Columnas y zapatas

Columna embebida



Aplastamiento



Falla por pandeo



Falla por aplastamiento



Columnas cortas



Columna aislada



Columna adosada



4
4





INGENIERIA CIVIL



ASIGNATURA
RESISTENCIA DE MATERIALES II
CATEDRATICO
ING. PETER ERIC RITTER ARITA
ALUMNA
FERNANDA GABRIELA ACEITUNO ORELLANA
NÚMERO DE CUENTA
20121001509
COLUMNAS Y ZAPATAS
FECHA DE ENTREGA
24 DE AGOSTO DEL 2015


Índice

Introducción............................................................................................................. 3

Objetivos…………………………………………………………………………………... 4

Definición y aspectos generales de una Columna……………………….. 6

Aspectos Históricos…………………………………………………………………… 7

Clasificación de las columnas según sus dimensiones y propiedades del material…………………………………………………………… 12

Esfuerzos en columnas……………………………………………………………… 14

Fallas………………………………………………………………………………………... 22

Tipos de Columna……………………………………………………………………… 30

Construcción de una columna……………………………………………………. 35

Zapatas….…………………………………………………………………………………. 44

Tipos de zapatas….……………………………………………………………………. 44

Conclusiones…………………………………………………………………………….. 56

Anexos……………………………………………………………………………………… 57

Bibliografía..………………………………………………………………………………. 59







Introducción

En cualquier edificación la parte más importante tanto en la etapa de diseño como en la etapa de construcción, es la estructura del edificio, esto incluye desde los cimientos hasta las vigas que sostendrán el techo. Pero cada uno de estos elementos necesita un análisis antes de construirlos ya que la edificación se hará para una cierta capacidad tomando en cuenta su futura utilidad y esto nos lleva a considerar el peso que normalmente soportara, su reacción contra vientos y movimientos sísmicos. Cada grupo de elementos que conforma la estructura se comportará de distinta manera, y cada uno de estos grupos se diseña por aparte, es decir las vigas serán diseñadas para evitar flexionarse con el peso aplicado directamente sobre ellas, como las personas que caminan sobre ella, equipo que reposa sobre ella, etc., las columnas se diseñarán para soportar la carga de las vigas tratando de evitar el pandeo, las zapatas absorberán las fuerzas que se transmite a través de las columnas.
Como estudiantes de ingeniería civil el conocimiento del diseño, comportamiento, tipos, materiales de los cuales se fabrican cada uno de estos elementos, etc., es de suma importancia.
Este informe se enfocará en el estudio de las columnas en todos sus ámbitos.






Objetivos


GENERAL:
Ampliar el conocimiento acerca de columnas y zapatas, para conocer la función que desempeña en un edificio y los factores que deben tomarse en cuenta a la hora de su diseño.


ESPECIFICOS:
Definir qué es una columna, y sus componentes.

Determinar en base a que se diseñan y los tipos de esfuerzo a los cuales se someten.

Determinar la manera en que puede fallar una columna y la manera de evitarlo.

Definir que es una zapata, los tipos de zapatas y otros tipos de cimientos.





COLUMNAS







Columnas

DEFINICIÓN Y ASPECTOS GENERALES
Una columna es un elemento estructural vertical largo y esbelto que soporta cargas a compresión. Su trabajo es soportar las vigas de pisos superiores en el caso de una edificación de dos niveles o más, o soportar vigas de techos.


Vigas de TechosVigas de Pisos Superiores
Vigas de Techos
Vigas de Pisos Superiores


Partes de una columna:
Las columnas se componen de tres partes:
Basa: es la parte que sirve de soporte a la columna y transmite la carga a los cimientos.Fuste: es el tronco de la columna y transmite la carga a la basa.Capitel: Es la parte que recibe la carga directamente.
Basa: es la parte que sirve de soporte a la columna y transmite la carga a los cimientos.

Fuste: es el tronco de la columna y transmite la carga a la basa.
Capitel: Es la parte que recibe la carga directamente.



ASPECTOS HISTORICOS





ASPECTOS HISTORICOS
Desde que el hombre empezó a evolucionar con el paso del tiempo, su vivienda se fue convirtiendo en una necesidad, para cubrirse del frio o para escapar de los animales peligrosos, así ha tenido que edificar su hogar. Las columnas son parte esencial de cualquier construcción ya que es el soporte de techos o niveles superiores. Los primeros materiales usados como columnas fueron los troncos de árboles, pero estos no eran muy resistentes. Así fue como se consideró la elección de un nuevo material para la edificación de este nuevo elemento estructural, y se empezó a sustituir la madera por la piedra.

Los primeros datos que se tienen de las civilizaciones que edificaron con piedra fue el antiguo Egipto aproximadamente en el año 2600 A.C. Los persas tienen el título de las columnas con más elaboración, en especial las enormes columnas en Persépolis. Ellos utilizaban las columnas para sostener los tejados de sus edificios. Los greco-romanos utilizaron las columnas tanto en el interior como en el exterior de los edificios, sobre todo en los pórticos, siendo los griegos quienes desarrollaron los órdenes clásicos de la arquitectura.



Columnas Antiguas
























Columna Dórica: Es el más sobrio en cuanto a formas y proporciones. Su decoración se caracteriza por preservar la mayor austeridad posible. Suele estar asociado a divinidades masculinas.
El pedestal está formado por una grada de tres escalones, los dos inferiores se denominan estereóbatos y el superior estilóbato. No tiene basa. Tiene de 16 a 20 estrías longitudinales conocidas que son aristas vivas. Tiene un ensanchamiento en su centro, conocido como éntasis.

El capitel consta de collarino de un núcleo principal en forma de plato conocido como equino y un prisma cuadrangular llamado ábaco. En el ábaco descansan las piezas horizontales del entablamento constituido por tres partes: arquitrabe, friso y cornisa. El arquitrabe dórico es como una gran viga recostada sobre las columnas, carece de decoración. En el friso sí existe decoración donde se alternan los triglifos y las metopas. La cornisa sobresale del friso y está decorado con mútulos.

Columna Jónica: Su origen se encuentra en las riberas de los ríos de Asia Menor. Suele estar asociado a lo femenino, por tanto, se emplea en los templos de las diosas. El pedestal es igual que el del dórico. La columna arranca de una basa formada por una escocía y dos toros. La columna tiene entre 20 y 24 acanaladuras verticales separadas por superficies planas; carece de éntasis. El capitel se culmina con un ábaco. El arquitrabe se constituye con tres bandas horizontales. El friso es una viga que se encuentra decorada con relieves, mientras que la cornisa está ornamentada en su parte inferior con dentículos.

Columna Corintia: es el más elegante y ornamentado de los órdenes arquitectónicos clásicos. Se atribuye su creación al escultor griego Calímaco en el siglo IV a. C. Esencialmente es similar al orden jónico, del que difiere básicamente en la forma y tamaño del capitel. Una de las construcciones más destacables ejecutadas según las pautas estilísticas del orden corintio es el monumento de Lisícrates en Atenas, levantado hacia 334 a. C.

La columna va dotada de basa. Se trata de una pieza de apoyo compuesta por tres molduras: dos boceles circulares o medios toros y una escocia intercalada entre ambos que puede ir adornada por unos listeles. En ocasiones, esta basa apoya a su vez sobre un plinto, pieza prismática de planta cuadrada de poco espesor.
El fuste es de sección circular y presenta un ligero éntasis. Está acanalado por 24 estrías separadas entre sí por finos filetes longitudinales. El tamaño total de la columna suele ser de veinte módulos y el del propio fuste de dieciséis y dos tercios.
El capitel es el elemento más representativo de este orden y se reconoce por su apariencia de campana invertida o cesta de la que rebosasen las hojas de acanto, cuyos tallos dan lugar a una especie de volutas o espirales (caulículos) en las cuatro esquinas.



cLASIFICACIÓN DE LAS COLUMNAS









CLASIFICACION DE LA COLUMNAS SEGÚN SUS DIMENSIONES Y PROPIEDADES DEL MATERIAL.
Algunos de los aspectos más importantes en las columnas son la relación de su altura respecto a su sección transversal (dimensiones), el perfil del elemento y el tipo de apoyos en los extremos con los cuales se construye. A lo descrito anteriormente se le llama relación de esbeltez efectiva real:
La fórmula que define la relación de esbeltez real es:

SR=KLr=Ler
Dónde: K=Factor de fijación de los extremos
L = Longitud real
r= radio de giro
Le= Longitud efectiva, teniendo en cuenta los apoyo. Le=KL




Le
Le





Relación de esbeltez de transición
Por lo anterior descrito, podemos notar que la relación de esbeltez real, relaciona las dimensiones de la columna y sus apoyos, pero ¿Y las propiedades de rigidez de la columna?, la resistencia a la cedencia y el módulo de elasticidad son muy importantes ya que si usted diseña una columna y no toma en cuenta las características del material, puede aplicar una carga que no resista por la naturaleza del material. Por lo tanto es necesario conocer la relación de esbeltez de transición de la columna. Se puede expresar como:
Cc=2π2ESy
Dónde: Sy, es la resistencia a la cedencia del material escogido.
E, es el módulo de elasticidad del material.

Conociendo la relación de esbeltez real y la relación de esbeltez de transición estamos tomando todos los aspectos importantes de la columna. La comparación de estas relaciones determinara:
Si SR>Cc , entonces la columna es larga.
Si SR Pero, ¿por qué dividimos las columnas como largas o cortas? , Bueno, las dimensiones de la sección transversal de la columna con respecto a su longitud, y el tipo de material con el que está construida, indicará el comportamiento de la columna cuando se le apliquen las cargas.
Anteriormente se había definido una columna, como un elemento que soporta cargas a compresión, estas cargas pueden ser constantes o variantes. Al igual que los demás componentes de una construcción, el ingeniero debe diseñar las columnas para soportar cargas muertas, cargas vivas e incluso las fuerzas producidas por los sismos, y es aquí donde entra la importancia de las clasificación de la columnas largas o cortas, porque sabiendo que tipo de columna es, se calcula el esfuerzo que se presenta en el elemento y los tipos de fallas que se pueden presentar en ellas, es decir que su comportamiento no es igual.
Entonces, podemos decir que:
Columna larga: es aquella que al aplicarle una carga de compresión tiende a flexionarse lateralmente o también conocido como pandeo.
Una columna es intermedia si al aplicarle carga tienen a fallar por pandeo y aplastamiento.
Y finalmente una columna es corta si tiende a fallar únicamente por aplastamiento por la carga de compresión, en esta la flexión es tan pequeña que se considera nula.

ESFUERZOS EN COLUMNAS.

Los distintos esfuerzos se dan debido a la aplicación de la fuerza. Para saber los tipos de esfuerzos que se presentan en una columna es necesario estudiar las cargas que se aplican y los efectos que se obtienen de la aplicación de dicha fuerza.
Sabemos que las cargas que soportan las columnas son cargas axiales, estas cargas axiales producen un momento de flexión en la columna, Ferdinand Singer define estas fuerzas como:

"Fuerza axial es la que corresponde a la acción de tirar o de empujar sobre la sección. Tirar representa una fuerza de extensión o tracción que tiende a alargar el sólido, mientras que empujar representa una fuerza de compresión que tiene a acortarlo."

"Momento flector mide la resistencia a curvearse o flexionarse"

Al aplicarle la fuerza, la columna tiende a deformarse de dos maneras dependiendo su tipo: deformarse lateralmente ó "encogerse" o aplastarse por la fuerza. Del diagrama de esfuerzo deformación, sabemos que el esfuerzo será proporcional a la deformación presentada en la estructura. Por lo tanto del cálculo para determinar el tipo de columna (larga o corta) sabemos que por sus deformaciones los esfuerzos que se presentaran serán esfuerzos normales y esfuerzos a flexión.

No está de más mencionar que para calcular el esfuerzo en la columna se debe calcular la carga máxima que la columna soportará, esto teniendo previamente seleccionado las dimensiones de la columna y el material que se va a usar.
Para calcular la carga debemos saber si la columna es larga o corta porque la fórmula empleada para columnas largas no funciona para columnas cortas, ni inversamente. Si se emplea esa fórmula su columna fallará.
Antes de explicar el cálculo de esfuerzos en las columnas es importante definir los conceptos básicos del tema.
Carga crítica: Es la máxima carga que puede ser aplicada a la columna y esta permanecerá recta. Un pequeño aumento de esta carga y la columna se deformara más y fallara, la disminución de la carga hará que la deformación disminuya y la columna regresará a su estado normal sin sufrir ninguna deformación permanente. Es decir la carga permanece en el límite proporcional con la deformación en el gráfico.

Factor de Seguridad: el factor de seguridad es el número entre el cual se divide la carga critica para obtener una carga mucho menor a la que la estructura soportará realmente, esta carga es la que se usará en el diseño. Este valor es determinado por el diseñador basándose en sus criterios y experiencias.

Columnas Largas
Al aplicar carga a una columna larga, esta empieza a resistir la carga que la comprime, luego de cierto tiempo, debido a su gran esbeltez la columna empieza a "pandearse" o flexionarse de uno de sus lados, por lo tanto concluimos que la carga flexiona la columna.
La persona que desarrollo la fórmula para encontrar la carga crítica en columnas largas se llamó Leonhard Euler, matemático suizo, en 1757. Su campo de estudio eran las matemáticas, y el desarrollo de la fórmula para encontrar la carga critica, surgió del estudio de curva elástica por ecuaciones diferenciales, esta ecuación estudia los desplazamientos que sufre el eje de la viga desde su forma recta original a la forma curvada o flectada final.










El gráfico plantea, que para que la fórmula de Euler sea aplicable, el esfuerzo que se produe en el pandeo debe ser menor que e limite de proporcionalidad. Para evaluar esto se compara el esfuerzo directo con el esfuerzo encontrado con la carga de Euler, sustituyendo la inercia por I=Ar²
PA=Eπ²(Lr)²
Pero la fórmula solo funciona para columnas largas y esbeltas, esto es debido a que la flexión en columnas solo se observa plenamente en columnas muy esbeltas donde la flexión predomina antes que el aplastamiento.
Para encontrar la carga crítica en una columna larga usamos la siguiente formula:
Pcr= π²EILe²
Dónde: E: es el módulo de elasticidad del material escogido
I: Momento de inercia
Le: Longitud efectiva
Debe notar que la fórmula implica al módulo de elasticidad, las dimensiones de la columna y la inercia, como los factores por los cuales puede fallar el elemento. La inercia que se utiliza en la fórmula es la inercia del lado más flexible de la columna.











La sección de una columna puede ser de distintas formas, y se sabe que esa sección tiene a girar en los ejes en el eje X o el eje Y, esto depende del elemento estructural que se analice. En el caso de las columnas la aplicación de la fuerza puede hacer que esta intente rotar en cualquiera de los dos ejes, y no se sabe cuál de los ejes tiene más tendencia a girar, es por eso que se analiza la inercia en ambos ejes y se utiliza la menor, debido a que la columna tenderá a girar en el eje con menos oposición (inercia), es ese lado precisamente el que se flexionará cuando la columna falle. Por lo tanto a la hora de usar la fórmula recuerde siempre usar la inercia de menor valor.
Ahora es importante destacar que no solo el momento flector en la columna es el causante de la falla, muchas veces el estudio de la carga puede enfocarse en la elasticidad del material o cambiar la forma de la sección. Lo importante es recordar que todos los elementos incluidos en la fórmula son de suma importancia a la hora de realizar el análisis de la carga.
Para encontrar el esfuerzo crítico se aplica la formula de esfuerzo:

σcr=PcrA
Dónde: Pcr= Es la carga critica
A= es el área de la sección transversal de la columna.

Columnas de longitud intermedia
Se había dicho anteriormente que si la relación de esbeltez real era menor que la relación de esbeltez de transición, la columna se consideraba corta. Las columnas cortas son aquellas en las cuales su longitud no excede 10 veces el menor tamaño de su sección transversal. Pero en realidad estas columnas son consideradas columnas intermedias. (Posteriormente se explicará cuando una columna es corta).
Las columnas de longitud intermedia fallan en parte aplastamiento y por pandeo, y aunque se presenta una flexión en la columna la fórmula de Euler da resultados ilógicos para la carga critica, ya que en su época, no se había desarrollado teorías para tomar en cuenta el límite de proporcionalidad entre la carga y el módulo de elasticidad del material, por lo tanto, los resultados del valor de la carga critica son muy grandes, cuando se trata de una columna de longitud intermedia.
Dado que el uso de la fórmula de Euler para el cálculo de carga crítica no se podía usar para columnas que no fueran largas, se desarrolló una nueva fórmula para calcular la carga que soportaría una columna intermedia. La fórmula fue desarrollada por J.B. Johnson en 1886.

Pcr=ASy1-Sy(Ler)²4π²E

Dónde: A: es el área de la sección transversal de la columna
Sy: es la resistencia a la cedencia

Conociendo la carga crítica, se puede aplicar la fórmula de esfuerzo para encontrar el esfuerzo crítico en la columna:
σcr=PcrA
Columnas muy cortas
Estas columnas se caracterizan por fallar completamente por aplastamiento debido a que longitud es muy pequeña en comparación a su sección transversal. La flexión en este tipo de elementos es mínima y poco notable en comparación a la gran fuerza de compresión que aplasta la columna.
Para encontrar la carga critica en este tipo de columnas, se usa la formula de esfuerzo directo, ya que fuerza que actúa es principalmente a compresión, estaba fuerza seria la máxima que la columna soportaría.
σ=PA
Estas columnas son muy comunes, cuando se quiere hacer una separación entre paredes y ventanales.



FALLAS


TIPOS DE FALLAS
Falla por pandeo
Es la falla que se da en elementos muy esbeltos, predominante en columnas largas. El pandeo es la inestabilidad súbita lateral o de torsión de un miembro estructural esbelto inducida por la acción de una carga axial antes de alcanzar el esfuerzo de fluencia del material. Bajo una carga de pandeo, una columna comienza a deformarse lateralmente y no puede generar las fuerzas internas necesarias para restituir su condición lineal inicial.
La aparición de deflexión por pandeo limita severamente la resistencia en compresión de un pilar o columna. Eventualmente, a partir de cierto valor de la carga axial de compresión, denominada carga crítica de pandeo, puede producirse una situación de inestabilidad elástica y entonces fácilmente la deformación aumentará produciendo tensiones adicionales que superarán la tensión de rotura, provocando la ruina del elemento estructural. Además del pandeo flexional ordinario existe el pandeo torsional o inestabilidad elástica provocado por un momento torsor excesivo.
Existen diferentes maneras o modos de fallo por pandeo. Para un elemento estructural frecuentemente hay que verificar varios de ellos y garantizar que las cargas están lejos de las cargas críticas asociadas a cada modo o manera de pandear. Los modos típicos son:

Pandeo flexional. Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión se flecta lateralmente sin giro ni cambios en su sección transversal.

Pandeo torsional. Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión gira alrededor de su centro de corte.

Pandeo flexo-torsional. Modo de pandeo en el cual un elemento en compresión se flecta y gira simultáneamente sin cambios en su sección transversal.
Pandeo lateral-torsional. Modo de pandeo de un elemento a flexión que involucra deflexión normal al plano de flexión y, de manera simultánea, giro alrededor del centro de corte
Falla por aplastamiento
Las columnas relativamente cortas y gruesas están sujetas a falla por aplastamiento más que por pandeo. La falla se presenta cuando el esfuerzo directo proveniente de una carga axial sobrepasa la resistencia a la compresión del material disponible en la sección transversal. Sin embargo, una carga excéntrica puede producir flexión y conduce a una distribución desigual de esfuerzos en la sección.
El núcleo central es el área principal de cualquier sección horizontal de una columna o de un muro en la cual debe situarse la resultante de todas las cargas de compresión si sólo van a estar presentes esfuerzos de compresión en la sección. Una carga de compresión aplicada fuera de esta área causará que se desarrollen esfuerzos de tensión en la sección.




¿Cómo evitar que la columna falle?
Es importante saber sobre las fallas de pueden ocurrir en la columna, porque el diseño, es precisamente para eso, se puede rectificar o mejorar algunos componentes de la columna.
Para diseñar una columna segura, debe asegurarse de que permanezca elásticamente estable. El fundamento de las fórmulas de Euler y Johnson se desarrolla a partir del análisis de esfuerzo conocido como elasticidad.
El principio de estabilidad elástica establece que una columna es estable si conserva su forma recta a medida que la fuerza incrementa, aunque es inevitable, que luego de cierto tiempo de aplicación la columna falle por el sobrepaso del límite de carga soportada.
El ingeniero como diseñador no puede arriesgarse a dejar que los elementos estructurales trabajen con una carga crítica, por lo tanto su deber es hacer que la columna u otro elemento trabaje con una carga permisible que tiene como objetivo hacer que el elemento soporte una fracción de la carga que en realidad soporta.
Para lograr esto se divide la carga critica entre el factor de seguridad N. En ingeniería civil, el factor comúnmente usado es N=3, pero esto no es fijo, esto dependerá de la obra y de la experiencia del diseñador. También existen normas AISC (American Institute of Steel Construction), rigen el diseño, y especifican el factor de seguridad N, que se debe aplicar en ciertos casos.

Pa=PCRN
Pero además de usar una carga permisible se puede mejorar la resistencia de la columna, cambiando algunos de los aspectos importantes incluidos en la formula, por ejemplo cambiar el material, el tipo de perfil que se usa para la columna.
En ingeniería civil, las columnas pueden estar hechas de varios materiales, los más usados son columnas de hormigón armado y columnas de acero. El cambio de sección en la columna se hace con el objetivo de aumentar su eficiencia, disminuyendo la cantidad de material usado en la elaboración de la columna y aumentando sus propiedades rígidas y resistentes. Por ejemplo si se tiene una columna con perfil sólido y su radio de giro es muy bajo en uno de sus ejes, un perfil hueco aumentará la inercia en ambos ejes. Pero todo dependerá de la situación en la que se está diseñando.
Los perfiles más eficientes utilizados en ingeniería civil son:
Perfil T: Un perfil T es un prisma mecánico, frecuentemente fabricado en acero laminado cuya sección tiene forma de T. También pueden construirse vigas de hormigón con sección en T, con resistencia similar a las sección cuadrada maciza pero con ahorro de material.

El hormigón es un material cerámico compuesto que tiene diferente resistencia a la tracción que a la compresión. Las tensiones que puede resistir en compresión son del orden de 10 o 15 veces las tensiones en tracción. Como en una viga sometida a flexión simple gran parte de la sección está sometida a tracción la aportación del hormigón de esa parte es pequeña comparada con la de la parte comprimida. Por esa razón ampliando ligeramente la parte comprimida y reduciendo la parte traccionada, puede lograrse un aumento de resistencia empleando la misma cantidad de hormigón. Esa es la razón de que el empleo de vigas de hormigón con sección T esté tan extendido.





Perfil I: Es un perfil doble T es un perfil laminado o armado cuya sección transversal está formada por dos alas y un alma de unión entre ellas. Generalmente se usan como vigas de flexión, cuando los esfuerzos de torsión son pequeños.




Perfil H: es un tipo de perfil laminado cuya sección transversal tiene forma de doble T, con alas más anchas que un perfil doble T de tipo I. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y perpendiculares al alma, por lo que las alas tienen espesor constante. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Además, las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas.


Perfil angular L: Se denomina Perfil Angular de Lados Iguales al producto cuya sección tiene forma de L.

Los perfiles angulares de lados iguales se definen de acuerdo con las siguientes normas:
UNE-EN 10056-1:1999 - Angulares de lados iguales y desiguales de acero estructural. Parte 1: Medidas
UNE-EN 10056-2:1994 - Angulares de lados iguales y desiguales de acero estructural. Parte 2: Tolerancias dimensionales y de forma.

Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas, por lo que las alas tienen espesor constante. La unión interna entre las alas es redondeada, mientras que la exterior es una arista viva. Los bordes de las alas presentan aristas vivas en su exterior y redondeadas en su interior.

Estos perfiles son designados por la letra L, seguida de la anchura del ala (h), la anchura de la otra ala (en este caso, las anchuras de las alas son iguales) y el espesor del ala (t), todos expresados en milímetros.





Perfil C: El perfil estructural en "C" es un producto tradicional de los sistemas constructivos de hoy, su diseño permite la fabricación de estructuras para soporte de cargas moderadas y luces cortas, es un elemento constructivo liviano y fácil de instalar.
Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma y las interiores presentan una inclinación del 8 por 100 respecto a las exteriores, por lo que las alas tienen espesor decreciente hacia los bordes. Las uniones entre la cara interior del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tienen el borde con arista exterior viva e interior redondeada.




Tipos de columna







TIPOS DE COLUMNAS
Columnas de Hormigón Armado
Consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales.

Columnas de Acero
Son elementos de acero sólido y su sección depende del diseño estructural, son hechas en fábrica y soldadas a una placa de acero fijada a un pedestal de concreto.
Sus características son:
Se puede trabajar en varios pisos a la vez, durante la obra gris.
La fundación de una columna de acero es de menor dimensión que las de una columna de concreto ya que el peso de una estructura de acero es más liviana que la de concreto.
Aunque el dimensionamiento final de la estructura lo determina el cálculo estructural.


Columnas compuestas
Las columnas compuestas se emplean tanto en edificios de poca altura como en los de muchos pisos; en los primeros, las columnas de acero se recubren frecuentemente con concreto, por requisitos arquitectónicos o para protegerlas contra el fuego, la corrosión.
En edificios altos se obtienen secciones mucho menores que si las columnas fuesen de concreto reforzado, lo que redunda en incrementos apreciables del área útil. Además, las columnas compuestas que forman parte del sistema que resiste las fuerzas horizontales tienen ductilidad y tenacidad adecuadas para su empleo en zonas sísmicas y mejores características de amortiguamiento que las de acero, y el recubrimiento de concreto evita el pandeo del perfil metálico; por todo ello, se usan con frecuencia como parte de los marcos que resisten las acciones de los temblores.
Las columnas compuestas pueden ser una columna de concreto con armadura de acero o un perfil en su interior, o un perfil hueco relleno de concreto.



Columnas Mixtas
Son una combinación de las columnas de hormigón y de las de acero reuniendo las ventajas de ambos tipos de columnas. Las columnas mixtas tienen una mayor ductilidad que las de hormigón y se pueden construir uniones siguiendo las técnicas de la construcción con acero. El relleno de hormigón no sólo proporciona una capacidad de soportar cargas mayores que la de las columnas de acero sino que también potencia la resistencia frente al fuego.
Las estructuras mixtas están hechas de acero estructural y hormigón armado o pretensado, conectado entre sí para resistir conjuntamente las cargas. Estas podrán ser utilizadas para la construcción de losas, vigas, pilares y pórticos mixtos.



También se pueden hacer una clasificación de acuerdo a su ubicación en la construcción las columnas puede distinguirse en:
Columna aislada o exenta: La que se encuentra separada de un muro o cualquier elemento vertical de la construcción o edificación.

Columna adosada: La que está junto a un muro u otro elemento de la edificación.

Columna embebida: La que aparenta estar parcialmente incrustada en el muro u otro cuerpo de la construcción.

Columna entrega o entregada: La que está adosada pero cuyo fuste no es de una sola pieza, sino formada por trozos que están empotrados en el muro, formando parte de éste.





Construccion de cOLUMNAS






CONSTRUCCIÓN DE COLUMNAS
Armado de hierro para columnas
El armado de varias va compuesto de varias partes:


Armadura Principal (o Longitudinal): Es aquella requerida para absorber los esfuerzos de tracción en la cara inferior de en vigas solicitadas a flexión compuesta, o bien la armadura longitudinal en columnas.

Armadura Secundaria (o Transversal): Es toda armadura transversal al eje de la barra. En vigas toma esfuerzos de corte, mantiene las posiciones de la armadura longitudinal cuando el hormigón se encuentra en estado fresco y reduce la longitud efectiva de pandeo de las mismas.

Amarra: Nombre genérico dado a una barra o alambre individual o continuo, que abraza y confina la armadura longitudinal, doblada en forma de círculo, rectángulo, u otra forma poligonal, sin esquinas reentrantes.

Cerco: Es una amarra cerrada o doblada continua. Una amarra cerrada puede estar constituida por varios elementos de refuerzo con ganchos sísmicos en cada extremo. Una amarra doblada continua debe tener un gancho sísmico en cada extremo.

Estribo: Armadura abierta o cerrada empleada para resistir esfuerzos de corte, en un elemento estructural; por lo general, barras, alambres o malla electrosoldada de alambre (liso o estriado), ya sea sin dobleces o doblados, en forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la armadura longitudinal. El término estribo se aplica, normalmente, a la armadura transversal de elementos sujetos a flexión y el término amarra a los que están en elementos sujetos a compresión. Ver también Amarra. Cabe señalar que si existen esfuerzos de torsión, el estribo debe ser cerrado.

Zuncho: Amarra continua enrollada en forma de hélice cilíndrica empleada en elementos sometidos a esfuerzos de compresión que sirven para confinar la armadura longitudinal de una columna y la porción de las barras dobladas de la viga como anclaje en la columna. El espaciamiento libre entre espirales debe ser uniforme y alineado, no menor a 80 mm ni mayor a 25 mm entre sí. Para elementos hormigonados en obra, el diámetro de los zunchos no deben ser menor que 10 mm.

Barras de Repartición: En general, son aquellas barras destinadas a mantener el distanciamiento y el adecuado funcionamiento de las barras principales en las losas de hormigón armado.

Gancho Sísmico: Gancho de un estribo, cerco o traba, con un doblez de 135º y con una extensión de 6 veces el diámetro (pero no menor a 75 mm) que enlaza la armadura longitudinal y se proyecta hacia el interior del estribo o cerco.

Traba: Barra continúa con un gancho sísmico en un extremo, y un gancho no menor de 90º, con una extensión mínima de 6 veces el diámetro en el otro extremo. Los ganchos deben enlazar barras longitudinales periféricas. Los ganchos de 90º de dos trabas transversales consecutivas que enlacen las mismas barras longitudinales, deben quedar con los extremos alternados

Construcción del armado
Los fierros que se van a utilizar en las columnas deben cortarse y doblarse de acuerdo a las medidas que se indican en el plano de estructuras. Una columna está formada por los fierros longitudinales y por los estribos.
Los estribos son elementos de fierro doblados en forma rectangular o cuadrada, que sirven para abrazar a las barras longitudinales de las columnas, manteniéndolas en su lugar.
Los estribos deben tener una correcta curvatura de doblado y una adecuada longitud de gancho. Si la curvatura es muy cerrada, el fierro se puede fisurar. Si el gancho es muy pequeño, los estribos se pueden abrir en caso de sismo.
El espaciamiento de los estribos, así como la curvatura de doblado y la longitud del gancho, deben seguir las indicaciones de los planos. Esto garantizará una columna resistente en caso de un sismo.
Para armar la columna, se procederá a amarrar (atortolar) los estribos a las barras longitudinales con alambre No 16. Una vez armada la columna, se procederá a colocarla en el interior de la zanja, apoyándola sobre unos dados de concreto. No debe usarse piedras, desechos u otro material frágil en reemplazo de los dados. Para fijar la armadura de la columna en su posición exacta, se la amarrará a unas balizas, que son unos barrotes de madera apoyados en suelo.
Si la columna se coloca en un segundo piso, las barras longitudinales deben empalmar con las del primer piso. Cuando el empalme se encuentre en la parte inferior, las longitudes de empalme serán de 50 cm para las barras de 3/8" y 55 cm para las de 1/2".







Encofrado de columnas
Un encofrado es el sistema de moldes temporales o permanentes que se utilizan para dar forma al hormigón u otros materiales similares como el tapial antes de fraguar.
Sistemas de encofrado
Sistema tradicional, cuando se elabora en obra utilizando piezas de madera aserrada y rolliza o contrachapado, es fácil de montar pero de lenta ejecución cuando las estructuras son grandes. Se usa principalmente en obras de poca o mediana importancia, donde los costes de mano de obra son menores que los del alquiler de encofrados modulares. Dada su flexibilidad para producir casi cualquier forma, se usan bastante en combinación con otros sistemas de encofrado.
Encofrado modular o sistema normalizado, cuando está conformado de módulos prefabricados, principalmente de metal o plástico. Su empleo permite rapidez, precisión y seguridad utilizando herrajes de ensamblaje y otras piezas auxiliares necesarias. Es muy útil en obras de gran volumen.
Encofrado deslizante, es un sistema que se utiliza para construcciones de estructuras verticales u horizontales de sección constante o sensiblemente similares, permitiendo reutilizar el mismo encofrado a medida que el edificio crece en altura o extensión. Este encofrado también dispone espacio para andamios, maquinaria, etc.
Encofrado perdido, se denomina al que no se recupera para posteriores usos, permaneciendo solidariamente unido al elemento estructural. Puede hacerse con piezas de material plástico, cartón o material cerámico, y queda por el exterior de la pieza a moldear, generalmente de hormigón.
Encofrado de aluminio, sistemas de moldes de aluminio de calidad para la construcción rápida de estructuras de concreto como muros, plataformas, vigas, columnas, etc.

Habitualmente se han empleado encofrados de madera, que permiten una gran versatilidad en formas, pero actualmente se emplean mucho los metálicos, especialmente en piezas de formas geométricas sencillas, para encofrar pilares o muros completos. También se emplean encofrados de cartón, en pilares de planta circular.
Una variedad importante son los llamados encofrados perdidos, en los que el material que sirve de molde queda formando parte de la obra.
Encofrado de columnas de Hormigón armado
Las cajas de encofrado para columnas de hormigón armado se componen de 4 tableros, de los cuales dos tienen de ancho el núcleo de la columna (tableros intermedios) y los otros dos tienen dos gruesos de tabla más de anchura (tableros salientes). Los tableros están compuestos de tablas verticales de 2.5 cm. de grueso, ligadas por bridas horizontales clavadas (10.5 x 2.5 cm.). Las bridas inferiores (de pie), se disponen a vinos 20 cm. del borde del tablero y las superiores (de cabeza), sólo a 2.5 cm. Si en la columna descansa una viga, se coloca la brida superior 2.5 cm. más abajo de la unión. Las bridas intermedias se disponen a distancias de 70 a 80 cm. Las de los tableros intermedios sobresalen unos 2.5 cm. del ancho del tablero para formar tope, saliente en el que no se puede clavar. En los tableros salientes la longitud de las bridas es igual al ancho de tablero. El trabado de los tableros entre sí se logra por aros de tabla.
La distancia entre aros, que en la parte superior del cajón tiene de 60 a 70 cm. debe ir disminuyendo hacia el pie de la columna. En las columnas ligeras los aros se componen de 4 tablas, clavadas en cada ángulo con 3 clavos 31/70, con lo que son posibles distintos dispositivos: pueden tener bridas los cuatro tableros o sólo los salientes clavándose los intermedios directamente al aro, disposición representada en la figura. Los tableros sin brida se montan sobre una mesa dispuesta convenientemente. También pueden clavarse los cuatro tableros al aro, necesitándose entonces sólo las bridas de cabeza (superiores). Si la sección es rectangular el aro lo forman 6 tablas, teniendo los lados menores sólo 1 tabla y las mayores 2 tablas. Con secciones mayores el aro consta en el lado mayor de un fuerte larguero 10-10 cm. y en los menores de dos tablas, disposiciones empleadas también para las columnas cuadradas. Con sección grande han de arriostrarse los aros en los extremos. Puede obtenerse un margen mayor de seguridad disponiendo otros largueros verticales sujetos al centro de los tableros con riostras, tensándose los alambres por fuera del encofrado con pequeñas cuñas. En columnas ligeras también se emplean, en lugar de aros, abrazaderas de hierro graduables, por ejemplo, las Imex, Durr, Puls y Bauer, etc., cuando se emplea este sistema se deben poner bridas en los 4 tableros.








Fundido de columnas con concreto
Una vez ya el cimiento esté terminado y las columnas armadas, el siguiente paso en el proceso de construcción de columnas, es el fundido.
Esta parte del proceso consiste en preparar la mezcla de hormigón que completará la columna. El hormigón es una mezcla de cemento, agua y graba. La mezcla podrá tener diferente resistencia, esto lo determinará las especificaciones del proyecto.
Las mezclas de hormigón se especifican en forma de relación entre los volúmenes de cemento, arena y piedra utilizados. Por ejemplo, una mezcla 1:2:3 consiste en una parte por volumen de cemento, dos partes de arena y tres partes de agregados sólidos. Según su aplicación, se alteran estas proporciones para conseguir cambios específicos en sus propiedades, sobre todo en cuanto a resistencia y duración. Estas relaciones varían de 1:2:3 a 1:2:4 y 1:3:5. La cantidad de agua que se añade a estas mezclas es de 1 a 1,5 veces el volumen de cemento. Para obtener hormigón de alta resistencia el contenido de agua debe ser bajo, sólo el suficiente para humedecer toda la mezcla. En general, cuanta más agua se añada a la mezcla, más fácil será trabajarla, pero más débil será el hormigón cuando se endurezca.
Teniendo listo el hormigón se procede a fundir la columna y al cabo de un día se desmonta la formaleta o encofrado e inmediatamente se envuelve en vinipel u plástico como proceso de curado de la columna, esto para evitar la evaporación del agua dentro de ella.
El curado es el proceso por el cual se busca mantener saturado el concreto hasta que los espacios de cemento fresco, originalmente llenos de agua sean reemplazados por los productos de la hidratación del cemento. El curado pretende controlar el movimiento de temperatura y humedad hacia dentro y hacia afuera del concreto. Busca también, evitar la contracción de fragua hasta que el concreto alcance una resistencia mínima que le permita soportar los esfuerzos inducidos por ésta.
Después de que el encofrado sea retirado, el hormigón ha aumentado su resistencia rápidamente, pero no totalmente. La resistencia del hormigón aumenta con el paso del tiempo, siempre y cuando exista humedad que provoque que el proceso de curado continúe, aunque de una manera mucho más lenta.
La mezcla adquiere aproximadamente el 40% de su resistencia después de tres días. Para los 28 días el hormigón ha adquirido aproximadamente el 90% de su resistencia, esto no quiere decir que ha llegado a su máxima resistencia. Como se mencionó antes, la mezcla adquiere mucho más resistencia con el paso del tiempo, con la excepción que de una manera mucho más lenta.


Evolución de la Resistencia a compresión de un Hormigón Portland normal
Edad del hormigón en días
3
7
28
90
360
Resistencia a compresión
0,40
0,65
1,00
1,20
1,35










ZAPATAS











ZAPATAS (CIMENTACIÓN)


Dibujo esquemático de cimentación con zapatas.
Una zapata es un tipo de cimentación superficial (normalmente aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente homogéneos y de resistencias a compresión medias o altas. Consisten en un ancho prisma de hormigón (concreto) situado bajo los pilares de la estructura. Su función es transmitir al terreno las tensiones a que está sometida el resto de la estructura y anclarla.
Cuando no es posible emplear zapatas debe recurrirse a cimentación por pilotaje o losas de cimentación.
TIPOS DE ZAPATAS
Existen varios tipos de zapatas en función de si servirán de apoyo a uno o varios pilares o bien sean a muros. Para pilares singulares se usan zapatas aisladas, para dos pilares cercanos zapatas combinadas, para hileras de pilares o muros zapatas corridas.





Zapata Aislada




Las Zapatas Aisladas son un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.
Las zapatas aisladas van arriostradas con riostras de hormigón armado de sección inferior a la zapata.
Pueden ejecutarse de hormigón en masa, es decir sin armar, si las mismas tienen un canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).
Armado de la parte inferior: Se realiza un mallazo conformado por barras cruzadas; la separación entre barras no ha de superar los 30 cm.
Recubrimiento para evitar corrosiones: Separación de las armaduras, entre 5 a 10 cm. del borde y del fondo de la zapata, dependiendo del tipo de hormigón utilizado y de las características del terreno.
Barras: Se recomienda utilizar diámetros de barras grandes, mínimo del 12, ante posibles corrosiones.
La armadura longitudinal del pilar llega hasta el mallazo, por lo cual se colocan armaduras de espera iguales que las de los pilares.
Solape mínimo: Considerar 30 veces el diámetro de la barra más gruesa del pilar.
Normativa referida a zapata aislada de hormigón en masa o armado como cimiento de soportes verticales: Norma Tecnológica NTE-CSZ
Diseño de Zapatas Aisladas
Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables.
Conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin cortar zapatas ni riostras.
Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 10 cm. en el estrato del terreno.
La profundidad del plano de apoyo se fija basándose en el informe geotécnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mínima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables.
En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes.
Conviene utilizar hormigón de consistencia plástica, con áridos de tamaño alrededor de 40 mm.
En la ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer en el fondo una capa de hormigón pobre de aproximadamente 5 cm de espesor, antes de colocar las armaduras.
Zapata corrida


Las Zapatas Corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente. Sus dimensiones están en relación con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresión del material y la presión admisible sobre el terreno.
Por practicidad se adopta una altura mínima para los cimientos de hormigón de 30 cm. aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones.
En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarán encofrados. Si los cimientos se realizan en hormigón apisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos.
Si los trabajos de cimentación debieran interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unión con el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzará esta unión.
Las Zapatas Corridas son, según el Código Técnico de la Edificación CTE, aquellas zapatas que recogen más de tres pilares. Las considera así distintas a las zapatas combinadas, que son aquellas que recogen dos pilares. Esta distinción es objeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente tres pilares.


Zapata Combinada
Las Zapatas Combinadas son un tipo de Cimentaciones por Zapatas.
Puede que al pre dimensionar los cimientos, la distancia entre zapatas resulte pequeña, o en algunos casos, hasta pueden llegar a superponerse.
Ésto plantea dos problemas:
Es el caso posible de desmoronamiento de tierras; ello requeriría la utilización de encofrados al abrir los pozos.
Otro inconveniente a subsanar es la influencia de cada zapata sobre el suelo activo de la zapata próxima, lo que se llama superposición de bulbos. Este es el caso en que se opta por una zapata combinada.




CIMENTACIONES PROFUNDAS:
Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Por eso deben ser más profundas, para poder proveer sobre una gran área sobre la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga.

Se emplea este tipo de cimentación cuando:

Los esfuerzos transmitidos por el edificio no pueden ser distribuidos suficientemente a través de una cimentación superficial, y en la solución probable se sobrepasa la capacidad portante del suelo.

Cuando el terreno tiende a sufrir grandes variaciones estacionales: por hinchamientos y retracciones.

Cuando los estratos próximos al cimiento pueden provocar asientos imprevisibles y a cierta profundidad, caso que ocurre en terrenos de relleno o de baja calidad.

En edificios sobre el agua.

Cuando los cimientos están solicitados a tracción; tal como ocurre en edificios altos sometidos a esfuerzos por vientos, o en estructuras que necesitan elementos sometidos a tracción para lograr estabilidad, como estructuras de cables o cualquier estructura anclada al suelo.

Para resistir cargas inclinadas, como aquellos pilotes que se colocan en los muelles para resistir el impacto de los cascos de barcos durante el atraque.

Para el recalce de cimientos existentes.


Tipos de cimentaciones profundas
Pilotes
Los pilotes son columnas esbeltas con capacidad para soportar y transmitir cargas a estratos más resistentes o de roca, o por rozamiento en el fuste. Por lo general, su diámetro o lado no es mayor de 60 cms. Constituye un sistema constructivo de cimentación profunda al que denominaremos cimentación por pilotaje. Los pilotes son necesarios cuando la capa superficial o suelo portante no es capaz de resistir el peso del edificio o bien cuando esta se encuentra a gran profundidad; también cuando el terreno está lleno de agua y ello dificulta los trabajos de excavación. Con la construcción de pilotes se evitan edificaciones costosas y volúmenes grandes de cimentación.
Los pilotes pueden alcanzar profundidades superiores a los 40 mts teniendo una sección transversal de 2-4 mts, pudiendo gravitar sobre ellos una carga de 2000 t. Los pilotes deben recibir fuerzas longitudinales de compresión, ya que las cargas por flexión producen deformaciones mayores con alto grado de peligrosidad; sin embargo, en ocasiones deberán tomarse en cuenta otras solicitaciones de cargas horizontales como viento y sismo. Una excentricidad por pequeña que sea provoca cambios importantes en los esfuerzos de los pilotes. La capacidad de estos para soportar las cargas dependerá de la resistencia desarrollada entre ellos y el subsuelo.
Se usan los pilotes cuando:
Las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo.
Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.
El terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas.
La edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo.
Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.
La utilización de pilotes, suele necesitarse en obras de gran magnitud como ser:
- Obras marítimas (pantanales, muelles, etc.)
- Estructuras que requieren pilotes inclinados, como viaductos.
- Grandes superficies (depuradoras, centros comerciales, etc.)

Tipos de cimentaciones con Pilotes
Pilotes aislados
Aquél que está a una distancia lo suficientemente alejada de otros pilotes como para que no tenga interacción geotécnica con ellos.


Grupo de pilotes: son aquellos que por su proximidad interaccionan entre sí o están unidos mediante elementos estructurales lo suficientemente rígidos, como para que trabajen conjuntamente.




Zonas pilotadas: son aquellas en las que los pilotes están dispuestos con el fin de reducir asientos o mejorar la seguridad frente a hundimiento de las cimentaciones. Suelen ser pilotes de escasa capacidad portante individual y estar regularmente espaciados o situados en puntos estratégicos

Micropilotes: compuestos por una armadura metálica formada por tubos, barras o perfiles introducidos dentro de un taladro de pequeño diámetro, pudiendo estar o no inyectados con lechada de mortero a presión más o menos elevada



Muros de contención:
Los muros son elementos constructivos cuya principal función es servir de contención, bien de un terreno natural de un relleno artificial, o de un elemento a almacenar. En ocasiones los muros desempeñan el rol de cimientos al transmitirla presiones o cargas suministradas por los pilares o por los forjados que se apoyan en la coronación del muro.

Tipos de Muros de Contención
Muros de gravedad.
Son muros de hormigón en masa en los que la resistencia se consigue por su propio peso. Normalmente carecen de cimiento diferenciado, aunque pueden tenerlo.
Su ventaja fundamental es que no van armados, con lo cual no aparece en la obra el tajo de ferralla. Pueden ser interesantes para alturas moderadas si su longitud no es muy grande, pues en caso contrario representan una solución antieconómica frente a los muros de hormigón armado.


Muros ménsula.
Son los muros de contención de uso más frecuente, y aunque su campo de aplicación depende de los costes de excavación, hormigón, acero. Encofrado y relleno, se puede pensar que constituyen la solución más económica para muros de hasta 1 ó 12 m de altura.

Muros de contrafuertes.
Representan una evolución del tipo anterior. Al crecer la altura, y por ende los espesores de hormigón, compensa aligerar las piezas con la solución de los contrafuertes, aunque conlleve un tajo de ferralla y encofrado más complicados y un hormigonado más difícil.

Muros de bandejas.
En los muros de bandejas se pretende contrarrestar parte del momento flector que se ha de resistir mediante la colocación de bandejas a distinta altura en las que se producen unos momentos de sentido contrario, debidos a la carga del propio relleno sobre las bandejas (figura 6).
Su inconveniente fundamental radica en la complejidad de su construcción. Puede representar una solución alternativa al muro de contrafuertes para grandes alturas, en los que para resistir el momento flector se aumenta el canto y se aligera la sección colocando los contrafuertes

Muros Anclados
Los muros anclados son utilizados para la construcción de muros de retención o para asegurar cortes en excavaciones. Los anclajes son usados para proporcionar una precarga de los sistemas estructurales aplicando tensión por medio de sistemas hidráulicos al tendón del anclaje, que puede ser tanto barras como cables de acero de alta resistencia. El cable o barra entonces será enlazado al suelo o roca por medio de una lechada cemento. La precarga aplicada servirá entonces para limitar el desplazamiento de la estructura, esto con el fin de evitar asentamiento que puedan ocasionar el daño en estructuras existentes o la falla de un corte generado ya sea por una excavación.
Los anclajes varían en su longitud dependiendo tanto de la estratigrafía del sitio y sus condiciones geológicas, como la geometría y cargas a las que se ven sometido, por lo que los anclajes pueden ser de típicamente de 30 ton a 60 ton.
Los anclajes permanentes incorporan una variedad de sistemas de la protección contra la corrosión que son determinados por las condiciones específicas del sitio de trabajo, al presupuesto y a la duración de la obra.







Muros de pantalla:
Los Muros Pantalla constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costes y mayor desarrollo en superficies. Es la tipología de Cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras.
El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.
Los muros de contención se comportan como un voladizo empotrado en el cimiento.







Conclusiones

Las columnas son elementos estructurales que soportan cargas axiales a compresión. Su función es transmitir la carga que soporta hacia los cimientos. Actualmente se construyen de concreto armado o perfiles de acero, e incluso se utiliza ambos materiales para la fabricación de una sola columna. Dependiendo sus apoyos, material y esbeltez, pueden dividirse como columnas largas o cortas, las cuales pueden fallar por pandeo o aplastamiento respectivamente, y si la longitud de la columna es intermedia fallara por la mezcla de pandeo y aplastamiento. Normalmente son diseñadas para que soporten solo una fracción de la carga real crítica. Su armado y fundición dependerá de los resultados del análisis de diseño.

Los cimientos es la parte de una estructura encargada de distribuir de manera uniforme las cargas de toda la edificación, teniendo el cuidado de no producir una acumulación de carga en el suelo que haga que la edificación colapse. Los cimientos dependerán del tipo de suelo en el que se construirá, ya que unos son más frágiles que otros. Por esa razón se dividen los cimientos en cimientos superficiales y cimientos profundos. Los cimientos superficiales son aquellos en los cuales a poca profundidad, el suelo es capaz de resistir carga sin colapsar. Cuando eso no es posible y se necesita perforar mucho más dentro para encontrar suelo firme, se diseñan cimentaciones profundas, como los pilotes.

El ingeniero debe siempre tener en cuenta las fuerzas sísmicas a la hora del diseño de elementos estructurales, mayormente en los cimientos, ya que la fuerza que llega a la superficie durante el movimiento sísmico es el más fuerte. El uso de factores de seguridad en el diseño evitará que ocurran los daños que se mostraron en la parte de anexos, conocer cómo se puede fortalecer el elemento y sus comportamientos es de suma importancia.
Anexos











Bibliografia
Resistencia de Materiales- Ferdinand Singer (4ta Edición)
Resistencia de Materiales- Robert Mott (5ta Edición)
Columnas: http://es.wikipedia.org/wiki/Columna_(arquitectura)
Universidad Nacional de Colombia, Sede de Palmira, Resistencia de Materiales: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec9/9_1.htm
La edificación y los cimientos (PDF): http://fama2.us.es/earq/mdd/construccion1/Temas/anexo/tema21/El_edificio_y_los_cimientos.pdf
Columnas (PDF): http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7536/capitulo5.pdf
Armado y colocación de fierros en columnas: http://www.acerosarequipa.com/manuales/manual-para-propietarios/7-procedimientos-por-partidas/72-cimentacion-en-terrenos-horizontales/722-armado-y-colocacion-del-fi-erro-en-columnas.html
Encofrado de columnas: http://www.comohacer.info/encofrado-de-columnas-como-encofrar-una-columna/
Características de los órdenes griegos (Dórico, Jónico y Corintio). La guía de Historia del Arte http://arte.laguia2000.com/arquitectura/grecia/caracteristicas-de-los-ordenes#ixzz3WcDWSzRB
Columnas cortas en el diseño estructural: http://ingenieriasismicaylaconstruccioncivil.blogspot.com/2012/11/columnas-cortas-en-el-diseno-estructural.html
Perfil doble T: http://es.wikipedia.org/wiki/Perfil_doble_T
Perfiles angulares: http://www.construmatica.com/construpedia/Perfiles_Angulares
Perfiles comerciales: http://www.eis.uva.es/reic/jc/IQweb/Docs_varios/tablas_perfiles.pdf
Tipos de Columnas: http://estefaniacero.blogspot.com/2012/02/tipos-de-columnas.html
Zapatas: https://es.wikipedia.org/wiki/Zapata_(cimentaci%C3%B3n)
Tipos de zapatas:
http://www.construmatica.com/construpedia/Zapatas_Aisladas
http://www.construmatica.com/construpedia/Zapatas_Corridas
http://www.construmatica.com/construpedia/Zapatas_Combinadas

Falla por aplastamiento
Columnas cortas
Falla por pandeo
Aplastamiento
Columna embebida
Columna aislada
Columna adosada