Calculadora de Capacidad de Carga Axial de una Columna de Madera — Online y Gratis
Las columnas de madera son elementos en compresión ampliamente utilizados en estructuras livianas, cubiertas, entrepisos de madera y construcciones tradicionales, cuyo comportamiento frente al pandeo se rige por una formulación distinta a la de las columnas metálicas debido a las propiedades anisotrópicas de la madera. Esta calculadora de columna de madera estima la capacidad de carga axial admisible clasificando el elemento como columna corta, intermedia o larga según su relación de esbeltez, y aplicando la fórmula correspondiente de cada rango, un método simplificado ampliamente utilizado en la enseñanza de estructuras de madera y en el predimensionamiento de elementos como puntales, pie derechos y columnas de entramados livianos.
Esbeltez: Le/d Límite intermedio-largo: K = 0.671√(E/Fc)
Columna corta (Le/d ≤ 11): Fc' = Fc
Columna intermedia (11 < Le/d ≤ K): Fc' = Fc·[1 - (1/3)(Le/d / K)⁴]
Columna larga (Le/d > K): Fc' = 0.30·E / (Le/d)²
¿Qué es Columna de Madera?
La capacidad de carga axial de una columna de madera depende fuertemente de su relación de esbeltez, definida como el cociente entre la longitud efectiva de pandeo y la menor dimensión de la sección transversal. La norma de diseño en madera clasifica las columnas en tres categorías según este valor: las columnas cortas, con esbeltez menor o igual a 11, donde la falla se produce por aplastamiento directo de las fibras y el esfuerzo admisible corregido es igual al esfuerzo admisible del material sin reducción; las columnas intermedias, donde interactúan el aplastamiento y un pandeo incipiente, y se aplica una fórmula de transición cuártica que reduce progresivamente el esfuerzo admisible; y las columnas largas, donde domina completamente el pandeo elástico y el esfuerzo admisible se calcula con una expresión derivada de la fórmula de Euler, similar en concepto a la carga crítica de Euler aplicada a columnas metálicas, pero con un factor de seguridad incorporado propio de la madera estructural.
Fórmulas utilizadas
Donde Le es la longitud efectiva de pandeo (m), d es la menor dimensión de la sección transversal (cm), A es el área de la sección (cm2), Fc es el esfuerzo admisible a compresión paralela a la fibra del tipo de madera utilizado (MPa) y E es el módulo de elasticidad de la madera (MPa). El valor K marca el límite entre el comportamiento intermedio y el comportamiento de columna larga gobernada por pandeo elástico.
Ejemplo resuelto paso a paso
Para una columna de Le = 3 m, sección de d = 15 cm (15×15 cm, A = 225 cm2), con Fc = 8 MPa y E = 9000 MPa:
Le/d = 300/15 = 20 K = 0.671√(9000/8) ≈ 22.51 → columna intermedia
Fc' = 8 × [1 - (1/3)(20/22.51)⁴] ≈ 6.34 MPa
Padm = 6.34 × 22500 / 1000 ≈ 142.7 kN
¿Cuándo usar esta calculadora?
Se utiliza para el predimensionamiento de puntales, pie derechos, columnas de entramados de madera y elementos de encofrado sometidos a compresión axial, permitiendo verificar rápidamente si la sección propuesta es adecuada antes de un diseño detallado según la norma de madera aplicable en cada país.
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