Límites de esbeltez basados en prestaciones para vigas de hormigón armado para el control de deformaciones y el control de tensiones en la armadura

Resumen

Los procedimientos actuales de dimensionamiento a flexión de elementos de hormigón armado, basados ​​en la comprobación de estado límite último (ELU), proporcionan suficiente resistencia para soportar las cargas de diseño con un canto reducido. Sin embargo, las dimensiones estrictas de la sección transversal y la cantidad de armadura calculada para satisfacer el ELU pueden ser insuficientes para evitar deformaciones excesivas que pueden producir daños en los elementos no estructurales, o para garantizar el control de la fisuración y satisfacer así, los requisitos de durabilidad, funcionalidad o estética.
Debido a la complejidad asociada a un cálculo riguroso de las deformaciones y el ancho de fisura en elementos de hormigón armado a lo largo de su vida útil, una forma efectiva de garantizar la satisfacción del estado límite de servicio es mediante la limitación de la relación de esbeltez l/d del elemento. En el presente estudio, el concepto de esbeltez límite, utilizado anteriormente para el control de la deformación, se generaliza para incorporar las limitaciones de la abertura de fisura, en el marco del diseño estructural basado en prestaciones. Por ello, se derivan las ecuaciones para la esbeltez límite que incorporan los parámetros principales que influyen en el comportamiento de servicio de los elementos de hormigón armado, que son válidos para secciones transversales rectangulares en forma de I o T y para elementos simplemente apoyados o continuos. La fisuración y los efectos a largo plazo se explican a través de coeficientes simplificados derivados de la mecánica estructural y las observaciones experimentales.
Las esbelteces límite propuestas, tanto para una carga aplicada constante como para una deformación en la armadura constante, se comparan con las obtenidos utilizando el procedimiento EC2 para el cálculo de deformaciones, basado en la integración de curvaturas. Se han obtenido buenos resultados en términos de errores y dispersión, lo que demuestra que las esbelteces límite propuestas son una herramienta útil para el diseño basado en prestaciones de estructuras de hormigón armado. El carácter mecánico de la formulación facilita su modificación para situaciones diferentes a las utilizadas en su deducción, por ejemplo, diferentes tipos de carga, vigas parcialmente pretensadas o elementos de hormigón armado con FRP, entre otros.