Las evaluaciones de servicio se llevan a cabo para la limitación de tensiones, el ancho de fisura y los límites de deformación. Las tensiones se verifican en los elementos de hormigón y armadura según ACI 318-19 de manera similar a la especificada para la Resistencia.
Limitación de tensiones
Las tensiones de compresión admisibles en el hormigón bajo carga de servicio deberán verificarse para elementos pretensados de Clase U y T. Según la Tabla R24.5.2.1, no se requiere verificación de limitación de tensiones para el hormigón que se supone fisurado. El usuario debe establecer la clase del elemento pretensado en la configuración del elemento de diseño.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Prestressed flexural member class selection}}}\]
La tensión de compresión admisible para elementos sometidos a cargas transitorias está especificada por ACI 318-19 24.5.4.1 como 0.6fc'. El límite de tensión de compresión de 0.45fc' se estableció para reducir la probabilidad de fallo de elementos de hormigón pretensado debido a cargas repetidas. Este límite también pareció razonable para evitar deformaciones excesivas por fluencia. A valores más altos de tensión, las deformaciones por fluencia tienden a aumentar más rápidamente a medida que aumenta la tensión aplicada.
La tensión del hormigón en compresión se evalúa como la relación entre la tensión principal máxima de compresión fc = σc2 obtenida del análisis de elementos finitos para servicio y el valor límite, que se establece según la Tabla 24.5.4.1.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Concrete compressive stress limits at service loads}}}\]
En la aplicación, Pretensado más carga sostenida se trata como una combinación a largo plazo, y Pretensado más carga total como una combinación a corto plazo.
Deformación
En función del tipo de combinación seleccionado (largo plazo o corto plazo), se evalúa la deformación a largo plazo o a corto plazo. El valor máximo admisible de deformación deberá ser determinado por el usuario y deberá considerarse de acuerdo con ACI 138-19 24.2.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Maximum allowable deflection value}}}\]
En la aplicación, es posible mostrar las deformaciones debidas a la carga permanente ΔDL y a la sobrecarga de uso ΔLL por separado, así como la deformación total ΔTot (permanente+variable), todo ello mostrando la forma deformada.
Las deformaciones en los extremos recortados no pueden verificarse.
Ancho de fisura
Los anchos de fisura y las orientaciones de fisura se calculan para combinaciones de servicio a corto plazo o a largo plazo. Dado que ACI no prescribe directamente anchos de fisura límite, el usuario debe especificar un ancho de fisura límite wlim.
Las verificaciones se presentan de la siguiente manera:
\[\frac{w}{w_{lim}}\]
donde:
w ancho de fisura a corto o largo plazo calculado mediante análisis de elementos finitos,
wlim valor límite del ancho de fisura definido por el usuario.
El método de cálculo de anchos de fisura utilizado en la aplicación, descrito también con más detalle en este documento, está de acuerdo con ACI 224R-01. Por lo tanto, es posible utilizar la Tabla 4.1 de ACI 224R-01 para determinar el valor límite de los anchos de fisura.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Reasonable crack widths for reinforced concrete under service load}}}\]
Existen dos formas de calcular los anchos de fisura (fisuración estabilizada y no estabilizada). En el caso general (fisuración estabilizada), el ancho de fisura se calcula integrando las deformaciones en los elementos 1D de las barras de armadura. La dirección de la fisura se calcula a partir de los tres puntos de integración más cercanos (desde el centro del elemento finito 1D de armadura dado) de los elementos 2D de hormigón. Aunque este enfoque para calcular las direcciones de las fisuras no corresponde a la posición real de las fisuras, proporciona valores representativos que conducen a resultados de ancho de fisura que pueden compararse con los valores de ancho de fisura requeridos por la normativa en la posición de la barra de armadura.