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Las columnas de acero son componentes estructurales diseñados para resistir cargas verticales elevadas sin deformarse. Su alta resistencia mecánica, combinada con una notable capacidad de carga axial, las convierte en un elemento clave en la configuración de estructuras metálicas de alto desempeño.
En este artículo abordamos los principales tipos de columnas elaboradas con acero estructural, sus clasificaciones por forma y función, así como los perfiles más utilizados para su construcción. Y exploramos las ventajas técnicas del acero frente a otros materiales, y los criterios que deben considerarse en su diseño, predimensionamiento y montaje.
Las columnas de acero permiten múltiples configuraciones según su carga, forma, función, tipo de conexión y respuesta estructural. Esta diversidad facilita su integración en proyectos industriales, comerciales o habitacionales, donde se requiere optimizar la resistencia y el rendimiento estructural sin comprometer los tiempos de montaje ni la seguridad.
A continuación te presentamos los diversos tipos de columnas de acero con base en las clasificaciones fundamentales para este tipo de elementos:
La relación entre altura y sección transversal influye directamente en el comportamiento estructural de las columnas de acero. Según su esbeltez y respuesta al pandeo, estas se clasifican en los siguientes tres tipos:
La geometría de la sección transversal de una columna determina su resistencia y rigidez frente a distintos esfuerzos. Las principales configuraciones estructurales se clasifican de esta forma:
El comportamiento de las columnas ante esfuerzos varía de acuerdo con la forma en que interactúan con el sistema estructural. Los tres tipos principales son los siguientes:
Las condiciones de apoyo y conexión al resto de la estructura influyen en la estabilidad global del sistema. Según su grado de restricción, las columnas se clasifican de esta manera:
En zonas de alta sismicidad, las columnas deben ser capaces de disipar energía y mantener su integridad ante desplazamientos laterales, como en el caso de los siguientes elementos:
| Clasificación | Tipos |
|---|---|
| Basado en la capacidad de carga |
|
| Basado en forma y sección |
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| Basado en la función |
|
| Basado en la conexión y el apoyo |
|
| Para aplicaciones sísmicas |
|
Los perfiles estructurales utilizados en columnas varían en forma, resistencia y comportamiento ante cargas. Su elección depende del tipo de estructura, exigencias de diseño y condiciones de montaje, aunque la mayoría puede adaptarse a sistemas de diversa envergadura. A continuación te presentamos los más comunes:
El perfil HSS, ya sea de sección cuadrada o rectangular, es utilizado en columnas de estructuras metálicas por su relación peso-resistencia. Su configuración cerrada otorga rigidez frente a cargas axiales y torsión. También puede rellenarse con concreto para mejorar su comportamiento frente al fuego y los esfuerzos compuestos.
La viga IPR es un perfil que resulta ideal para columnas que demandan alta capacidad de carga y resistencia al pandeo. Su forma simétrica facilita el empalme con otros perfiles de acero estructural. Es común en estructuras industriales o sismorresistentes en las que se requiere robustez y compatibilidad con trabes de acero.
La viga IPS se emplea como columna en estructuras de concreto reforzado con acero o en marcos metálicos de baja y mediana altura. Su diseño con patines redondeados reduce concentraciones de esfuerzo, facilitando uniones atornilladas o soldadas. Es común en estructuras de acero para casa habitación, centros comerciales y techados donde la ligereza y facilidad de montaje son prioritarios.
El canal CPS puede emplearse como columna en sistemas modulares o estructuras ligeras. Su forma en “C” permite soluciones eficientes en espacios con cargas moderadas. Se adapta a proyectos de techado, estructuras de concreto o cubiertas auxiliares donde no se requieren grandes secciones.
El monten es una opción práctica para columnas metálicas en construcciones ligeras, como almacenes, techumbres o estructuras agroindustriales. Sus tipos “C” o “Z” permiten una instalación rápida y eficiente, y compatible con sistemas de vigas. Su uso se asocia a estructuras de acero donde se requiere buena resistencia con bajo peso lineal.
El rendimiento estructural de las columnas de acero no solo depende de los perfiles elegidos, sino también de factores relacionados con el diseño general de la estructura de la que formarán parte, entre los que se encuentran sus dimensiones y el tipo de conexión entre sus diversos elementos.
A continuación te presentamos las consideraciones técnicas generales que deben tomarse en cuenta durante su construcción.
El diseño de las columnas de acero debe responder tanto al tipo de carga que van a soportar como a su papel dentro del armazón en el que se integrarán. Con ello se busca garantizar la estabilidad de este tipo de columnas frente a esfuerzos axiales, sin comprometer la eficiencia en peso ni sobredimensionar la sección y es fundamental equilibrar resistencia, esbeltez y continuidad estructural.
El predimensionamiento permite establecer proporciones iniciales de una columna de acero estructural antes del cálculo final. Este paso es útil para estimar el tipo de perfil que se utilizará y su relación altura-sección según el uso de la estructura. Aunque no reemplaza el análisis técnico, ofrece una base funcional para el armado del proyecto.
El cálculo estructural de una columna de acero considera variables como la carga axial, el tipo de apoyo y la relación de esbeltez. También se analiza el grado del acero, cuyas propiedades mecánicas, como resistencia a la fluencia y rigidez son clave para definir si la sección puede soportar las solicitaciones sin riesgo de pandeo ni deformaciones críticas.
Las medidas de columnas varían según el perfil utilizado, la altura libre entre niveles y las cargas que intervienen. Elegir correctamente el peralte, el espesor y el tipo de sección permite equilibrar la resistencia requerida y la facilidad de instalación. Las dimensiones también deben considerar el espacio que habrá en uniones y recubrimientos.
La distancia entre columnas metálicas depende de varios factores estructurales, como el tipo y magnitud de las cargas, la altura entre niveles y la distribución de las vigas de acero. Una luz correctamente definida permite minimizar deformaciones, evitar sobreesfuerzos y mejorar el comportamiento general del sistema.
También deben considerarse elementos como el tipo de entrepiso, las cargas variables y la modulación arquitectónica, que influyen directamente en la separación óptima entre columnas. Una correcta coordinación entre estos factores permite lograr estructuras más eficientes y seguras.
En edificaciones de varios niveles es frecuente empalmar columnas para para dar continuidad estructural entre tramos fabricados en longitudes manejables (por límites de fabricación, transporte e izaje) y facilitar el montaje seguro ubicando el empalme cerca del entrepiso.
El empalme debe asegurar la alineación entre elementos, la transmisión eficiente de cargas y la continuidad estructural. El tipo de unión, soldada o atornillada, debe responder a las normas técnicas y al tipo de estructura de acero proyectada. Una ejecución precisa del empalme es clave para preservar la estabilidad y la seguridad estructural del sistema.
En la construcción de estructuras, la disposición de los pilares es clave para lograr estabilidad, eficiencia y funcionalidad. La correcta ubicación de dichos elementos permite una mejor distribución de cargas y asegura el buen desempeño ante cargas gravitacionales y sísmicas. Para ello, se deben considerar los siguientes principios fundamentales:
Además de las condiciones estructurales ya mencionadas, existen otros factores que influyen en la selección de las columnas de acero adecuadas para cada proyecto. Entre los más relevantes se encuentran los siguientes:
Las normas aplicables a las columnas de acero pueden variar según la localidad o estado donde se ejecute la obra, ya que cada entidad puede establecer criterios técnicos propios.
Al respecto, en la Ciudad de México, destacan las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas, integradas en el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, que establecen parámetros sobre esbeltez, conexiones y uso del acero estructural.
A nivel nacional, la Norma Oficial Mexicana N-CTR-CAR-1-02-005/01 regula la fabricación de elementos metálicos para estructuras como puentes y obras de drenaje, mientras que la NOM-B-282 define los requisitos técnicos para perfiles y placas de acero utilizados en columnas. Por otro lado, los proyectos también consideran las normas ASTM, especialmente en el caso del acero A-36, para asegurar la calidad y el desempeño mecánico de los perfiles en estructuras metálicas de alto rendimiento.
Gracias a su alta resistencia y adaptabilidad, las columnas de acero se emplean en todo tipo de obras que requieren eficiencia estructural y rapidez de montaje. Su uso abarca tanto edificaciones pesadas como sistemas más ligeros o modulares. A continuación te presentamos sus aplicaciones más frecuentes:
La respuesta depende de múltiples factores como el tipo de obra, el tiempo de ejecución, la disponibilidad de materiales y la mano de obra especializada. En algunos proyectos, el acero permite reducir tiempos y optimizar procesos, mientras que el concreto puede ser más accesible en ciertas regiones. Evaluar ambos sistemas con base en su desempeño y costos indirectos es clave para tomar una decisión informada.
Las columnas de acero suelen recomendarse cuando se busca rapidez de montaje, reducción de peso estructural o mayor flexibilidad en el diseño. También son útiles en zonas sísmicas o en proyectos de gran altura que requieren perfiles esbeltos con alta capacidad de carga. No obstante, en estructuras masivas o con alta exposición a humedad, el concreto armado podría ser una opción más adecuada.
La capacidad de carga de una columna de acero depende de varios factores: tipo de perfil, espesor, calidad del acero estructural y condiciones de carga. Aunque una sección de 25×25 cm puede emplearse en estructuras de uno o dos niveles, su uso debe evaluarse por un especialista que considere la estructura completa, incluyendo vigas y columnas adyacentes, normativas y cargas aplicadas.
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