Efectos de esbeltez en elementos a compresión: ¿cómo deben considerarse en el diseño según la Norma E.060?

10.10.1 Excepto en lo permitido en 10.10.2, el diseño de elementos a compresión, vigas de arriostramiento y otros elementos de apoyo debe estar basado en las fuerzas y momentos amplificados obtenidos a partir de un análisis de segundo orden¹ considerando:

• La no linealidad del material².

• El agrietamiento³.

• Los efectos de la curvatura del elemento.

• El desplazamiento lateral⁴.

• La duración de las cargas.

• La retracción.

• El flujo plástico⁵.

• La interacción con la cimentación⁶.

Las dimensiones de la sección transversal de cada elemento no deben diferir en más del 10 % de las utilizadas para el análisis; de lo contrario, debe repetirse el análisis.

El procedimiento de análisis debe demostrar que genera predicciones de la resistencia que estén de acuerdo de manera sustancial con ensayos representativos de columnas en estructuras estáticamente indeterminadas de concreto reforzado.

10.10.2 Como alternativa al procedimiento indicado en 10.10.1, se permite basar el diseño de elementos a compresión, vigas de arriostramiento y otros elementos de apoyo en las fuerzas axiales y momentos obtenidos a partir de los análisis aproximados descritos en 10.11.

Ejemplo práctico

Se diseña una columna de un edificio de varios niveles con una elevada relación de esbeltez. En lugar de verificar únicamente los esfuerzos obtenidos mediante un análisis lineal, el ingeniero realiza un análisis de segundo orden, incorporando la reducción de rigidez por agrietamiento, los efectos de fluencia del concreto y los desplazamientos laterales del edificio. Si posteriormente aumenta la sección de la columna en más del 10 % respecto de la utilizada en el modelo estructural, deberá actualizar el modelo y repetir el análisis antes de finalizar el diseño. En proyectos donde la norma lo permite, también puede emplear el método de momentos magnificados desarrollado en el numeral 10.11.