C.20 — Evaluación de la resistencia de estructuras existentes
Generalidades de la evaluación de resistencia, determinación de dimensiones y propiedades de los materiales (factores φ), procedimiento de la prueba de carga (disposición e intensidad), criterio de carga, criterio de aceptación por deflexiones (C.20-1 a C.20-3), cargas de servicio menores y seguridad.
C.20.1 — Evaluación de la resistencia — Generalidades
C.20.1.1
Si existen dudas respecto acerca de si una parte o toda una estructura cumple los requisitos de seguridad del Título C del Reglamento NSR-10, debe realizarse una evaluación de resistencia de acuerdo con lo requerido por el profesional facultado para diseñar o la autoridad competente.
C.20.1.2
Si el efecto de una deficiencia en la resistencia se entiende bien y es posible medir las dimensiones y propiedades de los materiales que se requieren para llevar a cabo un análisis, es suficiente una evaluación analítica de la resistencia basada en dichas mediciones. Los datos necesarios deben determinarse de acuerdo con C.20.2.
C.20.1.3
En el caso que los efectos de una deficiencia en la resistencia no sean bien entendidas o no sea posible establecer las dimensiones y propiedades del material a través de mediciones, se requiere una prueba de carga en el caso que la estructura se vaya a mantener en servicio.
C.20.1.4
Si la duda respecto a una parte o a toda una estructura involucra deterioro, y si la respuesta observada durante la prueba de carga satisface los criterios de aceptación, se permite que la estructura o parte de ella se mantenga en servicio por un período de tiempo especificado. Si el profesional facultado para diseñar lo considera necesario, deben realizarse reevaluaciones periódicas.
C.20.2 — Determinación de las dimensiones y propiedades de los materiales
C.20.2.1
Deben establecerse las dimensiones de los elementos en las secciones críticas
C.20.2.2
La ubicación y tamaño de las barras de refuerzo, refuerzo electrosoldado de alambre, o tendones deben determinarse a través de mediciones. Se puede basar la ubicación del refuerzo en los planos disponibles si se realizan verificaciones puntuales para confirmar la información de los planos.
C.20.2.3
Si se requiere, la resistencia del concreto debe basarse en resultados de ensayos de cilindros de la construcción original o ensayos de núcleos extraídos en la parte de la estructura cuya resistencia está en duda. Para evaluar la resistencia de una estructura existente, se pueden usar los datos de los ensayos de cilindros o núcleos para calcular un f′c equivalente. El método para obtener y ensayar los núcleos debe estar de acuerdo con la NTC 3658 (ASTM C42M).
C.20.2.4
Si se requiere, la resistencia del refuerzo o del acero de preesforzado debe basarse en ensayos de tracción de nuestras representativas del material de la estructura en cuestión.
C.20.2.5
Si las dimensiones y propiedades del material requeridas se determinan a través de mediciones o ensayos, y si los cálculos se pueden realizar de acuerdo con C.20.1.2, se puede incrementar el valor de φ con respecto a los valores dados en C.9.3, pero φ no puede ser mayor a:
C.20.3 — Procedimiento para la prueba de carga
C.20.3.1 — Disposición de la carga
El número y disposición de vanos o paneles cargados debe seleccionarse para maximizar las deflexiones y esfuerzos en las zonas críticas de los elementos estructurales cuya resistencia esté en duda. Debe usarse más de un patrón de carga si un patrón único no produce simultáneamente valores máximos de los efectos (tal como deflexión, rotaciones o esfuerzos) necesarios para demostrar la idoneidad de la estructura.
C.20.3.2 — Intensidad de la carga
La carga total de ensayo (incluyendo la carga muerta ya presente) no debe ser menor que el mayor entre (a), (b) y (c):
- (a) 1.15D + 1.5L + 0.4(Lr ó G ó Le)
- (b) 1.15D + 0.9L + 1.5(Lr ó G ó Le)
- (c) 1.3D
Se puede reducir el factor de carga en la carga viva L en (b) a 0.45, excepto en estacionamientos, áreas ocupadas como lugares para reuniones públicas y todas las áreas donde L sea mayor de 4.8 kN/m². Se permite reducir L de acuerdo con las disposiciones del Título B del Reglamento NSR-10.
C.20.3.3
Una prueba de carga no debe realizarse hasta que la porción de la estructura que se someterá a la carga tenga al menos 56 días. Se pueden realizar las pruebas a una edad menor si el propietario de la estructura, el constructor, y todas las partes involucradas están de acuerdo.
C.20.4 — Criterio de carga
C.20.4.1
Debe obtenerse el valor inicial de todas las mediciones de la respuesta que sean pertinentes (tales como deflexión, rotación, deformación unitaria, deslizamiento, ancho de fisura) no más de una hora antes de la aplicación del primer incremento de carga. Las mediciones deben realizarse en ubicaciones donde se espere la respuesta máxima. Deben realizarse mediciones adicionales si así se requiere.
C.20.4.2
La carga de ensayo debe aplicarse en no menos de cuatro incrementos aproximadamente iguales.
C.20.4.3
La carga uniforme de ensayo debe aplicarse de manera que se asegure su distribución uniforme a la estructura o parte de la estructura que está siendo ensayada. Debe evitarse el efecto arco en la carga aplicada.
C.20.4.4
Debe realizarse un conjunto de mediciones de la respuesta después de que se coloca cada incremento de carga, y después de que se ha colocado el total de la carga sobre la estructura por al menos 24 horas.
C.20.4.5
Debe removerse toda la carga de prueba inmediatamente después que se han realizado todas las mediciones de la respuesta definidas en C.20.4.4.
C.20.4.6
Debe realizarse un conjunto final de mediciones de la respuesta 24 horas después que se ha removido la carga de prueba.
C.20.5 — Criterio de aceptación
C.20.5.1
La porción de la estructura ensayada no debe mostrar evidencias de falla. El descascaramiento y aplastamiento del concreto comprimido debe considerarse como una indicación de falla.
C.20.5.2
Las deflexiones máximas medidas deben satisfacer una de las siguientes condiciones:
| Δ1 ≤ ℓt² / (20 000 h) | (C.20-1) |
| Δr ≤ Δ1 / 4 | (C.20-2) |
Si la máxima medida y las deflexiones residuales, Δ1 y Δr, no satisfacen las ecuaciones (C.20-1) ó (C.20-2), se puede repetir la prueba de carga.
La repetición de la prueba no debe realizarse antes de 72 horas desde la remoción de la carga correspondiente a la primera prueba. La porción de la estructura ensayada en la repetición de la prueba debe considerarse aceptable si la recuperación de la deflexión Δr satisface la condición:
| Δr ≤ Δ2 / 5 | (C.20-3) |
donde Δ2 es la deflexión máxima medida durante la segunda prueba, relativa a la posición de la estructura al iniciar la segunda prueba.
C.20.5.3
Los elementos estructurales ensayados no deben tener fisuras que indiquen la inminencia de una falla por cortante.
C.20.5.4
En las zonas de elementos estructurales que no cuenten con refuerzo transversal, la aparición de fisuras estructurales inclinadas respecto al eje longitudinal y que tengan una proyección horizontal mayor que la altura del elemento en el punto medio de la fisura debe ser evaluada.
C.20.5.5
En zonas de anclaje o empalmes por traslapo, la aparición a lo largo de la línea de refuerzo de una serie de fisuras cortas inclinadas o de fisuras horizontales debe ser investigada.
C.20.6 — Disposiciones para la aceptación de cargas de servicio menores
Si la estructura no satisface las condiciones o criterios de C.20.1.2, C.20.5.2 ó C.20.5.3, se puede utilizar la estructura para un nivel menor de carga, con base en los resultados de la prueba de carga o del análisis, siempre que lo apruebe la autoridad competente.
C.20.7 — Seguridad
C.20.7.1
Las pruebas de carga deben efectuarse de tal forma que existan condiciones seguras para la vida y para la estructura durante la prueba.
C.20.7.2
Ninguna medida de seguridad debe interferir en los procedimientos de la prueba de carga ni afectar los resultados.