Columna Metálica Viga de Concreto

[FredyBS]

Buenas, mi consulta como refiere el título es acerca de la conexión de una columna metálica y una viga de concreto, cuales son los factores a considerar, cual es el procedimiento y los parámetros de diseño, si existe la posibilidad o no, soy de Perú y quisiera saber también si existe alguna norma que indique esta particularidad, mi gran duda es sí también tiene que cumplir la condición de Columna Fuerte - Viga Débil. Gracias por su atención, desearía una pronta respuesta

[PROYECTOR]

Buenos días,

Vaya pregunta la que has hecho...

Se podría decir que, con relación a otros tópicos, existe poca información sobre el diseño y la construcción de estructuras mixtas acero-concreto, y aun menos sobre las conexiones entre elementos estructurales mixtos. Sin embargo, se puede conseguir algo de información sobre el diseño de conexiones entre vigas de acero y elementos de concreto o elementos mixtos. (p.ej., puedes consulgar el libro "Handbook of Structural Steel Connection Design and Details", y la norma AISC 341-10).

Ahora bien, lo que tu planteas me parece mucho más complejo y no tengo conocimiento de que sea abordado en algún libro, norma o que haya sido investigado. Me parece un tema interesante pero para abordarlo correctamente debemos conocer el contexto en el que deseas hacer esta conexión, por ello te hago las siguientes preguntas:

1-¿De que tipo de estructura estamos hablando?, (p. ej., nave industrial, edificio de oficinas, etc..)

2-¿Por que razón deseas conectar una viga de concreto a una columna de acero?. De entrada me parece algo descabellado y una complicación inecesaria, pero algún motivo o razón técnica debe existir.

3-¿Se trata de una conexión a momento o de corte?. Supongo que se trata de una conexión a momento ya que preguntas por la relación columna fuerte - viga debil, la cual se debe verficar en estructuras mixtas al igual que en estructuras de acero y de concreto armado.

4-¿Es necesario que esta viga forma parte del sistema resistente a cargas laterales?.

Sería interesante además que subas algún esquema de la estructura. Creo que aclarando estos puntos se puede llegar a una solución. Saludos,

[PROYECTOR]

Adjunto el Capítulo 10: Connections to composite members del libro "Handbook of structural steel connections design and details".

Espero no estar violando las reglas del foro con esto.

Saludos,

[FredyBS]

Gracias por su pronta respuesta "PROYECTOR", bueno respondiendo a tus preguntas.
1.- La estructura es una casa de Playa de 2 pisos

2.- La razón se debe a la propuesta arquitectónica, que desea espacios amplios y libres, y bueno una columna metálica frente a una columna de concreto ofrece menores dimensiones.

3.- Sí, efectivamente se trata de una conexión a momento, la columna está soldada a unas planchas embebidas en la viga que a su ves están soldadas a unos anclajes, por lo que la viga va a transmitirle momento a la columna.

4.- Sí, la viga forma parte del sistema de cargas laterales.

Ahora la columna consiste en una tubo cuadrado de 8"x 8" x 1/4, al cual se le rellenará con concreto para darle mayor resistencia a corte.

Entonces mi duda es si es posible, si existe una norma que me de los parámetros de diseño o alguno en este foro me de una ayuda con experiencias parecidas, ya que es muy diferente a que sea una columna de concreto y una viga metálica.

[PROYECTOR]

Entiendo las razones por las cuales decides usar una columna de acero, lo que no entiendo es por que la viga debe ser de concreto armado . ¿No sería mejor en este caso usar vigas de acero?. Pareciera que en este caso estás escogiendo la solución más complicada.

Con relación a tus preguntas:

No existe normativa que aborde este caso y dudo que se haya realizado alguna investigación sobre el tema. La razón se debe a que el caso que planteas no es práctico y desde mi punto de vista es poco factible técnicamente. Por otra parte, considero que es poco viable lograr una conexión, entre una viga de concreto y una columna de acero, que pueda tener un buen comportamiento desde el punto de vista sismorresistente, y en todo caso, de seguro no existe suficiente evidencia experimental para sustentarlo.

Te recomiendo que consideres otras alternativas:

1.- Hacerlo todo de concreto armado.
2.- Hacerlo todo de acero (puedes hacer la columna mixta como la estás planteando, es decir, rellena de concreto).

Consejo: Si te vas a equivocar, haslo por el camino más corto.

Saludos