REFERENCIAS

28.1 Applications of ACI 318 Load Test Requirements, Structural Bulletin No. 16, Concrete Reinforcing Steel Institute, Schaumburg, IL, Noviembre 1987.

28.2 Proper Load Tests Protect the Public, Engineering Data Report No. 27, Concrete Reinforcing Steel Institute, Schaumburg, IL.

28.3 Evaluation of Reinforcing Steel in Old Reinforced Concrete Structures, Engineering Data Report No. 11, Concrete Reinforcing Steel Institute, Schaumburg, IL.

SEGURIDAD

Para garantizar la seguridad, durante los ensayos de carga normalmente se deben apuntalar los elementos cargados. El apuntalamiento no debe interferir con el procedimiento del ensayo ni afectar sus resultados. Durante el ensayo de carga, en ningn momento la estructura deformada debe tocar o apoyarse sobre el apuntalamiento.

APROBACIN DE LA ESTRUCTURA PARA CARGAS DISMINUIDAS

Si la evaluacin analtica de la resistencia (20.1.2) indica que una estructura no es adecuada, si se superan las flechas indicadas en el artculo 20.5.2, o si no se satisfacen los requisitos referidos a las fisuras del artculo 20.5.3, la estructura se puede utilizar para un nivel de cargas reducido, siempre que la autoridad fiscalizadora as lo apruebe.

CRITERIOS DE ACEPTACIN - II

3. Para los elementos que no satisfacen el criterio de 75 por ciento de recuperacin de la flecha pueden se puede repetir el ensayo de carga.
4. La repeticin del ensayo no se puede realizar antes de transcurridas 72 horas desde que se retiran las cargas. Para el segundo ensayo (repeticin del ensayo) la recuperacin de la flecha debe ser de 80 por ciento.

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN - I

Las evidencias de falla incluyen el descascaramiento y el aplastamiento del hormigón (20.5.1), las flechas excesivas (20.5.2), las fisuras por corte (20.5.3 y 20.5.4) y las fisuras por adherencia (20.5.5). No es posible desarrollar una regla única y sencilla que sea aplicable a todos los tipos de estructuras y condiciones dadas. Sin embargo, en los elementos que no tienen armadura transversal, se debe monitorear la proyección de las fisuras diagonales (inclinadas) sobre un eje paralelo al eje longitudinal del elemento. Si la proyección de cualquier fisura diagonal es mayor que el espesor del elemento en el punto medio de la fisura,

puede que el elemento sea deficiente desde el punto de vista del corte. Si el grado de daño ocurrido es suficiente para considerar que la estructura no verifica los criterios establecidos para el ensayo, no se permite realizar un nuevo ensayo; se considera que los elementos dañados no se deben utilizar ni siquiera para un nivel de cargas de servicio menos elevado.

Las flechas deben satisfacer las siguientes condiciones (20.5.2):

1. Si la flecha máxima es mayor que ( ) 2t

􀁁 / 20.000h el porcentaje de recuperación de la flecha debe ser como mínimo 75 por ciento después de 24 horas, siendo

h = espesor total del elemento, in.

􀁁1 = luz del elemento sometido al ensayo de carga, in. (Menor de las luces en los sistemas de losas en dos direcciones). La luz se define como el menor valor entre (a) la distancia entre los centros de los apoyos, y (b) la distancia libre entre los apoyos más el espesor del elemento, h. Para los voladizos la luz se debe tomar igual al doble de la distancia entre el apoyo y el extremo del voladizo, in. 

2. Si la flecha máxima es menor que ( ) 2t

􀁁 / 20.000h se puede obviar el requisito sobre la recuperación de la flecha. Las

Figuras 28-2 y 28-3 ilustran la aplicación de los criterios de limitación de las flechas para el primer ensayo de carga. En la Figura 28-2 se grafica la flecha máxima admisible en función del espesor del elemento para una luz de 20 ft. En la Figura 28-3 se grafica la flecha máxima en función de la luz para un elemento de 8 in. de espesor.

CRITERIOS DE CARGA

Los criterios de carga se especifican en la seccin 20.4. A ms tardar una hora antes de aplicar la carga se deben obtener y registrar los valores iniciales de todas las magnitudes a ser medidas (flecha, deformacin especfica, ancho de las fisuras, etc. Si se han de simular cargas uniformemente distribuidas se deber evitar el "efecto de arco." Este efecto de arco se ilustra en la Figura 28-1.28.12 Entre las diferentes lneas verticales de carga debe haber un espacio suficiente para impedir que entren en contacto despus de la deformacin del elemento cargado y as evitar el efecto de arco; esto tambin asegura la estabilidad de

las cargas de prueba.

La carga total de prueba se debe lograr aplicando como mnimo cuatro incrementos de carga aproximadamente iguales. Se debe obtener y registrar un conjunto de mediciones de las magnitudes seleccionadas despus de aplicar cada incremento de carga, y como mnimo durante las 24 horas posteriores a la aplicacin de la totalidad de la carga. Veinticuatro horas despus de retirar la carga de prueba se debe registrar un conjunto final de mediciones.

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO DE CARGA

El nmero y la distribucin de las cargas en los tramos o paneles cargados se debe seleccionar de manera de maximizar las flechas y las tensiones en las regiones crticas de los elementos estructurales cuya resistencia est en duda (20.3.1). Si se anticipa que los elementos adyacentes contribuirn a soportar la carga de prueba, se debe modificar la magnitud o la ubicacin de esta carga para compensar esta contribucin. Al igual que en ediciones anteriores del Cdigo, la carga de prueba total se especifica como 0,85(1,4D + 1,7L), siendo D la sumatoria de las cargas permanentes o los momentos y esfuerzos internos

correspondientes a las mismas, y L se define como la sobrecarga o los momentos y esfuerzos internos correspondientes. La carga de prueba total incluye la carga permanente existente (20.3.2). La parte de la estructura a ensayar debe tener como mnimo 56 das de hormigonada, a menos que todas las partes involucradas acuerden realizar el ensayo a una edad ms temprana (20.3.3).

Nota: Aunque para esta actualizacin se revisaron y modificaron los factores de carga y de reduccin de la resistencia de las secciones 9.2 y 9.3, respectivamente, se decidi no modificar la intensidad de la carga de prueba especificada en el artculo 20.3.2. El Comit 318 considera que esta carga es adecuada para evaluar la resistencia de los diseos que utilizan los nuevos factores de carga y reduccin de la resistencia del Captulo 9.

DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES REQUERIDAS Y DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES - II

Los factores de reducción de la resistencia más elevados, tal como los especificados en el Capítulo 20, aumentan las resistencias calculadas de los elementos. La resistencia nominal a la compresión axial de una columna depende fundamentalmente del producto entre el área de la sección transversal de la columna y la resistencia a la compresión del hormigón. Debido a que la resistencia a la compresión del hormigón es altamente variable, los factores de reducción de la resistencia del Capítulo 9 son menores para compresión axial que para flexión. Como para evaluar la resistencia de las estructuras existentes es necesario medir la resistencia a la compresión real del hormigón (20.1.2), el artículo 20.2.5 especifica un mayor aumento del factor de reducción de la resistencia, φ, para las columnas.

DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES REQUERIDAS Y DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES - I

Si la evaluación de la resistencia de una estructura se realiza de forma analítica, es necesario establecer las dimensiones, ubicación de la armadura y propiedades reales de los materiales. Las mediciones se deben realizar en las secciones críticas, en aquellos lugares donde la tensión calculada tendría un valor máximo. Si hay planos de obra disponibles, se deberían realizar verificaciones puntuales para confirmar la ubicación y el tamaño de las barras de armadura indicadas en dichos planos. Existen técnicas de ensayo no destructivas para determinar la ubicación y el tamaño de la armadura, y para estimar la resistencia del hormigón. A menos que se las conozca de antemano, las propiedades reales del acero de las armaduras o de los cables de pretensado se deberían determinar en base a muestras representativas extraídas de la estructura.

Una evaluación analítica de la resistencia requiere utilizar los factores de carga de la sección 9.2 y los factores de reducción de la resistencia del artículo 20.2.5. Una de las razones para utilizar los factores de reducción de la resistencia, φ, dada en R9.3.1 es "considerar la probabilidad de la presencia de elementos con una menor resistencia originada en variaciones de la resistencia de los materiales y de las dimensiones." Cuando se conocen las dimensiones reales del elemento, el tamaño y la ubicación de la armadura, y las propiedades del hormigón y del acero de las armaduras, el Capítulo 20 especifica factores de reducción de la resistencia más elevados. La Tabla 28-1 presenta una comparación de los factores de reducción de la resistencia del artículo 20.2.5 con aquellos de la sección 9.3. La última columna de esta tabla muestra la relación entre los factores de los Capítulos 20 y 9. Para la evaluación analítica de columnas y del aplastamiento del hormigón, los factores de reducción de la resistencia, φ, de 20.2.5 son aproximadamente 20 por ciento mayores que aquellos de 9.3. Para flexión en vigas y tracción axial el aumento es de

11 por ciento, mientras que para corte y torsión es de 6 por ciento. 

EVALUACIN DE LA RESISTENCIA - REQUISITOS GENERALES

La resistencia de las estructuras existentes se puede evaluar de forma analtica o experimental. La aplicabilidad del procedimiento analtico depende de si el origen de la deficiencia es crtico para la resistencia de la estructura bajo: (1) carga de flexin y/o axial, o (2) corte y/o adherencia. El comportamiento y las resistencia del hormign estructural solicitado a flexin y/o cargas axiales se puede predecir de forma precisa en base a la hiptesis de conservacin de las secciones planas de Navier.

Por el contrario, las teoras y modelos disponibles no son tan confiables para predecir el comportamiento y la resistencia al corte y a la adherencia del hormign estructural. Los requisitos que contiene el Cdigo sobre corte en una y dos direcciones y adherencia son semi-empricos. Las fallas por corte y por adherencia pueden ser fallas frgiles.

Para determinar que una construccin es aceptable alcanza con realizar una evaluacin analtica de la resistencia siempre y cuando se satisfagan dos condiciones (20.1.2). En primer lugar, el origen de la deficiencia debe ser crtica para la resistencia a flexin, carga axial o combinacin de flexin y carga axial. No puede ser crtica para la resistencia al corte o la adherencia. En segundo lugar, debe ser posible establecer las dimensiones reales de la construccin, el tamao y la ubicacin de las armaduras y las propiedades de los materiales. Si no se satisfacen estas dos condiciones, la resistencia se debe evaluar mediante un ensayo de carga segn lo indicado en la seccin 20.3. Si las causas que originan el estudio se relacionan con la flexin o la carga axial pero no resulta posible determinar las propiedades de los materiales, puede que un ensayo fsico sea la solucin ms adecuada.

No est prohibido realizar evaluaciones de la resistencia al corte de forma analtica siempre que stas "se comprendan cabalmente." Si la resistencia al corte o a la adherencia es crtica para la seguridad de una estructura, la solucin ms eficiente puede consistir en realizar ensayos fsicos. Siempre que sea posible y adecuado, se recomienda realizar anlisis estructurales que respalden los resultados de los ensayos de carga (R20.1.3).

Si la incertidumbre con respecto a la seguridad se relaciona con el deterioro de la estructura, la resistencia se puede evaluar mediante un ensayo de carga. Si la construccin satisface los criterios de aceptacin de la seccin 20.5, se debera permitir que la estructura permanezca en servicio durante un periodo de tiempo determinado en funcin de la naturaleza del deterioro. La resistencia se debera reevaluar peridicamente.

INTRODUCCIN

En 1995 se revis el Captulo 20 para resaltar la necesidad de monitorear durante los ensayos de carga no slo las flechas, sino tambin las fisuras relacionadas con el corte y/o la adherencia junto con el descascaramiento y aplastamiento del hormign. En los casos que involucran el deterioro de la estructura, el criterio de aceptacin de una construccin se debera basar en un ensayo de carga. Adems, la aceptacin debera incluir un lmite temporal. Se deberan especificar inspecciones y reevaluaciones peridicas de la resistencia, dependiendo de la naturaleza del deterioro. En ACI 318-95 se introdujeron factores

de reduccin de la resistencia ms elevados para la evaluacin de la resistencia de estructuras existentes de las cuales se conocen las dimensiones, el tamao y la ubicacin de las armaduras, y las propiedades de los materiales.

La evaluacin de la resistencia de una estructura existente exige experiencia y un slido criterio profesional. El Captulo 20 contiene una gua para investigar la seguridad de una estructura cuando:

1. Se considera que la calidad de los materiales es deficiente.

2. Hay evidencias que indican fallas de construccin.

3. La construccin se ha deteriorado.

4. Una estructura existente se utilizar para una nueva funcin.

5. Una construccin o una parte de una construccin no parece satisfacer los requisitos del Cdigo.

Los requisitos del Captulo 20 no se deben utilizar para la aprobacin de sistemas especiales de diseo y mtodos constructivos.

La aprobacin de estos sistemas se trata en la seccin 1.4.

Se sugiere consultar las Referencias 28.1 y 28.2 publicadas por el CRSI (Concrete Reinforcing Steel Institute) como gua adicional para la evaluacin de la resistencia de las estructuras existentes. La publicacin CRSI Engineering Data Report Number 1128.3 contiene informacin adicional sobre las armaduras de las estructuras de hormign armado existentes.

ACTUALIZACIN PARA EL CDIGO 2002

Se revisaron los factores de reduccin de la resistencia a utilizar para la evaluacin analtica de la resistencia de acuerdo con el artculo 20.2.5 para que sean compatibles con los nuevos factores de carga y reduccin de la resistencia introducidos en el Captulo 9. Observar que la carga total de prueba indicada en el artculo 20.3.2 no fue modificada, a pesar del cambio de los factores de carga indicados para el diseo en la seccin 9.2.