¿Qué es una curva de interacción de columna?

Los miembros verticales que forman parte del marco de un edificio están sujetos a cargas axiales combinadas y momentos de flexión. Estas fuerzas se desarrollan debido a cargas externas., como muerto, En Vivo, y cargas de viento. Simplemente pon, un diagrama de interacción (o curva) muestra las combinaciones de momento aceptable y capacidades axiales de un miembro estructural. La equivalencia entre una carga aplicada excéntricamente y una combinación de carga axial-momento se muestra a continuación. Suponga que se aplica una fuerza P a una sección transversal a una distancia e (excentricidad) del centroide. La fuerza excéntrica P ahora se puede combinar con la fuerza P que actúa hacia abajo en el centroide y un par de Pe, ese es un momento puro.

La posición diferente de la fuerza axial del centroide de la sección produce diversos comportamientos de una columna, así como la distribución de tensiones en las secciones.. Estos se trazan en la curva de interacción M-N:

Ejemplo de una curva de interacción

Compresión axial pura (punto A). Esta es la mayor carga de compresión axial que la columna puede soportar.
Compresión con flexión menor (punto B). Es el caso de una gran carga axial que actúa a una pequeña excentricidad.. La distribución de tensión se inclina pero la sección aún está bajo compresión.. La falla ocurre por aplastamiento del concreto.
Control de la compresión (punto C). Aquí existen tanto la zona de compresión como la zona de tensión del hormigón.. El acero está sujeto a tensión.. La falla ocurre por aplastamiento del concreto en el lado de compresión, mientras que la tensión en el acero fs es menor que la tensión de fluencia fy.
Condición equilibrada (punto D). Se alcanza una condición equilibrada cuando la tensión de compresión en el concreto alcanza un límite y el refuerzo de tracción alcanza el rendimiento simultáneamente. La falla del concreto ocurre al mismo tiempo que el acero cede.
Control de la tensión (punto E). Es el caso de una pequeña carga axial con gran excentricidad., es decir, un gran momento. Al fracaso, la tensión en el acero de tensión es mayor que la tensión de fluencia.
Flexión pura (punto F). La sección en este caso está sujeta a un momento flector M, mientras que la carga axial es P = 0. La falla ocurre como en una viga sometida solo a un momento flector.
Tensión axial pura (punto G). Esta es la mayor carga de tensión axial que puede soportar la columna..

Para considerar esta curva, SkyCIv considera el número necesario de puntos intermedios. Típicamente, hay tres puntos principales: tensión axial máxima (punto G), compresión axial máxima (punto A) y condición equilibrada (punto D). Luego, los puntos intermedios se consideran desde una condición equilibrada hasta una tensión máxima (puntos D-G) y desde una condición equilibrada hasta una compresión máxima (puntos D-A). Para calcular todos esos puntos según los códigos de diseño, utilice los siguientes supuestos:

Las deformaciones en el hormigón y el acero son proporcionales a la distancia desde el eje neutro.
Se debe satisfacer el equilibrio de fuerzas y la compatibilidad de deformación.
La tensión de compresión máxima utilizable en hormigón es 0.003
La resistencia del hormigón en tensión puede descuidarse
El bloque de tensión de hormigón puede tomarse como una forma rectangular

La resistencia de una sección transversal de columna se puede determinar a partir de la geometría de la sección transversal, Las relaciones constitutivas del hormigón y el acero y una consideración de equilibrio y compatibilidad de deformación.. Para el cálculo de puntos de curva M-N intermedios que describen la fuerza de la sección, SkyCiv utiliza un proceso iterativo. Los siguientes pasos están involucrados en este proceso según el código ACI:

Interpretando la curva de interacción

Para que el diseño de una columna se considere adecuado (seguro), la combinación de efectos de acción (M, PAG) debe ser menor que la combinación de fuerzas de diseño (M, PAG) de la curva de interacción. Esto significa que si la posición de la M,El punto P en la gráfica está fuera de la curva, se considera que no cumple con este criterio y se considera inseguro.

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