Resumen
Esta calculadora es para el cálculo de pilares de hormigón armado no pretensado según EN 1992-1-1:2004, Eurocódigo 2: Diseño de estructuras de hormigón.. Se realizan los siguientes cálculos.:
- La esbeltez de la columna se determina en cada dirección dependiendo de las entradas del usuario..
- Los momentos flectores de diseño se calculan en función de la esbeltez..
- Las capacidades de momento se derivan de diagramas de interacción., que se dibujan en función de las propiedades de sección de la columna.
- Las capacidades de corte de la sección se determinan utilizando el modelo de armadura de puntal inclinado..
- Se realizan controles detallados en la sección..
Supuestos
General
Base de diseño
- Esta herramienta ha sido creada de acuerdo con los principios de diseño establecidos en EN. 1992-1-1:2004.
- Las ecuaciones de diseño para columnas circulares se complementan con el artículo de investigación. “Diseño a cortante de secciones circulares de hormigón utilizando el Eurocódigo 2 modelo de armadura” por Orr et al..
'Mejores prácticas'
Los usuarios tienen la opción de alternar si los valores de "mejores prácticas" se deben aplicar durante todo el cálculo o no.. Estos valores comprenden los siguientes:
- Doblado de curvatura simple – un término adicional, M02 + M2, se agrega al cálculo de momento para miembros delgados si la columna se dobla en curvatura simple:
- Límite de esbeltez, λLim – valor máximo absoluto de 50 o:
- Utilización de flexión biaxial de columnas circulares se toma como la raíz cuadrada de la ecuación 5.39:
- Ancho del alma de corte bw de columnas circulares se calcula utilizando el rectángulo equivalente como se analiza en la sección "Cálculo de bw"".
- Utilización de corte biaxial se calcula como la resultante de las utilizaciones de corte monoaxial en los ejes 'Y' y 'Z'. EN1992-1-1:2004 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:
- Espaciado máximo de barras longitudinales establecido en 175 mm., lo que supone que la cara de la columna podría estar en tensión. Si no se selecciona la mejor práctica, el valor predeterminado es 400 mm., que supone que la sección está en compresión.
- Número mínimo de barras longitudinales en una columna circular = 6.
- Distancia mínima entre barras:
| Diámetro de la barra (mm) | Espaciado mínimo (mm) |
|---|---|
| 12 | 40 |
| 16 | 45 |
| 20 | 50 |
| 25 | 55 |
| 32 | 70 |
| > 32 | 90 |
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..
- Se toman momentos respecto al centroide plástico de la sección..
- La resistencia del bloque de hormigón η.fdiscos compactos se reduce en 10% para secciones circulares según 3.1.7(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 λ.X.
Diseño de columna
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 'rechoncho'), 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..
El flujo de trabajo para calcular los momentos de segundo orden basándose en la entrada de primer orden es el siguiente:
Calcular la esbeltez
Calcular momento
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 biaxial
Capacidad de corte
La fuerza cortante aplicada se compara inicialmente con la capacidad cortante del hormigón únicamente.. Si la resistencia excede el corte aplicado, entonces la capacidad de la sección se toma como la del hormigón, V Rd = VRd,c.
Si el corte aplicado es mayor que la capacidad del concreto, luego la resistencia de la sección se toma como el mínimo de la capacidad del refuerzo de corte y la resistencia al aplastamiento del puntal de concreto inclinado, V Rd = mín.[ V Rd,max; V Rd,s ].
Los valores para VRd,c, V Rd,max y vRd,s se calculan utilizando las ecuaciones establecidas en En 1992-1-1:2004 para secciones rectangulares. Las ecuaciones para columnas circulares se toman de “Diseño a cortante de secciones circulares de hormigón utilizando el Eurocódigo 2 modelo de armadura”.
Para ambas formas, el valor límite superior e inferior para la capacidad del puntal de hormigón, (V Rd,max) están determinados para cotθ = 1 y cotθ = 2.5 respectivamente. Si la fuerza cortante aplicada VEd es mayor que el valor del límite superior, entonces cotθ = 2.5 se utiliza para definir el ángulo del puntal. Si la fuerza cortante es menor que el límite inferior, cunaθ = 1 se usa. cuando vEd está entre estos dos valores, el ángulo de diseño de θ se incrementa iterativamente hasta VRd,max > V Ed. Este ángulo se utiliza en el resto del cálculo..
Cálculo de bw
El ancho de la sección para secciones rectangulares se toma como la dimensión perpendicular a la dirección de la fuerza cortante aplicada.. Para secciones circulares, cuando se aplican las mejores prácticas, Se utiliza un "rectángulo equivalente" para calcular la sección transversal del puntal de compresión.. El ancho de este rectángulo 'bw’ se toma como el menor entre el ancho de la sección circular en el centroide del cordón de compresión y el ancho de la sección circular en el centroide del refuerzo de tracción.. Si no se aplican las mejores prácticas, el ancho del alma de corte se toma como el diámetro del círculo.

Aproximación de z
Esta calculadora utiliza 0,9d como aproximación para el brazo de palanca interno de la sección al calcular la capacidad del refuerzo de corte.. Este es un valor sugerido en EN. 1992-1-1:2004 para miembros sin carga axial, y como tal puede no ser exacto.
Resistencia del puntal del hormigón
Esta calculadora permite diseñar una columna con una fuerza de tensión axial.. Al calcular la capacidad del puntal de concreto en la cláusula 6.2.3(3) (Eq 6.9), el valor de fdiscos compactos necesita ser modificado para adaptarse a las condiciones de tensión en el puntal de concreto. Para hacer esto, La resistencia del hormigón se calcula según 6.5.2(2), utilizando factores de reducción de resistencia de 0,6.v’ (6.57norte).
Capacidad de corte de columnas rectangulares
Capacidad de corte de columnas circulares
Efectos de la fluencia
Los usuarios tienen varias opciones para definir los efectos de la fluencia en la columna que están diseñando..
Si la columna no es delgada, entonces se pueden utilizar valores predeterminados en los cálculos. Esto establecerá el valor de 'A' en 0.7 en la ecuación 5.13N para el límite de esbeltez.
No hay valores predeterminados especificados para el factor de fluencia utilizado para calcular la curvatura. (KFi) en ES 1992-1-1: 2004. Si se determina que la columna es delgada, el usuario debe ingresar su propio valor o proporcionar datos suficientes para calcular la relación de fluencia efectiva φef.
Anexo B de EN 1992-1-1:2004 se utiliza para calcular φ(∞,t0). Esta calculadora sustituye la carga axial por un momento casi permanente, ya que se considera comparable y más sencillo de derivar.
Resistente al fuego
Este es un cheque opcional., habilitado a través de la opción de verificación de resistencia al fuego, por EN 1992-1-2, Anexo C. El método utiliza la geometría de la columna., Acciones de diseño de refuerzo y fuego para determinar la dimensión mínima requerida de la columna y la distancia del eje del refuerzo., y se realiza de forma independiente respecto de cada eje de columna utilizando la esbeltez y excentricidad correspondientes.. El anexo C no define qué lado de una sección rectangular es el ancho de la columna., entonces b se toma de manera conservadora como la dimensión mínima de la columna para ambos ejes.
- Anexo C Las tablas C.1 a C.9 solo están tabuladas para columnas expuestas en más de un lado.; no existe ninguna variante de exposición unilateral en el método tabulado, entonces esta opción no se ofrece para este cheque.
Entradas de control de incendio
Se determinan los siguientes parámetros para el eje que se está comprobando.:
- Clasificación de resistencia al fuego
- Esbeltez de la columna, λ
- Nivel de carga de fuego, norte
- Excentricidad de la carga de fuego, mi
- Relación de refuerzo mecánico, ω
- Ancho de columna, b (dimensión mínima de la columna)
- Distancia del eje de refuerzo, a
El nivel de carga de fuego se calcula como:
donde fdiscos compactos y fyarda son los ordinarios (ambiente) Resistencias de diseño del hormigón y el acero..
La excentricidad de la carga de fuego se calcula a partir de las acciones de diseño de fuego de primer orden sobre el eje que se está verificando., convertido a milímetros:
La excentricidad calculada se utiliza directamente para seleccionar e interpolar entre las tablas del Anexo C. (ver “Selección de tablas del Anexo C” a continuación). no se reduce; Las excentricidades por encima del valor tabulado más alto están fuera del alcance del Anexo C. (consulte "Criterios de verificación de incendios").
La relación de refuerzo mecánico se calcula como:
La distancia del eje del refuerzo se toma como la distancia desde la superficie de hormigón expuesta al centro del refuerzo longitudinal..
La esbeltez de la columna utilizada para la prueba de fuego se toma como la temperatura ambiente. (temperatura normal) esbeltez del eje que se está comprobando. El anexo C señala que sus notaciones, incluyendo la esbeltez, son como se definen en la Cláusula 5.3.3. Según B.3.1(5), la longitud efectiva en el fuego l0,fi puede tomarse como l0 como una simplificación segura, por lo que aquí no se calcula una longitud efectiva específica del incendio por separado.
Criterios de verificación de incendios
Este módulo solo realiza controles de incendio utilizando el método tabulado en EN 1992-1-2 Anexo C. Para columnas de hormigón fuera de este alcance, utilice el módulo de diseño de resistencia al fuego independiente.
Anexo C(1) se aplica a columnas en estructuras arriostradas con un ancho de hasta 600 mm y esbeltez hasta λ = 80 bajo exposición estándar al fuego. No se utiliza el método tabulado., y la prueba de fuego se reporta como fallida, Cuándo:
- La columna no está arriostrada en ambos ejes..
- Carga axial de fuego NEd,fi ≤ 0.
- Esbeltez λ > 80.
- Nivel de carga de fuego n > 0.7.
- Relación de refuerzo mecánico ω < 0.1 o ω > 1.0.
- Excentricidad del fuego e > mialto = mín.(0.5b, 200 mm), la excentricidad tabulada más alta (Cuadros C.3, C.6 y C.9).
- Valores por debajo de la esbeltez tabulada más baja, El nivel de carga o la excentricidad se toman de forma conservadora como el valor más bajo disponible en la tabla.. Esto no es conservador para la relación de refuerzo mecánico. (un ω más bajo requiere dimensiones más grandes), entonces ω < 0.1 está fuera del alcance de las tablas.
- Columnas más anchas que 600 mm no son rechazados: exceden cada ancho mínimo tabulado, por lo que la verificación se rige por la distancia del eje. Celdas marcadas (1) en el Anexo C requieren un ancho mayor que 600 mm y una evaluación particular para pandeo, por lo que siempre se reportan como fallidos.
Selección de cuadros del anexo C
Las dimensiones de incendio requeridas se obtienen de las Tablas C.1 a C.9.. Las tablas apropiadas dependen de la relación de refuerzo mecánico y de la excentricidad del fuego.. Los límites de excentricidad utilizados para seleccionar las mesas circundantes dependen del ancho de la columna.:
La relación de refuerzo mecánico se considera utilizando los valores tabulados.:
Por lo tanto, la excentricidad y la relación de refuerzo mecánico identifican cuatro tablas circundantes de C.1 a C.9 para la interpolación..
Tablas de referencia del anexo C
Cuadros C.1 a C.9 siguientes (haga clic en el título de una tabla para ampliar) se transcriben de EN 1992-1-2 Anexo C y proporcione el ancho mínimo de columna b.min (mm) y distancia del eje de refuerzo a (mm) requerido para una determinada resistencia al fuego estándar R (min), esbeltez λ y nivel de carga de fuego n, para columnas expuestas en más de un lado. Las tablas C.1 a C.3 se aplican a la relación de refuerzo mecánico ω = 0.1, Cuadros C.4 a C.6 a ω = 0.5, y los cuadros C.7 a C.9 a ω = 1.0; dentro de cada grupo de tres, las tablas corresponden a bajas, momento de primer orden moderado y alto (Es decir. aumento de la excentricidad de la carga de fuego), como se describe en “Selección de tablas del Anexo C” más arriba. Donde una celda ofrece dos alternativas bmin/unas combinaciones, Cualquier combinación es un requisito aceptable..
- * Normalmente, la cobertura requerida por EN 1992-1-1 para durabilidad y unión se controlará el valor de a en lugar del valor tabulado.
-
- Requiere un ancho mayor que 600 mm. Se requiere una evaluación particular para el pandeo.; la calculadora informa que la verificación de incendio falló si una interpolación pasa por una de estas entradas (consulte "Evaluación especial de pandeo" a continuación).
- Los valores se tabulan en λ = 30, 40, 50, 60, 70, 80 y norte = 0.15, 0.3, 0.5, 0.7; la calculadora interpola linealmente entre valores tabulados como se describe en “Interpolación de requisitos de tablas” a continuación.
Interpolación de requisitos de la tabla
Los requisitos contra incendios se determinan mediante interpolación lineal a través de cuatro parámetros.. Anexo C(2) permite la interpolación lineal entre las diferentes tablas de columnas (ω y mi); la calculadora también interpola dentro de cada tabla la esbeltez y el nivel de carga de fuego.
Para cada tabla del Anexo C seleccionada:
- Los valores de esbeltez circundantes se identifican a partir de λ = 30, 40, 50, 60, 70 y 80.
- Los niveles de carga de fuego circundantes se identifican a partir de n = 0.15, 0.3, 0.5 y 0.7.
- Primero se interpolan los requisitos para el nivel de carga de fuego..
- Los valores resultantes luego se interpolan para determinar la esbeltez..
Esto produce un conjunto de requisitos de cada una de las cuatro tablas circundantes del Anexo C..
Los resultados son entonces:
- Interpolado entre las tablas de excentricidad inferior y superior..
- Interpolado entre las relaciones de refuerzo mecánico inferior y superior..
El resultado final da la dimensión mínima requerida de la columna., bmin, y distancia del eje de refuerzo, a.
- Cuando la tabla proporciona más de una combinación aceptable, cada combinación se mantiene como un requisito alternativo.
- Cuando algo de esbeltez, nivel de carga, La relación de refuerzo mecánico o la excentricidad están fuera o entre los valores tabulados utilizados anteriormente., El informe agrega una nota bajo los criterios de resistencia al fuego que indica qué valores no están tabulados y se interpolan linealmente entre los valores tabulados adyacentes del Anexo C., o qué valores quedan fuera del rango tabulado y utilizar directamente el valor tabulado más cercano.
Evaluación de pandeo especial
Algunas entradas del cuadro del anexo C se identifican mediante la condición especial "(1)". Si una interpolación pasa por una de estas entradas, el resultado tabulado normal no se utiliza. La prueba de fuego se reporta como fallida y se requiere una evaluación especial de pandeo..
Registro de cambios
Realimentación
Buscamos constantemente expandir y mejorar nuestra oferta de productos.!
Si tiene alguna solicitud o comentario, envíelos siguiendo Biblioteca → Información de la calculadora → Comentarios.
