21.4Requisitos para vigas y columnas de los edificios con sistema resistente a fuerzas laterales de muros estructurales o dual tipo I

Los requisitos de 21.4 se aplican a las vigas y columnas del sistema sismorresistente de los sistemas estructurales indicados en 21.2.4.

Los detalles del refuerzo de un elemento de un pórtico deben satisfacer los requisitos de 21.4.4 cuando la carga axial amplificada de compresión axial del elemento, P_u, no exceda de 0,1 f’_c A_g. Cuando P_u sea mayor, los detalles del refuerzo del elemento deben cumplir con 21.4.5.

La fuerza cortante de diseño V_u de las vigas y columnas que resistan efectos sísmicos, no debe ser menor que el menor valor obtenido de (a) y (b): (a) La suma del cortante asociado con el desarrollo de los momentos nominales (M_n) del elemento en cada extremo restringido de la luz libre y el cortante isostático calculado para las cargas de gravedad tributarias amplificadas. En los elementos en flexocompresión los momentos nominales en los extremos de la luz libre del elemento, estarán asociados a la fuerza axial P_u que dé como resultado el mayor momento nominal posible. (b) El cortante máximo obtenido de las combinaciones de carga de diseño de 9.2.3 con un factor de amplificación para los valores del sismo igual a 2,5. Fig. 21.4.3a Fuerza cortante de diseño en vigas

Deberá existir refuerzo continuo a todo lo largo de la viga, constituido por dos barras tanto en la cara superior como en la inferior, con un área de acero no menor de la especificada en 10.5. No se aplicará lo dispuesto en 10.5.3.

No deberán hacerse empalmes traslapados dentro de una zona localizada a dos veces el peralte del elemento, medida desde la cara del nudo. Los empalmes soldados cumplirán con lo dispuesto en 21.3.5.

La resistencia a momento positivo en la cara del nudo no debe ser menor que un tercio de la resistencia a momento negativo provista en dicha cara. La resistencia a momento negativo y positivo en cualquier sección a lo largo de la longitud del elemento deben ser mayores de un cuarto de la máxima resistencia a momento proporcionada en la cara de cualquiera de los nudos.

En ambos extremos del elemento deben disponerse estribos cerrados de confinamiento en longitudes iguales a dos veces el peralte del elemento medido desde la cara del elemento de apoyo hacia el centro de la luz. El primer estribo cerrado de confinamiento debe estar situado a no más de 100 mm de la cara del elemento de apoyo. Los estribos serán como mínimo de 8 mm de diámetro para barras longitudinales de hasta 5/8” de diámetro, de 3/8” para barras longitudinales de hasta 1” de diámetro y de 1/2" para barras longitudinales de mayor diámetro. El espaciamiento de los estribos cerrados de confinamiento no debe exceder del menor de (a), (b), (c) y (d): (a) d/4, pero no es necesario que el espaciamiento sea menor de 150 mm; (b) Diez veces el diámetro de la barra longitudinal confinada de menor diámetro; (c) 24 veces el diámetro de la barra del estribo cerrado de confinamiento; (d) 300 mm.

Los estribos deben estar espaciados a no más de 0,5d a lo largo de la longitud del elemento. En todo el elemento la separación de los estribos, no deberá ser mayor que la requerida por fuerza cortante.

La cuantía de refuerzo longitudinal no será menor que 1% ni mayor que 6%. Cuando la cuantía exceda de 4% los planos deberán incluir detalles constructivos de la armadura en la unión viga-columna.

Las columnas que se refuercen con espirales deben cumplir con 7.10.4 y 10.9.3 y cuando se usen estribos deberán cumplir con 21.4.5.3 a 21.4.5.5.

En ambos extremos del elemento debe proporcionarse estribos cerrados de confinamiento con un espaciamiento So por una longitud Lo medida desde la cara del nudo. Los estribos serán como mínimo de 8 mm de diámetro para barras longitudinales de hasta 5/8” de diámetro, de 3/8” para barras longitudinales de hasta 1” de diámetro y de 1/2" para barras longitudinales de mayor diámetro. El espaciamiento So no debe exceder al menor entre (a), (b) y (c): (a) Ocho veces el diámetro de la barra longitudinal confinada de menor diámetro; (b) La mitad de la menor dimensión de la sección transversal del elemento; (c) 100 mm. La longitud Lo no debe ser menor que el mayor entre (d), (e) y (f): (d) Una sexta parte de la luz libre del elemento; (e) La mayor dimensión de la sección transversal del elemento; (f) 500 mm.

Fuera de la longitud Lo, el espaciamiento del refuerzo transversal debe cumplir con 7.10 y 11.5.5.1. En todo el elemento la separación de los estribos, no será mayor que la requerida por fuerza cortante ni de 300 mm.

El refuerzo transversal del nudo debe estar de acuerdo con 11.11.2. El espaciamiento no debe exceder de 150 mm.