domingo, 25 de noviembre de 2012

Columnas Cortas en el Diseño Estructural

Un principio básico en ingeniería estructural es diseñar para que ante un evento sísmico las vigas se comporten plásticamente antes que las columnas, ya que cuando una viga empieza a fallar pasando de un estado elástico a inelástico absorve parte de la energía del sismo; en cambio, si una columna falla primero y empieza a pandearse y deformarse, las cargas verticales de compresión pueden provocar un rápido colapso estructural. Esto último hace más extraño aún que este tipo de falla de concepto sea tan generalizado.

Es una práctica común en el país usar muros de albañilería convencional tanto en amarre de soga como de cabeza como tabiquería interior pero sin tomar en consideración la interacción de la misma con la estructura principal en el caso de las estructuras aporticadas. Para las columnas se asume en forma práctica que este elemento estructural alcanza el máximo de su capacidad de flexión en ambos extremos y bajo curvaturas opuestas, y la fuerza cortante resultante en el entrepiso es V=2M/L, donde “L” es la longitud de la columna. Es por esto que si un elemento no estructural entra en contacto directo (sin ninguna junta) con la columna y hace que esta altura libre se reduzca por ejemplo hasta h/4, tendremos que la fuerza cortante excedería hasta cuatro veces el valor de diseño. En alguna literatura se le conoce a esta falla como de “columna cautiva” .

Falla por corte de una columna corta en típica estructuración destinada a colegios
Ubicación: Ciudad de Nazca
Sismo: Nazca
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno

 

Columna corta entre comedor y módulo de dormitorios
Ubicación: Hotel Korali en Sutomore
Sismo: Montenegro 1,979
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: IKPIR

El tabique de albañilería de relleno causó la falla de la columna
Ubicación: Hotel en Petrovac
Sismo: Montenegro 1,979
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: IKPIR

Falla por corte de una columna corta
Ubicación: Ciudad de Kobe
Sismo: Kobe 1,995
Estructura: Aporticada
Fuente: Peter Fajfar

Falla por corte de una columna corta
Ubicación: Hanshin, Nishinomiya
Sismo: Kobe 1,995
Estructura: Viaducto
Fuente: C. Rojahn

 

Falla por corte de una columna corta
Ubicación: Santa Mónica
Sismo: Northridge 1,994
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: P. Negro

Falla por corte de una columna corta
Ubicación: Northridge
Sismo: Northridge 1,994
Estructura: Aporticada destinada a parqueo
Fuente: Matej Fischinger

Típica falla estructural debida a tabiquería de relleno y muretes de parapeto
Ubicación: Centro de Salud de Ulcinj
Sismo: Montenegro 1,979
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: IKPIR

Daño estructural causado por el parapeto
Ubicación: Centro de Salud de Ulcinj
Sismo: Montenegro 1,979
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: IKPIR

Falla por corte de columnas cortas
Ubicación: Santa Mónica
Sismo: Northridge 1,994
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: Matej Fischinger

Falla por corte de una columna corta en típica estructuración destinada a colegios
Ubicación: Ciudad de Nazca
Sismo: Nazca
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno

Otra vista de la foto cc02
Ubicación: Hotel Korali en Sutomore
Sismo: Montenegro 1,979
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: IKPIR

Columna corta completamente destrozada
Ubicación: Hotel Korali en Sutomore
Sismo: Montenegro 1,979
Estructura: Aporticada con tabiques de albañilería como relleno
Fuente: IKPIR

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