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EN 1992. Problemas en su aplicación y posibilidades de mejora
EN 1992. Problems in its application and suggestions for improvement
Alejandro Pérez Caldenteya, Hugo Corres Peirettia
a Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, FHECOR Ingenieros Consultores; Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Madrid, España
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llevando a cabo la revisi&#243;n de los Euroc&#243;digos que se prev&#233; terminar para el a&#241;o 2020&#46; Para ello&#44; en el seno del CEN-TC250&#47;SC2 &#40;subcomit&#233; europeo&#44; constituido por t&#233;cnicos de todos los pa&#237;ses&#44; en el que se desarrolla el Euro c&#243;digo 2&#41; se ha creado el grupo de trabajo WG1&#46; A trav&#233;s del AN&#47;CTN-140&#47;SC2 &#40;subcomit&#233; espa&#241;ol espejo del CEN-TC250&#47;SC2&#41; se ha realizado una serie de propuestas encaminadas a hacer evolucionar los Euroc&#243;digos en la direcci&#243;n de mejorar aspectos concretos y contribuir al esfuerzo europeo para modernizar esta normativa&#46; En este art&#237;culo se plantean algunos de estos aspectos justificando por qu&#233; deben ser objeto de revisi&#243;n e indicando una posible direcci&#243;n en la que puede plantearse dicha revisi&#243;n&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">2&#46; Efecto de la distribuci&#243;n de la carga en la resistencia a cortante de elementos con armadura transversal </span></p><p class="elsevierStylePara"> El modelo para el c&#225;lculo a cortante de elementos sin armadura transversal incluido en EN 1992-1-1 &#40;Parte 1-1&#160;del Euroc&#243;digo&#160;2 <span class="elsevierStyleItalic">Proyecto de estructuras de hormig&#243;n</span>&#41; se basa en un ajuste emp&#237;rico seguro respecto de ensayos de laboratorio de elementos estructurales isost&#225;ticos sometidos a cargas puntuales&#46; Debido a la gran influencia que tiene en la resistencia a cortante medida en este tipo de ensayos la relaci&#243;n entre la distancia de la carga al apoyo &#40;<span class="elsevierStyleItalic">a</span>&#41; y el canto &#250;til &#40;<span class="elsevierStyleItalic">d</span>&#41;&#44; los ensayos utilizados para este ajuste cumplen la condici&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">a&#47;d </span>&#62;2&#44;50&#46; En la figura&#160;1&#160;se muestra&#44; como ejemplo para ilustrar este aspecto&#44; algunos de los ensayos llevados a cabo por D&#237;az de Coss&#237;o y Siess de vigas sometidas a carga puntual &#91;1&#93; con valores de <span class="elsevierStyleItalic">a&#47;d</span> variables&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 1&#46; Ejemplo de la influencia de la relaci&#243;n a&#47;d en la resistencia a cortante de elementos sin armadura transversal &#40;Ensayos de D&#237;az de Coss&#237;o y Siess &#91;1&#93;&#41;&#46;" src="394v65n272-90362111fig1.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 1&#46; Ejemplo de la influencia de la relaci&#243;n a&#47;d en la resistencia a cortante de elementos sin armadura transversal &#40;Ensayos de D&#237;az de Coss&#237;o y Siess &#91;1&#93;&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Sin embargo&#44; las cargas que solicitan a muchos de los elementos que se han proyectado tradicionalmente sin armadura de cortante no responden a este esquema&#44; puesto que se encuentran sometidos a cargas uniformes &#40;losas en edificios&#41; o triangulares &#40;muros sometidos a empujes de tierra&#41;&#46; No es posible mantener el proyecto de muchos de estos elementos sin armadura transversal&#44; si se aplican para su proyecto estrictamente los criterios establecidos en EN 1992-1-1&#46; Para un an&#225;lisis m&#225;s profundo de este aspecto ver la referencia &#91;2&#93;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Por otra parte&#44; la experimentaci&#243;n demuestra que la resistencia a cortante es m&#225;s elevada cuando se ensayan elementos sometidos a carga distribuida e investigaciones recientes muestran que este aumento puede ser espectacular para cargas triangulares&#44; lo cual tiene una aplicaci&#243;n muy clara para el proyecto de muros &#91;3&#93;&#46; En el trabajo descrito en la referencia&#160;&#91;3&#93; se ensayaron 8&#160;vigas&#44; id&#233;nticas dos a dos para detectar resultados an&#243;malos&#44; compuestas por un voladizo compensado por un tramo anclado de tal forma que se aplicaba la carga al voladizo provocando una reacci&#243;n en el anclaje trasero &#40;ver esquema estructural en la figura&#160;2&#41;&#46; De esta forma el tramo de anclaje representa un voladizo sometido a carga puntual&#44; mientras que el voladizo frontal est&#225; sometido a una carga uniforme o triangular&#46; Los ensayos se concibieron para que la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">M&#47;&#40;V&#183;d&#41;</span>&#44; que&#44; para el t&#237;pico ensayo de viga bi-apoyada sometida a carga puntual&#44; es igual a la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">a&#47;d</span>&#44; fuera el mismo para el voladizo frontal que para el voladizo trasero&#46; De esta forma se puede comparar en el mismo elemento con el mismo hormig&#243;n&#44; la resistencia frente a carga puntual y a carga distribuida o triangular&#44; eliminando una variable muy importante como es la interacci&#243;n Momento-Cortante&#46; En estos ensayos la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">M&#47;V</span> se tom&#243; igual a 1&#44;65&#47;0&#44;55&#160;&#61;&#160;3&#44;0&#44; un valor que es apropiado de cara a minimizar el efecto de la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">a&#47;d</span> en la resistencia&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 2&#46; Esquema estructural de ensayo de los elementos de la referencia &#91;3&#93;&#46; Se ensayan a cada lado del apoyo central un voladizo sometido a carga puntual y otro sometido a carga uniforme o triangular manteniendo constante la relaci&#243;n M&#47;V&#46;" src="394v65n272-90362111fig2.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 2&#46; Esquema estructural de ensayo de los elementos de la referencia &#91;3&#93;&#46; Se ensayan a cada lado del apoyo central un voladizo sometido a carga puntual y otro sometido a carga uniforme o triangular manteniendo constante la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">M&#47;V</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Las vigas se denominaron con las letras &#8220;C&#8221; o &#8220;V&#8221; en funci&#243;n de si eran de canto constante o variable&#44; seguidas de &#8220;R&#8221; o &#8220;T&#8221; en funci&#243;n de si el voladizo se cargaba con carga repartida o triangular y el n&#250;mero 1&#160;o 2&#160;debido a que se ensayaron dos vigas de cada tipo&#44; como ya se ha indicado&#46; Todas las probetas se proyectaron con una armadura de flexi&#243;n compuesta por 2&#160;barras <span class="elsevierStyleItalic">&#966;</span>26&#44;5&#160;de calidad 850&#47;1050&#160;no pretensadas&#46; Se usaron barras de alta resistencia para poder representar elementos con cuant&#237;as geom&#233;tricas bajas &#40;0&#44;79&#37; en este caso&#41;&#44; dado que los elementos que se proyectan sin armadura de cortante tienen cuant&#237;as bajas &#40;losas&#41;&#44; y evitar una rotura por flexi&#243;n&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> Los resultados obtenidos se detallan en la figura&#160;3&#46; Todos los ensayos rompieron a cortante primero por el vano anclado &#40;carga puntual&#41;&#46; Tras esta rotura se reparaba dicho vano mediante placas de acero colocadas en la cara superior e inferior de la viga y cosidas mediante 6&#160;barras <span class="elsevierStyleItalic">&#966;</span>12&#46; Tras la reparaci&#243;n se proced&#237;a a un nuevo ciclo de carga hasta producir la rotura por el voladizo&#46; Aqu&#237; tambi&#233;n se produjo una rotura a cortante en todos los casos&#46; Se observa claramente en la figura&#160;3&#160;que los elementos sometidos a carga distribuida resisten m&#225;s que los sometidos a carga puntual&#46; Esta diferencia es del orden de un 20&#37; cuando la carga es distribuida&#44; y se dispara hasta valores de m&#225;s del 100&#37; para carga triangular&#46; Por otra parte&#44; se observa que&#44; para carga puntal&#44; no existe contribuci&#243;n de la componente vertical de la flexi&#243;n&#44; debido a que la biela entra directamente al apoyo y este esquema es el mismo independientemente de si el canto es constante o variable&#46; Por ello&#44; la resistencia del vano sometido a carga puntual es la misma con canto constante o variable&#46; Este es un aspecto que no est&#225; expl&#237;cito en la normativa y que deber&#237;a reflejarse dado que puede dar lugar a errores en proyecto&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 3&#46; Resultados brutos de los ensayos de la referencia &#91;3&#93;&#46; " src="394v65n272-90362111fig3.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 3&#46; Resultados brutos de los ensayos de la referencia &#91;3&#93;&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> En la tabla&#160;1&#160;se presenta un an&#225;lisis m&#225;s elaborado de los resultados en donde se resta a los elementos de canto variable la contribuci&#243;n de la componente de la flexi&#243;n tomada fuera de&#160;la zona de entrada directa de la carga&#46; Se observa que con esta correcci&#243;n el incremento de resistencia en elementos sometidos a carga uniforme est&#225; entre el 20&#160;y el 30&#37; mientras que en elementos con carga triangular la sobre-resistencia es de m&#225;s del doble&#44; salvo para el elemento VT2&#160;donde el valor es&#160;del 43&#37;&#46; No obstante&#44; parte de esta diferencia se debe a que la resistencia de este elemento frente a carga puntual es relativamente elevada&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Tabla 1 Resultados brutos de los ensayos de la referencia &#91;3&#93;&#46; Se corrigen los ensayos de canto variable restando al cortante resistente la componente vertical de la flexi&#243;n&#44; solamente para carga distribuida" src="394v65n272-90362111fig5.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Si se aplica la f&#243;rmula de EN 1992-1-1&#160;para la geometr&#237;a de estos ensayos&#44; con una resistencia del hormig&#243;n correspondiente a un valor medio de 35&#160;MPa&#44; la resistencia a cortante que se obtendr&#237;a ser&#237;a de&#58;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig4.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Se observa que este valor est&#225; en l&#237;nea con los valores m&#225;s bajos obtenidos en estos ensayos &#40;114&#160;y 118&#160;kN&#41;&#44; lo cual confirma que la f&#243;rmula de EN 1992-1-1&#160;es una buena aproximaci&#243;n para elementos sometidos a carga puntual alejada del apoyo&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> Por otra parte&#44; si se corrige el cortante resistente para tener en cuenta la parte de carga que entra directamente al apoyo &#40;lo cual supone&#44; seg&#250;n EN 1992-1-1&#44; considerar el 25&#37; del cortante situado entre el apoyo y el <span class="elsevierStyleItalic">0&#44;5d</span> y un valor variable de la carga entre el 25&#37; y el 100&#37; del cortante para la carga situada entre <span class="elsevierStyleItalic">0&#44;5d</span> y <span class="elsevierStyleItalic">2d</span>&#41; se puede obtener el cortante predicho para el ensayo por el modelo de EN-1992-1-1&#160;a partir de la ecuaci&#243;n &#40;1&#41; para carga uniformemente repartida y a partir de la Ecuaci&#243;n &#40;2&#41; para carga triangular&#46; En estas expresiones <span class="elsevierStyleItalic">q<span class="elsevierStyleInf">u</span></span> es la carga &#250;ltima uniforme y <span class="elsevierStyleItalic">qu&#44;max</span> el m&#225;ximo valor de la carga &#250;ltima triangular que producir&#237;an el agotamiento de la pieza de acuerdo con EN 1992-1-1&#44; <span class="elsevierStyleItalic">d</span> es el canto &#250;til y <span class="elsevierStyleItalic">L</span> la luz del voladizo&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig6.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig7.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> En la tabla&#160;2&#160;se aplica este criterio a los ensayos de la referencia &#91;3&#93; y se comparan con los valores medidos&#46; Se observa que EN 1992-1-1&#160;queda siempre del lado de la seguridad&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Tabla 2 Evaluaci&#243;n del modelo de EN 1992-1-1&#160;teniendo en cuenta la correcci&#243;n por la carga que entra directamente al apoyo" src="394v65n272-90362111fig9.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Todos estos datos&#44; junto con otras evidencias de m&#225;s amplio espectro &#40;ver&#44; por ejemplo&#44; el an&#225;lisis recogido en &#91;4&#93;&#41;&#44; hacen necesario el planteamiento de la inclusi&#243;n del efecto de la influencia de la carga en la resistencia a cortante de elementos sin armadura transversal en la futura versi&#243;n de EN 1992-1-1&#46; Para ello se est&#225; trabajando en el seno del CEN-TC250&#47;SC2&#47;WG1&#160;en una propuesta concreta&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">3&#46; Inclusi&#243;n de una formulaci&#243;n para el anclaje de barras mediante placa </span></p><p class="elsevierStylePara"> EN 1992-1-1&#160;no cubre el anclaje de barras mediante placa &#40;fig&#46;&#160;4&#41;&#44; una tecnolog&#237;a que es fundamental en muchas aplicaciones pr&#225;cticas&#44; en particular en zonas con gran congesti&#243;n de armadura&#46; Este tipo de soluci&#243;n est&#225; muy extendida en particular en el proyecto de plataformas off-shore&#46; Tradicionalmente&#44; su c&#225;lculo se ha hecho considerando la propuesta de la norma ACI-318&#160;&#91;5&#93;&#46; Sin embargo esta propuesta presenta una serie de limitaciones debido a que su origen es emp&#237;rico&#46; Estas limitaciones son&#58; </p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 4&#46; Distintas t&#233;cnicas para producir barras ancladas con placa&#46; De arriba abajo&#58; soldadura por fricci&#243;n&#44; rosca c&#243;nica&#44; remache&#44; soldadura tradicional&#46;" src="394v65n272-90362111fig8.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 4&#46; Distintas t&#233;cnicas para producir barras ancladas con placa&#46; De arriba abajo&#58; soldadura por fricci&#243;n&#44; rosca c&#243;nica&#44; remache&#44; soldadura tradicional&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; 1&#47;3&#160;del anclaje de la barra debe realizarse por adherencia </p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; El acero debe tener un l&#237;mite el&#225;stico inferior a 413&#160;MPa </p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; El hormig&#243;n debe tener una resistencia superior a 34&#160;MPa </p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; En muchos casos el recubrimiento lateral que exige el ACI-318&#160; es excesivo </p><p class="elsevierStylePara"> Debido a estas limitaciones&#44; el modelo deja sin respuesta un sinf&#237;n de problemas pr&#225;cticos&#46; Con este trasfondo&#44; FHECOR Ingenieros Consultores&#44; junto con la UPM&#44; colaboraron en el proyecto de investigaci&#243;n liderado por ARMATEK&#44; &#8220;Investigaci&#243;n y desarrollo de un nuevo m&#233;todo de anclaje de barras de acero corrugadas en hormig&#243;n y estudio de sus aplicaciones en la construcci&#243;n&#8221;&#44; parcialmente financiado por el CDTI con el c&#243;digo de proyecto IDI-20110631&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Como resultado de este proyecto se desarroll&#243; un modelo te&#243;rico&#44; basado en una idea f&#237;sica&#44; que no tiene las limitaciones del modelo del ACI-318&#160;y que adem&#225;s se ajusta sensiblemente mejor a los resultados experimentales disponibles&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Este modelo parte de la formulaci&#243;n cl&#225;sica de una carga aplicada sobre un macizo de hormig&#243;n que se aplica de forma habitual para dimensionar la armadura necesaria para difundir la carga &#40;figs&#46;&#160;5&#160;y 6&#41;&#46; En el caso de una barra anclada con placa no se dispone una armadura para resistir las tracciones que se generan&#46; Por ello el modelo se basa en estimar cu&#225;l es la resistencia a tracci&#243;n del hormig&#243;n sin armadura en t&#233;rminos de fuerza&#44; suponiendo un modelo tipo splitting&#46; El modelo se basa en estimar que la superficie de hormig&#243;n que resiste la tracci&#243;n es una superficie vertical y rectangular que tiene un canto igual </p><p class="elsevierStylePara"> al ancho del bloque &#40;<span class="elsevierStyleItalic">a</span>&#41; &#40;cuyas dimensiones vendr&#225;n delimitadas por el recubrimiento frontal &#8211;es decir&#44; ser&#225; igual a dos veces la distancia entre el eje de la barra y el borde del bloque m&#225;s pr&#243;ximo a la barra&#41; y cuyo ancho corresponde a un ancho eficaz definido de acuerdo con la ecuaci&#243;n &#40;3&#41;&#44; donde <span class="elsevierStyleItalic">b</span> es el ancho del bloque&#44; cuya dimensi&#243;n vendr&#225; fijada por la separaci&#243;n entre barras o el recubrimiento lateral &#40;en este caso b ser&#237;a igual a dos veces la distancia entre el eje de la barra y el borde paralelo a la dimensi&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">a</span> m&#225;s pr&#243;ximo&#41; y <span class="elsevierStyleItalic">b<span class="elsevierStyleInf">1</span></span>&#160;es el ancho de la placa&#44; paralelo a la dimensi&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">b</span>&#46; <span class="elsevierStyleItalic">&#946;</span> es un par&#225;metro de modelo que se toma igual a 1&#44;00&#44; lo cual supone una difusi&#243;n de la fuerza igual en las dos direcciones &#40;consistente con <span class="elsevierStyleItalic"> &#945;</span><span class="elsevierStyleInf">mod&#160;</span>&#61;&#160;26&#44;56&#176;&#41;&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 5&#46; Carga aplicada sobre un macizo de hormig&#243;n&#46; Definici&#243;n de la notaci&#243;n&#46;" src="394v65n272-90362111fig10.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 5&#46; Carga aplicada sobre un macizo de hormig&#243;n&#46; Definici&#243;n de la notaci&#243;n&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 6&#46; Difusi&#243;n de la carga&#46; Modelo de bielas y tirantes adoptado&#46; El &#225;ngulo de difusi&#243;n supuesto &#40;&#945;mod&#41; es de 26&#44;56&#176;" src="394v65n272-90362111fig11.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 6&#46; Difusi&#243;n de la carga&#46; Modelo de bielas y tirantes adoptado&#46; El &#225;ngulo de difusi&#243;n supuesto &#40;<span class="elsevierStyleItalic">&#945;</span><span class="elsevierStyleInf">mod</span>&#41; es de 26&#44;56&#176;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig12.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Con estos criterios&#44; se plantea la ecuaci&#243;n &#40;4&#41;&#46; En esta ecuaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">T<span class="elsevierStyleInf">Sd</span></span> es la tracci&#243;n solicitante&#44; derivada del modelo de bielas y tirantes cl&#225;sico&#44; y <span class="elsevierStyleItalic">T<span class="elsevierStyleInf">Rd</span></span> es la tracci&#243;n que resiste el hormig&#243;n&#46; <span class="elsevierStyleItalic">&#954;</span>&#160;es un factor de modelo que tiene en cuenta que la distribuci&#243;n de tracciones en la secci&#243;n resistente no es uniforme y adopta un valor de 2&#47;3&#160;que corresponder&#237;a a una distribuci&#243;n de tensiones parab&#243;lica&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig13.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> La ecuaci&#243;n &#40;5&#41; muestra c&#243;mo queda la expresi&#243;n de la rotura por tracci&#243;n debida a la difusi&#243;n con los valores num&#233;ricos de los par&#225;metros de modelo adoptados&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig14.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Adicionalmente&#44; es posible que la rotura se produzca por compresi&#243;n excesiva&#46; Esta compresi&#243;n puede ser m&#225;s o menos uniaxial&#44; cuando las dimensiones de la placa se asemejan a las dimensiones del bloque&#44; o por compresi&#243;n triaxial cuando las&#160;dimensiones del bloque son muy grandes respecto de las dimensiones de la placa&#46; Esta segunda condici&#243;n viene expresada por la ecuaci&#243;n &#40;6&#41; y corresponde a un planteamiento cl&#225;sico&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig15.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> El valor de <span class="elsevierStyleItalic">k<span class="elsevierStyleInf">ct</span></span> adoptado normalmente por la normativa&#44; incluyendo EN 1992-1-1&#44; es de 3&#44;0&#44; o&#44; en algunos casos 3&#44;3&#46; No obstante&#44; este valor es muy conservador y en la referencia &#91;6&#93; el propio Leonhardt&#44; padre de esta expresi&#243;n&#44; indica que el factor de 3&#44;0&#160;lleva impl&#237;cito un factor de seguridad de 3&#46; Por ello&#44; en las comparaciones con los datos experimentales se ha adoptado un valor de <span class="elsevierStyleItalic">k<span class="elsevierStyleInf">ct</span></span> igual a 9&#44;0&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> En la figura&#160;7&#160;se muestra la comparaci&#243;n del modelo propuesto para los ensayos llevados a cabo por De Vries &#91;7&#93;&#46; Estos ensayos consisten en ensayos de pull-out profundos donde las barras se encuentran ancladas en un bloque de hormig&#243;n a una profundidad suficiente para que el tipo de rotura sea de tipo <span class="elsevierStyleItalic">blow-out</span>&#46; Se han considerado solamente ensayos en los que no hay adherencia entre la barra y el hormig&#243;n&#44; algo que se consigue mediante un envainado de la barra hasta la posici&#243;n de la placa de anclaje&#46; Por otra parte&#44; debido a que en &#91;7&#93; se especifica solamente la resistencia media del hormig&#243;n a compresi&#243;n&#44; para esta comparaci&#243;n&#44; la resistencia a tracci&#243;n se ha estimado a partir de la f&#243;rmula&#58; </p><p class="elsevierStylePara"><img src="394v65n272-90362111fig17.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> En la referencia &#91;8&#93; se demuestra que esta formulaci&#243;n mejora significativamente los modelos propuestos por el propio De Vries que forman la base de la propuesta del c&#243;digo americano ACI-318&#46; Igualmente en&#160;dicha referencia se contrasta el modelo con 383&#160;ensayos llevados a cabo por Niyogi &#91;9&#93;&#44; tambi&#233;n con excelentes resultados&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 7&#46; Contrastaci&#243;n experimental del modelo propuesto frente a los ensayos de referencia &#40;De Vries &#91;8&#93;&#41;&#46;" src="394v65n272-90362111fig16.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 7&#46; Contrastaci&#243;n experimental del modelo propuesto frente a los ensayos de referencia &#40;De Vries &#91;8&#93;&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Respecto de la seguridad del modelo&#44; en la figura&#160;8&#160;se muestra la comparativa utilizando los ensayos de De Vries introduciendo la resistencia caracter&#237;stica del hormig&#243;n &#40;rest&#225;ndole a los valores medidos 8&#160;MPa&#41; y un coeficiente de minoraci&#243;n de la resistencia del hormig&#243;n de 1&#44;50&#46; Se observa que la formulaci&#243;n propuesta es suficientemente segura&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 8&#46; Seguridad del modelo evaluada utilizando los ensayos de De Vries &#91;8&#93;&#46;" src="394v65n272-90362111fig18.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 8&#46; Seguridad del modelo evaluada utilizando los ensayos de De Vries &#91;8&#93;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> A la vista de lo expuesto anteriormente&#44; se considera una necesidad que el Euroc&#243;digo cubra en su pr&#243;xima revisi&#243;n&#160;el problema de las barras ancladas con placa&#46; Por otra parte&#44; el&#160;modelo que se propone mejora los modelos implementados en otras normas y resulta suficientemente seguro&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">4&#46; Relaci&#243;n entre durabilidad y abertura de fisura&#44; en particular en presencia de recubrimientos importantes </span></p><p class="elsevierStylePara"> Los elementos en contacto con tierras deben necesariamente proyectarse con grandes recubrimientos &#40;70&#160;mm&#41;&#46; La formulaci&#243;n de fisuraci&#243;n de EN 1992-1-1&#160;hace que estos elementos se vean penalizados al aumentar la separaci&#243;n entre fisuras con el recubrimiento&#44; de tal forma que muchos de estos elementos y en particular los muros pantalla&#44; vienen dimensionados por la necesidad de limitar la abertura de fisura&#46; Esta circunstancia es relativamente parad&#243;jica puesto que se provee a estos elementos de un recubrimiento importante precisamente para mejorar sus condiciones de durabilidad&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> Teniendo en cuenta este contexto&#44; COMSA lider&#243; el proyecto de investigaci&#243;n &#8220;Estudio de fisuraci&#243;n en muros pantalla&#8221; con la participaci&#243;n de FHECOR Ingenieros Consultores y el grupo de Hormig&#243;n Estructural de la Universidad Polit&#233;cnica de Madrid&#46; Este proyecto fue parcialmente financiado por el CDTI bajo el c&#243;digo de proyecto IDI-20080937&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Como parte de los trabajos realizados en este contexto&#44; se llevaron a cabo ensayos a escala real en vigas simplemente apoyadas con dos voladizos&#44; con una amplia zona de flexi&#243;n constante &#91;10&#44;11&#93;&#46; Estos ensayos se concibieron de tal forma que se pudiera poner claramente de manifiesto la influencia del recubrimiento&#46; En las figuras&#160;9&#160;y 10&#160;se muestra el esquema del ensayo y las secciones transversales de las vigas ensayadas&#44; respectivamente&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 9&#46; Esquema de ensayo de vigas a fisuraci&#243;n con una zona de 3&#44;42 m sometida a flexi&#243;n constante&#46;" src="394v65n272-90362111fig19.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 9&#46; Esquema de ensayo de vigas a fisuraci&#243;n con una zona de 3&#44;42 m sometida a flexi&#243;n constante&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 10&#46; Secciones transversales de los elementos ensayados&#46; Se variaron los siguientes par&#225;metros&#58; relaci&#243;n &#966;&#47;&#961;ef &#40;utilizando 4&#966;12&#160;o 4&#966;25&#160;en la cara traccionada&#41;&#44; el recubrimiento &#40;20&#160;o 70&#160;mm&#41; y la cuant&#237;a de armadura transversal con elementos sin cerco&#44; con cercos a 10&#160;cm y con cercos a 30&#160;cm&#46; " src="394v65n272-90362111fig20.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 10&#46; Secciones transversales de los elementos ensayados&#46; Se variaron los siguientes par&#225;metros&#58; relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">&#966;</span><span class="elsevierStyleItalic">&#47;&#961;<span class="elsevierStyleInf">ef</span></span> &#40;utilizando 4<span class="elsevierStyleItalic">&#966;</span>12&#160;o 4<span class="elsevierStyleItalic">&#966;</span>25&#160;en la cara traccionada&#41;&#44; el recubrimiento &#40;20&#160;o 70&#160;mm&#41; y la cuant&#237;a de armadura transversal con elementos sin cerco&#44; con cercos a 10&#160;cm y con cercos a 30&#160;cm&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> Los ensayos se identifican con un c&#243;digo de 3&#160;n&#250;meros del tipo <span class="elsevierStyleItalic"> &#969;-c-s</span>&#44; siendo </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; <span class="elsevierStyleItalic"> &#969;</span>&#44; el di&#225;metro en mm </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226;<span class="elsevierStyleItalic"> c</span>&#44; el recubrimiento geom&#233;trico en mm </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226;<span class="elsevierStyleItalic"> s</span>&#44; la separaci&#243;n entre cercos en cm &#40;este c&#243;digo vale 00&#160;para los elementos que no lleven cercos en la zona central&#41; </p><p class="elsevierStylePara"> En la tabla&#160;3&#160;se muestran los valores de la abertura de fisura media y la abertura de fisura m&#225;xima medidas para una tensi&#243;n de trabajo normal en servicio de 250&#160;MPa&#46; Igualmente se recogen los valores correspondientes calculados con los modelos de las principales normas de hormig&#243;n estructural&#46; Destaca que para el recubrimiento de 70&#160;mm&#44; las aberturas de fisuras son excesivas&#44; particularmente para los elementos con mayor armadura&#46; El mejor comportamiento de las vigas menos armadas se atribuye a que el efecto de contribuci&#243;n entre fisuras es todav&#237;a muy importante para este nivel tensional&#46; Tambi&#233;n se observa que los valores proporcionados por la normativa se quedan cortos&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Tabla 3 Abertura de fisura &#40;mm&#41; medida &#40;valor medio&#47;valor m&#225;ximo&#41; y valores obtenidos por aplicaci&#243;n de las principales normas de hormig&#243;n estructural" src="394v65n272-90362111fig21.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Se plantea por tanto la pregunta acerca de si esto es realmente un problema desde el punto de vista de la durabilidad&#44; dado que ciertamente lo ser&#225; si el problema es de apariencia&#46; La figura&#160;11&#160;muestra una interpretaci&#243;n respecto de por qu&#233; crece tanto la abertura de fisura con el recubrimiento&#46; La fisuraci&#243;n en torno a una barra de acero se puede descomponer en una fisuraci&#243;n principal que est&#225; formada por las fisuras pasantes que llegan a la superficie del hormig&#243;n y una serie de fisuras secundarias &#40;fisuras de Goto &#91;12&#93;&#41;&#46; De esta forma la abertura de fisura es muy peque&#241;a en la proximidad de la barra porque la diferencia de deformaci&#243;n entre el hormig&#243;n y el acero se absorbe por la abertura de muchas fisuras&#46; A medida que la abertura de la fisura pasante se eval&#250;a m&#225;s lejos de la cara de la barra su valor crece debido a que se van cerrando las fisuras secundarias &#40;ver tambi&#233;n las referencias &#91;13&#93; y &#91;14&#93;&#41;&#46; Por tanto&#44; cuanto m&#225;s importante es el recubrimiento menor ser&#225; el n&#250;mero de fisuras pasantes&#46; En el ejemplo de la figura&#160;11&#160;la abertura de fisura superficial ser&#225; el doble en el elemento superior&#44; que tiene m&#225;s recubrimiento&#44; respecto de la del elemento inferior&#44; que tiene menos recubrimiento&#46; Sin embargo&#44; en la barra no hay ninguna raz&#243;n para pensar que ambas aberturas de fisura no ser&#225;n iguales&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 11&#46; Separaci&#243;n entre fisuras superficiales en funci&#243;n del recubrimiento del elemento&#46; En el elemento superior la abertura de fisura en superficie ser&#225; el doble de la que se medir&#225; en el elemento inferior&#46; Sin embargo&#44; a nivel de la barra&#44; ambos elementos tendr&#225;n&#44; en principio&#44; la misma abertura de fisura&#46;" src="394v65n272-90362111fig22.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 11&#46; Separaci&#243;n entre fisuras superficiales en funci&#243;n del recubrimiento del elemento&#46; En el elemento superior la abertura de fisura en superficie ser&#225; el doble de la que se medir&#225; en el elemento inferior&#46; Sin embargo&#44; a nivel de la barra&#44; ambos elementos tendr&#225;n&#44; en principio&#44; la misma abertura de fisura&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Una forma de tener en cuenta este aspecto es exigir el c&#225;lculo de la abertura de fisura para un recubrimiento nominal &#40;por ejemplo 25&#160;mm&#44; por ser &#233;ste una valor tradicional&#41; a efectos de limitar su valor por razones de durabilidad&#44; mientras que se har&#237;a el c&#225;lculo con el recubrimiento real a efectos de apariencia o control de las aberturas de fisura reales en obra&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">5&#46; L&#237;mites de esbeltez para vigas y losas </span></p><p class="elsevierStylePara"> Los l&#237;mites de esbeltez planteados en EN 1992-1-1&#160;para evitar el c&#225;lculo de deformaciones llevan impl&#237;citos una serie de supuestos cuya variaci&#243;n influye de forma muy significativa en los valores de dichos l&#237;mites &#91;15&#93;&#46; En particular&#44; la formulaci&#243;n actual lleva impl&#237;cita una relaci&#243;n entre carga permanente &#40;<span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span></span>&#41; y carga total &#40;<span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">tot</span></span>&#41; del 60&#37; y considera la fisuraci&#243;n solamente debida a la carga cuasipermanente&#44; y no tiene en cuenta que la posible aplicaci&#243;n de la sobrecarga caracter&#237;stica dar&#237;a lugar a un deterioro del efecto de la contribuci&#243;n de la resistencia a tracci&#243;n del hormig&#243;n entre fisuras&#46; Este &#250;ltimo supuesto&#44; adoptado en su d&#237;a para no incrementar los valores de l&#237;mites de esbeltez tradicionales manejados hasta esta fecha&#44; no es consistente con m&#233;todos constructivos muy habituales en los que se cimbran en edificios dos o tres plantas sobre las losas ya construidas induciendo en las mismas cargas que se aproximan a sus valores caracter&#237;sticos&#44; y ha sido criticado por Vollum &#91;16&#93;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> En la figura&#160;12&#160;se muestra la influencia de la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span></span><span class="elsevierStyleItalic">&#47;Q<span class="elsevierStyleInf">tot</span></span> en el valor del l&#237;mite de esbeltez para un hormig&#243;n&#160;C30&#47;37&#46; Se observa una diferencia importante&#46; Para una cuant&#237;a geom&#233; trica de la armadura traccionada <span class="elsevierStyleItalic">&#961;&#160; </span>&#61;<span class="elsevierStyleItalic">&#160;A<span class="elsevierStyleInf">s</span></span><span class="elsevierStyleItalic">&#47; &#40;bd&#41;&#160; </span>&#61;<span class="elsevierStyleItalic">&#160;1&#44;5</span>&#37;&#44; se obtienen valores de la relaci&#243;n luz&#47;flecha &#40;<span class="elsevierStyleItalic">L&#47;f&#41;</span> de 15&#44;5 para&#160;<span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span> &#47;Q<span class="elsevierStyleInf">tot&#160;</span></span>&#61;<span class="elsevierStyleItalic">&#160;</span>50&#37;&#44; 14&#44;1&#160;para <span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span> &#47; Q<span class="elsevierStyleInf">tot&#160;</span></span>&#61;<span class="elsevierStyleItalic">&#160;</span>60&#37; y 12&#44;3 para <span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span> &#47;Q<span class="elsevierStyleInf">tot&#160;</span></span>&#61;<span class="elsevierStyleItalic">&#160;</span>75&#37;&#46; Hay por tanto un amplio margen de maniobra y resulta deseable incorporar esta variable en el modelo&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 12&#46; Influencia en el valor de l&#237;mite de esbeltez de la relaci&#243;n Qperm&#47;Qtot para un hormig&#243;n C30&#47;37&#46;" src="394v65n272-90362111fig23.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 12&#46; Influencia en el valor de l&#237;mite de esbeltez de la relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span>&#47;Q<span class="elsevierStyleInf">tot</span></span> para un hormig&#243;n C30&#47;37&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> De la misma forma&#44; en la figura&#160;13&#160;se muestra la influencia de considerar la aplicaci&#243;n de la carga caracter&#237;stica o solamente la de la carga cuasipermanente a efectos de evaluar la contribuci&#243;n del hormig&#243;n entre fisuras&#46; El gr&#225;fico est&#225; obtenido para un hormig&#243;n C30&#47;37&#160;y una relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">Qperm &#47; Q<span class="elsevierStyleInf">tot&#160;</span></span>&#61;<span class="elsevierStyleItalic">&#160;</span>60&#37;&#46; Se observa que la diferencia se concentra en la zona de cuant&#237;as bajas&#44; debido a que&#44; para cuant&#237;as altas&#44; el efecto de la contribuci&#243;n del hormig&#243;n entre fisuras es mucho menos importante&#46; Aunque la diferencia es relativamente modesta &#40;L&#47;f&#160;&#61;&#160;20&#160;si s&#243;lo se considera la carga cuasipermanente y L&#47;f&#61;19&#160;si se considera la carga caracter&#237;stica&#41;&#44; se podr&#237;an obtener valores mayores para otras resistencias y otras distribuciones de carga y se considera necesario corregir el modelo actual para adaptarlo a la consideraci&#243;n de unas condiciones de contribuci&#243;n del hormig&#243;n entre fisuras m&#225;s desfavorables&#46; </p><p class="elsevierStylePara"><img alt="Figura 13&#46; Influencia de la aplicaci&#243;n de la carga caracter&#237;stica tras el descimbrado&#46;" src="394v65n272-90362111fig24.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"> Figura 13&#46; Influencia de la aplicaci&#243;n de la carga caracter&#237;stica tras el descimbrado&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Finalmente&#44; se hace hincapi&#233; en el car&#225;cter prestacional que debe tener la normativa moderna&#44; de tal forma que debe ser el propietario de la estructura quien decida cu&#225;l es el l&#237;mite admisible para las flechas de su estructura en funci&#243;n del uso que quiera darle a la misma&#46; Queda claro que la formulaci&#243;n del l&#237;mite de esbeltez variar&#225; de forma importante si se fija el l&#237;mite de la flecha en L&#47;300&#160;o L&#47;200&#160;en lugar del valor adoptado actualmente de L&#47;250&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> Se propone por tanto modificar la formulaci&#243;n de los l&#237;mites de esbeltez para tener en cuenta los siguientes par&#225;metros&#44; actualmente impl&#237;citos o no considerados&#58; </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Distribuci&#243;n de la carga &#40;es decir&#44; relaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">Q<span class="elsevierStyleInf">perm</span></span><span class="elsevierStyleItalic">&#47;Q<span class="elsevierStyleInf">tot</span></span>&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Aplicaci&#243;n de la sobrecarga caracter&#237;stica simult&#225;neamente con el peso propio de la estructura&#44; con objeto de minimizar el efecto de la contribuci&#243;n del hormig&#243;n entre fisuras&#44; obteniendo un modelo m&#225;s conservador&#44; dado que el modelo actual podr&#237;a quedar del lado de la inseguridad&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Generalizaci&#243;n de la formulaci&#243;n para poder fijar el l&#237;mite admisible de la flecha&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> Figura 11&#46; Separaci&#243;n entre fisuras superficiales en funci&#243;n del recubrimiento del elemento&#46; En el elemento superior la abertura de fisura en superficie ser&#225; el doble de la que se medir&#225; en el elemento inferior&#46; Sin embargo&#44; a nivel de la barra&#44; ambos elementos tendr&#225;n&#44; en principio&#44; la misma abertura de fisura&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold">6&#46; Conclusiones </span></p><p class="elsevierStylePara"> Como se deduce del cuerpo de este art&#237;culo&#44; el Euroc&#243;digo de hormig&#243;n estructural EN 1992&#44; siendo un buen documento&#44; requiere una serie de modificaciones y adiciones importantes de cara a su aplicaci&#243;n pr&#225;ctica&#46; En este trabajo se han detallado y fundamentado algunas de ellas&#44; todas las cuales tienen una clara aplicaci&#243;n al proyecto y adem&#225;s suponen un impacto econ&#243;mico sobre las estructuras que se proyectar&#225;n en el futuro&#58; </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Debe mantenerse la posibilidad de seguir proyectando elementos sin armadura transversal con las mismas caracter&#237;sticas de otras estructuras con gran tradici&#243;n y que no han generado casos de patolog&#237;a&#46; Para ello debe incorporarse a los modelos de c&#225;lculo la consideraci&#243;n de c&#243;mo est&#225; distribuida la carga solicitante&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Debe incorporarse un modelo para el proyecto de estructuras con barras ancladas mediante placa&#46; Dicho modelo debe tener una base f&#237;sica que permita analizar geometr&#237;as habituales con distintas calidades de los materiales y debe ajustarse bien a la base emp&#237;rica existente&#46; Para ello ya existe una propuesta que se ha descrito brevemente en el apartado 3&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Deben replantearse los l&#237;mites a la abertura de fisura cuando se disponen grandes recubrimientos y el l&#237;mite m&#225;ximo viene dado por condiciones de durabilidad&#46; En estas circunstancias no deben penalizarse los recubrimientos importantes porque en la proximidad de la barra la abertura de fisura en elementos con menor recubrimiento y con mayor recubrimiento ser&#225;n&#44; en principio iguales&#44; aunque en superficie se observen grandes diferencias&#46; La raz&#243;n hay que buscarla en el cierre de las fisuras secundarias&#44; no visibles&#44; a medida que la abertura de fisura se mide m&#225;s lejos de la barra&#46; </p><p class="elsevierStylePara"> &#8226; Resulta necesario adaptar la formulaci&#243;n del l&#237;mite de esbeltez para incluir par&#225;metros importantes que no contempla la formulaci&#243;n actual&#46; &#201;stos son&#58; </p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; La relaci&#243;n Carga permanente&#47;Carga total </p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; La posibilidad de fisuraci&#243;n temprana por aplicaci&#243;n de la carga caracter&#237;stica durante el proceso constructivo </p><p class="elsevierStylePara"> &#8211; La posibilidad de que la propiedad exija otros l&#237;mites a la flecha &#40;L&#47;f&#160;&#61;&#160;200&#160;o L&#47;f&#160;&#61;&#160;300&#41; en lugar del valor de L&#47;250&#160;que est&#225; impl&#237;cito en la formulaci&#243;n actual&#44; favoreciendo una filosof&#237;a prestacional en el uso de la normativa </p><p class="elsevierStylePara"> Debe aprovecharse la revisi&#243;n de los Euroc&#243;digos para incluir todos los aspectos anteriores de tal forma de hacer progresar la normativa&#44; incorporando el conocimiento acumulado en los &#250;ltimos a&#241;os y que no estaba disponible durante el proceso de redacci&#243;n de la versi&#243;n actual&#46; </p><hr></hr><p class="elsevierStylePara"> Recibido el 20 de julio de 2013&#59; <br></br> aceptado el 4 de febrero de 2014</p><p class="elsevierStylePara"> &#42; Autor para correspondencia&#46;<br></br><span class="elsevierStyleItalic">Correo electr&#243;nico&#58; </span><a href="mailto&#58;apc&#64;fhecor&#46;es" class="elsevierStyleCrossRefs">apc&#64;fhecor&#46;es</a> &#40;A&#46; P&#233;rez Caldentey&#41;&#46;</p>"
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        "resumen" => "<p class="elsevierStylePara"> The Eurocodes&#44; which are now the only valid structural code now in force in the majority of European countries&#44; including France&#44; Germany and the UK&#44; and the idea&#44; already under implementation&#44; that the part dealing with structural design of the future Spanish Structural Code will be a literal copy of the Eurocodes&#44; makes it evident that the Spanish engineering community must make an effort to obtain adequate training in the application of the Eurocodes and direct its energy at improving future versions of the Eurocodes&#44; not at producing new national standards&#46; In this paper some problems that have been detected in professional practice when applying Eurocode 2&#160;to structural projects are described&#44; as well as proposing some improvements to the current text&#46; These suggestions for improvement have been transmitted through AENOR to Sub-Committee 2&#160;of Technical Committee TC-250&#160;of CEN&#46; CEN &#40;European Committee for Standardisation&#41;&#44; is the European company charged&#44; under mandate by the European Commission&#44; with the review of the Eurocodes aimed at producing a new&#44; easier-to-use and broader generation for the year 2020&#46; </p>"
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Información del artículo
ISSN: 04395689
Idioma original: Español
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