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Columna Compuesta CFT/SRC

Diseño de columnas compuestas de acero y concreto según AISC 360-16 Capítulo I. Soporta dos tipos:

  • CFT (Concrete-Filled Tube): Tubo de acero relleno de concreto
  • SRC (Steel Reinforced Concrete): Perfil de acero embebido en concreto

Ventajas de columnas compuestas​

AspectoCFTSRC
Capacidad axialMuy altaAlta
DuctilidadExcelenteBuena
Protección al fuegoEl concreto protegeRequiere recubrimiento
Facilidad constructivaSin formaletaRequiere formaleta
ConexionesMás complejasEstándar

Parámetros de entrada​

ParámetroUnidadDescripciónPor defecto
steel_profile_id—Perfil de acero (tubo o W)—
column_type—Tipo: CFT o SRCCFT
heightmAltura de la columna4.0
axial_loadkgfCarga axial mayorada (Pu)—
moment_xkgf-mMomento eje X (Mux)0
moment_ykgf-mMomento eje Y (Muy)0
concrete_fcMPaResistencia del concreto f'c28
Kx—Factor de longitud efectiva X1.0
Ky—Factor de longitud efectiva Y1.0

Endpoint API​

POST /api/calc/composite-column

Ejemplo cURL — Columna CFT​

curl -X POST https://api.comandoconstrucciones.com/api/calc/composite-column \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"steel_profile_id": "COL-TR-300X300X10",
"column_type": "CFT",
"height": 4.0,
"axial_load": 200000,
"moment_x": 5000,
"moment_y": 2000,
"concrete_fc": 28,
"Kx": 1.0,
"Ky": 1.0
}'

Respuesta​

{
"steel_profile": "COL-TR-300X300X10",
"column_type": "CFT",
"materials": {
"steel_Fy_MPa": 317,
"concrete_fc_MPa": 28
},
"geometry": {
"height_m": 4.0,
"Kx": 1.0,
"Ky": 1.0,
"KL_x_m": 4.0,
"KL_y_m": 4.0
},
"capacity": {
"phi_Pno_kN": 4250,
"phi_Mnx_kNm": 385,
"phi_Mny_kNm": 385,
"slenderness_x": 28.5,
"slenderness_y": 28.5
},
"demands": {
"Pu_kN": 1962,
"Mux_kNm": 49.05,
"Muy_kNm": 19.62
},
"interaction": {
"Pu_ratio": 0.46,
"Mu_ratio": 0.18,
"combined_ratio": 0.64,
"equation_used": "H1-1b"
},
"status": "OK",
"governing": "Interacción P-M"
}

Selección óptima​

POST /api/calc/composite-column/optimal

Evalúa tubos cuadrados y rectangulares, retorna el más liviano que cumple.

curl -X POST https://api.comandoconstrucciones.com/api/calc/composite-column/optimal \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"column_type": "CFT",
"height": 4.0,
"axial_load": 200000,
"moment_x": 5000,
"moment_y": 2000,
"concrete_fc": 28,
"Kx": 1.0,
"Ky": 1.0
}'

Grados de concreto​

f'c (MPa)Uso típico
21Estructuras livianas
28Uso general (recomendado)
35Alta capacidad
42Edificios altos

Ecuaciones de interacción​

Para columnas compuestas, AISC 360 Cap. I usa las mismas ecuaciones H1 que columnas de acero, pero con propiedades modificadas considerando el aporte del concreto.

CFT — Capacidad axial​

Pno = As·Fy + 0.85·f'c·Ac + Asr·Fyr

Donde:

  • As = Área de acero del tubo
  • Ac = Área de concreto
  • Asr = Área de refuerzo longitudinal (si aplica)

SRC — Capacidad axial​

Pno = As·Fy + 0.85·f'c·Ac + Asr·Fyr

La capacidad a flexión se calcula mediante diagramas de interacción P-M del sistema compuesto.