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Las columnas inclinadas no se utilizan verticalmente en muchos trabajos de construcción debido a requisitos estéticos y arquitectónicos. Aprenda sobre el diseño de columnas inclinadas, las cargas de columnas inclinadas y los momentos de flexión. Un miembro estructural vertical que está mayormente comprimido axialmente y tiene algo o ningún momento se llama columna. Si el mismo miembro está inclinado, es un apoyo. Sin embargo, todos estos miembros tienen en común que la mayoría sufre compresión y se clasifican como miembros de puntal.
El diseño sofisticado en la industria de la construcción está aumentando rápidamente debido al desarrollo de la población y la demanda. Incluso uno de los principales miembros estructurales del pasado ha sufrido varios cambios en la arquitectura y tiene su propia perspectiva estética. La nueva idea mencionada es que las columnas ya no son verticales. se puede inclinar. Las columnas inclinadas provienen de la categoría de columnas cargadas por la carga de gravedad de los miembros estructurales del armazón y se pueden aplicar tanto a armazones rígidos como arriostrados.
Figura 1: Pilares inclinados del estadio
Figura 2: Dos vigas de tierra prefabricadas colocadas sostenidas por columnas inclinadas
Cuando se considera una columna inclinada (como una biela), las fuerzas experimentadas por la columna son compresión axial, momento y cortante y se pueden encontrar mediante cualquier método de análisis de estructuras. Se encuentra principalmente en muchos problemas de análisis estructural que han tratado con columnas inclinadas. Sin embargo, no hay diferencia en la forma en que se realiza el análisis. En la mayoría de los casos, el diseño se realiza utilizando fuerzas y momentos axiales de la forma habitual. En situaciones donde se encuentra que el cortante es dominante (cuando los miembros están muy inclinados), se deben diseñar y cuidar los refuerzos para cortante. Los ejemplos de estructuras de columnas inclinadas incluyen vigas y puntales de celosía RCC, vigas a dos aguas de techo inclinado y cordones superiores de vigas RCC Virendeel. Los cordones superiores (vigas) de las vigas Virendeel, que son miembros horizontales, están diseñados como columnas en lugar de vigas porque están predominantemente en compresión.
transferencia de carga y deflexión
Figura 3: Columna inclinada – Deflexión de carga
Las columnas con secciones transversales no simétricas pueden sufrir pandeo lateral o torsional. El pandeo por torsión es la torsión repentina de una columna. Como dice la teoría, la presencia de cargas excéntricas reduce la resistencia de la columna. El término carga excéntrica se define como la situación en la que la carga axial sobre una columna no es concéntrica, es decir, la línea de acción de la carga axial no es paralela al eje central de la columna. La excentricidad de la carga, representada principalmente por ‘e’, tiene un efecto inmediato en la flexión de la columna. Por lo tanto, la acción combinada axial y de flexión reduce la capacidad de carga.
Figura 4: Columna inclinada bajo carga axial excéntrica
Cargas y momentos flectores en pilares inclinados
La figura 5 a continuación muestra una columna inclinada conectada a una viga. Describe cómo determinar la carga de la columna.
Figura 5: Columna inclinada – Conexión de viga
De la figura, w = carga total aplicada a la viga. Esta es la carga que debe transferirse a la columna inclinada AB. La fuerza axial P se puede calcular mediante la siguiente fórmula.
El momento debido a la excentricidad de la columna es
M = Pe
donde e es la excentricidad. A partir de la figura, ‘e’ debe determinarse a partir de los detalles dados. por lo tanto,
Una vez que se ha analizado la columna y se han determinado las cargas y fuerzas, el siguiente paso es diseñar la columna inclinada.
Diseño de columna inclinada
El diseño del pilar inclinado es como un pilar vertical
- Determine el tipo de columna calculando la longitud efectiva y las condiciones finales
- Para momento máximo, el valor determina el refuerzo
Muchos estudios han demostrado que las columnas inclinadas reciben momentos más grandes debido a la excentricidad en comparación con las columnas verticales. A medida que aumenta la excentricidad, aumenta el momento. Cuanto mayor sea la inclinación de la columna, mayor será la excentricidad y mayor el momento. La inclinación de la columna introduce una componente horizontal de la fuerza además de las cargas laterales externas presentes.