Evaluación de la condición "columna fuerte-viga débil" según la norma venezolana FONDONORMA 1753:2006, considerando la variación de la resistencia a compresión del concreto y del esfuerzo de cedencia del acero de refuerzo

Abstract

El diseño sismorresistente de pórticos de concreto reforzado, propicia la ocurrencia de la condición “columna fuerte viga débil”, la cual favorece la formación de rótulas plásticas en los extremos de las vigas y evita la formación de rótulas plásticas en las columnas; dichas rótulas a flexión en vigas constituyen un mecanismo estable de disipación de energía inelástica generando un mecanismo de falla ideal durante un evento sísmico fuerte, mientras que la formación de las rótulas plásticas en columnas produce la situación llamada mecanismos de piso, lo cual se considerada un tipo de falla inadecuada y se intenta evitar en todo momento. En tal sentido el objeto de este trabajo es evaluar, específicamente en 2 pórticos planos de concreto reforzado, la condición “columna fuerte viga débil” según los Procedimientos 1 y 2 de la Norma Venezolana Fondonorma 1753:2006 considerando la variabilidad de la resistencia a compresión del concreto (f’c) y del esfuerzo de cedencia del acero de refuerzo (fy), donde el Procedimiento 1 basado en la ACI 318, compara las resistencias a flexión de vigas y columnas en cada uno de los nodos, y el Procedimiento 2 basado en el Blue Book, compara las resistencias de vigas y columnas en cada nivel. Para evaluar la influencia de esta variabilidad en los pórticos primero fue necesario propiciar la condición “columna fuerte viga débil”, para lo cual se requirió ajustar mediante los procedimientos 1 y 2, no solo al valor Normativo 1,20 sino a distintos valores de relación de resistencia hasta encontrar el mas adecuado que generara dicha condición favoreciendo el mecanismo de falla ideal y evitando los mecanismos de piso; cumpliéndose esta situación solo para distintos valores de ajustes mucho más elevados que el Normativo. Al incorporar un rango de variabilidad de los parámetros de estudio y aplicar análisis estáticos no lineales considerando dos patrones de carga, se evaluó su comportamiento sismorresistente, observando de manera general que la variabilidad no afectó el comportamiento sismorresistente del pórtico 1 en su diseño inicial sin ajustar y ajustado a los procedimientos 1 y 2. Sin embargo, en el pórtico 2 se vio afectado el diseño incial sin ajustar y el diseño ajustado al procedimiento 1. Para los ajustes donde se produce el mecanismo ideal, el pórtico 1 se vio afectado en un porcentaje bajo en el procedimiento 1, mientras que en el pórtico 2 no se vio afectado el comportamiento sismorresistente inicial de los ajustes. Para los ajustes realizados con el procediemiento 2 se observa que para todos se evito el mecanismo de piso, mientras que para los ajustes realizados por el procedimiento 1 se observo que solo se evita el mecanismo de piso cuando se logra el mecanismo ideal. En términos de áreas de acero, los pórticos en su diseño inicial ajustados por el procedimiento 1 requirieron menos acero que los ajustos por el procedimiento 2, en cambio para los distintos ajustes se observo que el procedimiento 1 supera en área de acero al procedimiento 2 en el segundo nivel, pero el procedimiento 2 supera al procedimiento 1 en el primer nivel.