Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción

Tarea N°1

Juan Cristóbal Arellano

Fecha: 25 de agosto de 2017

1. Diseño por desempeño según norma ACI 318S-14

1.1 Columnas de hormigón armado en un muelle ubicado en San Antonio (V región)

A partir de la Tabla 19.3.1.1 (ver Anexos) contenida en el ACI 318S-14, se procede a clasificar la estructura según su exposición. En primer lugar, estas columnas estarán expuestas durante su ciclo de vida a la presencia de sulfatos provenientes del agua marina y de la misma brisa, por lo que se clasifican entonces en la categoría S. Ahora bien, para poder determinar de manera aproximada la clase de exposición de esta estructura, basta con observar que la misma tabla clasifica con la clase S1 aquellos miembros expuestos a agua marina, con una concentración de sulfato disuelto en agua entre los 150 y 1500 ppm.

Considerando la presencia de enfierradura, y bajo el supuesto de miembros de hormigón no preesforzados, la estructura recibe también la categoría C. En cuanto a su clase de exposición, las columnas reciben la clase C2 debido a que se encuentran expuestos a la humedad y a una fuente externa de cloruros provenientes del agua marina y la brisa.

A partir del análisis anterior, las columnas de hormigón armado se clasifican según las clases S1 y C2, según el ACI 318S-14. Luego, se utiliza la Tabla 19.3.1.2 para diseñar por desempeño la estructura. Para este mismo efecto, se utilizan los requisitos más restrictivos entre cada una de las clases de exposición. El diseño final se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 1.1.1: Diseño por desempeño según ACI 318S-14 para columnas de hormigón armado en muelle en San Antonio

En cuanto al recubrimiento de concreto, este deberá ser de acuerdo a lo especificado en la Tabla 20.6.1.3.1 (ver Anexos) para elementos de concreto construidos en sitio no preesforzados, del ACI 318S-14.

1.2 Tablero de hormigón armado de un puente ubicado en el Paso Internacional Los Libertadores

Dada las condiciones geográficas en que se encuentra emplazado el tablero, existirá una exposición a ciclos de congelamiento y deshielo durante gran parte del año, por lo que la estructura recibe la categoría F. Debido al tráfico vehicular y a la necesidad de mantener el Paso habilitado siempre que sea posible (a menos que el clima lo impida), se asume la utilización de productos químicos descongelantes y/o sal. Dado este nivel de exposición, la estructura recibe entonces la clase F3.

Considerando que estos químicos a su vez generan una mayor absorción y retención de líquidos, facilitando la saturación de poros dentro del hormigón (Spragg et al. 2011), será necesario entonces limitar el nivel de permeabilidad del material para prevenir un efecto mucho más severo debido a los ciclos de congelamiento y descongelamiento en el tablero. De esta manera, la estructura recibe también la clase de exposición W1.

Por último, la posibilidad de utilizar descongelantes y/o sal para prevenir el congelamiento del agua sobre la superficie del tablero y permitir la circulación del tránsito a través del Paso, puede ser perjudicial para la enfierradura presente en la estructura debido a la presencia externa de cloruros. Bajo esta razón, se le agrega la clase de exposición C2 al tablero.

A partir del análisis anterior, el tablero de hormigón se clasifica según las clases F3, W1 y C2, según el ACI 318S-14. Luego, se utiliza la Tabla 19.3.1.2 para diseñar por desempeño la estructura. El diseño final se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 1.2.1: Diseño por desempeño según ACI 318S-14 para tablero de hormigón armado en puente ubicado en Paso Internacional Los Libertadores

Para determinar el porcentaje de contenido de aire, se realiza el supuesto de que el TMA estará entre los 19.0 y 25.0 mm, de manera que, según la Tabla 19.3.3.1 (ver Anexos), el porcentaje en ambos casos es de 6%. Notar que la categoría W1 no ejerce ningún efecto sobre el diseño por desempeño final de la estructura ya que es menos restrictiva que F3 y C2

2. Diseño por desempeño según Norma Canadiense A23.1-09/A23.2-09

2.1 Columnas de hormigón armado en un muelle ubicado en San Antonio (V región)

La porción de las columnas sumergida se clasifica como C-3 ya que estará continuamente sumergidas y expuestas a cloruros provenientes del agua de mar, pero no así a ciclos de congelamiento y descongelamiento. Por otro lado, para aquellas porciones ubicadas dentro de la splash zone o la tidal zone, la clasificación corresponde a C-1. Luego, dado que el diseño para una columna cualquiera del puerto no se puede hacer sección por sección, regirá aquella clasificación que sea más restrictiva. La presencia de sulfatos en el agua de mar también permite clasificar a la estructura dentro de la categoría S.

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