Stability of slender columns on an elastic foundation with generalised end conditions

Estabilidad de columnas esbeltas sobre fundación elástica con condiciones de apoyo generalizadas

Se presenta de una manera clásica la estabilidad lateral de columnas esbeltas bajo cargas axiales de compresión; con derivas en los extremos desinhibidas, inhibidas parcialmente y totalmente inhibidas, incluyendo los efectos de las conexiones semirrígidas y una fundación elástica lateral y uniformemente distribuida (tipo Winkler) a lo largo de toda su luz. La clasificación propuesta en las columnas prismáticas, sobre fundación elástica y las ecuaciones correspondientes de estabilidad son generales y relativamente simples de aplicar; obteniéndose resultados exactos cuando se comparan con otros métodos analíticos. La carga de pandeo se obtiene igualando a cero el valor del determinante de una matriz de 4 x 4, para columnas con deriva lateral desinhibida o parcialmente inhibida en ambos extremos, y de una matriz de 3 x 3 para columnas con deriva lateral inhibida en uno o ambos extremos, respectivamente. Los efectos de las conexiones semirrígidas sobre la carga de pandeo, de cinco casos de columna clásicos, son discutidos y los resultados son comparados con los de otros métodos analíticos.

Introducción

La estabilidad y el análisis estático de segundo orden de pilares apoyados lateralmente en una cimentación elástica en condiciones finales generalizadas son de importancia en la ingeniería estructural. Como señaló Hetenyi (1967), existen muchas aplicaciones para este tipo de análisis, como la construcción de cimentaciones de pilotes, vías férreas, puentes, cáscaras de revolución delgadas (recipientes a presión, calderas y contenedores) y cúpulas cilíndricas de grandes luces. Por ejemplo, un elemento longitudinal de un tubo cilíndrico cargado simétricamente respecto a su eje puede tratarse como una viga sobre una cimentación elástica. Por lo tanto, el enfoque propuesto puede utilizarse para estudiar una amplia gama de problemas relacionados con la estabilidad elástica y el análisis estático de segundo orden, siendo de particular importancia en la ingeniería estructural y geotécnica, específicamente en los problemas de interacción suelo-estructura que tratan de pilotes, pozos perforados, cajones y/o pilares sometidos a una combinación de cargas axiales, de momento y laterales.