Objetivos

Una vez obtenidas las secciones transversales tentativas de vigas y losa, se debe calcular las cargas axiales que llegan a cada columna para tener una primera tentativa de sección transversal de estas columnas. Si bien se plantea un problema del tipo “¿Cuál es primero, el huevo o la gallina?” pues necesitamos un modelo matemático de la estructura para conocer la sección de columnas y a la vez necesitamos secciones de columnas para elaborar un modelo matemático, la solución va como sigue.

Se puede modelar la estructura con la suposición de que todas las columnas tienen una sección transversal de, digamos 20x20cm solamente para conocer las solicitaciones axiales tentativas que llegarán a la columna y mediante estas solicitaciones, recrecer la sección de columnas para reemplazarlas en el modelo matemático elaborado inicialmente.

Para realizar este trabajo tenemos tres alternativas:

• Utilizar un software comercial de cálculo de solicitaciones
• Aplicar conceptos de análisis matricial para obtener nuestras propias solicitaciones
• Aplicar un sencillo análisis de descenso de cargas

La primera y la tercera alternativa son las más sencillas. La primera alternativa es sencilla pero cara, pues uno necesita tener el software comercial para el análisis. La tercera solo aplica conceptos de peso propio en un área de influencia dado. Se explicarán estos puntos a continuación.

Software Comercial

Existen varias alternativas en el mercado. Entre las más conocidas se encuentran:

• SAP2000
• ETABS
• Robot Structural
• STAAD-PRO

No quiero deteneme en el manejo de este software pues existen muchos tutoriales en internet que enseñan su manejo.

Programas propios o Software libre

Probablemente te hayas planteado en la Universidad aplicar tus conocimientos para resolver una estructura aporticada en 2 dimensiones o 3 dimensiones. Este camino es el más desafiante pero también el más enriquecedor en términos de conocimiento adquirido y aplicado.

El camino más práctico para el análisis de cargas mediante este camino será el de linealizar las cargas de losas a cargas sobre vigas. De esta manera podemos tener un modelo en 2 dimesiones que es relativamente sencillo de calcular en un programa escrito por nosotros mismos.

Probablemente las cosas se compliquen bastante si queremos modelar la estructura en un programa de cálculo estructural en 3 dimensiones hecho por nosotros ya que tendremos que tener conocimientos de elementos finitos sobre la resolución de placas y membranas además de los típicos elementos de frame que aprendimos por el método de rigidez

Sin embargo no es una causa perdida pues existe software libre que nos permite el dibujo sencillo de los elementos de pórtico generando un archivo con la malla de elementos de frame y placa para que nosotros apliquemos los algoritmos adecuados para la resolución de la estructura.

Las estructuras generadas en este subtítulo conformadas por nudos, barras y mallas fueron generadas en el programa gratuito GMSH. Existen muchos otros como Calculix o Code Aster. Todos estos son programas de descarga gratuita y código abierto. Si bien son algo difíciles de manejar, ofrecen a la larga capacidades iguales a las de un software pagado.

Descenso de cargas

En el siguiente apartado explicaré a más detalle este concepto, sin embargo basta acá decir que el descenso de cargas consiste en marcar una zona o superficie en la losa que tentativamente vaya a ser soportada por la columna en estudio. Esta zona calculada tendrá un peso muerto de losa y carga viva que se deberá calcular para cada piso.

Calculada la carga de cada piso, se mayoran las cargas según los factores de mayoración de la norma utilizada y se van calculando las cargas que caerán dentro de cada columna.

Prediseño de columnas

Todo este trabajo lo hacemos en una primera instancia para realizar un primer prediseño de las columnas de concreto. Esto se explicará más adelante.

autor: Marcelo Pardo

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