Columna corta piso blando

COLUMNA CORTA PISO BLANDO

Estructuras IV

Paralelo: ‘A´´

Alumna: Michelle Reinoso

        Índice

1. Introducción
2. Columna corta (efecto de la columna corta)
3. Consecuencias en el sistema estructural (efectos locales y globales)
4. Soluciones de columnas cortas
5. Piso blando
6. Causas del piso blando
7. Comportamiento del piso blando
8. Solución del piso blando
9. Conclusiones

1. INTRODUCCION

El ecuador es un país con alta actividad sísmica por lo tanto a lo largo de los 470 últimos años se ha podido registrar los cuales han devastado varias ciudades del país. A consecuencia de esto se ha podido apreciar varios estudios para mejorar la calidad de las estructuras ante un peligro sísmico. Sin embargo, el enfoque hacia a las estructuras principalmente a cargar laterales no se ha mejorado de esta manera la se ha optado por sistemas a porticados como forma de sistema de diseño mas usado. Además de la experiencia con dichos sismos pasados se aprecian fallas negativas que afectan a mampostería en sistemas de estructura a porticada.

 En los edificios de concreto armado la tabiquería puede estar presente en una gran gama de configuraciones, formando parte del cerramiento exterior o divisiones en el espacio interior. A menos que se tomen previsiones especiales, todas las paredes enmarcadas por la estructura, influirán de alguna forma en los mecanismos resistentes a acciones laterales. Es particularmente importante el caso en que la tabiquería no abarca toda la altura de las columnas, sino que deja una porción libre, lo cual es muy común ante la presencia de ventanas.

En estos casos, el desplazamiento horizontal relativo entre la base y el tope de la columna (deriva) se concentra sólo en su porción libre, lo que genera tensiones sustancialmente más altas que las correspondientes a la misma columna, pero libre en toda su altura. Esta situación, conocida como el “efecto de columna corta" es una de las causas más comunes de ruina en caso de sismos, pero también puede presentarse ante cualquier otra acción que induzca deriva en la columna.

Una de las fallas más comunes  en la estructuración de  una edificación es  la condición de piso blando, debido a que puede afectar el comportamiento global de la estructura durante sismos severos, o incluso en sismos moderados, ocasionando en la edificación un gran desplazamiento lateral,  producido  por  una gran  carga  vertical,  proveniente  de  los  pisos  superiores  rigidizados por los tabiques, causando un gran efecto destructivo manifestado a través del colapso parcial o total de la estructura.

2. COLUMNA CORTA

El Efecto de Columna Corta consiste en una restricción parcial del desplazamiento lateral del cuerpo de una columna, que obliga a concentrar toda la demanda de deformaciones y tensiones en su porción libre. El caso más común se presenta cuando hay paredes que no abarcan toda la altura, sino que dejan un espacio vacío para la ventana. También es conocido como Efecto Ventana o Columna Cautiva

Es un problema causado por sismos, pero también puede presentarse ante cualquier acción que induzca una deriva en la columna, tales como dilataciones térmicas o movimiento de fundaciones, entre otros. Para algunas configuraciones estructurales, se puede presentar inclusive ante dilataciones muy pequeñas, relacionadas a variaciones en la temperatura ambiente.

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1. CONSECUENCIAS.

Las consecuencias sobre el sistema estructural se pueden clasificar en efectos locales que ocurren directamente en el miembro afectado y efectos globales que involucran a la estructura como un sistema. Entre los efectos locales está el incremento de la rigidez lateral y de las tensiones por cortante, así como la disminución de la ductilidad. Los efectos globales se derivan de la incompatibilidad de deformaciones entre las Columnas Cortas y el resto de los miembros estructurales resistentes a acciones laterales, las primeras fallan prematuramente y se genera una reacción en cadena.

Efecto local

El Efecto de Columna Corta trae como consecuencia una modificación local de la distribución de tensiones y deformaciones del miembro estructural afectado. el análisis y las conclusiones son extrapolables a la condición más general, considerando la flexibilidad y capacidad de las vigas.

Aumento del cortante: Para lograr el equilibrio mecánico en una columna, la tensión por Cortante(V) es igual a la suma de los momentos (M) en sus extremos

dividida entre la altura libre (L), lo cual se puede expresar mediante la ecuación V=M/L. Si partimos de la base de un comportamiento dúctil, se alcanzarán los momentos máximos procedencia (My) del acero en los extremos de la columna, limitando consecuentemente el cortante máximo (VMy) que puede desarrollarse. Al reducir la luz libre, el cortante máximo de la columna aumentará en la misma proporción   hasta   alcanzar   el   estado   límite   de agotamiento   por   cortante, es   decir: VMy,2=L1/L2VMy,1, donde los subíndices 1 y 2 corresponden a la columna original y modificada, respectivamente.

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Efecto Global

El efecto de Columna Corta es un tema ineludible en la literatura sobre sismorresistencia. Sin embargo, cuando se considera el carácter sistémico de la edificación, se puede indicar que el efecto de columna corta nunca se presenta aisladamente, ni se limita a los miembros estructurales directamente afectados, sino que va acompañado de una modificación global de la distribución de tensiones y deformaciones de los distintos componentes de la edificación. En general, cualquier restricción de las deformaciones de una estructura, sea parcial o total, modificará la rigidez en el sector afectado y se alterarán las propiedades dinámicas que rigen la respuesta ante acciones sísmicas.  El problema es mucho más grave si se considera que en la mayoría de los casos no todas las columnas de un entrepiso son “cortas”, en ocasiones sólo se ubican en las fachadas con ventanas. En estos casos, ante la deriva que impone el diafragma, se concentran las tensiones en algunas columnas, las “cortas”, mientras que el resto no trabaja.

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