tFyAreq. En general el diseo es un
procedimiento directo y las secciones formadas por perfiles o
perfiles combinados y placas tpicos se indican en la siguiente
figura donde la ms comn es el ngulo doble.
Diseo a compresin
Concreto armadoEl diseo a compresin requiere de la seleccin de
un elemento de prueba para investigar si es adecuada a resistir la
combinacin de Pu y Mu, que acta sobre el elemento.Esta combinacin
debe estar dentro de una curva de resistencia dibujada en un
diagrama de interaccin de resistencia. Con estos diagramas se sigue
el procedimiento indicado a continuacin con una carga Pu conocida y
una excentricidad.
Figura 1. Diagrama de interaccin con la combinacin de Pu y
Mu.
Figura 2. Lnea radial e/h.
Figura 3. Cruce de la lnea e/h con curva , para obtener el valor
de .
AceroEl procedimiento general es suponer un perfil y luego
calcular su resistencia de diseo. Si la resistencia es muy pequea
(insegura) o demasiado grande (antieconmica), deber hacerse otro
tanteo. Un enfoque sistemtico para hacer la seleccin de tanteo es
como sigue:a. Seleccionar un perfil de tanteo del cual se debe
obtener las propiedades geomtricas A, Zmax y r min, para luego
comprobar que kL rmin 200;b. Calcule cFcr y cPn para el perfil de
tanteoc. Revselo con la formula de interaccin, si la resistencia de
diseo es muy cercana al valor requerido puede ensayarse el
siguiente tamao tabulado. De otra manera, repita todo el
procedimiento.
