Elementos compuestos sometidos a compresión: ¿qué requisitos establece el artículo 10.16 de la Norma E.060?

10.16.1 Los elementos compuestos sometidos a compresión deben incluir todos aquellos elementos reforzados longitudinalmente con perfiles de acero estructural, tuberías o tubos, con o sin barras longitudinales.¹

10.16.2 La resistencia de los elementos compuestos debe calcularse para las mismas condiciones limitantes que se aplican a los elementos comunes de concreto reforzado.²

10.16.3 Toda resistencia a la carga axial asignada al concreto de un elemento compuesto debe transmitirse mediante ménsulas u otros elementos que se apoyen directamente en el concreto del elemento compuesto.³

10.16.4 Toda resistencia a carga axial no asignada al concreto debe desarrollarse mediante conexión directa al perfil estructural, tubería o tubo de acero estructural.⁴

10.16.5 Para evaluar los efectos de esbeltez, el radio de giro (r) de la sección compuesta no debe ser mayor que el valor obtenido mediante la ecuación (10-20). Como alternativa a un cálculo más preciso, la rigidez EI de la ecuación (10-10) puede determinarse mediante la ecuación (10-11) o la ecuación (10-21).⁵

10.16.6 Núcleo de concreto confinado en acero estructural

• 10.16.6.1 Para elementos compuestos con núcleo de concreto confinado (enfundado) en acero estructural, el espesor del acero de confinamiento no debe ser menor que:

  • b / (3·fy / Es) para cada cara de ancho b.

  • D / (8·fy / Es) para secciones circulares de diámetro D.⁶

  10.16.6.2 Se permite que las barras longitudinales ubicadas dentro del núcleo de concreto confinado se utilicen en el cálculo de Asx e Isx.⁷

  10.16.7 Refuerzo en espiral alrededor de un núcleo de acero estructural

  Un elemento compuesto de concreto reforzado con espiral alrededor de un núcleo de acero estructural debe cumplir los requisitos establecidos en 10.16.7.1 a 10.16.7.5. En particular, 10.16.7.1 exige que la resistencia especificada a la compresión del concreto (f'c) no sea menor que la indicada en 9.4.⁸

  Ejemplo práctico

  Una columna compuesta de un edificio está formada por un perfil H de acero completamente embebido en concreto armado. El ingeniero debe:

  • Diseñar la resistencia del elemento con los mismos criterios que una columna de concreto reforzado.

  • Definir qué parte de la carga será soportada por el concreto y cuál por el perfil de acero.

  • Garantizar que las cargas lleguen directamente al material que las resiste (concreto o acero).

  • Verificar los efectos de esbeltez utilizando las ecuaciones indicadas en 10.16.5.

  • Si el perfil confina completamente el núcleo de concreto, comprobar que el espesor del acero cumple los mínimos establecidos por la norma y considerar, cuando corresponda, las barras interiores en el cálculo de Asx e Isx.