INTRODUCCIONSe entiende como miembros a compresin a aquellos elementos que se encuentran principalmente solicitados por cargas de compresin, como columnas y entramados; pero en general un elemento estructural es solicitado por ms de un tipo de esfuerzo, por lo que en la realidad casi todas las columnas estructurales trabajan a compresin y flexin combinadas (flexo-compresin).Las columnas son elementos donde las cargas principales actan paralelas al eje del elemento, y por lo tanto trabaja principalmente a compresin; cuya longitud es varias veces mayor que su dimensin lateral ms pequea. El esfuerzo de compresin es muy peligroso en este tipo de elemento estructural, por la presencia de pandeo, que es una falla porinestabilidad. El tipo de columna que se usa con mayor frecuencia es la columna slida sencilla, que consiste en una sola pieza de madera, cuya seccin transversal es cuadrada u oblonga. Las columnas slidas de seccin transversal circular son usadas con menos frecuencia. Una columna formada porvarios miembros es un ensamble de dos o ms miembros cuyos ejes longitudinales son paralelos; se impide que se toquen los elementos mediante unos bloques separadores colocados en los extremos y punto medio de su longitud. Otros tipos de columnas son las llamadas columnas compuestas, que estn conectadas mediante sujetadores mecnicos. Los pie-derechosen marcos ligeros de madera y en entramados tambin son columnas.

DISEO DE ELEMENTOS SOMETIDOS A COMPRESINEn el procedimiento de diseo del Manual de Diseo para Maderas del Grupo Andino deben de seguir los siguientes pasos:Para COMPRESIN AXIAL:1. Definir las bases de clculo.a) Grupo estructural de la madera a utilizarseb) Cargas a considerarse en el diseoc) Condiciones de apoyo, y factor de longitud efectiva.2. Determinar efectos mximos.3. Establecer los esfuerzos admisibles, modulo de elasticidad, as como el valor de Ck 4. Asumir una escuadra, y extraer sus propiedades geomtricas.5. Calcular la esbeltez para cada direccin.6.Calcular la carga admisible, y compararla con la carga solicitante.Para FLEXOCOMPRESIN:1. al 6. Se determina de la misma manera que para Compresin Axial.7. Determinar la carga crtica de Euler.8. Calcular el factor de amplificacin de momentos km9. Verificar que la ecuacin general de elementos a flexocompresin sea satisfecha (que de un valor < a 1)El diseo de elementos sometidos a compresin o flexo-compresin debe realizarse tomando en cuenta su longitud efectiva, que ser denotada por L.

ELEMENTOS SOMETIDOS A TENSION AXIAL El esfuerzo a carga axial de tensin, no sobrepasar al esfuerzo admisible modificado a tensin paralela a la fibra, segn la siguiente frmula:

Aquellos elementos que, adems de solicitacin axial de tensin, estn sometidos a momento flector axial o biaxial, debern ser diseados de acuerdo con G.5.1. ELEMENTOS SOMETIDOS A COMPRESION AXIAL TERMINOLOGIA El trmino COLUMNA, se refiere a los elementos sometidos a cargas de compresin paralela a la fibra, cualquiera que sea su localizacin estructural. Clasificacin de columnas Para efectos de la presente norma, se clasificarn de acuerdo con su forma constructiva: (a) Columnas simples slidas Conformadas por piezas nicas de madera o piezas de madera estructural laminada encolada. (b) Columnas espaciadas Conformadas a partir de dos o ms piezas individuales separadas entre si pero ensambladas, en los extremos y en puntos intermedios, por bloques o tapas unidas por adhesivos, conectores de anillo partido, pasadores, pernos, grapas, tornillos tirafondos, o clavos. (c) Columnas armadas Son las conformadas por varias piezas individuales macizas de madera, de similares caractersticas, unidas entre s, por, pernos, tornillos, adhesivos o clavos.LONGITUD EFECTIVA La longitud efectiva de una columna puede calcularse con la frmula:

ENTRAMADOS DE PIES DERECHOS Deben estar arriostrados adecuadamente en el plano del mismo. Los entramados debern contener por lo menos un travesao horizontal intermedio o garantizar el arriostramiento por medio del revestimiento, (entablado o tablero, por ejemplo), adecuadamente conectado a los pies derechos.

Para entramados cuyos pies derechos estn arriostrados lateralmente por elementos intermedios, se deber considerar como longitud efectiva en el plano del mismo, a la longitud entre arriostramientos intermedios. La longitud efectiva fuera del plano del entramado no ser menor que la altura del mismo.

RELACION DE ESBELTEZ En el diseo de columnas de madera, se considera como medida de esbeltez la definida por la frmula:

El clculo se har para las dos direcciones principales y se utilizar el mayorCOEFICIENTE DE ESTABILIDAD DE COLUMNAS Cp El coeficiente de estabilidad para columnas, Cp debe ser calculado segn la frmula:

Cuando un miembro a compresin es soportado en toda su longitud y en las dos direcciones principales, para prevenir desplazamientos laterales en cualquier direccin Cp = 1.0 CARGAS ADMISIBLES La carga admisible de una columna, con carga axial centrada, ser calculada con la siguiente frmula:

Si la columna no tiene perforaciones, el rea neta de la columna es el rea bruta de la misma. Si la columna tiene alguna perforacin, el rea usada en el clculo de Pa, depender de la localizacin de las perforaciones y de la posibilidad de que la columna pueda pandearse en ese sitio, segn las siguientes consideraciones: (a) Si la perforacin se encuentra ubicada en un punto debidamente arriostrado contra desplazamiento lateral, el rea bruta podr ser utilizada en la comprobacin de la columna, con reduccin por esbeltez entre puntos de arriostramiento. (b) Si la perforacin se encuentra localizada en la zona no arriostrada de la columna, el rea neta deber ser usada al comprobar la estabilidad de la columna y la carga admisible.

COLUMNAS ADELGAZADAS Para el diseo de una columna de seccin rectangular adelgazada en uno o ambos extremos, la representativa dimensin (d), para cada cara de columna se calcula con la siguiente frmula:

El clculo de Cp , estar basado en la representativa dimensin d . Adems, fc en cualquier seccin transversal de la columna rebajada, tomando la mnima dimensin de la columna, no exceder, el esfuerzo admisible modificado para compresin axial paralela a la fibra Fc. multiplicado por todos los factores de modificacin excepto el factor de estabilidad de columnas Cp. COLUMNAS ESPACIADAS Las especificaciones de esta norma son aplicables a columnas conformadas por piezas separadas por bloques con espaciamiento a t 3 #, Figura G.4.3-3 A, B, C, o con tapas de unin, Figura G.4.3-3, D, E, con espaciamiento 3 a t 6 0 #. Especificaciones de construccin: (a) Todas las piezas debern tener la misma seccin transversal y propiedades mecnicas, sin juntas, uniones o traslapos y la longitud de cada pieza ser la longitud total de la columna. (b) Los tacos separadores, tapas de unin y sus conectores se debern disear considerando el esfuerzo de corte Vd, segn la frmula G.4.3.10. (c) El nmero de tramos debe ser / 3, o sea que existirn mnimo cuatro bloques separadores cuatro tapas, y con uniones transversales al menos en los puntos tercios de la longitud de columna. (d) La unin transversal de cada bloque o tapa con las piezas dispondr de al menos dos conectores, dos pernos o cuatro clavos. (e) Si se utilizan tacos encolados la longitud de estos ser al menos dos veces la distancia libre entre piezas individuales. (f) Cuando a t 2 # se prescindir del clculo de momento flector que la fuerza de cortante, Fvef , induce sobre los tacos separadores.

Requisitos de diseo Las columnas espaciadas con bloques separadores o tapas de unin se calcularn de acuerdo con G.4.3.3, pero en los elementos A, B, C, D, E de la figura G.4.3-3, el pandeo con respecto al eje principal, x - x, se verificar de acuerdo con la siguiente frmula:

COLUMNAS ESPACIADAS

COLUMNAS ARMADAS Las siguientes provisiones aplican para columnas armadas, unidas con clavos o tornillos o pernos y con de 2 a 5 laminaciones o piezas. Cuando se utilizan pegantes adhesivos efectivos como en el caso de madera estructural laminada encolada, se podr asumir, que la seccin desarrolla una accin compuesta total, es decir que no existirn deformaciones relativas entre laminaciones. Para el caso de madera laminada encolada el clculo se asume como una simple columna maciza. Requisitos de construccin columnas armadas(a) Cada laminacin debe tener igual seccin transversal rectangular y un espesor mnimo t 38 * mm (b) Todos los elementos debern tener la misma altura +d, (c) Las caras entre laminaciones debern estar en contacto total (d) Todos los elementos tendrn la longitud completa de la columna, en una sola pieza sin traslapos ni juntas. (e) Las columnas debern construirse con laminaciones o piezas de igual o similares caractersticas de resistencia, pero cuando se utilicen con laminaciones de diferente especie, resistencia, o espesor, se deber tomar el esfuerzo de compresin admisible modificado Fc, y el mdulo de elasticidad para estabilidad de vigas y columnas Emin correspondiente al de las ms dbil de las laminaciones. (f) Para mejorar las laminaciones se podrn juntar las piezas con una combinacin de pegantes y clavos o pasadores.

Especificaciones de columnas armadas conectadas con clavos Las columnas armadas cuyas piezas se conecten con clavos debern cumplir con lo siguiente. (a) Los clavos adyacentes se instalan desde lados opuestos de la columna. (b) Los clavos debern penetrar por lo menos 3/4 del espesor de la ltima pieza (c) La distancia desde el extremo de la columna hasta el clavo ms cercano deber estar entre 15D y 18D, siendo D, el dimetro del clavo. (d) El espaciamiento centro a centro entre clavos, deber ser mayor o igual a 20D y menor o igual a 6 veces el espesor del elemento ms delgado. (e) El espaciamiento entre filas de clavos, deber estar entre 10D y 20D, siendo D, el dimetro del clavo. (f) Las distancias al borde, debern estar entre 5D y 20D, siendo D, el dimetro del clavo. (g) Se debern instalar dos o ms filas longitudinales de clavos cuando la altura, (d), de la columna sea mayor de 3 veces el espesor (f) del elemento ms delgado. (h) Cuando se requiera nicamente una fila longitudinal de clavos, los clavos adyacentes debern ser alternados.

DISEO DE ELEMENTOS SOLICITADOSPOR FLEXIN Y CARGA AXIAL ELEMENTOS SOMETIDOS A ESFUERZOS COMBINADOS DE FLEXIN Y TENSIN Los elementos sometidos simultneamente a flexin y tensin axial, sern diseados de modo que cumplan con las siguientes frmulas:

En donde los subndices indican los ejes sobre los cuales se produce la flexin y en este caso el chequeo al pandeo se efectuar separadamente

ELEMENTOS SOMETIDOS A CARGAS COMBINADAS DE FLEXIN Y COMPRESIN Los elementos sujetos a una combinacin de flexin axial o biaxial alrededor de los ejes principales y carga axial de compresin, debern cumplir con la siguiente formulacin: