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

Aspecto	CFT	SRC
Capacidad axial	Muy alta	Alta
Ductilidad	Excelente	Buena
Protección al fuego	El concreto protege	Requiere recubrimiento
Facilidad constructiva	Sin formaleta	Requiere formaleta
Conexiones	Más complejas	Estándar

Parámetros de entrada

Parámetro	Unidad	Descripción	Por defecto
steel_profile_id	—	Perfil de acero (tubo o W)	—
column_type	—	Tipo: CFT o SRC	CFT
height	m	Altura de la columna	4.0
axial_load	kgf	Carga axial mayorada (Pu)	—
moment_x	kgf-m	Momento eje X (Mux)	0
moment_y	kgf-m	Momento eje Y (Muy)	0
concrete_fc	MPa	Resistencia del concreto f'c	28
Kx	—	Factor de longitud efectiva X	1.0
Ky	—	Factor de longitud efectiva Y	1.0

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
21	Estructuras livianas
28	Uso general (recomendado)
35	Alta capacidad
42	Edificios 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.