33 Columnas no cumplían norma de sismo resistencia

Columnas del Space no cumplían norma de sismo resistencia

En el diseño de las columnas se incumplieron normas obligatorias establecidas en las Normas Sismo Resistentes Colombianas vigentes al momento del diseño, Reglamento NSR-98.

Explicación para no técnicos Las Normas Sismo Resistentes Colombianas vigentes al momento de otorgar licencia al Edificio Space estaban codificadas en el Reglamento NSR-98, que ya no está vigente. Este reglamento contenía una serie de normas mínimas que regulan, entre otros aspectos, las dimensiones de las columnas y la cantidad del acero de refuerzo.

   Analizando minuciosamente estas normas se encontró que en el diseño de las columnas del Edificio Space incumplen varias de las disposiciones mínimas, incluyendo la cantidad del refuerzo y la dimensión mínima; aunque ello no significa necesariamente que sea la causa eficiente del fallo y posterior colapso, solo es un punto de partida. (Ver: Edificio Space se construyó sobre un caño).

El Edificio Space El Conjunto Residencial Space es estructuralmente un sólo edificio que se construyó en 6 etapas; no es cierto que tuviera 6 torres, se trata de una sola torre con varias etapas.

En cuanto lo estructural, el Edificio Space está conformado por un sistema estructural de concreto reforzado con barras de acero, que incluye columnas, muros, vigas y losas, soportadas sobre pilas de concreto que transmiten las cargas al suelo. El diseño estructural se realizó en vigencia del Decreto Nacional 033 de 1998 o Reglamento NSR-98 (actualmente está vigente el Reglamento NSR-10).

El diseño estructural contempla dos tipos de columnas que se denominaron C-1 y C-2, con dimensiones de 150 cm por 20 cm, y 100 cm x 20 cm, respectivamente.

Columna tipo C-1 La mayoría de columnas del Edificio Space son tipo C-1 (49 de 51). A continuación se verificará el cumplimiento de los principales parámetros mínimos, teniendo en cuenta una capacidad de disipación de energía moderada (DMO):

Geometría. La norma (C.21.4.1 NSR-98) establece una dimensión mínima de 25 centímetros, con algunas excepciones que en el presente caso no aplican. Como la columna tiene dimensiones de 20 centímetros de ancho por 150 centímetros de largo, es evidente que este parámetro no se cumple. El incumplimiento de este parámetro resta capacidad estructural a momentos paralelos al eje transversal largo. Dice la norma:

(b) La menor dimensión de la sección del elemento, medida en una línea recta que pasa a través del centroide de la sección, no debe ser menor que 0.25 m. Las columnas en forma de T, C o I pueden tener una dimensión mínima de 0.20 m pero su área no puede ser menor de 0.0625 m².

Acero longitudinal. La norma (C.21.4.3 NSR-98) establece una cuantía mínima del 1% del área bruta de la columna. En el diseño se plantea una cuantía levemente inferior a la mínima, es decir, tampoco se cumple este parámetro. El refuerzo longitudinal está conformado por 8 barras de 5/8 de pulgada y 10 barras de 1/2 pulgada, para un área de refuerzo longitudinal (As) de 28.82 cm² cuando el área mínima debería ser 30.00 cm². Aunque el incumplimiento en este punto es leve, se deja constancia de la necesidad de cumplir estrictamente con las cuantías máximas y mínimas, que propenden por una falla balanceada, evitando fallas explosivas, garantizando estructuras más dúctiles. Dice la norma:

(a) La cuantía de refuerzo longitudinal, ρ_g, no debe ser menor que 0.01 ni mayor que 0.06.

Acero transversal. La norma (C.21.4.4 NSR-98) establece que el diámetro mínimo de los estribos o flejes debe ser 3/8" y en el diseño se utiliza uno menor (1/4"), es decir, la norma no se cumple. La misma norma establece que en la zona de confinamiento los estribos deben espaciarse, para el caso específico, máximo a 6.7 (20cm -ancho- dividido por 3) centímetros, y se espaciaron cada 15 centímetros, es decir, tampoco se cumplió este parámetro (alternativamente se podían colocar flejes de 3/8" cada 10 centímetros, pero tampoco se cumplió). Estos incumplimientos son graves en vista que no se garantiza ductilidad en la estructura, esto es, alta capacidad de deformarse antes de la falla. Dice la norma:

(a) (...) Cuando se utilicen estribos rectangulares, el área total de los estribos rectangulares de confinamiento, como mínimo de diámetro Nº 3 (3/8”) ó 10M (10 mm)...
(b) El refuerzo transversal de confinamiento debe espaciarse a lo largo del eje del elemento a una separación s que no exceda:

• 8db de la barra longitudinal más pequeña que abrace [8 x 1.29 = 10.3cm],
• 16db del diámetro de barra del estribo [16 x 0.63 = 10.1cm],
• 1/3 de la dimensión mínima dela sección del elemento [20 / 3 = 6.7cm], ó
• 150 mm [15cm].

(c) Alternativamente a lo indicado en (a) y (b), pueden colocarse estribos de confinamiento de diámetro Nº 3 (3/8”) ó 10M (10 mm), con f_yh de 420 MPa, con una separación s de 100 mm.

Teniendo en cuenta que la resistencia del acero (fy) se estipuló en 4220 kg/cm² y la del concreto (f'c) 280 kg/cm², se puede establecer que cada columna de este tipo podría resistir idealmente una carga a compresión simple de máximo 953 tf (toneladas).

Control del diseño estructural Para determinar los parámetros atrás mencionados no es necesario realizar ningún tipo de cálculo, se trata de dimensiones y cantidades mínimas que deben ser respetadas en todo proyecto; en otras palabras, son parámetros que pueden, y deben, ser chequeados en las diferentes instancias de control.

El incumplimiento de los parámetros atrás mencionados, fáciles de detectar, evidencia tres cosas, imprudencia del Diseñador Estructural, negligencia del Revisor Estructural y del Constructor y desidia en el control por parte de la Curaduría Urbana y del Municipio de Medellín.

   Adicionalmente a lo ya dicho, las columnas alargadas tienen una distribución asimétrica de esfuerzos, con esfuerzos inmensamente más grandes en los extremos, con capacidad de producir fallas en estas zonas (como muestra la fotografía de la falla que todos conocemos), por un lado, y por el otro, no es normal que un edificio de estas magnitudes (niveles en la Etapa 6, con luces de unos 8 metros) tenga la cuantía mínima (1%) de acero longitudinal en todos los niveles; muchas veces las cuantías en los primeros niveles pueden rondar el 2% y hasta el 3%.

Construcción perdió la Mesura

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