importancia del agrietamiento y tipos de fisuras

7/21/2019 Importancia Del Agrietamiento y Tipos de Fisuras

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Importancia del Agrietamiento y Tipos de Fisuras

NIVERSIDAD DE

ESTADO ELSTICO AGRIETADO

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Debido a la baja resistencia a la traccin del concreto, los elementos de estematerial son proclives a agrietarse. Los elementos (estructuras) de concretoarmado se agrietan fundamentalmente por los esfuerzos de traccin ocasionadospor las cargas externas y por las deformaciones impuestas por los cambios

volumtricos restringidos (creep, retraccin, cambios de temperatura).

dicionalmente, los agentes de car!cter no estructural mencionados en , tambinpueden ocasionar serios agrietamientos en las estructuras de concreto armado.

La importancia del agrietamiento en las estructuras de concreto armado puedeclasificarse de acuerdo a las siguientes cuatro categor"as#

a) $rietas %ue afectan la integridad estructural de los elementos.

b) $rietas %ue pueden conducir, en el tiempo, a problemas de durabilidad dela estructura.

c) $rietas %ue pueden conducir a un mal comportamiento de la estructura bajocargas de servicio. &or ejemplo filtraciones en estructuras %ue retienenl"%uidos, da'os en los acabados, prdida de aislamiento acstico, etc.

d) $rietas %ue estticamente son inaceptables.

continuacin se describen los principales tipos de agrietamiento %ue puedenproducirse en el concreto#

a) Grietas por esfuerzos de traccin directa# ajo esta solicitacin loselementos se agrietan a travs de toda sus seccin, con un espaciamientoentre grietas comprendido entre 0.; a 2 veces la menor dimensin de laseccin transversal. *n el caso de elementos de seccin gruesa conrefuerzo solamente en las caras, se desarrollan pe%ue'as fisuras en lasuperficie %ue alcanzan el refuerzo. lgunas de estas fisuras se unen en elcentro del elemento (fisuras ), como resultado las fisuras %ue se unentienen un mayor anc+o %ue las superficiales.

b) Grietas por esfuerzos de traccin por flexin. Los elementos %uesoportan momentos flectores desarrollan grietas en la zona de traccin.

lgunas de estas fisuras verticales progresan casi +asta el eje neutro de la

seccin. *n vigas de muc+o peralte (peralte mayor %ue 1 aproximadamente) como se explic en la seccin ;.1, las fisuras al nivel delrefuerzo principal de flexin suelen tener poco espaciamiento. lgunas deestas fisuras progresan +acia el alma de la viga +asta llegar casi al ejeneutro y podr"a suceder %ue estas fisuras ( en la figura) presenten unanc+o mayor %ue las fisuras A. &or este motivo la orma obliga a colocarrefuerzo distribuido en el alma, adicional al refuerzo principal por flexin.


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c) Grietas de flexin cortante y de cortante en el alma. -e les reconocepor ser inclinadas, muc+as de ellas se inician por flexin y luego se inclinan+asta alcanzar, en algunos casos, la zona comprimida de la viga. Lasfisuras por cortante en el alma se suelen producir en vigas con patinesgenerosos en traccin y compresin y con almas relativamente delgadas.

d) Grietas de torsin. Las fisuras originadas por la torsin pura tienden aformar una espiral alrededor del elemento. -in en el elemento, como sueleocurrir en la mayor"a de los casos, adem!s de la torsin existe flexin ycortante, las fisuras tienden a ser pronunciadas en la cara donde se sumanlos esfuerzos cortantes producidos por la torsin y el cortante y menospronunciadas o ausentes, en la cara opuesta donde los cortantes secontrarrestan.

e) Grietas de adherencia entre el concreto y el acero. -e suelen formar alo largo del acero de refuerzo como producto de recubrimientosinsuficientes o de esfuerzos de ad+erencia elevados. La grieta es paralelaal refuerzo (splitting).

f) Grietas por corrosin en el acero. *l xido ocupa varias veces elvolumen del metal a partir del cual se form, en consecuencia las barrascorro"das generan presiones radiales %ue empujan el concreto %ue lascircunda, este empuje puede conducir a la prdida del recubrimiento. Lasgrietas por corrosin suelen ser paralelas al refuerzo y similares a lasgrietas de ad+erencia (splitting). ormalmente, cuando el estado decorrosin es avanzado, las fisuras vienen acompa'adas de manc+as en lasuperficie del concreto %ue las +acen f!cilmente identificables.

g) Grietas por asentamiento plstico del concreto fresco. -e producen porel asentamiento pl!stico %ue experimenta el concreto fresco cuando seproduce la exudacin. uando las barras de refuerzo no puedendesplazarse verticalmente, el asentamiento pl!stico del concreto seencuentra restringido y en consecuencia se forman grietas paralelas alrefuerzo, generalmente de poca profundidad. *ste tipo de agrietamientotambin se produce en la parte superior de las columnas, se manifiestacomo grietas +orizontales %ue son producidas por el asentamiento pl!sticorestringido por los estribos de la columna. /na correcta dosificacin delconcreto y recubrimientos adecuados eliminan este tipo de agrietamiento.

h) Grietas por calor de hidratacin. -e forman por el enfriamiento a latemperatura de medio ambiente del concreto %ue se +a expandido por elcalor de +idratacin generado durante el fraguado. &ara %ue suceda estetipo de agrietamiento, el elemento debe de estar restringido por otrosdurante su enfriamiento. /n ejemplo es el agrietamiento %ue se produce enlos muros largos (sin juntas) de contencin como el mostrado en la figura.*l concreto del muro +a sido colocado luego de %ue la zapata corrida +aendurecido, en consecuencia sta restringe la contraccin del muro a


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medida %ue este se enfr"a. *ste tipo de agrietamiento puede eliminarse sise controla el aumento de temperatura generado por el calor de +idratacino la velocidad de enfriamiento o ambos. 0ambin colocando juntas ovaciando el muro en segmentos cortos o aumentando significativamente laarmadura +orizontal de retraccin.

i) Grietas por retraccin plstica del concreto. -e presentan en losas, sonde poca profundidad y err!ticas. parecen pocas +oras luego de colocadoel concreto y normalmente se deben a una evaporacin muy r!pida delagua en la superficie del concreto. -e forman con facilidad en zonas de altatemperatura, baja +umedad relativa y en d"as con viento sumado a uncurado inadecuado. *stas fisuras se pueden evitar mediante el empleo undise'o de mezcla adecuado, evitando la evaporacin r!pida del agua de lasuperficie durante las primeras +oras luego de colocado el concreto y uncurado minucioso.

) Fisuracin en mapa en muros y losas. Las fisuras se caracterizan por serde anc+o pe%ue'o a medio (0.0; ( 0.2 ) poca profundidad y distribucinerr!tica. parecen durante la primera semana de edad del concreto. -edeben normalmente a un contenido excesivo de cemento, un curadodeficiente, encofrados excesivamente impermeables o a un exceso dellaneado (acabado) en la superficie. *n muc+as ocasiones se originan porla mala costumbre de los constructores de espolvorear cemento en lasuperficie. La reaccin !lcalis 1 agregado tambin puede ser responsablede este tipo de agrietamiento.

!) Grietas por deformaciones impuestas. Dentro de esta categor"a seencuentra el agrietamiento originado por las siguientes causas#

2 sentamiento de apoyos.2 3etraccin del concreto.2 ambios de temperatura.

-i cual%uiera de los efectos anteriores ocurre en una estructura %uerestringe la deformacin libre del elemento, se producir! agrietamiento.

Las grietas t"picas de retraccin en vigas son como se muestra en la figuraa continuacin. -uelen presentarse cerca del centro y cerca a los tercios dela luz del elemento. Las grietas son casi verticales y a todo lo alto delelemento.

*l agrietamiento ocasionado por la retraccin o por los cambios detemperatura, puede controlarse por medio de refuerzo de aceroadecuadamente distribuido o por juntas de control %ue +acen %ue lasgrietas aparezcan en lugares predefinidos.

"azones para #ontrolar el Ancho de las Fisuras


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a) Apariencia

*n superficies limpias y poco rugosas, se +a establecido %ue las grietas %ueexceden de 0.2; a 0.


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d) La distribucin del acero de refuerzo en la zona de traccin. *s mejorutilizar varias barras de menor di!metro con poco espaciamiento %ue pocasde gran di!metro muy espaciadas. *l anc+o de grieta disminuye cuantomejor distribuido se encuentre el acero de refuerzo en la zona de traccin.

&imitacin del Ancho de las Fisuraso existe un acuerdo o reglas relativas al anc+o m!ximo de grietas aceptables enun elemento estructural. lgunos investigadores y cdigos establecen l"mites enlos anc+os de grieta del orden de 0.1 a 0.2 para estructuras expuestas aambientes agresivos y de 0.2 ( 0.4 para ambientes normales.

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Dada la poca resistencia a traccin del +ormign, bajo pe%ue'as cargas ste

presenta grietas orientadas la direccin perpendicular a la direccin principal detraccin. /na vez %ue aparecen estas grietas la resistencia del +ormign en ladireccin principal de traccin es nula (aun%ue cese la carga) y dejan de seraplicables los principios de la 7ec!nica de los 7edios ontinuos. /na +iptesis,presentada por 3itter en 89::, consiste en considerar %ue la viga se comportainternamente como una celos"a en la %ue los elementos a compresin (cordnsuperior y diagonales) est!n constituidos por el +ormign presente en la viga, y loselementos a traccin est!n constituidos por la armadura longitudinal inferioractuando como tirante y la armadura transversal actuando como montante.

Analog0a de la celos0a


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Los montantes est!n concentrados en la armadura vertical. &or el contrario, lasdiagonales comprimidas de +ormign no est!n concentradas sino %ue forman uncontinuo a lo largo de toda la masa de +ormign.

La idea inicial de 3itter fue posteriormente mejorada ya %ue la aplicacin estricta

del mtodo de la celos"a conduc"a a valores de tensiones en las armaduras decortante claramente superiores a los obtenidos en los ensayos.

*sto es debido a %ue existen otros mecanismos, adem!s del mecanismo decelos"a, %ue colaboran en la resistencia a cortante# en el caso de una viga sinarmadura de cortante el modelo de 3itter supone %ue la resistencia a cortante esnula y sin embargo la experiencia +a demostrado %ue no es as".

&or otro lado, si slo se considera el mecanismo de la celos"a a b el acero%uedar! tensado en exceso. -e concluye %ue el cortante %ue resiste una vigasegn el modelo de la celos"a es inferior al %ue en realidad resiste dic+a viga. ;troinconveniente era %ue las bielas comprimidas en el modelo de 3itter formaban con la +orizontal y, en general, se comprob %ue en +ormign armado este !nguloes ligeramente menor.

continuacin se plantea la analog"a de la celos"a con una orientacin genricade las bielas de +ormign y de la armadura de cortante. -ea ? el !ngulo %ueforman las bielas de +ormign con la +orizontal y sea @ es el !ngulo de laarmadura de cortante con la +orizontal.

*stableciendo el e%uilibrio de fuerzas sobre la cara inferior del plano 2 de formavectorial se obtiene el tri!ngulo de fuerzas de la figura A.8=b, donde es laresultante de las compresiones de las bielas de +ormign y 0 es la resultante delas tracciones de la armadura de cortante. mbas resultantes ( y 0) generan unaresultante +orizontal 3 %ue origina unas tensiones tangenciales (B).


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importancia del agrietamiento y tipos de fisuras

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