5.5 Comprobaciones de servicio (ELS)

Las comprobaciones de servicio se realizan para la limitación de tensiones, el ancho de fisura y los límites de flecha. Las tensiones se verifican en los elementos de hormigón y armadura de acuerdo con 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 deben verificarse para elementos pretensados de Clase U y T. Según la Tabla R24.5.2.1, no se requiere ninguna comprobación de limitación de tensiones para el hormigón que se asume fisurado. El usuario debe establecer la clase del elemento pretensado en la configuración del elemento de diseño.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Selección de la clase de elemento a flexión pretensado}}}$$

La tensión de compresión admisible para elementos sometidos a cargas transitorias se especifica en ACI 318-19 24.5.4.1 como 0.6f_c'. El límite de tensión de compresión de 0.45f_c' se estableció para reducir la probabilidad de fallo de elementos de hormigón pretensado debido a cargas repetidas. Este límite también pareció razonable para evitar una deformación por fluencia excesiva. En valores más altos de tensión, las deformaciones por fluencia tienden a aumentar más rápidamente a medida que aumenta la tensión aplicada.

La tensión de compresión del hormigón se evalúa como la relación entre la tensión principal de compresión máxima f_c = σ_c2 obtenida del análisis por EF para el estado de servicio y el valor límite, que se establece según la Tabla 24.5.4.1.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Límites de tensión de compresión del hormigón bajo cargas de servicio}}}$$

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.

Flecha

Según el tipo de combinación seleccionado (largo plazo o corto plazo), se evalúa la flecha a largo plazo o a corto plazo. El valor máximo admisible de flecha debe ser determinado por el usuario y debe considerarse de acuerdo con ACI 138-19 24.2. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Valor máximo admisible de flecha}}}$$

En la aplicación, es posible mostrar las flechas debidas a la carga permanente Δ_DL y la carga variable Δ_LL por separado, así como la flecha total Δ_Tot (permanente+variable), todo ello mostrando la forma deformada.

No es posible comprobar las flechas en los extremos recortados.

Ancho de fisura

Los anchos de fisura y las orientaciones de fisura se calculan para combinaciones de servicio a corto o largo plazo. Dado que el ACI no prescribe directamente anchos de fisura límite, el usuario debe especificar un ancho de fisura límite w_lim.

Las verificaciones se presentan de la siguiente manera:

$$\frac{w}{w_{lim}}$$

donde:

w         ancho de fisura a corto o largo plazo calculado por análisis por EF,

w_lim     valor límite del ancho de fisura definido por el usuario.

El método de cálculo del ancho de fisura utilizado en la aplicación, también descrito con más detalle en este documento, está en conformidad con ACI 224R-01. Por lo tanto, es posible utilizar la Tabla 4.1 de ACI 224R-01 para determinar el valor límite del ancho de fisura.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Anchos de fisura razonables para hormigón armado bajo carga de servicio}}}$$

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 entonces a partir de los tres puntos de integración más cercanos (desde el centro del elemento finito 1D de armadura dado) de los elementos de hormigón 2D. Aunque este enfoque para calcular las direcciones de fisura no corresponde a la posición real de las fisuras, sigue proporcionando valores representativos que conducen a resultados de ancho de fisura que pueden compararse con los valores de ancho de fisura exigidos por la normativa en la posición de la barra de armadura.