SECCIONES COMPUESTAS

[luisalbertodz]

HOLA, NECESITO MODELAR UNA COLUMNA DE SECCION CUADRADA (BOX/TUBE) A LA QUE SE VA A LLENAR DE CONCRETO PARA DARLE MAYOR RESISTENCIA A COMPRESION.
¿HAY ALGUNA MANERA PARA HACERLO EN EL PROGRAMA SAP2000?

ESTUVE REVISANDO EN SD SECTION Y ME PERMITE DIBUJAR EL INTERIOR DE CONCRETO Y EL CONTORNO DE ACERO PERO SOLO COMO ELEMENTOS SUELTOS.

¿LA UNICA OPCION SERA HACERLO CON GENERAL SECTION USANDO UNA SECCION TRANSFORMADA?

LES AGRADEZCO DE ANTEMANO SUS SUGERENCIAS.

[mgf2004]

No se la respuesta pero quiero conocerla
(pero le doy la razon al SAP2000,
los dos materiales trabajan
de forma independiente).

si el concreto no tiene armado y los estribos
no estan soldados a la pared del tubo
(que ni se pueden soldar en secciones
cerradas):
no se incrementa la capacidad a
compresion ni del concreto ni del OR,PER,
TUBO O LO QUE SEA,
como algunos Arquitectos ...suponen.
=======
Consulta el Manual AISC-Americano,
Tiene un seccion de ejemplos
(Composite Columns; Design Examples)
si ya lo consultantes y crees que
sin liga-conexion (concreto-tubo)
tienes una seccion compuesta .....mmmmmm.
======
suerte

[amendinueta]

SALUDOS A LOS AMIGOS DEL FORO...

HOLA LUISALBERTODZ

EN ANGOLA UNA EMPRESA CHINA ESTA HACIENDO UN EDIFICIO DE ESTRUCTURAS METALICAS Y LAS COLUMNAS TIENEN LA SOLUCION QUE MENCIONAS...METALICAS RELLENAS DE HORMIGON.. Y COINCIDO CON LO QUE COMENTA MGF2004, POR LO QUE A MI ENTENDER, COMO MINIMO EL INTERIOR DE LOS PERFILES DEBE TENER CIERTA RUGOSIDAD O ELEMENTOS DE CONEXION PARA QUE EL HORMIGON AMARRE CON EL ACERO Y TRABAJEN DE FORMA CONJUNTA YA SEA PARA INCREMENTAR LA RESISTENCIA A COMPRESION O EVITAR UN FALLO POR PANDEO O ESTABILIDAD LOCAL...

SALUDOS
ALEXIS

[amalio1979]

Amigo:

Me da la sensación que el hecho de construir una columna de hormigón dentro de un perfil tubular de acero es simplemente con la idea de hacer que el acero del perfil actue como encofrado del pilar y así dar un aspecto de estructura de acero que el arquitecto quiera lograr.

Lo que he visto acá en Chile es que la viga de acero queda dentro de una viga de hormigón que la contiene reemplazando así la armadura de refuerzo del HA.

Espero te sirva

Saludos

[amendinueta]

SALUDOS A LOS AMIGOS DEL FORO

AMALIO1979...LA ESTRUCTURA DE LA QUE HABLO ES METALICA EXCEPTO EL NUCLEO DE ELEVADORES Y ESCALERAS QUE ES DE HORMIGON ARMADO...LO QUE ME DIO A PENSAR LO PLANTEADO ANTERIORMENTE, AUNQUE LO QUE TU DICES PUEDE SER, DE TODAS FORMAS LA ESTRUCTURA METALICA QUE VISTE A LAS COLUMNAS TRAEN, POR DIFERENTES LADOS Y A DIFERENTES NIVELES, DOS PLANCHITAS CON AGUJEROS PARA APERNAR LAS VIGAS METALICAS...

YO, AL IGUAL QUE TU, TODAS LAS COLUMNAS COMPUESTAS QUE HE VISTO, SIEMPRE TRAEN EL METAL EN SU INTERIOR...ENTONCES SERIA BUENO INVESTIGAR SOBRE EL TEMA PARA NO QUEDARSE ATRAS

SALUDOS
ALEXIS

[mgf2004]

Columna con perfil metalico, el cual tiene
anclajes con tornillos tipo "Hilty".,
Muro de concreto y en esquinas columna
con perfil matalico y lo mismo tiene anclajes.
======
Cierto no es lo mismo estar adentro que estar afuera.

[MOR08]

No se la respuesta pero quiero conocerla
(pero le doy la razon al SAP2000,
los dos materiales trabajan
de forma independiente).

si el concreto no tiene armado y los estribos
no estan soldados a la pared del tubo
(que ni se pueden soldar en secciones
cerradas):
no se incrementa la capacidad a
compresion ni del concreto ni del OR,PER,
TUBO O LO QUE SEA,
como algunos Arquitectos ...suponen.
=======
Consulta el Manual AISC-Americano,
Tiene un seccion de ejemplos
(Composite Columns; Design Examples)
si ya lo consultantes y crees que
sin liga-conexion (concreto-tubo)
tienes una seccion compuesta .....mmmmmm.
======
suerte

Revisando la seccion de ejemplos del AISC al que haces referencia, el ejemplo I-2 "Filled composite Column in Axial compresion" tiene un ejemplo de tubo relleno de hormigon y no veo que tenga ningun tipo de armado.

En cuanto a que "no se incrementa la capacidad a
compresion ni del concreto", El eurocodigo 4 (ENV 1994-1-1) en 4.8.3.3 Resistencia de las secciones frente a cargas axiales literal 3 manifiesta: " Para tubos de seccion circular rellenos de hormigon, puede tenerse en cuenta el incremento en la resistencia del hormigón debido a su confinamiento siempre que: la esbeltez relativa no supere 0.5"


Del AISC pag 3-47 DESIGN STRENGTH OF COLUMNS si tomamos un tubo de 10x6x3/8 para un valor de KL=14 (por tomar cualquier valor) nos da un valor de 315 kips, de la pag 5-138 COMPOSITE COLUMNS para los mismos valores nos de 423 kips.

En cuanto a "POR LO QUE A MI ENTENDER, COMO MINIMO EL INTERIOR DE LOS PERFILES DEBE TENER CIERTA RUGOSIDAD O ELEMENTOS DE CONEXION PARA QUE EL HORMIGON AMARRE CON EL ACERO Y TRABAJEN DE FORMA CONJUNTA YA SEA PARA INCREMENTAR LA RESISTENCIA A COMPRESION O EVITAR UN FALLO POR PANDEO O ESTABILIDAD LOCAL... " cito nuevamente al EUROCODIGO 4.8.2.6 RASANTE ENTRE LOS COMPONENTES DEL ACERO Y HORMIGON Literal 6 "En ausencia de otro método más preciso, se debe utilizar el analisis elástico de la sección no fisurada considerando la secuencia constructiva para estimar el esfuerzo rasante producido por el cortante entre el acero y el hormigón" y en el literal 4.8.2.7 RESISTENCIA AL ESFUERZO RASANTE literal 2 "Para secciones huecas rellenas de hormigón usar un valor de 0.4 N/mm2".


En general creo que rellenar las columnas tubulares con hormigón es una buena practica constructiva primero por que hay un incremento de la rigidez, luego este tipo de estructuras tienen resistencias al fuego (sin protecció extra) de hasta 120 minutos más debido a la combinación de materiales con conductividades termicas diferentes.

Recomiendo la lectura del siguiente libro "STEEL AND COMPOSITE STRUCTURES Behaviour and design for fire safety" de Y.C. WANG

[MOR08]

Se me pasaba algo: En columnas tubulares rellenas de hormigón se puede utilizar conectores de corte si es necesario (ver AISC SPECIFICATION FOR STRUCTURAL STEEL BUILDINGS SECTION I3 LITERAL 2f).
En la pagina 306 literal 2b se especifica que el esfuerzo de compresión de un tubo relleno de hormigón esta dado por la suma de los esfuerzos ultimos de sus componentes, es decir, que aunque trabajen de forma independiente se suman.
La resistencia de un tubo relleno de hormigón disminuye a una tasa significativamente menor que la de un tubo simple respecto al aumento de la longitud efectiva.
por lo tanto creo que tiene razón cuando "algunos Arquitectos ...suponen. ", en lo personal no tengo nada contra los Arquitectos, pues creo que son ellos los que han llevado de la mano el desarrollo de la ingeniería, ya que al diseñar estructuras cada vez más complejas han obligado a los ingenieros a crear nuevos métodos constructivos y análisis más complejos, ejemplo Calatrava, si de nosotros los Ingenieros dependiera diseñariamos solo cubos.

[ingenierus]

Hola a todos
desconozco la normativa estadounidnse en detalle, pero puedo recomendar la lectura de ensayos realizados por los alemanes... en el año 1939 ya habían ensayado y construido muchos edificios puentes, hangares etc etc con tubos metálicos rellenos de hormigón, incluso parcialmente rellenos, dejando un hueco central. Si se fijan en las tablas publicadas en el STHALBAU VERSION 1964 puede verse que la resistencia es significativamente mayor que la correspondiente a la de columnas equivalentes de hormigón armado.
El problema que se presenta es como calcularlas y las explicaciones que se están dando en el foro están basadas en la norma.. las normas son siempre simplificaciones .. hay que cuestionarse que sucede en la realidad.. la realidad es que el hormigón fuertemente confinado trabaja mejor (análisis triaxial de tensiones), es el mismo fundamento que en la mayoría de las normas se "premia" a las columnas zunchadas respecto alas estribadas...
espero haber sido útil