Se realiza el análisis por inspección directa de la foto de una columna dañada y se identifican las omisiones normativas que tuvo el constructor al ejecutar la obra, aunque algunas de estas condiciones evidentemente fueron las precursoras de la falla, dictaminamos sobre el conjunto de omisiones que hubieran reducido las probabilidades.
Es evidente que no estamos verificando el contexto de la falla, me refiero a porqué esa columna fue demandada por encima de su capacidad gravitacional, pero sí de las deficiencias observables en este fotograma de acuerdo con las NTC CR CDMX 2021.
Como primer punto veamos:
4.- REQUISITOS DE DURABILIDAD
4.1.1 Requisitos básicos
La durabilidad será tomada en cuenta en el diseño, mediante la determinación de la clasificación de exposición de acuerdo con la sección 4.2 y, para esa clasificación, cumpliendo con los siguientes requisitos:
- a) Calidad y curado del concreto, de acuerdo con las secciones 4.3 a 4.6;
- b) Restricciones en los contenidos químicos, de acuerdo con la sección 4.8;
- c) Recubrimiento, de acuerdo con la sección 4.9; y
- d) Precauciones en la reacción álcali–agregado, de acuerdo con la sección 4.10.
4.9.2 Recubrimiento necesario en cuanto a la colocación del concreto
El recubrimiento y el detallado del acero serán tales que el concreto pueda ser colocado y compactado adecuadamente de acuerdo con el inciso 15.3.6.
El recubrimiento libre de toda barra de refuerzo no será menor que su diámetro, ni menor que lo señalado a continuación:
En columnas y trabes, 20 mm, en losas, 15 mm, y en cascarones, 10 mm. Si las barras forman paquetes, el recubrimiento libre, además, no será menor que 1.5 veces el diámetro de la barra más gruesa del paquete.
Podemos observar en el fotograma, que el recubrimiento existente, escasamente cubre el alambre usado como estribo. Por lo que no cumple con los requisitos de la sección 4.9.2 de las NTC de CDMX 2021.
6.-LONGITUD DE DESARROLLO, ANCLAJE Y REQUISITOS COMPLEMENTARIOS
6.1.4 Anclaje del refuerzo transversal
El refuerzo en el alma debe llegar tan cerca de las caras de compresión y tensión como lo permitan los requisitos de recubrimiento y la proximidad de otro refuerzo.
Los estribos deben rematar en una esquina con dobleces de 135 grados, seguidos de tramos rectos de no menos de 6db de largo, ni menos de 80 mm. En cada esquina del estribo debe quedar por lo menos una barra longitudinal. Los radios de doblez cumplirán con los requisitos de la sección 6.5.
Las barras longitudinales que se doblen para actuar como refuerzo en el alma deben continuarse como refuerzo longitudinal cerca de la cara opuesta si esta zona está a tensión, o prolongarse una longitud Ld más allá de la media altura de la viga si dicha zona está a compresión.
Es visualmente evidente que estos estribos estaban doblados en ángulos de 90°, en tanto que la longitud del tramo recto fue imposible identificar visualmente, no obstante, no cumple con los criterios solicitados por la normativa en su sección 6.1.4.
6.6.1.2 Traslapes
La longitud de un traslape no será menor que 1.33 veces la longitud de desarrollo, Ld, calculada según el inciso 6.1.2.1, ni menor que (0.01fy–6) veces el diámetro de la barra (fy en kg/cm2).
Cuando se une por traslape más de la mitad de las barras en un tramo de 40 diámetros, o cuando las uniones se hacen en secciones de esfuerzo máximo, deben tomarse precauciones especiales, consistentes, por ejemplo, en aumentar la longitud de traslape o en utilizar hélices o estribos muy próximos en el tramo donde se efectúa la unión.
Si tomamos la longitud de desarrollo mínima que debe tener los traslapes considerando la barra de refuerzo observable de 1/2″, Ld=[0.01(4200)-6](1.27) =45.72 cm y lo cotejamos con las dimensiones observables en el fotograma, de aprox. 30 a 35 cm no se cumple con el desarrollo mínimo del traslape.
Siendo que más del 50% traslape se desarrolla dentro de la misma sección y aunado que se trata de la base de la columna donde se suelen concentrar los esfuerzos máximos, los estribos deberían ser zunchados o más juntos de lo que se solicitan como mínimo, lo que evidentemente no se observa. Por lo que no cumple con lo solicitado en la sección 6.6.1.2. de las NTC CDMX.
7.-DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE DUCTILIDAD BAJA
7.3.4 Requisitos para refuerzo transversal
7.3.4.2 Separación
Todas las barras o paquetes de barras longitudinales deben restringirse contra el pandeo con estribos o zunchos con separación no mayor que:
- a) 850/(fy)1/2 veces el diámetro de la barra o de la barra más delgada del paquete con fy en kg/cm²;
- b) 48 diámetros de la barra del estribo; ni que
- c) La mitad de la menor dimensión de la columna.
La separación máxima de estribos se reducirá a la mitad de la antes indicada en una longitud no menor que:
- a) la dimensión transversal máxima de la columna;
- b) un sexto de su altura libre; ni que
- c) 600 mm
Evaluemos los requisitos de espaciamiento máximo:
Smáx = 850/(4200)1/2 = 13.11 cm
Smáx = 48 (3mm) = 14.4 cm
Smáx = 20/2 = 10.0 cm
También los del tramo en que se aplica un espaciamiento reducido al 50%:
Hr = 30 cm
Hr = 400/6 =66 cm
Hr = 60 cm
Es evidente que la separación de los estribos que en los primeros 66 cm de la columna deberían ser de 10 cm, no se cumplió en este detallado que se observa en el fotograma.
7.3.4.3 Detallado
a) Estribos y zunchos
Los estribos se dispondrán de manera que cada barra longitudinal de esquina y una de cada dos consecutivas de la periferia tenga un soporte lateral suministrado por el doblez de un estribo con un ángulo interno no mayor de 135 grados. Además, ninguna barra que no tenga soporte lateral debe distar más de 150 mm (libres) de una barra soportada lateralmente.
Cuando seis o más varillas estén repartidas uniformemente sobre una circunferencia se pueden usar anillos circulares rematados como se especifica en el inciso 6.1.4; también pueden usarse zunchos cuyos traslapes y anclajes cumplan con los requisitos del inciso 7.3.4.4.
La fuerza de fluencia que pueda desarrollar la barra de un estribo o anillo no será menor que seis centésimas de la fuerza de fluencia de la mayor barra o el mayor paquete longitudinal que restringe. En ningún caso se usarán estribos o anillos de diámetro menores de 7.9 mm (número 2.5). Los estribos rectangulares se rematarán de acuerdo con lo prescrito en el inciso 6.1.4. El esfuerzo de diseño de los estribos no será superior a 420 MPa, (4200 kg/cm²).
Para columnas no se deben usar estribos menores de 7.9 mm, de acuerdo con el fotograma el diámetro observable debe ser como máximo de 3 mm y se intuye que el alambre usado es de fy=5000 kg/cm2 ó fy=6000 kg/cm2. Por lo que se incumple con lo indicado en esta sección 7.3.4.3 referente al detallado de columnas.