Control de tensiones (Encaje tensional): Teoría de vigas vs Cálculo seccional

Entiendo que las no linealidades se producen para valores elevados de carga y que, en la práctica totalidad de su vida, la estructura trabajará en régimen lineal. Por este motivo, utilizamos la hipótesis de Navier para encajar la sección de pretensado a nivel tensional. Sin embargo, el cálculo seccional sólo avala esta hipótesis cuando se dan, en general, las siguientes condiciones:

  • Hormigón en masa
  • Sección no fisurada
  • Proporcionalidad entre tensiones y deformaciones (rama elástica)
  • CDG=CRE (Sc=0)
  • Ausencia de fenómenos reológicos.

Cierto que es una manera indirecta de controlar la fisuración en la rama elástica, pero, ¿no resulta excesivamente conservadora? Cumplir las premisas indicadas resulta difícil sino imposible.

De acuerdo con que, como simplificación y punto de partida puede resultar idóneo y porque, además, un cálculo más detallado resultaría inabordable. Pero en este sentido, hoy existen en el mercado potentes herramientas como FAGUS que ofrece unas posibilidades enormes y capaces de realizar un cálculo seccional por etapas permitiendo controlar la fisuración en todas las fases. Resulta sin duda una manera más eficiente de aprovechar la sección y se ajusta mucho más a la realidad.

Aun cuando no resultara lo más deseable, me he encontrado con casos de secciones fisuradas incluso desde la fase de vacío pero no por ello, menos válidas a los ojos de la Normativa (en estos casos, recuerdo que la fisuración se resolvía posteriormente con pasiva). En tanto en cuanto, la fisuración no exceda en ninguna de las fases de su vida de los valores límite para la abertura de fisura propuesta por la Norma se asegura el correcto comportamiento de la sección frente a la durabilidad. En el fondo, el control de tensiones es el cumplimiento del ELS Fisuración en todas las fases.

Un alumno
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Juan Carlos Arroyo

Hola! Muchas gracias por tu pregunta. Paso a contestarte sobre tu mismo texto pero en negrita, que creo que es más sencillo:

Entiendo que las no linealidades se producen para valores elevados de carga y que, en la práctica totalidad de su vida, la estructura trabajará en régimen lineal. Por este motivo, utilizamos la hipótesis de Navier para encajar la sección de pretensado a nivel tensional. Sin embargo, el cálculo seccional sólo avala esta hipótesis cuando se dan, en general, las siguientes condiciones:

  • Hormigón en masa
  • Sección no fisurada
  • Proporcionalidad entre tensiones y deformaciones (rama elástica)
  • CDG=CRE (Sc=0)
  • Ausencia de fenómenos reológicos.

Cierto que es una manera indirecta de controlar la fisuración en la rama elástica, pero, ¿no resulta excesivamente conservadora? Cumplir las premisas indicadas resulta difícil sino imposible.

Si por Navier te refieres a la hipótesis de planeidad de la deformada: te diré que es una hipóteis que se cumple siempre en regiones B. No se cumple en regiones D, nudos, cargas puntuales, o elementos pared, pero en otros casos, sí se cumple. Y aunque no se cumpla de forma exacta, su uso conduce a resultados demostrables, por ello, ¡se utiliza!

La otra hipótesis de comportamiento lineal del material solo se cumple para ELS y no me parce descabellado ni hiper-seguro. Las secciones en ELS suelen estar en régimen elástico.

Para ELU se sigue cumpliendo Navier (planeidad) pero ya no hay comportamiento lineal. Aquí sí que me resulta curioso que el análisis de esfuerzos se hace para suposición lineal y luego se dimensiona para comportamiento no lineal, pero no nos preocupa mucho esa falta de coherencia porque ¡FUNCIONA!

De acuerdo con que, como simplificación y punto de partida puede resultar idóneo y porque, además, un cálculo más detallado resultaría inabordable. Pero en este sentido, hoy existen en el mercado potentes herramientas como FAGUS que ofrece unas posibilidades enormes y capaces de realizar un cálculo seccional por etapas permitiendo controlar la fisuración en todas las fases. Resulta sin duda una manera más eficiente de aprovechar la sección y se ajusta mucho más a la realidad.

FAGUS hace lo que dice la ecuación constitutiva. Puedes elegir un diagrama no lineal complejo, tipo Sargin, pero no tiene mucha más precisión la rama elástica de ese diagrama no lineal que un diagrama elástico. Ten en cuenta que las deformaciones deben quedarse por debajo de la plastificación. Y ese requisito no es una precaución porque no sepamos qué pasa cuando plastifica sino que realmente queremos que nuestra estructura EN SERVICIO NO PLASTFIQUE. Por ello nos basta con un diagrama lineal de inclinación E.

Aún cuando no resultara lo más deseable, me he encontrado con casos de secciones fisuradas incluso desde la fase de vacío pero no por ello, menos válidas a los ojos de la Normativa (en estos casos, recuerdo que la fisuración se resolvía posteriormente con pasiva). En tanto en cuanto, la fisuración no exceda en ninguna de las fases de su vida de los valores límite para la abertura de fisura propuesta por la Norma se asegura el correcto comportamiento de la sección frente a la durabilidad. En el fondo, el control de tensiones es el cumplimiento del ELS Fisuración en todas las fases.

Me has cambiado el tema ;) Una sección puede estar fisurada y lo que queda de ella puede seguir teniendo comportamiento lineal. Lo que dices en la segunda frase es cierto. La fisuración es el control de tensiones cuando éste es laxo, es decir, cuando dejamos fisurar la pieza.

Saludos,

Juan Carlos

4 ene 2018 - 12:51
Un alumno

A este respecto, la EHE-08 distingue específicamente bajo qué combinaciones controlar la abertura de fisura (tracción en el hormigón) en función de si se trata de hormigón armado o pretensado (cuasipermanente o frecuente, respectivamente), ¿debe cumplir el control de tensiones algún requisito, por ejemplo, frente a los esfuerzos obtenidos sujetos a la combinación de acciones característica? ¿Artículos EHE-08?

Adjunto te remito una tabla resumen de las comprobaciones que creo pertinentes realizar, resultado de la práctica y normas de buena conducta aprendidas. Aunque con el transcurso de los años me he encontrado otras diferentes y otros criterios igual de válidos, dependiendo de la situación y normativa utilizada.

¿Puedes darme tu opinión al respecto?

16 ene 2018 - 12:00
Juan Carlos Arroyo

En compresión OK.

En tracción: Calcular fisuras en pretensado es complejillo. Prefiero huir de limitaciones de fisura y hacer control de tensiones, me parece más sencillo y que no sobredimensionan mucho.

Otra crítica que veo en esa tabla es que pasa de dejar fisuras a no dejar que aprezcan tracciones. Un poco zigzagueante..

16 ene 2018 - 12:04
Un alumno

La EHE-08 (Art. 49.2.1) no distingue entre situaciones persistentes y transitorias para limitar la compresión en el hormigón. En ambos casos, la limitación es la siguiente:

σc<0,6*fck,j

¿La limitación a 0,45*fck,j para situaciones persistentes procede del código ACI? Imagino que frente a la combinación de acciones cuasipermanente (50% o más del tiempo).

16 ene 2018 - 12:19
Juan Carlos Arroyo

Esas limitaciones no sé si vienen de ACI pero son muy lógicas, para evitar las fluencias en altas compresiones que son MUY ALTAS

16 ene 2018 - 12:19
Un alumno

Asimismo, la EHE-08 (Art. 49.2.3) exime de realizar la comprobación de la fisuración cuando la tensión en la fibra más traccionada no supere la resistencia media a flexotracción fctm,fl.

En este sentido, si adoptamos este valor como tensión de partida para controlar las tensiones de tracción, en el caso que te propongo me surge la siguiente cuestión: ¿cuál es el valor correcto de la resistencia del hormigón a flexotracción para una losa superior que forma parte de una sección compuesta de hormigón pretensado (viga de canto H=720 mm + losa superior de canto h=100 mm)?

Te lo pregunto porque me he encontrado con programas comerciales que discrepan con estos valores, en función del canto adoptado:

¿fctm,fl=2,6 MPa (h=100 mm) ó fctm,fl=1,7 MPa (h=820 mm)? (valores extraídos del Prontuario Informático del Hormigón)

  • Cemento normal
  • Rocas volcánicas normales
  • t=3 días
  • HA-30
16 ene 2018 - 12:20
Juan Carlos Arroyo

Te contesto de forma teórica: lo correcto es usar la tensión media y no la característica.

Si es mejor poner fctracción o fcflexotacción o si la fórmula normativa es la adeuada, eso ya lo dejo a los que hacen las normas y los ensayos.

Aunque parezca que en flexión lo lógico es poner la fcflexotracción, como hay ajustes empíricos de por medio, lo mejor es hacer lo que dicen y sonreir…

16 ene 2018 - 12:20

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