FALLAS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES (Ciencia Arquitectónica., 2011)

Las estructuras tienden a fallar de diferentes maneras de acuerdo a la carga, o la situación en que dicho elemento se encuentra. Al momento en que hay una condición no deseada que hace que un elemento estructural no desempeñe una función para la cual existe, se le llama falla.

Mecanismo de falla: Cuando un elemento estructural falla, ocurre un proceso o secuencia. Puede haber un mecanismo de falla o varios que se acoplan.

Modo de falla: Cuando un elemento estructural falla, este adopta una configuración geométrica, a eso se llama modo de falla.

Parámetro crítico: Son indicadores como la tensión, deformación, desplazamiento, carga, número de ciclos de carga, energía, los cuales se usan para definir la falla.

Criterios de falla: Estos permiten predecir el modo de falla:

- Debemos estar conscientes de que la falla estructural que existe puede significar la falla del sistema al que pertenece este elemento.

- Ahora describiremos los modos de falla más frecuentes, estos son plasticidad, fractura, fatiga, desplazamientos, creep y corrosión.

Plasticidad:

- Se manifiesta con deformaciones en la forma del elemento. En una plasticidad local, se hace una redistribución de cargas a zonas con menores tensiones.

- Los materiales dúctiles son capaces de desarrollar grandes deformaciones.- La plasticidad fluye por una parte considerable del elemento. Los factores que influyen

principalmente son los procesos de carga y descarga, estados multiaxiales y las altas temperaturas.

Fractura: Cuando un material se rompe, antes de tener deformaciones grandes, se llama fractura. Esta falla se origina por defectos locales en el material a nivel micro estructural. La fractura se puede propagar de manera continuada. El modo de falla es una separación de la estructura en partes. Los factores principales que influyen para ocasionar una fractura son las bajas temperaturas, cargas dinámicas, y depende también de la habilidad que tiene el material para absorber energía.

Fatiga: Se manifiesta por medio de una fractura progresiva. La causa son estados tensionales o cíclicos. Influyen la concentración de tensiones, cambios abruptos de sección, fisuras, entre otras.

Desplazamientos:

- El origen es la esbeltez del objeto estructural. Se da en diferentes modos:- Desplazamientos grandes con equilibrio estable.- Pandeo (equilibrio inestable), falla en la forma estructural. No se consideran dentro las fallas por

modos de pandeo, los dominados por la geometría y no por el material.- Vibraciones: por consecuencias de ruido, golpes entre partes que se mueven, grandes

desplazamientos transitorios.- Modelos: constitutivas elásticas, cinemáticas no lineales.

- Reducción de desplazamientos: modificación de la forma, redimensionar secciones. No influye tanto cambiar el material.

Según (Lopez, 2006)Las estructuras de concreto armado pueden presentar numerosos tipos de problemas, que muchas veces rebasan los simples límites de los fallos resistentes. Así fenómenos como la corrosión o la desagregación química pueden ser incluso más peligrosos y difíciles de reparar que un fallo en la armadura, que normalmente es el que nos parece más grave. Las causas que pueden provocar lesiones en una estructura de concreto armado pueden ser muchas y muy variadas y pueden estar relacionadas con el propio proyecto, con los materiales, con la ejecución y con el uso o explotación de la estructura. Desarrollaremos a continuación las más comunes. (Lopez, 2006)

En nuestro país a través de los años se han venido promulgando normas técnicas con el objetivo de establecer requisitos mínimos para el diseño y construcción de las estructuras. Según (Lopez, 2006) “Esta norma se aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, a la evaluación y reforzamiento de las edificaciones existentes, y a la reparación de las edificaciones que resultaran dañadas por la acción de los sismos. En este contexto sé a creído necesario precisar conceptos básicos de la norma sismo resistente a fin de poder tener una visión completa al efectuar una inspección técnica de seguridad estructural, complementando de esta manera los conocimientos vertidos en los primeros dos capítulos de esta tesis. Los conceptos revisados en este capítulo corresponden a la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones, características principales de las estructuras para disminuir su vulnerabilidad sísmica, concepción estructural sismo resistente, categorías de las edificaciones y sistemas estructurales según la norma E-030 “Norma Sismo Resistente”.”