CENTRO UNIVERSITARIO DEL OCCIDENTEDIVISIÒN DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA CONCRETO ARMADO 2 ING. FRANCISCO SIMON COLUMNA FUERTE VIGA DEBIL ADIN ROELMAN RODRIGUEZ HERNANDEZ 200730476 Quetzaltenango, 26 de diciembre de 2014 generando sismos de importante magnitud. Trataremos en este pequeño documento como debe de ser dicha relación bajo los dictámenes que fijan ciertos códigos o normas aunados a las experiencias de ingenieros constructores que han compartido su conocimiento mediante ensayos. Geográficamente nuestro país se encuentra asentado entre tres placas tectónicas. sino que principalmente. la relación que tengan cada uno de los elementos que lo constituyen (columnas. y la interacción que los momentos actuantes tengan entre sí. vigas y zapatas) para una correcta absorción de la energía liberada por el sismo en la estructura para evitar daños materiales que pongan en peligro a los residentes o habitantes de la edificación. sean estructuras preparadas para los tales movimientos sísmicos.Introducción El diseño de estructuras sismo resistentes constituye en la actualidad. obras o informes. El presente es un resumen de la relación que deben tener dos elementos: la viga y la columna. Es allí donde toma vital importancia en un sistema constructivo de marcos. una prioridad en las urbanizaciones de las ciudades del litoral pacífico de Guatemala. Esperamos sea para el lector de gran importancia para la formación en el ámbito estructural. . Y primordial que el ingeniero civil tome tales variables y pueda construir edificaciones que alcancen no solamente los estándares mundiales en lo que se refiere a construcciones. uc.2 ∑ Mnb Mnc=¿ Suma de los momentos nominales de flexión de las columnas que ∑¿ llegan al nudo.6.Relación Viga Columna.20 Σ Mvn El criterio llamado columna fuerte – viga débil es un requisito a cumplir en cualquier proyecto sismo resistente de estructuras de concreto armado o reforzado con la finalidad de evitar fallas por inestabilidad que junto a las fallas frágiles como las de adherencia y corte son las responsables de la falla catastrófica o ruina de las estructuras. Para ello debemos comprender en qué tipo de estructuras debemos de verificar dicho criterio. Imagen 1: http://www7. Mcn ≥ 1.2.swf Disposiciones ACI 318-11 Sección 21. La resistencia a flexión de la columna debe calcularse para la fuerza axial mayorada. evaluados en las caras del nudo. A continuación se presenta el tipo de estructura en la que debe de verificar.cl/sw_educ/construccion/comportamiento_estructuras/compilados/015Columnafu ertevigadebil.1: La resistencia a flexión de las columnas debe satisfacer la ecuación: ∑ Mnc ≥1. congruente con la . Cuando en un nudo no se puede cumplir con lo especificados. evaluadas en la cara del nudo. Ambos mecanismos teniendo en el nivel superior igual deformación (∆). Por ejemplo. la rotación de las rótulas plásticas en el mecanismo deseable (en vigas) es muy pequeña con relación la rotación de las rótulas plásticas en los mecanismos indeseables o de entrepiso (en columnas). Las resistencias a la flexión deben sumarse de tal manera que os momentos de la columna se oponga a los momentos de la viga. Las contribuciones negativas de la columna o columnas no se deben ignorar. Como se podrá entender la metodología trata de diseñar las columnas con mayor capacidad resistente y de disipación de energía que las vigas. que conduzca a la resistencia a la flexión más baja. Si las columnas no son más resistentes que las vigas que llegan a un nudo. es decir un mecanismo de entrepiso que puede conducir al colapso prematuro de la estructura. exige que cualquier contribución positiva de la columna o columnas. Mnb=¿ La suma de los momentos resistentes nominales a flexión de las ∑¿ vigas que llegan al nudo. debido que ante una acción sísmica los mecanismos cinemáticos que se formen sean los más deseables. . . Ver Figura 1(b). En el peor caso de columna débil se puede producir fluencia por flexión en ambos extremos de todas las columnas en un piso dado ocasionado un mecanismo de falla de columnas que puede conducir al colapso.dirección de las fuerzas laterales consideradas. El propósito del código es reducir la posibilidad de fluencia de las columnas que se consideren como parte del sistema de la resistencia ante fuerzas sísmicas. relacionada con la resistencia lateral y la rigidez de la estructura se desprecie. Cuando las columnas no tienen mayor capacidad resistente y de disipación de energía que las vigas hay la probabilidad de que las rótulas plásticas se formen en las columnas formándose un mecanismo indeseables. existe la posibilidad de acción inelástica en ellas.Estos son los que en los cuales las rótulas plásticas se forman en las vigas y no en las columnas. Debe satisfacerse la ecuación para momentos de vigas que actúen en ambas direcciones en el plano vertical del pórtico que se considera. el ignorar la rigidez de las columnas no se debe emplear como justificación para reducir el corte basal del diseño. P = ( ΣV EIv/Lv / ΣC EIc/Lc) Donde: EIv y EIc definen la rigidez a flexión de las vigas y columnas (V viga. quiere decir.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 mecanismos indeseables. Las imágenes muestran sus efectos. Los daños que se pueden producir por tener el inverso. .El Ingeniero Civil puede verificar si en la estructura hay la probabilidad que se forme un piso blando. Un método sencillo para evaluar si el criterio sismo resistente columnas fuerte-viga débil puede gobernar el diseño. columna débil-viga fuerte pueden ser catastróficos. Cuando la relación P es mayor de 0. conociendo la deformada de los pórticos producto de la acción sísmica y aplicando la definición de estructura regular que aparece en la Norma. Lv Lc son las longitudes de las vigas y columnas respectivamente. es el siguiente: Determinar la relación P basada en las propiedades de las vigas y columnas de un nivel cercano a la mitad de la altura del pórtico. y las sumatorias incluye todas las vigas y columnas en nivel cercano a la altura del pórtico. C columna). . claramente en nuestra región aún se tiene tales problemas. Además una configuración columna fuerte-viga débil minimiza las uniones plásticas en los distintos nodos que se lleguen a tener. Y también a la omisión del criterio columna fuerte-viga débil. 2. Ensayo: Columna Fuerte Viga Débil Benjamín Navarrete. M. Una distribución tal permite ante un eventual sismo que la viga absorba la mayor cantidad de energía y que pude llegar a su carga nominal crítica antes que la columna. ya que esta afecta de una manera inferior el esqueleto de la estructura. Temas de Hormigón Armado Marcelo Romo Proaño. es preferible que falle primero una viga. 2. Escuela Politécnica del Ejército de Ecuador. Pontificia Universidad Católica de Chile Escuela de Ingeniería Civil. o sea piso débil. En pocas palabras. a que una columna lo haga primeramente ya que puede producir el colapso total.Comentario La finalidad del chequeo de la columna fuerte-viga débil situaciones: permite dos 1. El diseño sismo resistente dicta como obligatorio el chequeo de tal criterio. Bibliografía: 1. Como sabemos una articulación plástica se consigue cuando el acero sobrepasa su límite de fluencia y no resiste ya a los esfuerzos de tensión. Aunque ya se tiene normalizado esto. Ante una viga fuerte y columna débil la fuerza sísmica se concentrará en la columna. específicamente en la unión que esta misma tenga con los demás elementos y producirá su colapso. Permitir una correcta distribución de la energía sísmica en los elementos de la estructura. impidiendo así que el acero de la columna llegue a su límite de fluencia con mayor rapidez y ya no pueda soportar los tradicionales esfuerzos a flexión que generan los sismos en las edificaciones. Buena parte de las edificaciones fallidas en los terremotos de San Marcos se debieron a la poca rigidez que se tenían en los primeros niveles.Sc.