Saltar al contenido

Columnas esbeltas de hormigón armado

Por Madeleyne Aguilar Andrade

La columna es el elemento soporte más antiguo del mundo. Se enfrenta a situaciones que la destacan de las restantes estructuras resistentes, así lo entendió Eduardo Torroja Miret, en su libro “Razón y ser de los tipos estructurales”.

“El soporte es, en la construcción de todos los tiempos, uno de los elementos más fundamentales. De entre ellos el más genuino y logrado es la columna; ¡cuánto ha trabajado y sentido la humanidad sobre ella!… Su misión es la síntesis de toda finalidad constructiva: Soportar. Palabra que, en nuestra lengua, tiene algo de conformidad y de humilde renuncia a vanos derechos que, cuando se acepta voluntariamente y en razón o ideal de servicio, alcanza los límites sublimes de las mejores virtudes. Soportar es, aquí, resistir; y, por eso, la columna es emblema de fortaleza”, se lee en el texto de Tarroja.

Así, describe el lugar que ocupan las columnas en el espacio de la construcción. Esta fortaleza a la que se refiere, podía ser visualizada fácilmente en las antiguas obras, donde las columnas eran construidas con secciones muy grandes. Luego, el avance de las metodologías de cálculo y el desarrollo de nuevos materiales de construcción de alta resistencia condujo en una medida creciente a la elección de reducir notablemente las dimensiones. Así sucedió en estos últimos cien años.

El ahora experimentado ingeniero constructor, Román Osvaldo Arce Quisbert, obtuvo ese grado con una investigación sobre el dimensionamiento de columnas esbeltas de hormigón armado. En ésta se expone el avance de las metodologías de cálculo y el desarrollo de nuevos materiales de construcción de alta resistencia en los últimos cien años.

“Las columnas cada vez resultan más esbeltas, cada vez se gana más altura con menos sección y cada vez nos aproximamos más a un fenómeno de inestabilidad del equilibrio: el pandeo”, señala el ingeniero. Mediante su estudio del comportamiento de estructuras esbeltas de hormigón armado, destaca complicaciones en el fenómeno “altamente no lineal”.

Se denomina estabilidad a la capacidad que poseen las obras de conservar su posición inicial y la forma inicial de equilibrio en el estado de deformación en correspondencia con la carga. Estar siempre en una posición cercana al estado inicial imperturbable ante cualesquiera pequeñas perturbaciones exteriores y volver a la posición inicial completamente en la fase elástica. La regla, se marca en el estadio elástico-plástico: si las causas fortuitas que provocaron la perturbación de la obra, desaparecen.

Coincide con Arce, el constructor civil, Víctor Hugo Soto. Indica que las columnas se dimensionan respecto a las cargas que van a soportar, según el cálculo estructural. “Sí las columnas son cada vez más esbeltas. Esto se debe a que se toma en cuenta todas las cargas que van a soportar las columnas”, explica.

Señala como la única alternativa, para no modificar el aspecto de una columna, incrementar la mayor cantidad de enferradura. Lo negativo de esto sería que resulta mucho más caro en una obra.

“Hacer esbeltas las columnas no tiene más sentido que la estética de la obra, pero no justifica nada. las puedes hacer más delgadas, pero usar mayor cantidad de fierro te encarece los costos”, destaca. Sin embargo, Soto reitera que todo depende de la sobrecarga que se va a admitir en las columnas.

Arce remarca que “la estabilidad es la propiedad de la obra de ofrecer resistencia a las influencias externas causales y de restablecer por sí misma. Para juzgar la estabilidad de un elemento comprimido hay que analizar su comportamiento al introducir pequeñas perturbaciones”. Apunta, por un lado, la no linealidad geométrica debida a la influencia de las deformaciones sobre los esfuerzos que impone el uso de la teoría de segundo orden. Por otro, una no linealidad física, intrínseca del material de hormigón armado debida a su respuesta no lineal que se traduce en diagramas momento-curvatura no lineal.

“Por estas razones, el proyecto de una estructura esbelta de hormigón armado no puede separarse en dos partes independientes, análisis de esfuerzos y dimensionamiento, tal como sucede en un comportamiento lineal. Para tener en cuenta las dos no linealidades citadas, en el cálculo de esfuerzos debe disponerse de las secciones perfectamente definidas, con respectivas cuantías y disposición de armaduras”, asevera.

Otra variación se presenta en los diagramas momento-curvatura, con el axial, el tipo de sección, disposición de armadura, cuantías y calidad de los materiales constitutivos de la sección. El resultado de ésas obliga a una comprobación de las estructuras, partiendo de un pre-dimensionamiento.

Para las estructuras esbeltas de hormigón armado, un método “exacto” de análisis involucra la utilización de procesos iterativos que requieren el uso de ordenadores. En el dimensionamiento, el análisis constituye un paso más del proceso iterativo.

“Cada definición que se da a las secciones se utiliza el método como comprobación. En función de los resultados obtenidos, se corrige el dimensionamiento de las secciones volviendo a comprobar la estructura y continuando este proceso hasta conseguir el dimensionamiento deseado”, narra el ingeniero, en su investigación.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.