Diagramas de Esfuerzo Axial (N)
Tracción y compresión a lo largo del eje de la barra — el idioma de celosías, columnas y arriostramientos
El diagrama de esfuerzo axial muestra la fuerza que actúa a lo largo del eje de cada barra. CalcSteel sigue la convención universal: N positivo es tracción (la barra se estira), N negativo es compresión (la barra se aprieta). La distinción no es cosmética — una barra traccionada se verifica contra fluencia y rotura, mientras que una comprimida vive o muere por el pandeo.
1. Leer el Diagrama Axial
En una barra sin cargas axiales intermedias, N es constante en toda la longitud — el diagrama es un rectángulo. Las columnas acumulan carga piso a piso (y su peso propio), así que N crece hacia la base. En una celosía ideal, con barras articuladas y cargas solo en los nudos, cada barra lleva esfuerzo axial puro: eso hace a las celosías tan eficientes.
Celosía clásica bajo cargas gravitatorias: cordón inferior y diagonales interiores traccionados (azul), cordón superior y diagonales de extremo comprimidos (rojo).
Columna bajo carga superior P: compresión −P arriba, creciendo hasta −P−W en la base al acumularse el peso propio W.
2. N en CalcSteel — tensores incluidos
Activa el diagrama N desde el botón de Esfuerzos (F) del panel de diagramas — se dibuja en azul, con el pico de cada barra en una píldora oscura, en kN (kip en unidades imperiales). Las barras clasificadas como tensores (arriostramiento solo-tracción) reciben trato especial: en cada combinación el solver itera automáticamente para decidir si el tensor está activo (traccionado) o flojo (estaría comprimido), y los tensores flojos se dibujan en gris claro.
Leer esfuerzo axial en la práctica
- F → N — el diagrama axial. Positivo = tracción, negativo = compresión; el signo importa más que la magnitud.
- K — Probe: lee N en cualquier punto de la barra — útil en columnas donde N varía con la altura.
- Orig / ENV / CB… — un arriostramiento traccionado con un sentido del viento suele estar comprimido con el otro. La envolvente muestra ambos extremos; el diseño necesita cada combinación.
- λ — los esfuerzos axiales del análisis alimentan la rigidez geométrica del Análisis Lineal de Pandeo — mira la página del diagrama de pandeo.
3. De N a la Verificación de Norma
El signo de N decide qué capítulo de la norma aplica. Las barras traccionadas se verifican contra fluencia de la sección bruta y rotura de la sección neta en las conexiones. Las comprimidas, contra pandeo por flexión, torsión y local — y su esbeltez se limita por buena práctica:
- NBR 8800 — Tracción (sección 5.2) — fluencia, rotura y la reducción de área neta en extremos apernados.
- NBR 8800 — Compresión (sección 5.3) — la curva de pandeo, el factor de reducción χ y las longitudes efectivas.
- AISC 360 — Tracción (D) y Compresión (E) — los equivalentes americanos de las mismas verificaciones.
- N + M combinados — las columnas reales también llevan momento; la ecuación de interacción une esta página con la de flexión.
Lista de cordura
- La suma de los axiales de las columnas en la base ≈ carga vertical total. Si no, algo está flotando o doblemente apoyado.
- Estructura simétrica + carga simétrica → N simétrico. Un mapa axial asimétrico bajo carga simétrica delata un desliz de modelado.
- Arriostramiento en X modelado como tensores: espera una diagonal activa y su gemela floja (gris) por sentido de viento — ambas totalmente movilizadas a la vez significa que no son tensores de verdad.
- Barras comprimidas largas con λ cerca de 200 son legales pero nerviosas — cualquier carga o imperfección extra se come el margen. Considera arriostrar a media longitud.
