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Análisis no lineal de pandeo en columnas esbeltas de hormigón mediante la obtención de esfuerzos internos

Abstract:

El presente proyecto de investigación propone una metodología de análisis estático no lineal, aplicado a la comprobación de columnas rectangulares esbeltas de hormigón armado y de acero rellenas de hormigón, que tuvo como objetivo principal calcular la directriz geométrica y mecánica de una columna esbelta, para así determinar el máximo momento de la demanda que puede resistir la columna para una carga axial dada, ya sea, por agotamiento o inestabilidad. El método consiste en un proceso iterativo, en el que se varía la profundidad de la fibra neutra y el radio de curvatura para obtener la directriz mecánica; la directriz geométrica se obtuvo mediante una distribución senoidal de la curvatura. Una vez obtenidas ambas directrices, se localiza el punto de tangencia entre ellas, punto que representa la máxima excentricidad incluyendo los efectos de segundo orden que puede resistir una columna para una carga axial dada. Para la aplicación de la metodología se desarrollaron programas en MATLAB. Con los resultados obtenidos de los programas se logró validar el método, comparando estos resultados, con los resultados obtenidos de los mismos ejemplos mediante la aplicación del código ACI318-11 y AISC 360-10. El método es versátil, ya que, puede ser empleado para analizar columnas constituidas por diferentes tipos de materiales incorporando sus diagramas esfuerzo-deformación; es óptimo, ya que, permite comprobar si una columna esbelta resiste cierta combinación de carga, sin necesidad de construir el diagrama de interacción, además, permite conocer el estado tensional de la sección crítica en el punto de falla.