¿Qué es una columna corta?

Una columna corta es un miembro estructural cuya longitud relativamente corta prácticamente garantiza que fallará en la compresión si se carga uniformemente a lo largo de su eje. Las columnas se pueden clasificar como cortas, intermedias o largas, según sus longitudes, sus propiedades de material y las longitudes de otras columnas en la misma estructura. Una columna corta difiere de una columna mediana o larga, cada una de las cuales puede fallar al doblarse cuando se carga uniformemente a lo largo del eje.

Ninguna longitud específica o rango de longitudes define una columna corta. Más bien, si una columna se considera corta depende de una variedad de factores. Una columna corta puede estar hecha de varios materiales, incluyendo acero estructural, aleaciones de aluminio, hormigón armado o incluso madera. Dependiendo de cuál de estos materiales estén hechos, las columnas cortas pueden tener diferentes longitudes debido a las diferentes resistencias de estos materiales. Las columnas estructurales que tienen una longitud corta en relación con las otras columnas en una historia particular de un edificio también se consideran columnas cortas.

Las columnas suelen fallar en uno de los dos modos. Pueden ser aplastados, lo que significa que fallaron en la compresión, o pueden doblarse, lo cual es un fenómeno conocido como pandeo. En qué modo fallan depende de una variedad de factores, incluida la geometría de la columna y las propiedades del material de la columna. La distribución de las fuerzas de compresión a través del área de la sección transversal de la columna también es importante. Si la compresión se aplica de manera desigual en la columna, con más fuerza en un borde que en otro, las posibilidades de pandeo aumentan.

Las columnas relativamente cortas tienen más probabilidades de fallar en la compresión. La tensión en una columna debido a la carga debe ser menor que la resistencia de la columna para que la columna soporte la carga. Los edificios están diseñados específicamente para garantizar que este sea el caso; de lo contrario, el edificio colapsaría.

Por seguridad, las columnas están diseñadas para ser más fuertes de lo necesario en las condiciones esperadas. Esto se conoce como un margen de seguridad. Un margen de seguridad ayuda a garantizar que la cantidad de tensión que cada columna puede soportar excede la tensión que experimenta en el uso real. Sin embargo, en circunstancias excepcionales, como un desastre natural, el estrés en una columna puede exceder inesperadamente su resistencia, provocando la falla de la columna. Esto plantea una preocupación importante para el diseño de columnas cortas.

En comparación con otras columnas, las columnas cortas son relativamente más rígidas, lo que resulta en una mayor susceptibilidad al daño durante un terremoto u otros eventos extremos. Por lo tanto, se debe prestar especial atención a su diseño para garantizar una construcción sólida. Por esta razón, el diseño de columnas cortas es particularmente importante en países menos desarrollados en áreas propensas a terremotos, como Honduras e India.

Debido a su relativa rigidez en comparación con otros miembros estructurales, las columnas cortas experimentan una mayor demanda sísmica y las someten a más fuerza en un terremoto. Este fenómeno se conoce como el efecto de columna corta. Las columnas cortas que fallan de esta manera se caracterizan por grietas en forma de una X visible en el exterior de la columna. Los diseñadores generalmente evitan el uso de tales columnas en edificios siempre que sea posible para evitar el efecto de columna corta. Cuando no se pueda evitar su uso, los diseñadores generalmente aumentarán la robustez del diseño estructural para compensar el mayor riesgo.