Prueba de cargas de estructuras

Las pruebas de cargas de estructuras terminadas se realizan generalmente por una o más  de las siguientes condiciones:

• Exigencia de las especificaciones
• Verificar la capacidad portante
• Establecer la reserva de carga de servicio
• Cambio de uso de la estructura
• Estructuras sometidas a sobrecargas inhabituales, como fuego explosión
• Estructuras defectuosas, por su concepción, deficiencias del material o mano de obra
• Estructuras reparadas
• Estructuras de forma o concepción  especial

La norma Concreto Armado: E. 060 del Reglamento Nacional de Construcciones, establece en su parte 6 referente a la Evaluación de Estructuras, el procedimiento para efectuarse ensayos de carga en las edificaciones. Este dispositivo tiene como antecedente las disposiciones del Reglamento de las construcciones de Concreto Reforzado del Instituto Americano del concreto (ACI).

La norma señala que la prueba da cargas es indicada cuando existen dudas razonables respecto de la seguridad de la estructura, de alguno de sus elementos o si se necesita información para fijar los límites de capacidad de carga.

En las prescripciones generales se establece que:

Las pruebas de carga se recomiendan en elementos sujetos a flexión, vigas y losas. Otros elementos, como columnas y muros, son difíciles de cargar e interpretar los resultados.

Previamente a la ejecución de la prueba de cargas es necesario identificar los componentes críticos por medio del análisis, investigando especialmente la existencia al corte de los elementos estructurales cuestionados.

En todos los ensayos debe solicitarse una parte suficiente de la construcción, para obtener el efecto total sobre la parte estudiada, de manera que se pueda evaluar adecuadamente.

En los casos que se pruebe únicamente una parte de la estructura, esta deberá cargarse de manera que se pueda evaluar adecuadamente la zona que se sospeche débil.

Edad de  la prueba

La prueba de carga deberá realizarse cuando la parte de la estructura que se someterá a ensayo tenga por lo menos 56 días de edad. La prueba puede efectuares a una menor edad, cuando el propietario de la estructura, al contratista y todas las partes involucradas estén de acuerdo.

Carga de prueba

La prueba de la estructura seleccionada para aplicar la carga, debe recibir una carga total que incluya las cargas muertas (CM) que ya están actuando, equivalente a 0,8 (1.5 CM-1.8 CV). La determinación de la carga viva (CV) deberá incluir la reducción permitida por la, norma de cargas E. 0.20

La carga de la prueba debe aplicarse con un mínimo de cuatro incrementos aproximadamente iguales, sin ocasionar impacto a la estructura. Las cargas deben disponerse de manera tal que no se produzca el efecto de arco. (Fig. 1).

En todos los casos las cargas deben ubicarse por separado, sobre cada superficie unitaria y una distancia que permita la libre circulación del personal.

Para cumplir  con los requisitos establecidos anteriormente es recomendable utilizar recipientes cargados con agua, considerando los medios para medir el nivel.

Otro procedimiento es cargar con plataformas conteniendo pesos que sean múltiplos de la carga prevista, utilizando unidades de albañilería, sacos de cemento o arena. Las plataformas deberán ser alcanzadas mediante cuñas, de manera de evitar riesgos y facilitar la descarga.  

De la aplicación de la carga muerta

Cuarenta y ocho horas antes de aplicar la carga de prueba se debe aplicar una carga que simule el efecto de aquella porción de las cargas muertas que aún no están actuando, debiendo permanecer aplicadas hasta que la prueba haya concluido.

Medida de las deformaciones   

Después de transcurrir 24 horas de la aplicación de la carga de prueba, se tomarán lecturas de la deflexión inicial.

La carga de prueba debe retirarse inmediatamente  después de tomadas las lecturas de la deflexión inicial. Las lecturas de la deflexión final se tomarán 24 horas después de haberse retirado la carga de prueba.

De los instrumentos de medida

Para efectuar la medición de la deformaciones se recomienda utilizar deformó metros acústicos, de cuerda vibrante o deflectómetros mecánicos, que amplifiquen las deformaciones y que en algunos modelos están provistos de un mecanismo de relojería para registrar las deflexiones. (Fig 2).

Evaluación

Si la parte de la estructura sometida a la carga de prueba presenta evidencia visible de falla, (figuración, desprendimiento, o deflexiones de tal magnitud que sean incompatibles con los requerimientos de seguridad de la estructura), se considera que la estructura no ha pasado satisfactoriamente la prueba.

Se considera como una indicación de un comportamiento satisfactorio, cualquiera de los dos criterios siguientes:

a) Si la deflexión máxima medida de una viga, piso o techo es menor de:

Siendo h el peralte del elemento y L la distancia a ejes de apoyo, o la luz libre entre apoyos más el peralte del elemento la que sea menor.

b) Si se excede la condición anterior deberá cumplirse: que la recuperación de la deflexión dentro de las 24 horas siguientes al retiro de la carga de prueba sea por lo menos el 75% de la deflexión máxima para concretos armados y de 80% para concretos presforzados.

En el ensayo de voladizos el volar  de L se considera igual o dos veces la distancia desde el apoyo al  extremo del voladizo y la deflexión deberá ajustarse en el caso de que el poyo experimente movimientos de cualquier tipo.

Las construcciones de concreto armado que  no recuperen el  75% de la deflexión máxima, pueden volverse a probar luego de 72 horas de retirada la primera carga de prueba.

En este caso, la parte de la estructura ensayada se considera satisfactoria cuando no  muestra evidencia visibles de falla y la recuperación  de la deflexión causada por esta segunda carga de pruebas es por lo menos el 80% de la deflexión máxima ocurrida en el segundo ensayo.

En estructuras muy rígidas los errores de medición son del mismo orden que las deflexiones.

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