Las columnas tienen como función resistir las cargas verticales y llevarlas al sistema de fundaciones de la edificación. Esto lo hacen en cada instante del tiempo de vida útil de la estructura, sin embargo en etapa de diseño, el comportamiento puede ser totalmente distinto en presencia o no de cargas laterales, cuando consideramos su esbeltez.

La configuración geométrica de estos elementos juega un papel importante, ya que definen sus propiedades mecánicas y su grado de esbeltez, que junto con algunos otros factores, puede llevar a un incremento de las solicitaciones y hasta un posible colapso del entrepiso.

Es por ello recomendable iniciar nuestra edificación, con un predimensionado consciente, óptimo y que nos haga sentir confianza desde los inicios del proyecto.

Columnas predimensionadas y orientadas, para lograr un equilibrio de rigidez lateral en la edificación, que nos ayude a obtener un mejor comportamiento ante eventos sismicos o cualquier otra acción lateral, sin duda nos llevará a proyectar estructuras más seguras y a obtener diseños eficientes que tenderán a un resultado final en menor tiempo.


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Es importante identificar dos situaciones:

Situación 1:

En presencia de las acciones laterales que provienen, por ejemplo, de un sismo, la carga vertical en la columna interactúa con el desplazamiento lateral, generando de este modo un incremento de solicitaciones. Este efecto es conocido como: efecto de segundo orden, no-linealidad geométrica ó por último, como efecto P-Delta (mayúscula).
 En presencia de columnas muy esbeltas este efecto puede llevar al colapso de la edificación, tal como se ha evidenciado en los últimos eventos sísmicos. Puede observarse en estructuras como la de la imagen (sismo de ecuador 19, septiembre de 2017, 6.3 Mw), como las plantas quedan desplazadas y colapsadas, ligado evidentemente a otras irregularidades estructurales.


Ahora bien, ¿Cómo saber si debemos considerar el incremento de solicitaciones por este efecto? 

En el caso del Código ACI 318 (si hablamos de estructuras de concreto armado) y de la norma para el diseño de Edificaciones Sismorresistentes COVENIN 1756, usada en Venezuela, nos dejan un procedimiento muy parecido, en el que debe evaluarse un coeficiente de estabilidad que incluye: los desplazamientos relativos en entrepisos consecutivos, el corte total del nivel y el peso sísmico del nivel.

Una vez calculado, se compara el coeficiente con una serie de limites que nos permite diagnosticar nuestra estructura, llegando a alguna de las 3 opciones siguientes:
  • No debe ser considerado el efecto P-Delta
  • Sí debe ser considerado el efecto P-Delta
  • La estructura debe ser redimensionada, ya que se producirá la inestabilidad antes de que logre desarrollar su ductilidad.
La verdad, es que las normas facilitan en gran manera nuestro trabajo adaptando la base de conocimientos a simples disposiciones que debemos verificar y cumplir. En el siguiente video, comprenderás un poco mejor este efecto:
 



 
Como te imaginarás en el caso particular del efecto P-Delta (mayúscula) están involucradas todas las columnas del nivel, es evidente para que ocurra esta inestabilidad todas las columnas deben fallar, y bajo esta premisa se realiza la amplificación de solicitaciones para el diseño. Esto es parte de lo que vemos en el Programa C de nuestra Especialización.

Comenta al final de esta entrada, si deseas conocer el enfoque para columnas sin despazabilidad lateral, que sería la situación 2. 

Quisiera saber si me leen y si el contenido les ayuda a aclarar algunas dudas, en ese caso continuaré con la segunda parte.

Un abrazo,

Gabriela