Calculadora de Excentricidad de Carga en una Columna — Online y Gratis
Casi ninguna columna real recibe una carga perfectamente centrada. Vigas que llegan con distinta reacción a cada lado, un pórtico que no es simétrico, el propio peso de un voladizo cercano: todo eso convierte una carga axial en una carga axial más un momento, y ese par (P, M) se puede representar como una sola fuerza P aplicada con una excentricidad e respecto al centroide de la sección.
Esta calculadora obtiene esa excentricidad a partir del momento y la carga axial, y la compara contra el núcleo central de la sección (h/6) para saber de un vistazo si la columna trabaja en compresión pura o si aparece tracción en la fibra opuesta.
Es el primer paso antes de revisar el diagrama de interacción completo de una columna.
Excentricidad: e = M / P
Núcleo central (kern): e_lim = h / 6
¿Qué es Excentricidad de Carga?
La excentricidad de carga mide qué tan lejos del centroide de la sección actúa realmente la resultante de fuerzas en una columna, en lugar de asumir siempre una carga axial perfectamente centrada.
Cuando el punto de aplicación cae dentro del núcleo central de la sección (el rombo formado por los límites h/6 en cada dirección, para una sección rectangular), toda la sección sigue trabajando en compresión, aunque de forma no uniforme. ¿Y si la excentricidad supera ese límite? Entonces aparece tracción en la fibra opuesta a la carga, y el análisis ya no puede ignorar el momento como algo secundario: pasa a ser tan determinante como la carga axial misma.
Esta calculadora traduce cualquier combinación de momento y carga axial en un solo número comparable, el punto de partida de cualquier diseño de columna a flexo-compresión.
Fórmulas utilizadas
Donde M es el momento flector actuante en la columna (kN·m), P es la carga axial simultánea (kN) y h es la dimensión de la sección en la dirección en la que actúa el momento (cm). El límite del núcleo central e_lim = h/6 es válido para secciones rectangulares; en secciones circulares o irregulares el núcleo central tiene otra forma y otro valor límite.
Ejemplo resuelto paso a paso
Para una columna con M = 45 kN·m, P = 300 kN y h = 40 cm:
e = 45 / 300 = 0.15 m = 15 cm
e_lim = 40 / 6 ≈ 6.67 cm
Como 15 cm > 6.67 cm, la columna trabaja con gran excentricidad: hay que revisar la tracción en la fibra opuesta a la carga.
¿Cuándo usar esta calculadora?
Se usa en columnas de esquina y de borde, que casi nunca reciben carga centrada por la asimetría de las vigas que llegan a ellas, y en cualquier columna donde el análisis estructural ya entregó un par (P, M) simultáneo. También es útil como verificación rápida antes de construir el diagrama de interacción completo de la sección. ¿Tu excentricidad resultó mayor al límite del núcleo? Entonces el diseño a flexo-compresión, no la compresión pura, es el que gobierna tu columna.
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