Una columna de 20×20 tiene una sección transversal cuadrada con dimensiones de 20 unidades en ambos lados (ancho y profundidad). Las columnas de 20×20 son ampliamente empleadas en la construcción de viviendas.
Los cálculos de materiales son importantes para establecer las cantidades y con ello obtener el precio por construcción de columnas. A continuación se muestra un breve cálculo para materiales y la estimación por metro lineal de columnas cuya sección sea de 20 x 20 centímetros.
Table of Contents
Columna de 20×20 en construcción
Una columna de 20×20 tiene una sección transversal cuadrada con dimensiones de 20 unidades en ambos lados (ancho y profundidad). Las columnas de 20×20 son ampliamente empleadas en la construcción de viviendas.
Materiales que se necesitan para construir una columna:
Los principales materiales empleados para llevar a cabo la construcción de columnas 20×20:
- Acero
- Concreto
- Madera/formaleta
Calcular el volumen de concreto para columna 20×20
La sección de columna para nuestro ejemplo es de 0.20 x 0.20 metros, los cálculos considerados para este ejemplo contemplan 1 metro lineal de columna.
Una columna de 20×20 indica que tiene 20 centímetros de ancho por 20 centímetros de ancho en su sección. Es una columna que se conoce como sección cuadrada, debido a que sus dos dimensiones son iguales.
Capacidad de carga de una columna 20×20
La capacidad de carga de una columna depende del tipo de suelo, sección de columna, resistencia del concreto, y acero de refuerzo.
Para una columna de sección 20×20 centímetros (3 m de altura, aprox.) resiste entre 15 a 20 toneladas en promedio
Dosificación de concreto para columnas 20×20
Cuánto concreto se necesita para una columna de 20×20
Volumen total de columna ejemplo = 0.41 m3 (incluye cimentación)
Altura libre de columna = 3 metros
Cimentación: columna 0.50 metros + 0.25 metros (espesor de zapata).
Es decir, que se requiere de un volumen de mezcla de 0.11 m3 por cada metro lineal de columna.
Utilizando proporciones de dosificación para la resistencia para mezcla de concreto de 3500 psi.
Para una proporción 1:2:2 en materiales, tenemos que por cada metro cúbico de concreto se requieren:
- 420 kg de Cemento
- 0.67 m3 de Arena
- 0.67 m3 de Piedra
- 220 Litros de Agua
A continuación se estiman las cantidades para construir una columna de 20×20 centímetros:
Volumen de mezcla = 0.41 m3:
- Kg de cemento = 420 kg * 0.41 * 1.05 = 180.81 kg
Si dividimos por la presentación de un saco de 42.5 kg de cemento, se obtiene lo siguiente:
180.81 kg/42.5kg = 4.25 sacos de cemento
Este volumen de concreto (0.41m3) incluye la mezcla para vaciar las columnas y la sección de cimentación (columna-zapata).
- m3 de arena = 0.67 m3 * 0.41 *1.25 = 0.34 m3
- m3 de piedra = 0.67 m3 * 0.41 *1.15 = 0.32 m3
- Litros de agua = 220 Litros *0.41 = 90.2 Litros
La presentación del saco o bulto de cemento puede variar, dependiendo del fabricante y del proveedor de la zona.
Cuántas varillas lleva una columna de 20×20
La elección del tipo de acero para columnas en la construcción depende de diversos factores, como la carga que deben soportar, las condiciones ambientales, los requisitos de diseño y las normativas locales.
La elección del tipo de acero para columnas en la construcción depende de diversos factores, como la carga que deben soportar, las condiciones ambientales, los requisitos de diseño y las normativas locales.
Son cuatro (4) barras de acero N°5, por lo tanto, para el acero vertical, en un (1) metro lineal:
1 m * 4 = 4 metros lineales de acero N°5
Cantidad de acero con desperdicio = 4 * 1.20 = 4.80 metros (aplicando factor de desperdicio).
Se ha considerado un factor de desperdicio que corresponde al 20%, sin embargo, es importante saber que este porcentaje puede aumentar o disminuir.
Estribos (acero alrededor de las barras verticales) de 3/8 de pulgada, es un acero horizontal en columnas y de menor espesor que el de los estribos.
Barras de acero vertical para columna y acero para estribos o anillos
Acero = 5 * 0.60 m = 3 metros de acero N°3.
Acero = 3 * 1.20 m = 3.6 metros de acero N°3 (con factor de desperdicio)
El cálculo del refuerzo por metro lineal de columna es aproximado. A esta cantidad debemos sumar el acero de cimentación de columna.
Bajo la superficie del piso, existe una sección (columna-zapata) encargada de transmitir los esfuerzos al terreno. Encontraremos una sección de columna, que va unida a la zapata (cimentación) de la columna.
El acero de la zapata consiste en una parrilla sencilla de barras corrugadas N°4, en ambos sentidos y espaciadas a 0.15 metros.
Por cada metro lineal de columna de concreto 20×20 cm, debemos considerar la suma del acero N°5 (acero vertical columnas), acero N°3 (estribos de columna) y el acero N°4 (zapata de columna). Al dividir los metros lineales(ml) de acero, obtenemos lo siguiente:
Barras N°3 = 2.01 (longitud total de acero) /3.75 (longitud total de columna) = 0.54 m
Acero N°4 = 2.76 (longitud total de acero) /3.75 (longitud total de columna) = 0.74 m
Barras N°5 = 2.43 (longitud total de acero) /3.75 (longitud total de columna) = 0.65 m
Encofrado/formaleta una columna de 20×20
Para el sistema de encofrado, se pueden emplear distintos tipos de materiales. Este ejemplo contempla el uso de madera para el cerramiento y soporte durante el vertido de concreto.
4 tablones de madera de aproximadamente 1” (pulgada de espesor), 12” (pulgadas de ancho) y una longitud entre 10 y 12 pies.
Se considera reforzar la estructura y apuntalar (cuadros de madera 2”x4”x12´) con madera para soportar la presión del volumen de concreto a vaciar.
La formaleta o encofrado es el molde que da forma a la columna, sirve durante el vertido del concreto y posterior para permitir el endurecimiento de la mezcla. Se deben cubrir cada una de las caras de la columna y el tipo de material puede variar.
El encofrado permite obtener la forma cuadrada y la longitud de la columna deseada, es por ello que el tamaño de la tabla se relaciona directamente con la dimensión de la columna.
Se acostumbra a emplear formaleta de madera, debido a su practicidad a la hora de realizar cortes que permitan un trabajo adecuado.
Precio aproximado por columna 20×20
Para obtener el precio de materiales para una columna 20×20 centímetros, se suman todos los elementos necesarios.
$ 198.53 dólares
Si se divide el total por la altura de columna ($198.53/3.75) obtenemos un precio para materiales por metro lineal.
$ 52.94 (cincuenta y dos dólares con noventa y cuatro centavos)
¿Por qué se realiza el cálculo para un metro lineal de columna?
De esta manera resulta bastante sencillo al momento de realizar estimaciones para varias columnas (que mantengan la misma sección), al multiplicar por la totalidad de metros lineales.
Por ejemplo, si necesitamos construir 2 columnas de 3.5 metros cada una, solo se debe realizar una multiplicación sencilla:
2 x 3.5 x $52.94 = $370.85
Se requieren $370.85 dólares para la compra de materiales si se quieren construir dos columnas de 3.5 metros cada una (incluye cimentación).
Tipos de aceros para columnas
En el mercado encontramos distintos tipos de acero: corrugado, galvanizado, inoxidable, laminado al carbono, aleaciones, entre otros. A continuación se describen algunos de los aceros más utilizados en la actualidad.
Estructural al carbono:
- ASTM A36: Este acero es ampliamente utilizado en construcción general. Tiene buena resistencia y soldabilidad, pero su límite elástico es relativamente bajo.
- ASTM A572: Proporciona mayor resistencia que el A36 y se utiliza comúnmente en aplicaciones estructurales de mayor carga
Acero de alta resistencia:
- ASTM A992: Este acero tiene propiedades de resistencia más altas que el A36 y se utiliza en aplicaciones estructurales críticas. Tiene un límite elástico más alto y una mayor resistencia a la tracción.
Inoxidable:
- 304 y 316: Aunque son más comúnmente utilizados en aplicaciones corrosivas, el acero inoxidable también puede ser adecuado para columnas en entornos corrosivos o donde se requiera resistencia a la corrosión.
Laminado en frío:
- ASTM A1085: Este acero es adecuado para aplicaciones en las que se requiere una alta resistencia y una mayor tenacidad, como en zonas sísmicas.
Acero de aleación:
- ASTM A514: Este acero tiene propiedades de alta resistencia y se utiliza en aplicaciones que requieren una resistencia excepcional. Puede ser una opción en estructuras de carga pesada.
El costo de construir una columna de concreto de dimensiones 20×20 centímetros varía con los precios del mercado de manera directa.