Características de la relación de esbeltez en ingeniería

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La relación de esbeltez es una evaluación de la capacidad de un miembro estructural para soportar presiones de pandeo. Los ingenieros pueden determinarlo dividiendo la longitud de la columna por lo que se conoce como radio de giro, la distribución del peso alrededor del centro de la columna. Estos cálculos son importantes para las vigas de apoyo y otros componentes estructurales, para asegurarse de que no fallarán y pondrán una estructura en riesgo de daños graves o colapso.

Científico con vasos de precipitados

Para determinar la relación de esbeltez, el ingeniero necesita una medida de la longitud de la columna y debe calcular el radio de giro observando cómo se distribuye el peso alrededor de su centro. Esto está determinado por el ancho. Si la columna es muy estrecha, el peso se concentra cerca del centro. Las columnas anchas tienen un peso más distribuido y tienden a ser menos propensas a pandearse.

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Es posible simplemente dividir la longitud por el ancho para una estimación rápida de la relación de esbeltez. Si la columna es demasiado delgada, será propensa a pandearse, donde el medio cede incluso cuando la parte superior e inferior permanecen sólidas. Por otro lado, una columna muy gruesa puede ser tan pesada que cause problemas estructurales en sí misma. El peso de las columnas de soporte pesadas puede ser un problema importante en edificios altos.

Hay algunas consideraciones adicionales a tener en cuenta con la relación de esbeltez. Uno es el material utilizado para hacer la columna. Es más probable que los miembros estructurales de madera se doblen que el acero o el hormigón. Necesitan una relación ligeramente diferente para crear un margen de seguridad. Asimismo, el nivel de apoyo disponible para la columna es importante.

Una columna muy alta apoyada en la mayor parte de su ancho tiene menos probabilidades de doblarse que una columna más corta sin soporte. Los ingenieros pueden usar la longitud efectiva, mirando solo la sección sin soporte, en un cálculo de relación de esbeltez. También pueden ajustar el desempeño de una columna en una estructura agregando soporte para hacerla más resistente.

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Los ingenieros que desarrollan especificaciones de diseño pueden usar esta fórmula para asegurarse de que las columnas planificadas en un proyecto sean adecuadas para la necesidad. También pueden verificar sus matemáticas a medida que aumenta la estructura, muestreando columnas y calculando una proporción de esbeltez para determinar si son suficientes. Si no es así, existe el riesgo de que el edificio se caiga a medida que sube. Un edificio con soportes inadecuados también puede no pasar la inspección del edificio. Es posible que el constructor deba actualizarlo o repararlo y solicitar nuevamente permiso para comenzar a usar el edificio.