Diseño de una columna cuadrada método ACI 318

El diseño estructural es una disciplina fundamental en la ingeniería civil, y uno de los elementos más críticos en cualquier estructura es la columna. En este artículo, exploraremos el proceso de diseño de una columna cuadrada con estribos, utilizando el método ACI 318. Este método nos permite asegurar que la columna pueda soportar tanto las cargas muertas como las cargas vivas, garantizando la seguridad y estabilidad de la estructura.

Objetivo: Diseñar una columna cuadrada con estribos para soportar una carga muerta (D) de 130 Klb (60 Ton) y una carga viva axial (L) de 180 Klb (82 Ton), suponiendo inicialmente un 2% de acero longitudinal.

 

Datos:

F'c = 4000 lb/pulg2 = 280 Kg/cm2
Fy = 60000 lb/pulg2 = 4200 Kg/cm2
L 82tonf 
ρ 0,02 8 
D 60tonf 

ϕPn ≥ Pu

ϕ = 0,65 

ϕPn ≥ 0,8ϕPo 

Pasos:

Cálculo de la Resistencia Requerida:

RESISTENCIA REQUERIDA 

Pu:1.2*D+1.6*L=203.2 tonf

Resistencia nominal

Pu = 0,8ϕPo 

Po:Pu/{0.8*0.65}=390.7692 tonf

Determinación del Área de la Sección Transversal:

 

Ahora se procede a calcular el Área de la sección transversal de la columna, en este caso CUADRADA. De esta manera se puede hallar los lados. 

Por otro lado, Con la relación que existe con la cuantía del 2% se puede hallar el área
de acero que debe tener la columna.

Cálculo del Área de Acero:

Ahora se procede a la elección de varilla a utilizar con la tabla de equivalencias de varilla microaleada y del numero de varilla que se necesitaría

Verificación de las Resistencias:

Ahora se comprueban las resistencias, Vemos si cumple o no la hipótesis inicial.

La columna cumple los requisitos