Mi experiencia se limita al diseño de edificios industriales y comerciales en acero solamente, y no en marcos RCC. Con ese descargo de responsabilidad, aquí están mis pensamientos.
Normalmente, las orientaciones de columna son uniformes.
En el caso de los edificios estructurales de acero, que generalmente usan secciones en forma de I para columnas, a veces se hace necesario o conveniente cambiar la orientación.
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Algunas de las razones son:
Las vigas se conectan más fácilmente a la brida de las columnas en forma de I que a las redes. Hay un acceso más fácil para atornillar y / o soldar la conexión viga-columna. Los pernos que conectan la viga a la brida de la columna no se alteran cuando se conecta otra viga a la columna, al mismo nivel en la brida opuesta.
Vea las figuras a continuación:
Pero en el caso de las vigas conectadas a la red de la columna, los pernos que conectan las vigas a cada lado de la red se comparten y esto hace que el soporte temporal para la viga erigida antes sea necesario, mientras que los tornillos se retiran para colocar el lado opuesto. haz en posición. Esto se ilustra en las siguientes figuras.
A veces, cuando los tamaños de las vigas son excepcionalmente grandes debido a su uso para soportar equipos extra pesados, puede ser conveniente cambiar la orientación para que la viga más profunda esté conectada a las bridas en lugar de a la red de la columna.
La resistencia al momento de flexión de la columna sometida a cargas laterales (viento o grúa, o terremoto) es mejor cuando la red es paralela a la dirección de las cargas. Entonces, en algunos puntos seleccionados, dependiendo del diseño de la columna, puede ser ventajoso rotar la columna en el plano 90 grados.
Cuando se conectan vigas profundas que transportan cargas significativamente grandes a la brida de la columna, en un bastidor de soporte del equipo, la carga de la viga se entrega a una columna en forma de I con una excentricidad de la mitad de la profundidad de la columna.
Esto da lugar a un momento además de una fuerza axial que necesita ser atendida. Puede tener sentido simplemente girar la columna 90 grados para evitar el problema y reducir y casi eliminar la excentricidad, si no hay otra implicación.
Muchos edificios no están diseñados como marcos espaciales sino como marcos 2D, con conexiones rígidas en el plano del marco y con bases de columnas fijadas a los cimientos para una mejor rigidez. Estos edificios están diseñados con conexiones clavadas para cargas en el plano perpendicular y se proporciona estabilidad al proporcionar arriostramientos de columna conectados por clavija. Estos arriostramientos son más efectivos cuando se conectan a las redes de las columnas, de modo que compensan la capacidad de momento más bajo de la columna contra la flexión alrededor de su eje más débil.
A veces, las consideraciones arquitectónicas o las consideraciones tecnológicas de aprobación del equipo dictan la orientación de una columna. Esto sucede cuando las dimensiones de profundidad de una columna causan interferencia o espacio libre insuficiente entre la estructura y el equipo o conducto o tubería y no es posible reducir el tamaño debido a las magnitudes de las cargas sobre ellas. Girar la columna 90 grados a veces resuelve el problema ya que el tamaño de la columna es el mismo pero la dimensión más larga se quita del camino.
Ver esta imagen:
La tubería de gran diámetro corre cerca de la columna, en este caso solo la borra. Pero si la columna hubiera sido más profunda, podría tener que girarse para dar paso al conducto de gran diámetro.
En la figura anterior puede ver cómo la columna cónica de la derecha no da suficiente espacio porque el equipo (cuyas dimensiones envolventes se muestran en rojo) no se puede mover y se requiere precisamente en ese lugar por razones tecnológicas.
Lo anterior es otro ejemplo de cómo una columna podría tener que rotarse debido a espacios libres ajustados. El posicionamiento del equipo no se puede ajustar. Las columnas deben adaptarse a las dimensiones y posición del equipo, no al revés.
Los arquitectos a veces vetan la orientación de una columna cuando la profundidad de la columna hace que sobresalgan más allá de la cara de una pared. Mira el plano seccional a continuación
La figura / imagen anterior explicará por qué los arquitectos se preocuparán por la dimensión de la columna y tratarán de influir en la forma en que está orientada. Esto se debe a que es parte del muro y, por lo tanto, tendrán voz en las dimensiones y orientaciones.
Las decisiones sobre la orientación de las columnas son tomadas mejor por el ingeniero que diseña el edificio teniendo en cuenta todos los requisitos y restricciones funcionales.
Por lo general, se hace todo lo posible para mantener las orientaciones uniformes y los cambios se hacen generalmente por necesidad, no por preferencias.
Podría explicar todo esto mejor en una sesión cara a cara, pero eso no es práctico ahora.
GV
Editado para agregar: todas las imágenes se toman de Google.
