Grietas estructurales en hormigón (un estudio detallado)

Las grietas estructurales en el hormigón pueden deberse a un defecto de diseño u otras causas. Veamos cómo sucede esto.

Las estructuras están diseñadas para soportar las cargas que se les imponen y cumplir el propósito para el que fueron construidas.

Los diseños se basan en las cargas de diseño especificadas en las directrices pertinentes. En casos especiales, si no existen especificaciones, se deben tener en cuenta las cargas reales con factores de modificación adecuados para tener en cuenta diferentes acciones como golpes repentinos, cargas en movimiento, etc.

La falla de una estructura puede deberse a una carga aplicada que excede la carga de diseño, prácticas de construcción inadecuadas, errores en los detalles estructurales, errores de diseño, etc.

Además, pueden ocurrir cortes repentinos o advertencias de evacuación. Esto puede depender del tipo de construcción.

En resumen, si existe la posibilidad de aumentar la tensión del hormigón o si el hormigón de los elementos estructurales aún no ha alcanzado su tensión de rotura ( 0,0035 según BS ), la falla no puede ocurrir repentinamente a medida que aumenta la carga sobre la estructura. Se emiten suficientes advertencias antes del fallo.

Las advertencias se presentan en forma de deflexión excesiva o aumento del ancho de la grieta.

Un aumento en el ancho de la grieta es siempre una indicación de un defecto. En tales casos, se debe investigar cuidadosamente la causa y tomar las medidas necesarias.

Las grietas estructurales se pueden examinar en tres áreas diferentes.

• Grietas por sobrecarga involuntaria
• Formación de grietas debido a efectos de fluencia.
• Grietas por cargas de diseño.

Grietas por sobrecarga involuntaria

¿Podemos considerarlas como grietas estructurales?

Para determinar las cargas de diseño, los diseñadores siguen pautas o consideran cargas reales para el diseño si no existen estándares específicos para la evaluación de cargas.

Sin embargo, después de la construcción, la mayoría de la gente no piensa en la capacidad de carga ni sabe qué cargas se aplicarán.

Por ejemplo, el diseño del área de almacenamiento puede basarse en las especificaciones del propietario, ya que es posible que esta información específica no esté disponible.

En algunos casos, los propietarios proporcionan información incorrecta a los planificadores para lograr una peor estructura de costos, lo que no es una buena práctica. Con base en la información proporcionada o los detalles disponibles, se crean planos y la construcción puede seguir el dibujo del proyecto.

Al operar este tipo de edificios, la carga es mayor a la esperada durante la construcción y pueden ocurrir grietas y fallas estructurales.

Las fallas se reportan en forma de grietas y cuando esto se nota, se deben tomar medidas inmediatas dependiendo de la magnitud del daño. En casos graves, se debe reducir o eliminar la carga y realizar trabajos de reparación según lo recomendado por un ingeniero civil con la experiencia y los conocimientos adecuados.

En muchos casos, la carga sobre una estructura puede ser mayor que la carga de diseño.

El problema puede deberse a una planificación optimista, reducciones de la carga de diseño, errores de cálculo de la carga de diseño, etc. Además, el cliente puede añadir cargas superiores a las especificadas por el diseñador en sus cálculos.

Formación de grietas debido a efectos de fluencia.

Cuando el hormigón se somete a tensiones de compresión, se deforma instantáneamente.

Si la carga sobre el hormigón se mantiene durante un largo período de tiempo, el hormigón sufrirá deformaciones adicionales incluso sin aumentar la carga. Esta expansión dependiente del tiempo se llama fluencia.

En otras palabras, la fluencia es el aumento de la deformación dependiente del tiempo en un sólido bajo tensión constante o controlada. La siguiente figura muestra la variación en la deformación bajo tensión constante.

Además, la deformación de elementos estructurales bajo carga continua se denomina fluencia, la cual genera gradualmente tensiones excesivas debido a las deformaciones. El aumento de tensión hace que el hormigón se agriete.

Los siguientes factores se consideran la principal causa de fluencia.

• Cantidad de voltaje aplicado
• Duración de la carga
• Tipo de tensión (axial, torsional, de flexión, etc.)
• Relación agua-cemento
• Influencia agregada
• Condiciones curativas
• temperatura
• Humedad relativa
• Composición del título
• Aditivos químicos

Grietas por cargas estructurales.

Las grietas debidas a cargas de diseño pueden considerarse grietas estructurales y pueden evitarse prestando la debida atención al diseño en la etapa de diseño.

Para obtener una estructura segura y económica, el cálculo de cargas de diseño debe realizarse correctamente.

La sobreestimación aumenta la estructura de seguridad.

Sin embargo, habrá un aumento de los costes de construcción, algo que ninguno de los financiadores espera.

En el pasado, se han producido repetidamente fallos estructurales importantes en todo el mundo debido a errores en la estimación de las cargas de diseño. Existen pautas para este propósito, pero no son aplicables en todos los casos. Las cargas especificadas en las normas se consideran típicas. El diseñador debe revisar los requisitos y seleccionar las cargas de diseño apropiadas.

El aumento de cargas más allá de lo esperado por el diseñador hará que la estructura falle.

El aumento de carga provoca que se emitan advertencias en las primeras etapas.

La señal de advertencia de falla más comúnmente observada es la formación de grietas en los elementos estructurales.

Si se exceden las cargas, se forman grietas en la superficie, p. B. en una viga en la parte inferior de la viga, y el ancho de la grieta aumenta continuamente. A medida que la carga aumenta gradualmente, el ancho de la grieta también aumenta.

Con un aumento repentino de la carga, también se producen grietas repentinas en los elementos estructurales. En este caso, se deben tomar inmediatamente las medidas necesarias para hacer frente a las cargas adicionales que actúan sobre la estructura.

Después de eliminar todas las cargas, las grietas deben repararse según lo recomendado por el ingeniero estructural, siempre y cuando la capacidad portante de la estructura no se vea comprometida debido a una carga excesiva.

Además, hay casos en los que el proyectista no tuvo en cuenta determinadas cargas por negligencia o porque no las previó.

Por ejemplo, se debe tener en cuenta la carga del viento al diseñar en un área donde cargas de viento muy altas pueden afectar las estructuras. De lo contrario, puede ocurrir un error.

Si el proyectista no prevé un accidente debido a la naturaleza de la estructura, no podrá tenerlo en cuenta en su planificación.

Todas las causas anteriores pueden provocar inicialmente grietas en los elementos estructurales antes de que se produzca la falla.

Una vez que el problema sea visible/observado, se deben tomar las acciones necesarias y resolverlas siguiendo los procedimientos adecuados.

Los diseñadores deben tener especial cuidado para evitar este tipo de errores en sus diseños. La siguiente tabla muestra los tipos de grietas estructurales que pueden ocurrir en varios elementos estructurales.

La siguiente tabla enumera las diversas causas de las grietas y su extensión (profundidad/ancho).