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Diseño rápido: AS 3600:2018 Columna

Resumen

Esta calculadora es para el diseño de columnas de hormigón armado no pretensado según AS 3600:2018. Se realizan los siguientes cálculos.:

  • La esbeltez de la columna se determina en cada dirección dependiendo del usuario.
    entradas.
  • Los momentos flectores de diseño se calculan en función de la esbeltez..
  • Las capacidades de momento se derivan de diagramas de interacción., cuales son
    dibujado en base a las propiedades de sección de la columna.
  • Las capacidades de corte de la sección se determinan utilizando el método inclinado.
    modelo de armadura de puntal.
  • Se realizan controles detallados en la sección..

Supuestos

  • Al calcular el corte, Se supone que el ángulo de las ligaduras es
    perpendicular al refuerzo longitudinal y al longitudinal
    El refuerzo es paralelo a todas las caras del hormigón..
  • Para los cálculos se supone que el tamaño del agregado es de 20 mm..

Análisis de secciones

Diagramas de interacción

La capacidad de flexión de la columna de hormigón se deriva de los diagramas de interacción dibujados para cada eje.. La línea de interacción se traza calculando los valores de 'M' y 'N' en diferentes profundidades del eje neutro.. Esto se hace determinando las deformaciones en el hormigón y las barras de refuerzo para una profundidad determinada del eje neutro.. Estas deformaciones se pueden convertir en fuerzas., que luego se puede utilizar para calcular la carga axial máxima y el momento flector que la columna puede resistir para esa profundidad del eje neutro..

Notas
  • Se toman momentos respecto al centroide plástico de la sección..
  • La resistencia del bloque de hormigón α2.Fc se reduce en 5% para secciones circulares según 10.6.2.5 NOTA 3.
  • Se supone que la fuerza concreta resultante actúa en el centroide del bloque de tensión rectangular..
    • Para secciones rectangulares, esto se toma como la mitad de la altura del bloque.
    • Para secciones circulares, esto se calcula encontrando el centroide del segmento en compresión, donde la altura del segmento es igual a γ.ktu.d0.

Diseño de columna

Capacidad axial

La resistencia última a la compresión de una columna se define como su carga de aplastamiento. (norteuo). Esto se calcula asumiendo que el refuerzo de la sección ha alcanzado su límite elástico total. (Fsu) en compresión y el concreto está bajo un esfuerzo de compresión uniforme de α1F'c (10.6.2.2). La capacidad de tracción de la sección se calcula como la resistencia de la armadura e ignora cualquier contribución del hormigón..

Momentos de diseño

Los momentos utilizados para diseñar una columna de hormigón dependen de la esbeltez de la columna en el eje considerado.. Si la columna no es delgada (o 'corto'), entonces la columna solo necesita ser revisada para momentos de primer orden. La columna debe diseñarse para momentos de segundo orden para cada eje alrededor del cual es esbelta..

Los usuarios tienen la opción de proporcionar directamente momentos de segundo orden para utilizarlos en el cálculo.. Esta opción sólo está disponible si la columna es delgada..

Momentos de columna

M1*=max[Mminorte;min[Mtlospag;Mblosttlosm]] M^*_1 = \max \left[ METRO_{min} \;;\; \min izquierda[ METRO_{superior} \;;\; METRO_{inferior} \verdad] \verdad]
M2*=max[Mminorte;max[Mtlospag;Mblosttlosm]] M^*_2 = \max \left[ METRO_{min} \;;\; \max \left[ METRO_{superior} \;;\; METRO_{inferior} \verdad] \verdad]
Notas
  • M1 / M2 se toma como negativo cuando la columna se dobla en curvatura simple. en esta calculadora, Aquí es cuando los momentos tienen el mismo signo..
  • Mmin se calcula como N* x 0,05D (10.1.2).

Calcular la esbeltez

Se considera que una columna no es esbelta si está dentro de los límites que se detallan a continuación.. La relación de esbeltez de una columna (Lmi / r) No debe excederse 120. Tenga en cuenta que el radio de giro se calcula como (I / A)0.5.

Reforzado:10.3.1(1)
Lmir≤max[25;unac(38-F′c15)(1+M1*M2*)] \frac{El}{r} ≤ \max \left[ 25 \;;\; α_c \left(38 – \frac{f’_c}{15} \verdad) \izquierda(1 + \frac{M^*_1}{M^*_2}\verdad) \verdad]
unac=2.25-2.5norte*ϕnortetulospara norte*ϕnortetulos≥0.15;o \alpha_c = \sqrt{\,2.25 – 2.5 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}\,} \qquad \text{para } \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}} \Grosor de la parte superior del tallo 0.15;\ \texto{o}
unac=13.5norte*ϕnortetulospara norte*ϕnortetulos<0.15 \alpha_c = \sqrt{\,\dfrac{1}{3.5 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}}\,} \qquad \text{para } \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}} < 0.15
sin refuerzos:10.3.1(2)
Lmir≤22 \frac{El}{r} ≤ 22

Ampliación de momento

Si se encuentra que una columna es delgada, luego el momento de diseño se calcula como el momento de primer orden multiplicado por un factor de magnificación (D). Para columnas arriostradas, este factor es igual a la lupa de momento arriostrado (Db). Para columnas no arriostradas, es el mayor entre el amplificador de momento arriostrado y el amplificador de momento de oscilación. (Ds). Esta herramienta no ofrece un cálculo para δs, por lo que el usuario debe calcularlo por separado como se describe en 10.4.3(b).

Factor de ampliación del momento arriostrado, Db10.4.2
Db=km(1-norte*nortec)≥1 \delta_b = \dfrac{k_m}{\izquierda(1 – \dfrac{N^*}{Carolina del Norte}\verdad)} \;\geq\; 1
km=(0.6-0.4M1*M2*)≥0.4 k_m = \left(0.6 – 0.4 \dfrac{M_1^*}{M_2^*}\verdad) \;\geq\; 0.4
Carga de pandeo, nortec10.4.4
nortec=(Pi2Lmi2)[182dlos(ϕMc)1+sid]dónde Mc es el momento de equilibrio, Mtub Cuándo ktu=0.545 N_c = \left(\dfrac{\pi^2}{L_e^2}\verdad) \izquierda[ \dfrac{182 hacer \, (\fi m_c)}{1 + \beta_d} \verdad] \qquad \text{dónde } M_c \text{ es el momento de equilibrio, } METRO_{ub} \texto{ Cuándo } k_u = 0.545
sid=GRAMOGRAMO+Q \beta_d = \dfrac{GRAMO}{GRAMO + Q}

Capacidad de flexión

La capacidad de momento flector se calcula en cada eje trazando las coordenadas de las fuerzas de diseño. (carga axial y momento flector) en los diagramas de interacción. Se traza una recta paralela al eje x., que intersecta esta coordenada (N = carga axial de diseño). La capacidad de momento se toma en el punto donde esta línea cruza la línea de interacción.

Verificación de flexión biaxial10.6.4
(Mx*ϕMtux)anorte+(My*ϕMtuy)anorte≤1.0 \izquierda( \dfrac{M_x^*}{\película_{ux}} \verdad)^{un} \;+\; \izquierda( \dfrac{M_y^*}{\película_{uy}} \verdad)^{un} \;\leq\; 1.0
unanorte=0.7+1.7norte*ϕnortetulos,con 1≤unanorte≤2 \alfa_n = 0.7 + 1.7 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}, \quad \text{con } 1 \leq \alpha_n \leq 2

Capacidad de corte

La capacidad de corte total de la columna se calcula como la capacidad del hormigón combinada con la capacidad del refuerzo de corte.. Este valor se limita a la resistencia al aplastamiento de la red de corte..

10.4.2
V tu=min[V tuc+V tus;V tu.max] V_u = \min \left[ V_{uc} + V_{nos} \;;\; V_{u.max} \verdad]
Resistencia al corte limitada por la trituración de la red8.2.3.3
V tu.max=0.55[0.9F′cbvdv(cunaθv+cunaunav1+cuna2θv)] V_{u.\max} = 0.55 \izquierda[ \, 0.9 f’_c \, b_v \, d_v \left( \dfrac{ \cot \theta_v + \cot \alpha_v }{ 1 + \cot^2 \theta_v } \verdad) \verdad]
8.2.1.9
dv=max[0.72re;0.9d] d_v = \max \left[ 0.72re \;;\; 0.9d \right]
8.2.4.2(1)
θv=(29+7000mix) \theta_v = \left( 29 + 7000 \, \varepsilon_x \right)
Cepa de altura media, mix8.2.4.2.2
mix=|M*dv|+|V *|+0.5norte*2(EsAst)≤3.0×10-3 \varepsilon_x = \dfrac{ \izquierda|\dfrac{M^*}{d_v}\verdad| + \izquierda|V^*\right|+ 0.5N^* }{ 2\izquierda(E_s A_{S t}\verdad) } \;\leq\; 3.0 \multiplicado por 10 ^{-3}
Nota
  • El cálculo de la deformación a media altura excluye la contribución del acero en la línea de media altura..

Si εx se encuentra negativo (en compresión), entonces el valor debe modificarse aún más usando la siguiente ecuación:

mix=-2.0×10-3≤|M*dv|+|V *|+0.5norte*2(EsAst+EcAct)≤0 \varepsilon_x = -2.0 \multiplicado por 10 ^{-3} \;\leq\; \dfrac{ \izquierda|\dfrac{M^*}{d_v}\verdad| + \izquierda|V^*\right|+ 0.5N^* }{ 2\izquierda(E_s A_{S t} + E_c A_{Connecticut}\verdad) } \;\leq\; 0
Contribución del hormigón a la resistencia al corte, V uc8.2.4.1
V tuc=kvbvdvF′c V_{uc} = k_vb_vd_v\sqrt{f’_c}
Cálculo de kv
8.2.4.2(2)
Cuándo Asvs<Asv.minortes,kv=[0.41+1500mix][13001000+kdgramodv] \texto{Cuándo } \dfrac{UNA_{sv}}{s} \lt \dfrac{UNA_{sv.min}}{s},\quad k_v =\left[ \dfrac{0.4}{1 + 1500 \, \varepsilon_x} \verdad] \izquierda[ \dfrac{1300}{1000 + Suma de fuerzas de tensión de anclajes con área de cono de ruptura de concreto común{dg} d_v} \verdad]
8.2.4.2(5)
Cuándo Asvs≥Asv.minortes,kv=[0.41+1500mix] \texto{Cuándo } \dfrac{UNA_{sv}}{s} \geq \dfrac{UNA_{sv.min}}{s},\quad k_v =\left[ \dfrac{0.4}{1 + 1500 \, \varepsilon_x} \verdad]
Contribución del refuerzo cortante a la resistencia al corte kv8.2.5.2
V tus=(AsvFsy.Fdvs)cuna(θv) V_{nos} = left( \dfrac{UNA_{sv} \, F_{sy.f} \, d_v}{s} \verdad) \cuna(\theta_v)

Capacidad de corte biaxial

Esta calculadora incluye un valor para 'Cizalla biaxial', que se calcula como la resultante de las utilizaciones de corte monoaxial en los ejes 'Y' y 'Z'. AS3600 no proporciona orientación específica sobre cómo considerar una sección de concreto para corte biaxial, por lo que este valor se proporciona como una salvaguardia conservadora.

Registro de cambios

  1. Despliegue inicial 05/09/2025.
  2. Se agregaron diagramas de momento de flexión en abril. 2026.
  3. Se corrigió el error de renderizado en los diagramas de momento de flexión de julio. 2026.
  4. Se eliminó la lógica para restar E.c.ε de la fuerza de refuerzo
    al calcular el diagrama de interacción. Restar bloque de tensión de hormigón
    valor cuando está dentro del bloque de estrés en lugar de julio 2026.

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Actualizado noviembre 2, 2026

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