¿Por qué las columnas están diseñadas de tal manera que poseen el mismo segundo momento de área en ambas direcciones?

Ellos no están…

Hay muchas columnas rectangulares o de lámina de hormigón por ahí. Empujando aún más la analogía, técnicamente las paredes son columnas muy anchas.

Mirando de otra manera, las columnas de acero rara vez tienen la misma rigidez a la flexión en ambas direcciones porque, a menudo en forma de H, naturalmente tendrían un eje débil y fuerte.

Dicho esto, las columnas de concreto cuadradas / circulares se usan ampliamente por varias razones:

  • Estética : las columnas rectangulares y especialmente circulares a menudo se consideran estéticamente agradables
  • Facilidad de cálculo : los cálculos de cizallamiento por doblado y punzonado se pueden simplificar si la columna es doblemente simétrica. En un edificio cuadrado, los cálculos de estabilidad podrían abreviarse porque el marco de momento es el mismo en ambas direcciones.
  • Facilidad de construcción : una jaula cuadrada o circular puede ser más fácil de arreglar y puede haber ventajas en el espaciado de las barras de refuerzo (por ejemplo, evitar tener barras en espacios reducidos en el lado corto de una columna de cuchillas). Es menos confuso en el sitio (no hay que preocuparse por la orientación).

Mirando de otra manera, las secciones huecas circulares a menudo se usan como columnas debido a su estética y resistencia a la torsión.

En la industria, encontrará que el tamaño y la forma de la columna a menudo están determinados por otros factores, por ejemplo, la arquitectura (estética, tratar de ocultar la estructura en la fachada, etc.) a menudo dicta. Especialmente en el mundo de la informática, no tenga miedo de usar columnas con formas inusuales.

Es un recordatorio importante de que siempre sucederán imperfecciones. Las imperfecciones pueden estar en cualquier dirección, por lo que tiene un momento mínimo en ambas direcciones.

Si está utilizando RCC puede ser más complejo, porque hay geometría no lineal mixta y material no lineal. Por supuesto, se puede calcular y verificar, pero es bastante difícil.

(si está interesado, busque la correlación de Momento, normal y curvatura para materiales no lineales)

La columna es el miembro de compresión de la estructura donde transmite la carga desde el piso superior al inferior, y tiene un comportamiento catastrófico, por lo que debe diseñarse para tener el mismo momento de inercia en ambas direcciones, no débil en ninguna dirección, de modo que no pueda fallar ocurrir, bcz si la columna falla, entonces falla toda la estructura.