Manual de Recomendaciones Para el Diseño de Columnas Mixtas

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En un edificio, ya sea éste de uso habitacional o industrial, las columnas son miembros principales cuya función es transmitir a la base las acciones a las cuales está sometida la estructura. Normalmente las columnas son de hormigón armado o de acero, pero hay ocasiones en que las solicitaciones que deben resistir estos miembros (tracción, compresión, flexión y/o corte) exceden las capacidades del material. Una posible solución para estas situaciones es usar columnas mixtas de acero y de hormigón armado. Este tipo de miembros utiliza las mejores características de cada material, combinando la rapidez de construcción, resistencia, capacidad de cubrir grandes luces y baja relación peso/resistencia del acero, con la rigidez, amortiguamiento intrínseco y economía del hormigón. El resultado de esta combinación es estructuras más eficaces y económicas. Dentro de las columnas mixtas existen dos tipos: las columnas en las cuales el perfil de acero se encuentra embebido en el hormigón (“Steel Reinforced Concrete”, SRC) y las columnas donde un perfil tubular de acero se encuentra relleno con hormigón por dentro(“Concrete Filled Tube”, CFT, o “Rectangular Concrete Filled Tube”, RCFT).

En este trabajo, se presentan recomendaciones de diseño para columnas mixtas del tipo SRC, CFT y RCFT solicitadas por fuerza axial, corte y flexión. Para definir estas recomendaciones, se compararon las disposiciones entregadas por tres normas que cubren el diseño de miembros mixtos (AISC 360-05[1], ACI 318-05[5] y Eurocódigo 4-2004 [7]) con datos experimentales de capacidad reportados en la literatura. Los resultados se analizaron estadísticamente de manera de recomendar las fórmulas y criterios de diseño que se ajustaran mejor a los resultados experimentales. Este documento no cubre las disposiciones especiales de diseño sismorresistente
En este documento se presenta, en primer lugar, un resumen de las disposiciones de diseño de las tres normas estudiadas. A continuación, se muestran los resultados agregados de la comparación de los valores de capacidad entregados por estas normas con los resultados experimentales (el detalle se puede encontrar en Carrasco [9]), seguidos de las recomendaciones de diseño. Finalmente, se presentan ejemplos de verificación y diseño de miembros mixtos, aplicando las recomendaciones.

BY: Asociación Latinoamericana del Acero, Alacero - CHILE

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