Una sencilla regla para predimensionar pilares de hormigón

En cualquier cálculo de estructuras se debe partir de unas dimensiones iniciales y entrar en un proceso iterativo en el que los esfuerzos obtenidos y el comportamiento del material nos van llevando a unas dimensiones óptimas.

Claro, mientras más cercanas sean las dimensiones iniciales a las óptimas de nuestro caso, menos iteraciones tendremos que hacer. Por tanto, el saber más o menos por donde van a ir los tiros es esencial para no hacer trabajo gratuito.

Con este objetivo publicamos los post de predimensionamiento de puentes (puentes losa, mixtos de vigas metálicas y de cajones metálicos…). En este post vamos a describir un método muy sencillo para estimar el área de pilares de edificación.

PILAR DE HORMIGÓN

La idea de este método parte en llevar las tensiones admisibles del hormigón a valores que permitan no superar la resistencia del hormigón y un armado medio. La simplificación consiste en asumir que las tensiones en el hormigón dependen del axil o carga vertical que le llega al pilar mayorado por un porcentaje para tener en cuenta la excentricidad debida a los momentos que le lleguen al pilar. Por tanto la expresión propuesta es:

Pilar de hormigón armado

Donde:

    A es el área que necesitamos de pilar de hormigón armado

   P es el la carga que recibe el pilar sin mayorar, la de servicio (a groso modo podemos decir que un forjado tradicional para vivienda carga unos 7,5 KN/m² con lo que sabiendo el número de pisos que soporta el pilar y su área de influencia, su obtención es directa).

   fck es la resistencia característica del hormigón a compresión

    α es el coeficiente según la tabla siguiente:

Situación del pilar

α

Pilar interior en primeras plantas

3,3

Pilar interior en últimas plantas si hay más de 5 plantas

4,0

Pilar extremo

4,6

Pilar de esquina

6,0

Este coeficiente α  ya tiene incorporado los coeficientes de seguridad de las acciones y los materiales, por eso en la formula la carga es en servicio y la resistencia es característica. Este hecho simplifica enormemente la fórmula, que es lo que se pretende.

¡Ojo con las dimensiones mínimas! La dimensión mínima para un pilar de hormigón armado es de 25 cm x 25 cm (según EHE-08) y, si estamos en zona sísmica (con aceleración de cálculo mayor o igual a 0.16g), de 30 cm x 30 cm.

Por último, comentar que, según se puede apreciar en la tabla anterior, mientras más momentos haya en el pilar, el coeficiente α penaliza el caso pidiendo una mayor sección de hormigón.

El área así obtenida es un buen punto de partida para empezar a calcular una estructura de edificación.

Espero que os sea útil.


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

33 Responses to Una sencilla regla para predimensionar pilares de hormigón

  1. […] Una sencilla regla para predimensionar pilares de hormigón […]

  2. […] Una sencilla regla para predimensionar pilares de hormigón […]

  3. liber dice:

    interesante y sencillo

  4. Rafael A G dice:

    Sencillo e intetesante. Se podria decir aquello de: – “Lo bueno si es breve, dos veces bueno”

  5. Anónimo dice:

    Interessante Jose.

  6. David Santillan dice:

    Interesante informacion, Gracias por contribuir con los temas de la construccion

  7. luis dice:

    Tu pagina es muy interesante los tema muy didacticos, soy arquitecto y me ha sido de mucha utilidad

  8. Roberto Tusman dice:

    Muy útil y sintético.

  9. Anónimo dice:

    practico y util Gracias

  10. Nayar dice:

    Una duda ¿cual sería el criterio general para estructurar para poder emplear la formula?

  11. Salo dice:

    soy ingeniero mecanico pero me es util saber de cimentacion, esta manera es muy basica pero es muy util.

  12. Segundo Julio dice:

    interesante aporte , se agradece el apoyo los profesionales que recién empiezan

  13. abel castillo dice:

    Hubiese sido bueno que el articulo tuviese un ejemplo.
    Buen aporte

  14. Derek Quinto dice:

    Que tal José? interesante artículo; en América se suele utilizar un factor o fracción de porcentaje de la resistencia del concreto armado u hormigón, teniendo como referencia un 85 % de la Fc’, asociado al punto máximo de la curva esfuerzo – deformación axial del concreto SIN confinar, inclusive numerosos autores están sugiriendo bajar ese factor hasta un 20 % Fc’ para zona de alta sísmicidad, esto un poco para evitar trabajar con dimensiones mínimas normativas y partiendo de los primeros agrietamientos del hormigón. Los coeficientes alfa que se comentan están asociados a algún tipo de estado límite del concreto o a las cargas como tal que soportará la columna?… Saludos.

    • Hola Derek,
      Aquí, con la normativa Española y Europea también consideramos una reducción del 85% en la ley de comportamiento del hormigón/concreto. Esto es debido al cansancio del hormigón. En las antiguas normativas el 85% se aplicaba siempre pero en la nueva, te dejan considerar ese 85% sólo en elementos que durante su vida útil va a estar siempre cargados a compresión, vamos, basicamente columnas y pilares.
      La formulación anteriores se basa en una regla de “predimensionamiento” y por tanto es mas una regla estadística que otra cosa. Una vez obtenido las dimensiones del pilar es cuando se debe realizar el cálculo mas exhaustivo. La regla te permite no ir dando palos de ciego con las dimensiones.
      Un saludo.

    • Raúl Martínez dice:

      Hola buen día. Tengo un problema en mi casa y me gustaría que alguien como ustedes que saben me pudiera apoyar. Mi casa es de 2 pisos pero en el frente se debilito la estructura porque quitaron unas paredes y ahora se está venciendo el techo de la planta baja. Como puedo hacer para solucionar ese problema? Yo no tengo conocimientos pero había pensado comprar unos 2 pilares o columnas de roca o algo así pero no sé cómo lo pondría debajo del techo, como meterlos ahí abajo? O saben de alguna otra cosa con la cual solucionar? Les agradecería con toda mi alma su ayuda. Y que no sea tan caro porque soy de bajos recursos económicos

  15. JOSE HERNANDEZ dice:

    Buen Día, la formula es muy útil, soy ingeniero civil y diseño estructuras, me guata ria saber si la formula es aplicable a unidades de kilogramo metro, para poder llevarlo a clase

    • Hola José,
      Si, la formula es dimensional de manera que en función de qué unidades metas P y fck te saldrá el área. Si mentes P en Nw y fck en Nw/mm2 te saldrá el Área en mm2 y si metes P en Kg y fck en Kg/cm2 te saldrá el área en cm2. Es cuestión de poner los datos en las mismas unidades.
      Un saludo.

  16. CARLOS JOSÉ dice:

    Hola, buenos días con todos; espero y puedan ayudarme, se poco de construcción debido a que no me desarrollo en ese ámbito; sin embargo tengo una propuesta para ubicar unas PTAP en una zona agreste para lo cual necesitaré una base de concreto como soporte, la PTAP tiene aproximadamente un peso durante operación de unos 2 a 3 toneladas; por lo que necesito averiguar los precios unitarios de los materiales a usar. Considerando a que esta se va a ubicar en una zona de selva baja, podrían ayudarme con los materiales a usar, como por ejemplo; tipo de cemento, tipo de arena, algún aditivo en particular, diámetro del hierro a usar, etc! las dimensiones de la construcción son de aproximadamente 4×4. Gracias de antemano.

  17. Gracias Don José, este método es más sencillo que el que me enseñaron, el cual era tomar la carga “P” como la calculas y equipararla con la carga P del punto de balance en el diagrama de interacción.

  18. Llorenç dice:

    Los que calculamos casi a diario, no usamos esta regla, ni “los números gordos” simplemente porque la experiencia de muchos años nos da la seguridad de la sección aproximada. Lo que si es importante, una vez calculado es repasar los resultados de los pilares, vigas etc.

    • La experiencia es sin duda una buena aproximación. Los números gordos y reglas como la del post no son mas que la experiencia condensada en una formula. Esta claro que cuando haces lo mismo todos los días, las reglas te sobran, pero para el que empieza o no lo hace a menudo es una buena herramienta. Y aveces, los números gordos sirven para chequear resultados de programas de cálculo.
      Un saludo.

  19. Pablo dice:

    Buenas tardes, me gusto la descripción del calculo. tengo una duda, yo tengo que hacer una columna de 3,50 mt de altura y la planta baja es toda vidriada (local comercial). y arriba 1 piso van departamento. el mínimo dimensionado es de 30 x30 con hierro del 10. esta bien?

  20. Norman dice:

    MUY BUEN DATO!!! UN EJEMPLO SERIA MAGNIFICO

  21. ALBERTO PEREZ ESPEJO dice:

    Buenos dias Jose Antonio: La practica reiterada en la elaboración de proyectos nos hace predimensionar los soportes de hormigón con criterios puramente subjetivos, con este sencilla manera de predimensionarlo, creo que no nos encontraremos con la desagradable sorpresa que elementos, con dimensiones inalterables, no nos caben en el diseño de la planta del edificio.

    Gracias por compartir tu conocimiento del tema.

  22. Carlos Iñiga dice:

    Buenos días,

    Me podrían ayudar con una duda; cuál sería las dimensiones ideales para un pilar que va a soportar un piso alto y pretendo ponerlo a 4 metros de separación entre pilares.

    Gracias de antemano por la ayuda

  23. Manuel dice:

    Entonces los pilares de un quinto piso deberían llevar más área que los de un primero?

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