Calculadora de Capacidad Axial de una Columna Tubular Rellena de Concreto (CFT) — Online y Gratis

¿Qué es Columna Tubular Rellena de Concreto?

La resistencia axial de una columna compuesta tubular se calcula sumando la contribución de cada material trabajando a su capacidad correspondiente: el acero del tubo alcanza su esfuerzo de fluencia completo (As·Fy), mientras que el concreto del núcleo trabaja con el mismo factor 0.85 de la resistencia del concreto que se usa en columnas de concreto armado convencionales.

¿Por qué esta combinación funciona tan bien estructuralmente? Porque el tubo de acero, al envolver completamente al concreto, le impide expandirse lateralmente bajo compresión, un efecto de confinamiento que en la práctica le da al núcleo una resistencia efectiva mayor a la que tendría un cilindro de concreto sin confinar. Al mismo tiempo, el concreto dentro del tubo retrasa el pandeo local de las paredes del acero, que de otra forma podrían abollarse antes de alcanzar la fluencia completa. Esta interacción favorable en ambos sentidos es la razón por la que las columnas CFT suelen tener capacidades mayores que la simple suma de sus partes analizadas por separado.

Este cálculo entrega la resistencia bajo compresión pura, sin considerar los efectos de esbeltez, que reducen la capacidad en columnas largas de la misma manera que en una columna convencional.

Fórmulas utilizadas

Donde As es el área de la sección transversal del tubo de acero (cm2, convertida a mm2 en el cálculo), Fy es el esfuerzo de fluencia del acero (MPa), f'c es la resistencia a compresión del concreto (MPa) y Ac es el área del núcleo de concreto dentro del tubo (cm2). El resultado Pn0 es la resistencia nominal a compresión pura; se aplica un factor φ = 0.75, típico para columnas compuestas, para obtener la resistencia de diseño.

Ejemplo resuelto paso a paso

¿Cuándo usar esta calculadora?

Se usa en el diseño de columnas compuestas tubulares en edificios de mediana y gran altura, un sistema constructivo cada vez más popular por la velocidad de construcción que permite, ya que el tubo funciona como formaleta permanente. También sirve para comparar la eficiencia de una solución CFT frente a una columna de concreto armado tradicional o una columna metálica pura de capacidad similar. ¿Tu columna es esbelta? Este resultado es solo la capacidad bajo compresión pura; para columnas largas hace falta además verificar el pandeo global, con una rigidez efectiva que combina la de ambos materiales.

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