ARTICULACIONES PLASTICAS

COLUMNA FUERTE - VIGA DÉBIL

El criterio llamado “Columna Fuerte-Viga débil” es un requisito a cumplir en cualquier proyecto sismoresistente de estructuras de Concreto armado con la finalidad de evitar fallas por inestabilidad.

Un método sencillo para evaluar si el criterio Sismoresistente Columna Fuerte – Viga Débil debe gobernar el diseño, es el siguiente:

Se determina la relación P basada en las propiedades de las vigas y columnas de un nivel cercano a la mitad de la altura del pórtico.

Donde:

EIV y EIC1 se definen como la rigidez a la flexión de las vigas y las columnas.

Lv y Lc se definen como las longitudes de las vigas y las columnas respectivamente.

Cuando la relación P es mayor de 0.50 es importante verificar la resistencia de las columnas considerando el criterio antes señalado y redimensionar las columnas si es necesario de manera de evitar articulaciones plásticas indeseadas.

Sección de columnas: 45 cm x 45 cm

Sección de vigas:

• 45 cm x 85 cm

• 45 cm x 80 cm

Inercia de las columnas:

Inercia de las vigas:

Módulo de elasticidad del concreto:

Las longitudes de las vigas es variable para cada módulo, sin embargo se tomara una representativa ya que el siguiente calculo demostrara que independientemente de que longitud de viga de tome, la premisa de “Columna Fuerte- Viga Débil” no cumple su objetivo.

Asumiendo:

• Longitud de viga 5 m

• Longitud de columna 4.5 m

NO CUMPLE CON EL CRITERIO: “Columna Fuerte- Viga Débil”

La metodología para el diseño de columnas es que siempre se debe de diseñar dicho elemento con mayor capacidad resistente y de disipación de energía en comparación al de vigas. Debido a que ante una acción sísmica los mecanismos de falla (Articulaciones plásticas) sean lo más deseable según:

• Los mecanismos de falla se deben de formar en las vigas y no en las columnas.

Por tanto, cuando las columnas no tienen mayor capacidad resistente y de disipación de energía que las vigas, hay una probabilidad de que las rotulas plásticas se formen en las columnas, lo que puede llegar a conducir a daños y/o colapso de la estructura.

ARTICULACIÓN PLÁSTICA

El estado plástico que alcanzan todas las fibras de un elemento estructural al producirse una articulación en la sección transversal del mismo. También llamada rótula plástica.

Si en la estructura existe continuidad de los miembros y el sistema estructural es monolítico, mayor será la posibilidad de que se formen articulaciones plásticas sin que el mecanismo se vuelva inestable, lo cual hace que haya una gran disipación de energía durante el sismo sin poner en riesgo la vida de las personas que se encuentren en el edificio.

La redundancia estructural permite que haya una redistribución de las fuerzas internas a las que se encuentra sometida la estructura en caso de fallas en elementos estructurales claves. Sin esta capacidad de redistribución el colapso de toda la estructura se podría producir por el fallo de pocos elementos. Además que la redundancia y la ductilidad sirven como factores de seguridad, ya que estas cualidades permiten superar muchas incertidumbres numéricas que existen en el diseño sismo resistente.

Es conveniente diseñar las estructuras para que durante un sismo severo los daños se presenten en zonas previstas para servir como disipadores de energía,

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