Evaluación de Afirmaciones sobre Flexocompresión y Diseño

• El diseño a flexocompresión de una columna es gobernado siempre por la combinación de solicitaciones con el mayor momento flector. Falso
• La ductilidad de una columna a flexocompresión es inversamente proporcional a la carga axial. Verdadero
• El tipo de control de las secciones flexocompresión de columnas es análogo al de las vigas. Verdadero
• La fuerza cortante con la que se diseña una columna es siempre la que proviene del análisis. Falso

Selección de Parámetros de Diseño

• Para verificar la resistencia mínima a flexión de una columna, con **ND2** o **ND3**, se debe seleccionar el momento resistente de las combinaciones de solicitaciones sísmicas que resulte: MENOR.
• Al calcular la fuerza cortante de diseño de una columna por capacidad, para **ND2**, se debe seleccionar el momento resistente de las combinaciones de solicitaciones sísmicas que resulte: MAYOR.
• Los empalmes por solape del acero de refuerzo longitudinal de una columna, para **ND2** y **ND3**, se deben realizar en su tercio: CENTRAL.
• La fuerza cortante sísmica que debe resistir un nodo es con respecto a la fuerza cortante de la columna: MAYOR.

Completación de Conceptos

• La excentricidad con que actúa una carga axial sobre la sección de una columna se mide desde el CENTROIDE PLÁSTICO.
• Las columnas ESBELTAS son aquellas susceptibles a sufrir pandeo lateral bajo la acción de cargas axiales.
• La RELACIÓN DE ASPECTO es la razón entre el volumen de un aro del zuncho y el volumen del núcleo de concreto que confina. (Nota: Esta definición parece referirse a la relación de espaciamiento o confinamiento, no a la relación de aspecto geométrica $h/b$ o $L/r$).
• Los GANCHOS se utilizan para anclar a tracción las barras longitudinales de una viga que termina en un nodo.

Preguntas de Desarrollo

1. Explique por qué se limita la carga axial máxima de diseño que puede soportar una columna para el nivel de diseño ND1.

La limitación de la carga axial máxima de diseño, generalmente a un valor menor que la resistencia teórica del material, se establece para garantizar que la columna siempre falle por flexocompresión (falla dúctil) y no por compresión pura (falla frágil). Esto asegura que la columna tenga un mínimo de ductilidad y capacidad de disipación de energía, aun cuando el nivel de diseño sísmico (**ND1**) no requiera una ductilidad elevada. Evitar la falla frágil por compresión pura es crucial para la seguridad estructural.

2. Explique cuál es el propósito de establecer un límite para la razón $h/d_a$ al diseñar vigas y columnas según el nivel de diseño ND3.

El límite para la razón $h/d_a$ (altura de la sección $h$ respecto a la profundidad del alma $d_a$, o a la dimensión menor para columnas) se establece para limitar la posible influencia de las fuerzas cortantes y asegurar un comportamiento adecuado de la sección bajo cargas sísmicas severas (**ND3**).

Impacto en Vigas y Columnas:

• En vigas, ayuda a controlar la profundidad del alma y, por ende, la cuantía de acero de corte necesaria, limitando fallas por compresión diagonal del alma.
• En columnas, limita la esbeltez de la sección en relación con el confinamiento. Al establecer un límite, se garantiza que la sección transversal sea lo suficientemente robusta para ser efectivamente confinada por los estribos, asegurando la capacidad de deformación inelástica sin pérdida prematura de resistencia por pandeo del acero o aplastamiento del concreto.

3. Explique cuál es el propósito de establecer la verificación de la resistencia mínima de columna para los niveles de diseño ND2 y ND3.

El propósito es imponer el principio de «Columna Fuerte – Viga Débil». Esta condición es fundamental en el diseño sismorresistente para los niveles de diseño más altos (**ND2** y **ND3**) y busca:

• Localizar la incursión inelástica (la formación de rótulas plásticas) en los extremos de las vigas y no en las columnas.
• Garantizar la estabilidad global de la estructura.

Si las rótulas se forman en las columnas, puede ocurrir un mecanismo de colapso de «piso blando» o «piso débil», lo que resulta en una falla catastrófica de toda la estructura. Al hacer las columnas más resistentes a flexión que las vigas, se asegura que las columnas permanezcan en el rango elástico o con una incursión inelástica mínima, manteniendo el mecanismo de colapso deseado (viga débil) y la capacidad de la estructura para resistir las cargas gravitacionales después del sismo.

4. Explique cuándo se considera que un nodo está confinado.

Un nodo (o junta viga-columna) se considera confinado cuando está arriostrado en sus cuatro caras laterales por la presencia de vigas perimetrales que tienen al menos la mitad de la altura de la columna y están ubicadas dentro del plano del nodo.

Criterio Típico (Basado en Normativas):

Un nodo se considera confinado si, a lo largo de las cuatro caras verticales del nodo, hay vigas que:

• Cubren la totalidad de la altura del nodo.
• Su ancho es al menos tres cuartos (3/4) del ancho de la columna.

El confinamiento permite que el núcleo del concreto dentro del nodo resista las fuerzas cortantes inducidas por el sismo con mayor resistencia y ductilidad, permitiendo que el mecanismo de «Columna Fuerte – Viga Débil» opere correctamente.

Etiquetas: columnas, confinamiento, Diseño sísmico, ductilidad, flexocompresión