Artículo 25.º Análisis en el tiempo
25.1. Consideraciones generales
El análisis en el
tiempo permite obtener los efectos estructurales de la fluencia, retracción y
envejecimiento del hormigón, y de la relajación del acero de pretensado. Dichos efectos
pueden ser deformaciones y desplazamientos diferidos, así como variaciones en el valor o
en la distribución de esfuerzos, reacciones o tensiones.
El análisis se puede
plantear a distintos niveles:
- I Análisis paso a paso en el tiempo o método general.
- II Método del módulo ajustado a la edad, también conocido como método del
coeficiente de envejecimiento.
- III Fórmulas simplificadas basadas en la aplicación del método del coeficiente de
envejecimiento a casos particulares.
En relación con los
fenómenos reológicos, las hipótesis generales válidas para cualquiera de estos
procedimientos son:
- La fluencia se considera independiente de la retracción.
- Para cada tipo de hormigón de una sección se podrán adoptar unos valores medios de
fluencia y retracción, despreciando, por tanto, las diferencias que puedan producirse
entre diferentes puntos.
- La deformación de fluencia es proporcional a la tensión que la produce (fluencia
lineal).
- Se acepta el principio de superposición de Boltzmann para evaluar la deformación total
debida a acciones aplicadas a distintas edades.
- Estas hipótesis son válidas tanto para el hormigón en tracción no fisurado como en
compresión, siempre que las tensiones de compresión no superen el 45% de la resistencia
en el instante de aplicación de la carga.
25.2. Método general
Para la aplicación de!
método general, paso a paso, son de aplicación las siguientes hipótesis:
- a) La ecuación constitutiva del hormigón en el tiempo es:
En esta ecuación, el primer término representa la deformación
instantánea debida a una tensión aplicada en t0. El segundo término
representa la fluencia debida a dicha tensión. El tercer término representa la suma de
las deformaciones instantánea y de fluencia de la variación de tensiones que se producen
en el instante ti. Por último, el cuarto término representa la deformación
de retracción.
- b) Para los distintos aceros se considera un comportamiento lineal frente a cargas
instantáneas.
Para aceros de pretensado con tensiones superiores a 0,5fpmax
se tendrá en cuenta la relajación y el hecho de que ésta se produce a deformación
variable.
- c) Se considera que existe adherencia perfecta entre el hormigón y las armaduras
adherentes y entre los distintos hormigones que pudieran existir en la sección.
- d) En el caso de elementos lineales, se considera válida la hipótesis de deformación
plana de las secciones.
- e) Se deben verificar las condiciones de equilibrio a nivel de cualquier sección.
- f) Se debe verificar el equilibrio a nivel de estructura teniendo en cuenta las
condiciones de apoyo.
25.3. Método del coeficiente de envejecimiento
Para la aplicación del
método del coeficiente de envejecimiento son válidas las hipótesis planteadas en 25.2
con las siguientes simplificaciones adicionales:
- a) La deformación producida por la variación de tensión del hormigón a lo largo del
tiempo podrá tomarse igual a la que produciría dicho incremento de tensión, aplicado en
un instante intermedio y mantenido constante.
donde
c es
el coeficiente de envejecimiento. El valor de c puede determinarse, para cualquier instante, mediante un cálculo
paso a paso y puede tomarse igual a 0,80 para tiempo infinito.
b) La relajación a deformación variable podrá evaluarse de forma simplificada, a
tiempo infinito, como la relajación a longitud constante multiplicada por un factor
reductor igual a 0,80.
25.4. Simplificaciones
A partir de las
expresiones expuestas en 25.3 es posible deducir una serie de fórmulas simplificadas,
despreciando, según el caso, la diferencia entre características homogeneizadas a tiempo
cero y a tiempo infinito o despreciando el efecto hiperestático de las deformaciones
impuestas.