falla por columna corta
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FALLA POR COLUMNA CORTA
¿CÓMO Y PORQUE SE PRODUCE EL EFECTO DE COLUMNA CORTA?
El efecto de columna corta se produce por el acortamiento o la disminución
considerable de la altura libre de la columna mediante un elemento o estructura que
restringe su desplazamiento lateral.
Al acortarse la distancia de la columna aumenta su rigidez debido a que la fórmula de
de donde el valor de la rigidez dependerá de la longitud de esta, llegando a
producirse una falla frágil explosiva, ya que se concentraran la mayoría o la totalidad
de los esfuerzos cortantes sobre esta zona.
FALLA DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL POR ESTE FENOMENO.
La falla se produce por la concentración de esfuerzos en esta zona, por tratarse de una
sección de columna que tiene una deformación mínima se produce una falla frágil
explosiva, y su forma es en X.
Además podemos recalcar que la falla se producirá en la parte baja de la columna
corta debido a que el esfuerzo máximo se produce en los extremos y en la parte
inferior habrá una menor distribución de estribos, es decir su capacidad de resistir
esfuerzos cortantes es muy baja lo que le lleva a la falla en esa zona sobre la pared.
FIG. 1 (a) EDIFICIO ESCOLAR TÍPICO CON FALLAS, NAZCA
1996.
(b) FALLA DE COLUMNA CORTA CAUTIVA, DE NAZCA 1996.
(c) FALLA GENERALIZADA DE COLUMNA CORTA, ATICO 200.
(a)
(b) (c)
FUENTE: “Desempeño Sismorresistente de los Colegios Peruanos Modernos”.
Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima Perú. 2001. Muñoz
2. CASOS EN LA QUE SE PRODUCE COLUMNA CORTA
Existen 3 casos:
2.1. PRESENCIA DE PAREDES RIGIDAS A UNA ALTURA PARCIAL DE LA
COLUMNA
Este caso de columna corta se da cuando el muro estructural no fue considerado en el
diseño, este muro produce un efecto de apuntalamiento sobre la columna principal.
Estos muros pueden ser de mampostería de bloque, ladrillos, muros de paredes en
divisiones internas, muros de fachada, muros de contención, etc.
La pared rígida actúa como apuntalamiento o empotramiento de la columna,
disminuyendo su altura libre y produciendo el efecto de columna corta.
Se debe a que el eje de la pared coincide o está cerca del eje de la columna. Ya que ante
un evento sísmico este tendrá una alta inercia y no se deformara, lo que no ocurre en la
libre de la columna.
2.2
ACOPLAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES SOBRE LA
COLUMNA
Este caso se da cuando algún elemento estructural o no estructural descansa o es
acoplada directamente sobre la columna reduciendo considerablemente su altura libre.
Pueden ser vigas, losas, escaleras o cualquier elemento que obstaculice la libre
deformación de la columna.
LC2
LT
LC1 LT
2.3. IMPLANTACION DE EDIFICIOS SOBRE TERRENOS INCLINADOS
Este caso se da cuando se construyen edificios o estructuras en terrenos inclinados o de
pendiente variable en donde debido a la variación de la topografía una parte de la
columna se encontrara al descubierto mientras que la otra parte estará bajo el suelo.
La solución más adecuada para este caso es tener todas las columnas a un solo nivel de
cimentación, y adosar por filas de columnas con muros de contención de tierra para que
trabajen como un solo elemento rígido.
2.3 SOLUCIONES:
SOLUCION 1.-
Para solucionar este problema podemos recurrir a las recomendaciones del ACI que
dice: “los muros de pared se colocaran a dos veces la altura de la ventana desde la
columna” como se muestra en la figura.
Entonces simplemente se daría continuidad a las paredes ya construidas para cumplir
esta recomendación. Esta solución disminuirá considerablemente el ingreso de luz a la
habitación o sala por lo que se debería también aumentar la iluminación artificial.
SOLUCION 2.
Se ha propuesto que si queremos evitar el problema de columna corta se debería quitar
parte de la tabiquería para colocar una junta sísmica en la unión de la pared con columna
o también se podría colocar en sitios estratégicos de los muros con el fin de comprobar
que la columna pueda trabajar como inicialmente fue diseñada.
La junta sísmica se consigue rellenando sobre la abertura un material deformable que
puede ser de cualquier material o implemento fabricado para este fin.
Con esta alternativa además de permitir que las
columnas puedan deformarse se conseguirá que los
elementos trabajen independientemente y toda la
estructura del edificio tenga gran libertad de
movimiento ante un evento sísmico
Estas distancias de separación se calculan según las
derivas de cada piso que tenga la estructura, es decir la
distancia que necesita la columna para deformarse
con facilidad.
SOLUCION 3.
Una solución extrema si así se lo decide seria botar toda la pared y remplazarlos por un
material de poca inercia como por ejemplo las paredes de gypsum, vidrio o paneles de
poliestireno que actualmente tiene gran popularidad en el mercado.
Estas paredes ante un evento sísmico no se apuntalaran como en el caso de paredes
rígidas de bloque o ladrillo, sino que tendrán la capacidad de deformarse fácilmente;
además estas paredes aportan un peso muy bajo a la estructura reduciendo así el cortante
basal ante un evento sísmico.
SOLUCIÓN 5
En un artículo investigado habla del reforzamiento de la columna que se está ejecutando
en el Perú también consiste aumentar la sección de la columna al menos en la parte
donde se produce la columna corta.
Se retira parte del concreto para aumentar el armado de la columna, también se puede
aprovechar para aumentar la cantidad de estribos de esa área.
Con este procedimiento lo que se logro es aumentar la capacidad de resistir los
esfuerzos cortantes en las columnas sobre todo en donde existen columnas cortas.
El concreto se adhiere con resina epoxica y su nuevo armado esta soldado sobre las
varillas ya existentes. El hormigón se coloca a presión manual.
Este ensanche de la columna está conectada internamente y soldada con la armadura de
la columna y de la viga.
Con este método de reforzamiento ya no consideramos el criterio del ACI debido a que
la sección aumentada también esta armada, reduciendo así la distancia a rellenarse sobre
la ventana.
BIBLIOGRAFIA: “Estudio experimental de una técnica de reforzamiento para
Edificaciones existentes con problemas de columna corta” - PROYECTO SENCICO-
PUCP - PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ.
