ESTABILIDAD

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE UNA TÉCNICA DE REFORZAMIENTO PARA
EDIFICACIONES EXISTENTES CON PROBLEMAS DE COLUMNA CORTA
PROYECTO SENCICO-PUCP
Por: Angel San Bartolomé, César Rivera, Maricella Durán, Alejandro Muñoz y Daniel Quiun
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
RESUMEN
Como una medida preventiva a tomar ante los sismos, se estudió una técnica de reforzamiento para aquellas
edificacionesexistentes que presentan problemas de "columna corta". Esta técnica resultó económica, sencilla de
ejecutar y permitió atenuar el trabajo de las columnas cortas. Con esa finalidad, se construyeron dos módulos a
escala reducida 1:2, representativos de un local escolar que falló ante el sismo de Nazca de 1996; posteriormente,
uno de estos módulos fue reforzado. Ambos módulos fueron ensayados enla mesa vibradora del Laboratorio de
Estructuras de la PUCP, lográndose mejoras sustanciales en el módulo reforzado.

1.- INTRODUCCIÓN
Generalmente, los locales escolares existentes presentan en uno de sus ejes alféizares de ventanas bastante altos
hechos de albañilería, no aislados de la estructura aporticada, o separados de la estructura pero con juntas de muy
poco espesor, lo que da lugara la formación del problema de "columna corta" (Foto 1). Al ocurrir el sismo, la losa
del techo arrastra lateralmente a la columna haciéndola chocar contra la zona superior del alféizar (elemento más
rígido que la columna), lo que genera una gran distorsión angular en la columna corta causando su falla por corte
(Foto 2), luego de lo cual, al degradarse su rigidez, la columna corta terminaaplastándose por el hecho de soportar
cargas verticales que se tornan excéntricas por el excesivo desplazamiento lateral (problema P-δ); adicionalmente,
debido a la gran rigidez lateral que inicialmente tienen las columnas cortas en el rango elástico, absorben un gran
porcentaje del cortante de entrepiso y causan torsión en el edificio. Los problemas de columnas cortas se han
presentado en elPerú en los sismos ocurridos en los últimos años (Refs.1 a 5), causando grandes pérdidas
económicas así como el retraso de las labores escolares, por lo que es necesario reforzar los colegios existentes para
prevenir su colapso ante sismos futuros.

Foto 1. Prototipo. Nazca, 1996.

Foto 2. México y Chile, 1985.

2.- OBJETIVOS
En este trabajo se busca alcanzar una solución económica que atenúeel problema de la columna corta. Además, se
trata que todas las columnas que componen a la edificación absorban en forma significativa fuerza cortante para de
este modo disminuir el trabajo de las columnas cortas ante los terremotos.
3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS MÓDULOS
Se construyeron dos módulos: uno fue adoptado como patrón de comparación y el otro fue similar al patrón pero
reforzadodespués de haberlo construido, de tal manera de simular el reforzamiento de un colegio existente.
Inicialmente, ambos módulos tuvieron las características geométricas y las cuantías de refuerzo correspondientes a

una aula escolar moderna de dos pisos (adoptada como "prototipo") que falló por problemas de columna corta
durante el terremoto de Nazca de 1996 (Ref.5, Foto 1), pero, debido a laslimitaciones de la mesa vibradora, se
utilizó una escala reducida 1:2. Cabe indicar que por la escala empleada, para lograr los mismos esfuerzos y las
mismas distorsiones angulares que las que se producen en el "prototipo", la aceleración máxima del sismo de
ensayo fue el doble de las que realmente se producen en los terremotos. Las características del Módulo Patrón
aparecen en las Figs. 1, 2 y 3.7.5

12.5

(B)

(12.5 x 22.5)

15

306 cm

15
4 φ 1/2

2

2 []

SECCIÓN TRANSVERSAL
5
8
10 30 10

2 [] 22.5
[] 1/4, 1 @ 3, 7 @ 6, r @ 12

9@4

columna corta

2 φ 1/4

37.5

Alambre #8 @ 10

bloques "Carachita"
60

5

60 cm
1 φ 3/8

1 φ 3/8

2

r@15
360 cm

1

Alféizar

1 φ 3/8

1

97.5

5@6
15

1@3

15 x 35 cm

2 []

1/4 @...