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.

Separacin de la armadura

La mxima separacin admisible de la armadura es igual a 5 veces el espesor de la cscara 18 in., cualquiera sea el valor que resulte menor. Esto significa que para las cscaras de menos de 3,6 in. de espesor el valor correspondiente a 5 veces el espesor ser determinante. En las cscaras de mayor espesor la separacin de las barras no debe ser mayor que 18 in.