Unidad 4. Columnas

2. Comportamiento de columnas y tipos de fallas
Es muy importante que las edificaciones cuenten con una
capacidad de deformación suficiente para soportar
adecuadamente la solicitación sísmica sin desmeritar,
obviamente, su resistencia. Cuando la respuesta sísmica de la
edificación es dúctil, se presentan elevadas deformaciones
en compresión debidas a efectos combinados de fuerza axial
y momento flector.

3. Efecto combinado de carga axial y momento flexionante sobre
columna sin y con refuerzo transversal

4. Con solo colocar refuerzo transversal estrechamente
separado y bien detallado en la región de la rótula
plástica potencial, puede evitarse que el concreto se astille
seguido del pandeo por inestabilidad del refuerzo a
compresión. Esto implica el detallado de las secciones
para evitar una falla frágil y proporcionar suficiente
ductilidad.
• Falla por adherencia del bloque de unión en las
conexiones viga-columna debida al deslizamiento de
las varillas ancladas o a falla de cortante.

5. Con frecuencia, en las conexiones entre los distintos
elementos estructurales se presentan elevadas
concentraciones y complejas condiciones de esfuerzos,
mismos que han conducido a distintos y numerosos
casos de falla especialmente en las uniones entre
muros y losas de estructuras a base de páneles, entre vigas
y columnas en estructuras de marcos, entre columnas y
losas planas, y entre columnas y cimentaciones.

6. Falla por desconcha miento del concreto debido a un anclaje
defectuoso entre viga y columna

7. • Geometría de la columna
La relación entre la dimensión transversal mayor de una columna y
la menor no excederá de 4. La dimensión transversal menor será por
lo menos igual a 200 mm.
• Resistencia mínima a flexión de columnas
Con excepción de los nudos de azotea, las resistencias a flexión de
las columnas en un nudo deberán ser mayores que las resistencias a
flexión de las vigas, de tal manera que se cumpla el criterio de
diseño de columna fuerte-viga débil.
• Refuerzo longitudinal mínimo y máximo
La cuantía del refuerzo longitudinal de la sección no será menor que
0.01Ag ni mayor que 0.06Ag. El número mínimo de barras será seis
en columnas circulares y cuatro en rectangulares.

8. • Requisitos para refuerzo transversal
Criterio general
El refuerzo transversal de toda columna no será menor que el
necesario por resistencia a fuerza cortante y torsión, en su
caso, y debe cumplir con los requisitos mínimos de los
párrafos siguientes

9. • Separación
Todas las barras o paquetes de barras longitudinales deben
restringirse contra el pandeo con estribos o zunchos con
separación no mayor que:
a) 269/ veces el diámetro de la barra o de la barra más
delgada del paquete (fy , en MPa, es el esfuerzo de fluencia de
las barras longitudinales, u 850/ , con fy en kg/cm²);
b) 48 diámetros de la barra del estribo; ni que
c) La mitad de la menor dimensión de la columna.

10. La separación máxima de estribos se reducirá a la mitad de la
antes indicada en una longitud no menor que:
a) La dimensión transversal máxima de la columna;
b) Un sexto de su altura libre; ni que
c) 600 mm
Arriba y abajo de cada unión de columna con trabes o losas,
medida a partir del respectivo plano de intersección.

11. • Detallado
a) Estribos y zunchos
Los estribos se dispondrán de manera que cada barra longitudinal
de esquina y una de cada dos consecutivas de la periferia tenga un
soporte lateral suministrado por el doblez de un estribo con un
ángulo interno no mayor de 135 grados. Además, ninguna barra que
no tenga soporte lateral debe distar más de 150 mm (libres) de una
barra soportada lateralmente. Cuando seis o más varillas estén
repartidas uniformemente sobre una circunferencia se pueden usar
anillos circulares rematados

12. La fuerza de fluencia que pueda desarrollar la barra de un estribo o anillo
no será menor que seis centésimas de la fuerza de fluencia de la mayor
barra o el mayor paquete longitudinal que restringe. En ningún caso se
usarán estribos o anillos de diámetro menores de 7.9 mm (número 2.5). El
esfuerzo de diseño de los estribos no será superior a 420 MPa, (4200
kg/cm²).
b) Grapas
Para dar restricción lateral a barras que no sean de esquina, pueden
usarse grapas formadas por barras rectas, cuyos extremos terminen en un
doblez a 135 grados alrededor de la barra o paquete restringido, seguido
de un tramo recto con longitud no menor que seis diámetros de la barra
de la grapa ni menor que 80 mm. Las grapas se colocarán perpendiculares
a las barras o paquetes que restringen y a la cara más próxima del
miembro en cuestión. La separación máxima de las grapas se determinará
con el criterio prescrito antes para estribos.