Evaluación del acero de confinamiento en columnas según la norma neozelandesa NZS 3101-95 y la norma venezolana FONDONORMA 1753-2006

Abstract

El objetivo de este trabajo es comparar el acero de confinamiento en las columnas obtenido por el método planteado en la Norma Venezolana FONDONORMA 1753-06 “Proyecto y construcción de obras en Concreto Estructural” (N.V.F. 1753-06) con el método establecido en la norma de diseño en concreto armado de Nueva Zelanda NZS 3101 (NZS 3101-95). El método actualmente empleado en Venezuela considera la resistencia a compresión del concreto (f’c), el esfuerzo cedente del acero (fy) y la geometría de la sección de la columna. En cambio, la norma Neozelandesa incorpora no solo estas variables sino que además considera la cuantía geométrica de la columna (p) y la carga axial (N). Con el objeto de determinar las condiciones bajo las cuales rige cada método, se realizaron tres modelos aporticados en el plano, los cuales tienen características geométricas similares en cuanto al número y dimensión de los vanos, pero tienen diferencias en el número de pisos, ya que de esta manera se verifica la fluctuación de dos variables fundamentales que son: la carga axial (N) y la cuantía geométrica (p). Se utilizó el método de análisis elástico lineal para obtener el cortante basal, periodo y derivas, entre otros. Posteriormente se diseñaron los elementos estructurales siguiendo las consideraciones sísmicas más relevantes para los fines del trabajo establecidas en el capítulo 18 para un nivel de diseño ND3 de la norma N.V.F. 1753-06. Algunas de estas consideraciones de importancia son: verificación de la resistencia mínima a flexión de las columnas (Criterio Columna Fuerte y Viga Débil), separación de ligaduras y cuantías geométricas mínimas y máximas en columnas. Igualmente se verificaron que los valores limites de desplazamiento fueran inferiores al 20‰ establecido en la Norma Venezolana COVENIN 1756-01 “Edificaciones sismorresistentes” (N.V.C. 1756-01) para un grupo de importancia B1. Posteriormente se compararon los aceros de confinamiento obtenidos por ambos métodos para los tres modelos estudiados y se concluyó que la Norma Venezolana N.V.F. 1753-2006 siempre proporciona cantidades de acero superiores a los que proporciona la Norma Neozelandesa N.Z.S 3101-1995 para porcentajes bajos de carga axial. Debido a que todos los modelos estudiados presentaron porcentajes de carga axial bajos, ya que las condiciones de derivas obligaron a que las dimensiones de las columnas fueran grandes, se desarrollaron tres modelos adicionales donde se analizaron para diferentes resistencias de los materiales, el acero de confinamiento según las dos expresiones estudiadas. En estos modelos no se tomaron en cuenta las disposiciones de la norma N.V.C. 1756-2001 en lo relacionado con los valores límites de desplazamiento ni el capítulo 18 de la norma N.V.F. 1753-2006. En estos modelos se concluyó que para concretos cuya resistencia a la compresión es 250kgf/cm2 y cuyo armado longitudinal tiene una resistencia cedente de 4200kgf/cm2, el acero de confinamiento según la expresión neozelandesa predomina para porcentajes de carga axial superiores al 60%, mientras que para concretos cuya resistencia a la compresión es 210kgf/cm2 y cuyo armado longitudinal tiene una resistencia cedente de 2800kgf/cm2, el acero de confinamiento según la expresión neozelandesa predomina para porcentajes de carga axial superiores al 50%.