Resumen De Análisis De Fallas Estructurales

8/13/2019 Resumen De Análisis De Fallas Estructurales

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ResumenANALISIS DE FALLAS ESTRUCTURALES

El fundamento técnico de esta presentación está basado en el Análisis de FallasEstructurales que repercuten en la Construcción del Elemento.

Se dará una breve presentación sobre los Mecanismo, Modos, Parámetros Críticos y

Criterios de Falla frecuentes en elementos estructurales, así como también las Fallas bajoCargas Estáticas referidas a las Fallas de Materiales Dúctiles y a las Fallas de MaterialesFrágiles, siguiendo las Teorías, del Esfuerzo Cortante Máximo (Teoría de Tresca), de laEnergía de Distorsión (Teoría de Von Misses) y de la Fricción Interna (Teoría de Coulomb-Mohr Dúctil) para las fallas dúctiles y las Teorías del Máximo Esfuerzo Normal (Teoría deRankine) y de Coulomb-Mohr Frágil para las fallas frágiles. Otra acciones, de la cuales sehablarán en esta presentación son las “Fallas por Corte y Tensión Diagonal”.

Además de incluir en esta presentación de Análisis de Fallas Estructurales, el variabletiempo en los métodos de diseño mecánico de estructuras de concreto, presentando unejemplo de diseño por durabilidad de estructuras de concreto.

El propósito de esta presentación es básicamente el reunir los conocimientos deinvestigaciones en fallas frecuentes en las estructuras bajo diferentes criterios incluyendoel tema de Diseño por durabilidad de materiales publicado a la fecha y transferirlos paradesarrollar un „modelo de durabilidad‟ al diseño estructural de concreto.

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICOSANTIAGO MARIÑO

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ANALISIS DE FALLAS ESTRUCTURALESDEFINICION


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1. “

Falla es una condición no deseada que hace que el elementoestructural no desempeñe una función para la cual existe.”

2. “Falla es la pérdida de función de un elemento tanto por deformación fluencia) como porseparación de sus partes fractura).

3. Una falla no necesariamente produce colapso o catástrofe, pero sin embargo, para elIng. Civil o Arquitecto del área de Inspección, distinguen dos tipos de Fallas:A) Fallas Catastróficas caracterizadas por ser completas y repentinas. YB) Fallas por Degradación, cuya característica principal es la de ser graduales yparciales. Por ello, el Ing. Civil como el Arquitecto del área de Inspección prefieren

definir el término “Conservación de Estructura” que el término “Falla”.

4. “Conservación de Estructura” como el conjunto de Operaciones y trabajos necesariospara que la obra se mantenga con las características funcionales, resistentes e inclusocon las estéticas originales con las que fue proyectada y construidas”. Dividiendo este conjunto de Operaciones y trabajos en tres fases:

4.1 Inspección4.2 Evaluación4.3 Mantenimiento.



ANALISIS DE FALLAS ESTRUCTURALES


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1 . INTRODUCCION

Los mecanismos de Falla dependen de la estructura microscópica del material y de laforma de sus enlaces atómicos.

Para predecir La falla de materiales bajo cargas estáticas por ejemplo; y poder hacerdiseños de elementos de máquinas confiables, se han desarrollados varias teorías paragrupos de materiales, basándose en observaciones experimentales.

Se mencionaran las Fallas por Corte y por Tensión Diagonal, las cuales se presentanconjuntamente con la flexión, no son acciones aisladas, se ha comprobado que la fallapor corte y tensión diagonal es de carácter mas violenta que la falla por flexión; y poresta razón se sobre diseña por corte, de modo que alcance la resistencia última por

flexión primero que por corte.

En la otra cara del estudio; se mencionará brevemente en esta presentación, la fallaproducida debido a la durabilidad que tienen las estructuras con respecto al tiempo.

En el año 1996, se propuso una metodología más completa sobre el tema de diseño pordurabilidad, en un reporte técnico de la Rilem de Londres Nº 14, llamado “Durability Design of Concrete Structures”.




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• Mecanismo de falla.Es el proceso o secuencia que ocurre en el elemento estructural cuando falla.Puede haber un mecanismo de falla o varios que se acoplan.Ejemplos: mecanismo de pandeo, mecanismo de fractura.

• Modo de falla.Es la configuración geométrica) que adopta el elemento estructural cuando falla.Ejemplos: Modo II de fractura, modo local de pandeo.

• Parámetro crítico.Es un indicador asociado a la falla. Se usan indicadores, como tensión, deformación,desplazamiento, carga, número de ciclos de carga, energía, etc.Ejemplo: carga critica de pandeo, número de ciclos de fatiga.

• Criterios de falla.Permiten predecir el modo de falla.Ejemplos: criterio de plasticidad de von Mises, criterio energético de estabilidad.

La falla de un objeto estructural puede significar la falla del sistema al que pertenece.Ejemplo: La falla de una tubería que pertenece al circuito primario de refrigeración de

una central nuclear puede detener la central, hacerla fallar. Importancia de contar conredundancia en el desempeño de funciones.




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METODOLOGÍA PARA TRATAR FALLAS

Para seguir una Metodología de Trabajo para Tratar Fallas, se deben hacerse lassiguientes preguntas:

¿Cuáles son las funciones a preservar? ¿Cuáles son las fallas funcionales? ¿Cuáles son los modos de falla? ¿Cuáles son los efectos de esos modos? ¿Cuáles son las consecuencias de los efectos? ¿Cuáles son las tareas que hay que aplicar para minimizar las consecuencias? ¿Cuáles son las frecuencias de esas tareas?




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MODOS DE FALLA EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES MAS FRECUENTES Los modos de falla más frecuentes son:o Plasticidad,o Fractura,o Fatiga,o Desplazamientos,o Creep y

o Corrosión.

PlasticidadManifestación : mecanismos, grandes deformaciones son posibles.Origen : estructura microscópica (i.e. deslizamiento de cristales).Plasticidad local : redistribución de tensiones a zonas con menores tensiones.Materiales dúctiles : capaces de desarrollar deformaciones grandes.

Propagación de plasticidad : Fluencia de una parte considerable del objetoestructural.Caracterización : Límite de fluencia, superficies de fluencia, strain hardening.Factores que influyen : Procesos de carga/descarga, ritmo de carga, estadosmulti axiales, temperaturas altas.Modelos : constitutivas no lineales, cinemáticas lineales .


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MODOS DE FALLA EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES MAS FRECUENTES

FracturaManifestación: Se rompe el material antes de tener deformaciones grandes.Origen: Defectos locales en el material a nivel micro estructural.Fractura repentina en materiales “frágiles”: rocas, fundición, etc. Fractura de materiales: "dúctiles" con defectos (fisuras, concentración de tensiones,ranuras, etc.). En materiales dúctiles puede haber rotura frágil.

Propagación de fisuras: extensión de una fisura de manera continuada. Inestabilidadde fisuras.Modo de falla: Iniciación de superficies interiores. Separación de la estructura enpartes.Factores que influyen: bajas temperaturas, cargas dinámicas, habilidad del materialpara absorber energía.Caracterización: Resistencia a fractura (fracture toughness), longitud critica.Modelos: deformaciones plásticas pequeñas.

Fatiga Manifestación : Fractura progresiva.Causa : Estados tensiónales repetidos o cíclicos.Falla sin aviso previo visual.Factores que influyen : concentración de tensiones, cambios abruptos de sección,fisuras, etc.

Caracterización : Número de ciclos límite, resistencia a la fatiga.




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MODOS DE FALLA EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES MAS FRECUENTES Desplazamientos instantáneosOrigen: esbeltez del objeto estructural.Modo 1: Desplazamientos grandes con equilibrio estable.Modo 2: Pandeo (equilibrio inestable), falla en la forma estructural. No se consideran aquífallas por modos de pandeo, que están dominados por la geometría y no por el material. Modo 3: Vibraciones.Consecuencias: Ruido, golpes entre partes que se mueven, grandes desplazamientostransitorios.Modelos: constitutivas elásticas, cinemáticas no lineales.Reducción de desplazamientos: modificación de la forma, redimensionar secciones. Noinfluye tanto cambiar el material.Factores que influyen: relaciones geométricas.Consecuencias: problemas operativos, colapso, inseguridad del usuario.

Creep Manifestación : Desplazamientos diferidos en el tiempo.Origen : en metales y cerámicos ocurre una difusión de vacancias, con cambio de formaen los granos. Deslizamiento de granos, formación de cavidades a lo largo de los bordesde granos.Causa : tensiones actuando durante tiempos largos.Factores que influyen : temperaturas, Problemas de material .




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Corrosión Manifestación: Pérdida de material en el espesor de un elemento.Reducción de dimensiones de una sección.Origen: acción química o ambiental.Factores que influyen: agresividad del medio.Cambios en el material pueden modificar el modo de falla. Ejemplo: reforzar un puentecon material compuesto reforzado con fibras puede cambiar un modo de falla flexionalpor una en compresión, que es mas frágil .




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ESCALAS EN EL ESTUDIO EN FALLAS EN MATERIALES

Este ficha trata de fallas en el nivel de macro estructura y en algunos casos debereferirse a la micro estructura del material.

Surgen interrogantes sobre:¿Hasta dónde se puede considerar que la materia es un medio continuo, siendo quevarios órdenes de magnitud por debajo de las medidas de una macro estructura haygranos del material, fibras, etc.?

¿Cómo se compatibiliza la idea de tensor de tensiones, para el que se toma limite en unmedio continuo, con la de un objeto que en cada nivel de consideración presentaaspectos diferentes?

Macro estructura :Entre 10 m y 10 ̄ ̄ ̄¹ >>> (automóviles, aviones, edificios, infraestructura civil, etc.).Relaciones debidas a elasticidad, plasticidad

Micro estructura: Estructuras y componentes estructurales entre 10^ 5̄ m y 10^ 3̄ m (micrones).




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Formaciones características del material que lo definen en escalas de 50 a 250 μm:granos en aleaciones metálicas, fibras de compuestos. Relaciones fenomenológicas,actualmente modelación de la micro estructura.

Nano estructura .10^-9 m, átomos. El nivel de nano estructura es estudiado mayormente por físicos yquímicos. La nano-tecnología intenta diseñar materiales en el nivel atómico.

Por otro lado la teoría de falla se divide en dos grandes grupos:1. Falla de Materiales Dúctiles.

En los materiales dúctiles la falla se presenta cuando el material empieza a fluir.Falla por Deformación).

2. Falla de Materiales Frágiles.En los materiales frágiles la falla se presenta cuando el material se disgrega y/osufre de separación de sus partes. Falla por Fractura).




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La Falla de materiales dúctiles se estudia por las siguientes teorías entre otras:

1.1. Teoría del Esfuerzo Cortante Máximo.También conocida como Teoría de Tresca , que establece “Que la fluencia del material se produce por el esfuerzo cortante”. La Teoría dice: “La falla se producirá cuando el esfuerzo cortante máximo absoluto en la pieza sea igual o mayor al esfuerzo cortante máximo absoluto de una probetasometida a un ensayo de tensión en el momento que se produce la fluencia ”.

1.2. Teoría de la Energía de Distorsión.Teoría propuesta por R. Von Misses al observar que los materiales bajo esfuerzoshidrostáticos soportan esfuerzos mayores que sus esfuerzos de fluencia bajo otrosestados de carga.

La Teoría dice: “La falla se producirá cuando la energía de distorsión por unidad de volumen debida a los esfuerzos máximos absolutos en el punto critico sea igual omayor a la energía de distorsión por unidad de volumen de una probeta en el ensayo

de tensión en el momento de producir la fluencia”.

1.3. Teoría de Coulomb-Mohr Dúctil.Conocida también como la Teoría de la Fricción Interna.Esta teoría tiene en cuenta que el esfuerzo de fluencia a tensión es diferente alesfuerzo de fluencia a compresión.




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La Teoría se basa en los ensayos de Tensión y Compresión, y establece que en el plano Deformación vs Corte, la línea tangente a los círculos de Mohr de los ensayosde tensión y compresión al momento de la fluencia es la localización de la falla paraun estado de esfuerzos en un elemento.

La Falla de materiales frágiles se estudia por las siguientes teorías entre otras:

2.1. Teoría del Máximo esfuerzo Normal.Esta teoría enunciada por W. Rankine dice: “La falla se producirá cuando el esfuerzo normal máximo en la pieza sea igual o mayor al esfuerzo normal máximo de una

probeta sometida a un ensayo de tensión en el momento que se produce la fractura”.

2.2. Teoría de Coulomb-Mohr Frágil.

Esta teoría se deriva de forma similar a la teoría Coulomb-Mohr Dúctil solo que, altratarse de materiales frágiles, se tiene en cuenta las resistencias últimas delmaterial a tensión y compresión en lugar de los esfuerzos de fluencia.




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ESTUDIO DE CORTE Y DE TENSION DIAGONAL

Consideremos una viga de sección rectangular (Ensayo), simplemente apoyada, con doscargas concentradas, aplicadas simétricamente.La falla de la viga se puede presentar de tres maneras:

• Falla por Flexión. • Falla por Compresión por Corte. • Falla por Tensión Diagonal.

En la “Falla por Flexión” predomina los esfuerzos debidos a momentos actuantes, lasgrietas se inician en la parte traccionada y progresan de abajo hacia arriba,verticalmente. La Falla se produce por aplastamiento del concreto en la zonacomprimida.

En la “Falla por Compresión por Corte”, las grietas se originan inicialmente debido a la“Falla por Flexión”, se desarrollan hacia ar riba hasta un punto donde se detienen; alaumentar la carga, aparecen grietas inclinadas, unas como continuación de las grietasproducto de la “Falla por Flexión” y otras grietas aisladas que aparecen a la mitad de laaltura de la viga, si se sigue aumentando la carga, las grietas inclinadas progresan endirección al centro del tramo (hacia arriba) y en dirección de los apoyos (hacia abajo).

La Falla se produce cuando el concreto se aplasta en la zona de compresión,

justamente encima de la mayor grieta inclinada. Esta Falla es más frágil que laproducida por flexión.




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ESTUDIO DE CORTE Y DE TENSION DIAGONAL La “Falla por Tensión Diagonal” es similar a la “Falla por Compresión por Corte”, perolas grietas inclinadas aparecen súbitamente, provocando el colapso de la viga. Debido aesto, la “Falla por Tensión Diagonal” es mas peligrosa que la “Falla por Compresión porCorte”, por ser esta más violenta. Por mucho tiempo para medir la Tensión Diagonal se tomaba un porcentaje de laResistencia Cilíndrica del concreto; es decir:

Si v = V/ b.jd) > 0.03 f‟c ≡ Se colocara refuerzo transversal en la viga.

Sin embargo, posteriormente se determinó que la variación del Esfuerzo Cortantedebida a la variación en la Resistencia Cilíndrica del Concreto era muy pequeña,despreciable). No se conoce exactamente, ni la distribución ni el verdadero valor

máximo de ftd Esfuerzo por Tensión Diagonal).

Si analizamos el comportamiento y modo de falla de una viga sin esfuerzostransversales, sin área de acero transversal), mediante el ensayo considerado Vigasimplemente apoyada, dispuesta de dos cargas concentradas simétricamente), setiene:




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Al inicio, aparecerán grietas por Flexión en la zona de Momento (+) Máximo.Al aumentar la carga, las grietas se inclinaran hacia las caras (alejándose del CL) yse formaran nuevas grietas entre las caras y los apoyos.Si la viga tiene una longitud considerable o su porcentaje de acero (p), es muybajo, al aumentar nuevamente la carga, la falla se presentara debajo o muy cerca

de unas de las caras. Si la falla ocurre después de la fluencia del acero, (fs = Fy),esta falla será igual a la “Falla por Flexión”. Si la viga tiene una longitud intermedia o su porcentaje de acero (p), es normal o sila viga tiene una longitud considerable con un porcentaje de acero alto, las grietaso la falla se producen por Tensión Diagonal (Falla Drástica), esta falla ocurre sinaviso, dividiendo la viga en dos partes.En vigas relativamente cortas, la grietas por falla por flexión se detienen a la mitadde la altura, apareciendo grietas en este mismo sector que se unen con las grietaspor Falla por Flexión, las cuales se inclinan y se dirigen, unas hacia las cargas yotras hacia los apoyos, esta falla es mas gradual que la Falla por Flexión y ocurrirápor aplastamiento del concreto.

La Falla por Tensión Diagonal ó la Falla por Compresión por Corte, depende de laposibilidad; que tiene ese sector de la viga donde aparece la grieta, de resistir ladistribución de esfuerzos internos.




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En el área de la grieta no se transmite ninguna fuerza, por lo tanto el corte debe serresistido o absorbido por la fuerza de dovela, (esta fuerza es generada por el efecto dearco que se produce en el concreto) y por el concreto no agrietado; suponiendo que lacomponente de corte en el acero es muy pequeña (despreciable) comparada con ladel concreto, aclarada esta suposición el equilibrio se conseguirá por la siguienteexpresión:

R.a = As.fs.jd

La habilidad de la viga para alcanzar el equilibrio, depende principalmente, de laestabilidad de la zona de compresión, que depende a su vez del porcentaje de acero(p) y de la relación a/d; sin embargo, se considera que una viga ha fallado por TensiónDiagonal o por Compresión por Corte, al aparecer la primera grieta inclinada.

Si analizamos el comportamiento y modo de falla de una viga con esfuerzostransversales, (con área de acero transversal), mediante el ensayo considerado (Vigasimplemente apoyada, dispuesta de dos cargas concentradas simétricamente), setiene:




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1. Los ensayos han mostrado que los estribos (acero transversal ≡ esfuerzo transversal no sufren alargamientos, hasta que se forme la primera grietainclinada, recibiendo en ese momento un incremento brusco de susesfuerzos, el cual hace que aumente la resistencia al corte de la viga, esteaumento de resistencia al corte debe ser absorbido además por este esfuerzo

transversal.2. La Resistencia al Corte del Concreto es mayor; debido a que se tiene mayor

área comprimida, además de la contribución del esfuerzo de dovela que sehace mayor debido a que los estribos no deja saltar al concreto.(Recubrimiento).

Por equilibrio tenemos:Vu = Vuc + Vs + Vd

Donde Vuc = vuc b.d yVs = Avfv




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DISEÑO POR DURABILIDAD El Concreto es el material de construcción más utilizado en las países industrializados.

Sus prestaciones mecánicas y la poca necesidad de mantenimiento le han hecho elmaterial más competitivo de entre todos los posibles. Sin embargo, en ambientes muyagresivos, su durabilidad se acorta debido a la corrosión de la armadura de acero.

En los últimos veinte años el término “durabilidad” se ha estado escuchando con másfrecuencia en la rama de la Ingeniería Civil. Países industrializados como los EEUU yalgunos en Europa (España, Francia, Gran Bretaña, etc.), al igual que Japón, hantomado a la durabilidad como un tema de gran importancia, invirtiendo sumasmillonarias en estudios de investigaciones específicas.

Hace poco tiempo, aproximadamente una década, estos países han estado intentandoincluir en sus códigos de diseño recomendaciones básicas para obtener un mejor usode los materiales y así poder fabricar estructuras más durables.

El principio fundamental de estas recomendaciones ha sido proporcionar las basespara el diseño por durabilidad de estructuras bajo condiciones ambientales diversas.Aunque innovadoras en su época, estas recomendaciones no contemplan ladeterminación directa de la durabilidad, sino proporcionan las reglas de „que se debe yno hacerse‟ para obtener estructuras durables a diversos agentes externos.

No es hasta el año 1996 cuando se propuso una metodología más completa sobre eltema de diseño por durabilidad, donde se estipula que:




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DISEÑO POR DURABILIDAD “Las estructuras deben de ser diseñadas de tal manera que su nivel mínimo de

confiabilidad se asegure durante la vida útil propuesta, a pesar de degradaciones yenvejecimiento de los materiales.”

Es de primordial importancia cambiar la mentalidad del Ingeniero (en particular delIngeniero Civil) con relación al diseño de una estructura, o elemento estructural, esnecesario el diseño por cargas y por durabilidad conjuntamente para generarestructuras con una relación de costo/beneficio rentable.Las estructuras de concreto son regularmente consideradas como estructuras durablescon un bajo costo de mantenimiento. Sin embargo, en las últimas tres décadas, se haobservado un incremento en agrietamientos y de laminaciones de elementos deconcreto relacionados con la corrosión de la armadura de acero en el ámbito mundial.

La interacción del concreto para con el acero de refuerzo (o pre-esfuerzo) se basa enque el concreto provee al refuerzo una protección tanto química como física en contrade la corrosión.

La protección química se debe a la alcalinidad del concreto, la cual produce una capa deóxido (del orden de un par de manómetros) en la superficie del acero impidiendo que elacero continúe corroyéndose.

A este fenómeno se le denomina pasividad, ya que la capa de óxido evita la propagaciónde la corrosión del acero.




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DISEÑO POR DURABILIDAD

Esta alcalinidad del concreto, es debida principalmente al hidróxido de calcio (CH) quese forma durante la hidratación de los silicatos (C2S, C3S, C3A, C4AF) del cemento y alos álcalis (sodio y potasio), que pueden estar incorporados como sulfatos en el clinker.

Estas sustancias sitúan el ph de la fase acuosa contenida en los poros del concreto envalores entre 12,6 y 14, es decir, en el extremo más alcalino de la escala de ph.

El concreto también funciona como una capa física protectora en contra de los agentesambientales (oxígeno, agua, cloruros, dióxido de carbono) que puedan des-pasivar alacero e iniciar su corrosión .

Sin embargo en un ambiente marino, los iones cloruro del agua de mar se acumulan en lasuperficie del concreto y lentamente se transportan a través del recubrimiento de

concreto hasta llegar a la armadura. Cuando la concentración de los iones cloruro en lasuperficie del acero de las armaduras alcanza valores que exceden un nivel crítico, laprotección de la armadura corre el peligro de desaparecer y la corrosión puededesencadenarse.

Cuando el acero embebido en concreto se corroe, se reduce la sección de la barra derefuerzo de acero, ya que el fierro contenido en el acero reacciona con el oxígenopresente y se forma una capa de productos de corrosión (óxido o hidróxido de fierro) enel perímetro de la barra.


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El volumen ocupado por dicho óxido (o hidróxido) es mayor que el que ocupaba el acerooriginal creando presiones contra el concreto, que rodea al acero, esto propiciando laformación de grietas y desprendimientos del concreto.

Estas grietas y/o desprendimientos del recubrimiento de concreto además de serantiestéticas, pueden disminuir el anclaje del acero y, potencialmente, la resistencia delelemento estructural .

Conceptos Básicos de DurabilidadFuncionalidad y Durabilidad La funcionalidad es una cantidad cuantificable que está en función de la capacidad decarga de la estructura. La funcionalidad (o capacidad de carga) se cuantificará en esteestudio basándose en el tiempo que se pretende dure la estructura.

Cuando el concepto tiempo entra en juego en la evaluación de la funcionalidad de unaestructura, varios factores externos o factores de degradación) resultan en un primerplano.

Como la funcionalidad está íntimamente relacionada con la durabilidad de una estructura,ésta se puede definir como la habilidad de mantener la funcionalidad requerida.


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DegradaciónEl concepto de degradación es, por definición, el decremento gradual de la funcionalidadde la estructura con el tiempo. Se puede cuantificar a la degradación como el inverso dela funcionalidad.

Vida Útil Es el periodo en el que la estructura conserva los requisitos del proyecto sobre seguridad,funcionalidad y estética, sin costos inesperados de mantenimiento.

Ahora bién, si la estructura careciera de cualquiera de estas tres propiedades(seguridad, funcionalidad y estética), ésta ya sobrepasó el periodo de su vida útil.

En el diseño de estructuras por durabilidad, el requerimiento de la vida útil de laestructura puede ser definido de antemano por el cliente, por lo que se le llamará vida útil

de servicio.Vida ResidualSe entiende por vida residual , al tiempo a partir del momento que la estructura alcanza elanterior límite aceptable fin de la vida útil).

Este es el periodo en el que la estructura necesitaría reparación, remodelación ocompleta renovación para que regrese a su estado de servicio original; esto es que seasegura, funcional y estética


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En pocas palabras, la etapa de vida residual es el tiempo que tiene el dueño de laestructura, o elemento estructural, para repararla antes que la degradación avance hastael límite de posible colapso.

Estado Límite de Servicio ELS) y Estado Límite Ultimo ELU) Los valores mínimos de servicio (o valores máximos aceptables de degradación) sonllamados los estados límites de la durabilidad de una estructura, estos son principalmente

dos:1. Estado límite de servicio (ELS) y 2. Estado límite último (ELU).

El primero (ELS) correspondería al punto en el tiempo el cual la estructura ha llegado a suvida útil.

En el segundo caso (ELU), es el estado en que la estructura o elemento estructural seencuentra asociado con colapso u otra forma similar de falla estructural.

Probabilidad de Falla La probabilidad de falla se podría definir como la probabilidad de exceder cierto estadolímite, ya sea el ELS o el ELU.

El término „falla por durabilidad‟ es usado cuando existe una falla por degradación delmaterial en una estructura o elemento estructural, en comparación de “falla mecánica”,la cual es causada por cargas mecánicas externas. Es importante notar que la falla pordurabilidad podría generar una falla mecánica.


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DISEÑO POR DURABILIDAD La teoría del diseño por durabilidad está basada en la teoría de seguridad tradicionalmentusada en diseño estructural (diseño por confiabilidad estructural).

En este contexto el término seguridad de una estructura se define como la capacidad deuna estructura de resistir, con un grado de certidumbre aceptable, la posibilidad de falladebido a la degradación gradual de la estructura producida por agentes agresivos delmedio ambiente.

Tradicionalmente la metodología del diseño por seguridad estructural ha sidoexclusivamente aplicada a mecánica estructural.

Un nuevo giro que se le ha dado a la teoría por seguridad estructural es la incorporacióndel factor tiempo dentro del diseño, permitiendo la posibilidad de incluir la degradación dconcreto como una parte esencial en el diseño de la estructura.

La seguridad en contra de la falla será considerada una función del tiempo, diseñando laestructura por serviciabilidad incluyendo el requerimiento de vida útil que deberá decumplirse.

El modelo matemático más simple que describe el evento de „falla‟ involucra una variablede cargas externas, S, y una variable de resistencia del material, R. Si las variables S y Rson independientes del tiempo. El evento „falla‟ podría expresarse de la siguiente manera:

{falla} = { S < R }

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