Pre-dimensionado de columnas de hormigón armado

Rodrigo Mendivil 11/09/2020
60 Comments

El pre-dimensionado de un elemento significa estimar su tamaño (lo más cercano posible), con la finalidad de no realizar varias iteraciones en el análisis estructural. Aquí mostraré una forma que vi muy interesante en el libro de Pedro Blanco Blasco (que justamente habla del pre-dimensionado de elementos), a la fórmula que se muestra en el libro realicé algunas modificaciones, sobre todo en el valor “n” que verás a continuación, modifiqué después de analizar en varios proyectos que realicé y ahora me funciona muy bien.

La fórmula para pre-dimensionar o pre-determinar el área que tendrá una columna es:

  • Donde Pserv es la fuerza axial a la que estará sometida la columna, esto se puede determinar por áreas tributarias, para eso utilizo:
    En la fórmula mostrada el “área” es el área tributaria (de una losa) que tendrá que soportar la columna (recuerda que estos datos son solo aproximados). La carga, coloqué 1 Tn/m2 porque es la que yo utilizo, considerando CV+CM+PP que llevando a números 0.2+0.3+0.4=0.9 Tn/m2, pero un número más fácil de recordar es 1 cerrado. Por último se multiplica por el número de pisos.

  • El valor “n”, con este valor tratamos de incluir la influencia de los momentos en la fórmula, por ejemplo las columnas centrales tienen bajo momento y axial elevado, las laterales aumenta el momento y axial más bajo y las esquineras el axial es bajo, pero los momentos mucho más altos, es por eso que el n varía y te recomiendo calcules el tuyo para tus proyectos, lo que yo utilizo viene así:
    Columnas esquineras, n=0.35.
    Columnas laterales, n=0.40.
    Columnas centrales, n=0.50.

  • Por último tenemos el f’c que no es nada más que la resistencia a compresión del hormigón, aquí un pequeño detalle que a veces se nos va, hasta ahora todo trabajé con Toneladas y metros, entonces un hormigón de 210 kg/cm2 para meter a la fórmula será 2100 Tn/m2.
Conclusión:

La fórmula explicada sirve tanto para pre-dimensionar como para saber la magnitud del tamaño de una columna, digo esto porque una columna para 5 niveles puede estar correcto un tamaño de 30×30 y también un tamaño de 60×60, el tamaño no depende solo del número de pisos, también de las luces entre columnas y la ubicación de estas.

Dejo un video donde realizo todo lo explicado:

 

Categorías: Análisis estructural

Comentarios

    1. Rodrigo Mendivil 16/03/2021

      Hola Diego,
      Libros sobre predimensionado es algo complicado encontrar, uno que tiene buen contenido es el de predimensionado de Antonio Blanco Blasco, dale una mirada, pero estas fórmulas irás obteniendo con la experiencia.
      Saludos

    1. Rodrigo Mendivil 26/09/2020

      Jose es solo predimensionado, no es nada final, también podría utilizar cargas mayoradas, en ese caso el “n” seguro estaría por encima de 0.60, es solo cuestión de darse modos y encontrar como funciona a cada uno,
      Saludos

  17. Jamil Angles 22/09/2020

    Buenas tardes Rodrigo, me preguntaba si podríamos tratar la reducción de cargas para el pre dimensionado de columnas en función del números de pisos, esto debido a la im probabilidad de que toda la carga viva actúe simultáneamente en todos los pisos del edificio con su valor máximo. Este concepto es muy importante no sólo en la etapa de pre dimensionado sino en etapas de diseño también. Gracias, un fuerte abrazo y felicitaciones.

    1. Rodrigo Mendivil 22/09/2020

      Que tal Jamil,
      Es depende del caso, si la cantidad de pisos es baja entonces no vale la pena reducir la carga, pero fuera de eso, recuerda que solo es un pre-dimensionado, no estamos obteniendo las dimensiones finales, si ves por conveniente reducir la carga ¡excelente! También podrías adecuar el “n” para tus casos, la idea planteada es solo eso, una idea, coméntame si la llegas a poner en práctica.
      Saludos

    1. Rodrigo Mendivil 21/09/2020

      Hola Michael,
      Es una formula de predimensionado, es imposible que con una simple fórmula y sin hacer el análisis estructural se tenga una sección óptima, recuerda, es solo pre-dimensionado, no diseño.
      Primero, el objetivo de una sección predimensionada es tener la magnitud de la dimensión, es decir algo que se acerque a la sección final y así luego del análisis hacer un par de iteraciones y no varias.
      Segundo, la fórmula la tiene que adecuar cada quien a sus necesidades, a mi me sirve de manera fabulosa, obviamente a veces la columna me sale pequeña y otras grande, pero una iteración más y todo resuelto.
      Tercero, debemos tener a que llamamos óptimo, porque dependiendo el país el acero puede ser caro o el hormigón o la madera y esos factores hacen que un resultado sea óptimo, como dije, a mi me funciona muy bien para las variables que se presentan en mi país.
      Saludos

    3. Rodrigo Mendivil 19/09/2020

      Exacto Leopoldo,
      Muchas veces tenemos que lanzar un dato porque nos dicen “eres ingeniero, debes saber” y bueno, este es algo así jejeje
      Un abrazo!

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