Fatigas Limites Del Concreto

Fatigas límite y de trabajo en el concreto

Una viga de concreto es rectangular, cuando su sección transversal en compresión tiene esa forma. Es simplemente armada, cuando sólo tiene refuerzo para tomar la componente de tensión del par interno. En general, en una viga la falla puede ocurrir en dos formas: Una de ellas se presenta cuando el acero de refuerzo alcanza su límite elástico aparente o límite de fluencia Fy; sin que el concreto llegue aún a su fatiga de ruptura 0.85 F`c. La viga se agrietará fuertemente del lado de tensión rechazando al eje neutro hacia las fibras más comprimidas, lo que disminuye el área de compresión, aumentando las fatigas del concreto hasta presentarse finalmente la falla de la pieza. Estas vigas se llaman “Subreforzadas” y su falla ocurre más ó menos lentamente y va precedida de fuertes deflexiones y grietas que la anuncian con anticipación. El segundo tipo de falla se presenta cuando el concreto alcanza su límite 0.85 F`c mientras que el acero permanece por debajo de su fatiga Fy. Este tipo de falla es súbita y prácticamente sin anuncio previo, la cual la hace muy peligrosa. Las vigas que fallan por compresión se llaman “Sobrereforzadas”. Puede presentarse un tipo de vida cuya falla ocurra simultáneamente para ambos materiales, es decir, que el concreto alcance su fatiga límite de compresión 0.85 F’c, a la vez que el acero llega también a su límite Fy. A estas vigas se les da el nombre de “Vigas Balanceadas” y también son peligrosas por la probabilidad de la falla de compresión. Para evitar las vigas sobre reforzadas y las balanceadas, el reglamento del ACI 318-04 limita el porcentaje de refuerzo al 75% del valor correspondiente a las secciones balanceadas.

La carga unitaria máxima admisible en el terreno, será la que se aplique al mismo, sin causar asentamientos que puedan afectar las turna o provocar un peligro de falla del suelo al corte.

Haciendo uso de la mecánica de suelos y de acuerdo con las propiedades mecánicas en material, se puede fijar la capacidad de soporte de un terreno (fatiga de trabajo mediante un coeficiente de seguridad) en función de una serie de factores:

1. Dimensiones de zapatas o elementos transmisores de carga al terreno.

2. Nivel de desplante abajo del nivel natural del terreno.

3. Hundimientos diferenciales que pueda tolerar la súper-estructura sin afectar su seguridad.

4. Características y rigidez del edificio.

Algunos materiales (por lo general los que poseen un punto de fluencia bien definido) tienen lo que se conoce como limite a la fatiga, que es el esfuerzo unitario máximo que se puede repetir un número indefinido de veces, en un rango definido, sin ocasionar daños estructurales. Generalmente, cuando no se especifica ningún intervalo, se entiende que el límite de fatiga es para un ciclo en el que el esfuerzo varía entre esfuerzos de tensión y compresión del mismo valor.

Cuando el hormigón está sometido a cargas fluctuantes en lugar de cargas sostenidas, su resistencia a la fatiga, es considerablemente menor que su resistencia estática. Cuando en hormigones simples se introducen esfuerzos cíclicos de compresión variando desde cero hasta el máximo esfuerzo, el límite de fatiga está entre el 50 y el 60 por ciento de la resistencia a la compresión estática, para 2,000,000 de ciclos. Para otros tipos de esfuerzos aplicados, tales como esfuerzo de compresión por flexión en vigas de hormigón armado o tensión por flexión en vigas no reforzadas o en el lado de tensión de vigas reforzadas, el límite de fatiga parece ser aproximadamente el 55 por ciento de la resistencia estática correspondiente. Sin embargo, estos datos deben usarse únicamente como guías generales. Se sabe que la resistencia a la fatiga del hormigón no solamente depende de su resistencia estática sino también de las condiciones de humedad, de la edad y de la velocidad de aplicación de la carga.

La mayor parte de las fallas por fatiga de las vigas de hormigón armado parecen deberse a la falla del acero de refuerzo, asociada con severo agrietamiento y concentración de esfuerzos y efectos de abrasión posibles. Las vigas con refuerzo longitudinal crítico parecen tener una resistencia a la fatiga del 60 al 70% de la resistencia estática última, para alrededor de un millón de ciclos.

La mayor parte de las fallas por fatiga de las vigas de hormigón preesforzado se deben a la falla por fatiga de los alambres o torones de esfuerzo y están relacionadas con la magnitud y severidad del agrietamiento. Existe cierta evidencia para sugerir que las vigas preesforzadas son superiores a las vigas convencionales para resistir las cargas de fatiga.

Compresión, cortante y tensión en el concreto

compresión

La falla por cortante es una falla súbita y frágil. Se

tienen las siguientes hipótesis para vigas de sección

rectangular.

Los esfuerzos cortantes son paralelos

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