Daños en columnas y escaleras

Daños en columnas y escaleras
Por: Ing. Harold Muñoz M.
Daños en columnas
Las columnas cumplen especial función dentro del comportamiento
estructural, por lo cual su construcción exige cuidados especiales
por encima de los que se le puede exigir a cualquier otro elemento
estructural.
Figura 2.84 – Proceso constructivo de una columna. La colocación de flejes por
encima del tramo a vaciar es necesaria para garantizar la posición adecuada
del refuerzo.
El proceso de diseño de las columnas establece la definición de la
localización del refuerzo distribuido perimetralmente en la sección,
lo cual se concluye en la elaboración del Diagrama de Interacción
de Carga Axial y Momento Flector. La condición de biaxialidad
impuesta por el diseño sísmico al considerar los efectos en cada
una de las direcciones ortogonales, obliga a que el proceso
constructivo sea exigente en cuanto a la posición apropiada de las
barras de refuerzo tal como fue considerado el diseño.
Por esa razón, el proceso constructivo debe ser exigente en lo
relacionado con la exacta disposición de los aceros tanto
longitudinales como transversales, en la adecuada colocación y
hermeticidad de la formaleta como también el proceso de vaciado,
vibrado y curado del concreto.
Para garantizar la apropiada localización del refuerzo longitudinal,
se requiere que durante el proceso constructivo se disponga de por
lo menos un par de flejes por encima del tramo a vaciar. Estos flejes
deben permitir el amarre de las varillas en su exacta posición, tal
como esté previsto en los planos del diseño estructural. Cuando no
se toma en cuenta esta recomendación, se procede a su
reubicación mediante una mala práctica constructiva contraria a la
establecida en la NSR-98 que señala: “Las barras que ya estén
parcialmente embebidas dentro del concreto no pueden doblarse o
desdoblarse en el sitio.”
Figura 2.85 – La falta de flejes o estribos durante el proceso de obra, por
encima de la placa lleva a que las varillas de refuerzo no se ubiquen en el lugar
que les corresponde, con el efecto consiguiente de disminución en su
capacidad resistente.
Figura 2. 86 – Disposición inadecuada del refuerzo de las columnas.
La alteración del lugar que le corresponde a las barras de refuerzo
en una columna modifica la capacidad resistente, puesto que el
diseño establece una única posición de las barras en el perímetro
de la columna. El cambio de posición modifica el brazo o distancia
considerado en el diseño y, como cualquier modificación,
representa disminución de esa distancia y su resultado será la
rebaja de su capacidad resistente.
Figura 2.87 – Prácticas inapropiadas, prohibidas por las Normas de
construcción, que causan daños en las estructuras.
La aparición de fisuras o desprendimiento de trozos de concreto en
la parte superior de las columnas es un daño cuya patología deriva
del inapropiado doblado del refuerzo longitudinal de la columna
cuando se intenta ubicarlo en la posición correcta. Al estar aún
reciente el vaciado del concreto de la columna para el momento de
la colocación del refuerzo de la placa, resulta inconveniente mover
(perrear) las varillas longitudinales de la columna para acomodarlas
a su verdadera posición.
El término perrear deriva del instrumento que se utiliza para mover
las varillas, el cual consiste en una varilla de gran diámetro en cuyo
extremo se sueldan dos trozos que semejan mandíbulas de perro.
Figura 2.88 – Fisura y desprendimiento del concreto cuando se encuentra en
sus primeros días de vaciado, por causa del movimiento forzado de las barras
para llevarlas al lugar que les corresponde en las columnas.
Figura 2.89 - En las columnas no conviene colocar ductos para instalaciones de
ningún tipo. Se comprende el debilitamiento que experimenta el elemento
estructural ante la sustitución de la masa resistente de concreto por tuberías de
PVC.
Además de los daños descritos, es una mala práctica constructiva
colocar tuberías de aguas lluvias o de instalaciones eléctricas
dentro de la masa de las columnas, con el resultado de debilitar de
su capacidad resistente. Esta situación se deriva del
desconocimiento del funcionamiento estructural, especialmente
cuando en un proyecto de construcción no se ha considerado el
diseño de ductos tanto verticales como horizontales para las
distintas tuberías de servicios. Por supuesto que ante condiciones
de carga como las derivadas por efecto sísmico, el grave daño
estructural resultante pone en evidencia esta mala práctica
constructiva especialmente en los nudos.
Si por razones excepcionales se requiere la colocación de alguna
tubería dentro de las columnas, la NSR-98 establece que no se
puede desplazar más del 4% del área de la sección transversal del
elemento. En esos casos, deben instalarse de tal manera que no se
requiera cortar, doblar o desplazar el refuerzo de su localización
correcta.
Daños en escaleras
Figura 2.90 – Las escaleras son vigas inclinadas y, como tales, poseen
refuerzo superior e inferior. Los llamados refuerzos de espera o pelos, deben
sostenerse adecuadamente durante el proceso de vaciado de la placa en
donde luego se construirá la escalera.
Las escaleras son, básicamente, elementos inclinados, por lo cual
su reforzamiento debe cumplir los requisitos derivados de su
diagrama de momentos y de la verificación de que el concreto
soporta fácilmente el esfuerzo cortante debido a la sección
suficientemente ancha. Por lo anterior, y en vista de la integridad
estructural, las escaleras deben diseñarse con capacidad para
soportar los momentos empotramiento en sus extremos, además de
absorber los demás esfuerzos propios de su tipología estructural y
particularidades geométricas.
Bajo cargas sísmicas, y a causa de las deformaciones asociadas a
este fenómeno, es posible que las escaleras se sometan a
esfuerzos de tracción no previstos en el diseño, lo cual es grave
cuando el despiece o la colocación de los aceros de refuerzo se
hacen inadecuadamente. No debe perderse de vista que las
escaleras son elementos muy importantes para la evacuación de las
edificaciones ante la ocurrencia de un sismo, especialmente cuando
la edificación ha sufrido averías que obligan a una medida de esta
naturaleza.
Figura 2.91 – Una vigueta de una placa no puede ser el soporte de una
escalera. Una escalera debe iniciar y terminar en vigas.
Figura 2.92 – Las dimensiones de huellas y contrahuellas deben verificarse en
la formaleta antes del vaciado para evitar posteriores efectos en los acabados y
en el comportamiento final de la estructura.