Una columna en la ingeniería estructural es un elemento estructural vertical que transmite, con la compresión, el peso de la estructura arriba a otros elementos estructurales abajo. Llaman a otros miembros de la compresión a menudo las columnas debido a las condiciones similares de la tensión. Las columnas se pueden componer de piezas o hacer como pieza única. Las columnas se utilizan con frecuencia para apoyar las vigas o los arcos sobre los cuales las partes superiores de paredes o de techos se basan. La columna del término en arquitectura se refiere específicamente a un elemento tan estructural que también tenga ciertas características proporcionales y decorativas. Una columna no pudo apoyar ninguna estructura principal sino ser una característica decorativa o triunfante con e.g una estatua en tapa.
Historia
En la arquitectura Egipto antiguo desde el 2600 el Imhotep del arquitecto hizo uso A. de las columnas de piedra cuya superficie fue tallada para reflejar la forma orgánica de cañas liadas; en arquitectura egipcia posterior los cilindros tallados eran también campo común.
Algunas de las columnas más elaboradas del mundo antiguo eran las Persia especialmente las columnas de piedra masivas erigidas en el Persepolis . Incluyeron las estructuras del doble-toro en sus capitales. El el Pasillo de cientos columnas en Persepolis, midiendo 70 x 70 metros fue construido por el Artaxerxes I (465-424) del rey del Achaemenid . Muchas de las columnas persas antiguas se están colocando.
El impost (o el embarcadero) es el miembro superior de una columna. La parte más bottom-most del arco, llamada el salto, se basa sobre el impost.
Estructura de columnas
Las columnas varían en diseño y material. Las columnas tempranas fueron construidas de la piedra, algo fuera de las piezas únicas de la piedra, generalmente girando a torno-como el aparato. Las columnas de la pieza única están entre las piedras más pesadas usadas en arquitectura. Otras columnas de piedra se crean fuera de las secciones múltiples de la piedra, mortared o seco-caben juntas. En muchos sitios clásicos, las columnas seccionadas fueron talladas con un agujero o una depresión de centro de modo que pudieran ser enclavijadas juntas, usar los pernos de la piedra o de metal. El diseño de la mayoría de las columnas clásicas incorpora el Entasis (la inclusión de una curva exterior leve en los lados) más una reducción en diámetro a lo largo de la altura de la columna, de modo que la tapa sea tan pequeña como el 83% del diámetro inferior. Esta reducción mímico los efectos de la paralaje que el ojo espera ver, y tiende a hacer mirada de las columnas más alta y más recta que son mientras que el entasis agrega a ese efecto.Las columnas modernas se construyen fuera del acero, concreto vertido o prefabricado, o aún ladrillo. Pueden entonces ser revestidas en una cubierta arquitectónica (o chapa), o se fueron descarado.
Equilibrio, inestabilidad, y cargas
Como la carga axial en una columna delgada perfectamente recta con elástico las características materiales se aumentan de la magnitud, pasos ideales de esta columna a través de tres estados: equilibrio estable, equilibrio neutral, e inestabilidad. La columna recta bajo carga es en equilibrio estable si una fuerza lateral, aplicada entre los dos extremos de la columna, produce una pequeña desviación lateral que desaparezca y la columna vuelve a su forma recta cuando se quita la fuerza lateral. Si la carga de columna se aumenta gradualmente, se alcanza una condición en la cual la forma recta de equilibrio se convierte en equilibrio neutral supuesto, y una pequeña fuerza lateral producirá una desviación que no desaparezca y la columna sigue siendo en esto forma levemente doblada cuando se quita la fuerza lateral. La carga en la cual el equilibrio neutral de una columna se alcanza se llama el crítico o el que abrocha la carga de . El estado de la inestabilidad se alcanza cuando un aumento leve de la carga de columna causa las desviaciones laterales incontrolable cada vez mayor que llevan para terminar derrumbamiento.Para una columna recta axialmente cargada con cualquier condición de la ayuda del extremo, la ecuación del equilibrio estático, bajo la forma de ecuación diferencial, se puede solucionar para la forma desviada y la carga crítica de la columna. Con abisagrado, fijado o liberar las condiciones de la ayuda del extremo que la forma desviada en equilibrio neutral de una columna inicialmente recta con la sección representativa uniforme a través de su longitud sigue siempre una forma sinusoidal parcial o compuesta de la curva, y la carga crítica se da cerca
width=" donde E = módulo de la elasticidad del material, Imin = el momento de inercia mínimo de la sección representativa, y L = longitud real de la columna entre sus ayudas de dos extremos. Una variante de (1) se da cerca width=" donde r = radio del giro de la sección representativa, K = cociente de la media onda más larga del seno a la longitud real de la columna, y kilolitro = longitud útil (longitud de una columna abisagrar-con bisagras equivalente). De la ecuación (2) puede ser observado que la resistencia a pandeo de una columna es inverso proporcional al cuadrado de su longitud. Cuando la tensión crítica, F cr ( F cr = A del P cr/, donde del A ; = la superficie transversal de la columna), es mayor que el límite proporcional del material, la columna está experimentando abrochar inelástico. Puesto que en esta tensión la cuesta de la curva de tensión-deformación del material, t del del E (llamado el módulo de la tangente ), es más pequeña que ésa debajo del límite proporcional, la carga crítica en abrochar inelástico se reduce. Fórmulas y procedimientos más complejos solicitan tales casos, pero en su forma más simple la fórmula crítica de la carga que abrocha se da como ecuación (3), width=" donde t del del E = módulo de la tangente en el F cr de la tensión Una columna con una sección representativa que carezca simetría puede sufrir abrochar torsional (el torcer repentino) antes, o conjuntamente con, el abrochar lateral. La presencia de las deformaciones que tuercen hace análisis teóricos y los diseños prácticos algo complejos. La excentricidad de la carga, o las imperfecciones tales como crookedness inicial, disminuye fuerza de la columna. Si la carga axial en la columna no es concéntrica, es decir, su línea de acción no es exacto coincidente con el eje centroidal de la columna, la columna se caracteriza según lo cargado excéntrico. La excentricidad de la carga, o una curvatura inicial, temas la columna al doblez inmediato. Las tensiones crecientes debido a las tensiones axial-más-flexurales combinadas dan lugar a una capacidad load-carrying reducida. considera también: clásico de la orden El romano Vitruvius del autor, confiando en las escrituras (ahora perdidas) de los autores griegos, nos dice que los Griegos antiguos creyeron que su orden dórica se convirtió de las técnicas para construir en la madera en la cual el tronco de árbol alisado anterior fue substituido por un cilindro de piedra. considera también: dórico de la orden La orden dórica es el la más vieja y más simple de las órdenes clásicas. Se compone de un cilindro vertical que sea más ancho en la parte inferior. Tiene generalmente ni un bajo ni detallado capital. En lugar de otro se remata a menudo con un tronco invertido de un cono bajo o una venda cilíndrica de tallas. Se refiere a menudo como la orden masculina porque se representa en el nivel más bajo Colosseum y del Parthenon, y por lo tanto era considerada poder llevar a cabo más peso. El cociente del altura-a-grueso es cerca de 4: 1. El eje de una columna dórica se estría casi siempre. considera también: la orden toscana La orden toscana, también conocida como dórico romano, es también un diseño simple, la base y capital ambos que son series de discos cilíndricos del diámetro de alternancia. El eje casi nunca se estría. Las proporciones varían, pero son generalmente similares a las columnas dóricas. considera también: iónico de la orden La columna iónica es considerablemente más compleja que el dórica o toscana. Tiene generalmente una base y el eje se estría a menudo (hace los surcos dividir su longitud). En la tapa está un capital en la forma característica de una voluta, llamada un Volute, o voluta, en las cuatro esquinas. El cociente del altura-a-grueso es alrededor 6: 1. Debido a las proporciones y a los capitales refinados de la voluta, la columna iónica se asocia a veces a los edificios académicos. considera también: Corinthian de la orden La orden Corinthian se nombra para la ciudad-estado griega Corinth, con el cual fue conectada en el período. Sin embargo, según el historiador arquitectónico griego Vitruvius, la columna fue creada por el Callimachus, probablemente un ateniense del escultor, que dibujó las hojas del acanthus que crecían alrededor de una cesta votiva. De hecho, el más viejo capital Corinthian sabido fue encontrado en Bassae, anticuado en el 427 A. A veces se llama la orden femenina porque está en el nivel superior del Colosseum y de soportar el menos peso, y también tiene el cociente más delgado del grueso a la altura. La orden compuesta extrae su nombre del capital que es un compuesto de los capitales iónicos y Corinthian. El acanthus de la columna Corinthian tiene ya a voluta-como el elemento, así que la distinción es a veces sutil. El compuesto es generalmente similar al Corinthian en la proporción y el empleo, a menudo en las gradas superiores de columnatas. .
Extensiones
Cuando una columna es demasiado larga ser construida o ser transportada en una sola pieza, tiene que ser extendida o empalmada en el emplazamiento de la obra. Una columna del concreto reforzado es extendida teniendo las barras de refuerzo de acero resalta algunas pulgadas o pies sobre la tapa del concreto, después de poner el nivel siguiente de barras de refuerzo traslaparse, y colada del concreto del nivel siguiente. Una columna de acero es extendida soldando con autógena o empernando las placas del empalme en los rebordes y las telas o las paredes de las columnas para proporcionar algunas pulgadas o pies de la transferencia de la carga de la parte superior a la sección más baja de la columna. Una columna de la madera es extendida generalmente por el uso de un tubo de acero o envolver-alrededor de la placa de la lámina metálica empernada sobre las dos secciones de conexión de la madera. Fundaciones
Una columna que lleva la carga abajo a una fundación debe tener medios de transferir la carga sin insistir demasiado en el material de la fundación. Las columnas del concreto reforzado y de la albañilería se construyen generalmente directo encima de fundaciones concretas. Una columna de acero, cuando está asentada en una fundación concreta, debe tener un embase para separar la carga sobre un área más grande y de tal modo para reducir la presión del cojinete. El embase es una placa de acero rectangular gruesa soldada con autógena generalmente al extremo inferior de la columna. Las órdenes clásicas
Orden dórica
Orden toscana
Orden iónica
Orden Corinthian
Orden compuesta
Solomonic
Las columnas de Solomonic eran invenciones de los arquitectos barrocos en Europa. No fueron utilizadas en antigüedad, sino fueron llamadas " Solomonic" por los arquitectos barrocos porque fueron basadas en una descripción de columnas en el gran templo Solomon del rey en el viejo testamento . Una columna de Solomonic comienza por una base y extremos en un capital, apenas como una columna clásica, pero el eje tuerce alrededor los parámetros generalmente de una columna, produciendo un efecto dramático, serpentino del movimiento. El uso más famoso de las columnas de Solomonic está en el baldocchino diseñado por el Bernini para la basílica de San Pedro en la Ciudad del Vaticano . Columnas notables
Columna de Alexander
Columna de la victoria de Berlín
Columna de la trinidad santa en Olomouc
Monumento al gran fuego de Londres
Columna de Nelson
Columnas rostrales
Columna de Sigismund
Columna de Trajan Ver también
Embarcadero (arquitectura)
Formas en la arquitectura
Columnata
Columna persa
Pilastra
que abrocha
Estímulo (arquitectura)
Columnas de la trinidad mariana y santa
Orden dórica
Orden toscana
Orden iónica
Orden Corinthian
Orden compuesta
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