ESTRUCTURAS: Comportamiento a la fatiga de los aceros.



No se conoce a fondo el comportamiento de los aceros a la fatiga, es decir, a solicitaciones variables repetidas gran número de veces (del orden de un millón al menos) que provocan en el material variaciones de tensión entre dos valores extremos.

Las solicitaciones oscilantes (que hacen variar la tensión entre + σy- σ) tienen menos importancia práctica en hormigón armado (excepción hecha del caso de sismos) que las solicitaciones alternadas, que hacen variar la tensión entre σ y σ + Δσ En cualquier caso, se llama endurancia o límite de fatiga al valor máximo de la carrera de tensiones IU tal que se puede repetir infinitas veces sin que se alcance la rotura del material (fig. 8.9).

Normalmente y a efectos prácticos, se denomina resistencia a la fatiga de un acero a la mayor carrera de tensiones Au que es capaz de soportar en 2 millones de ciclos sin romperse. La resistencia a la fatiga es función de la tensión inferior σ, siendo tanto menor cuanto más próximo a cero es el valor de σ. 

Figura 8.9  Endurancia o limite de fatiga del acero.

Las estructuras que pueden verse sometidas a fatiga no son muy frecuentes: ciertos puentes de ferrocarril, cimentaciones de algunas máquinas oscilantes, ciertos puentes-grúa o estructuras afines, obras marítimas sujetas a la acción de las olas, algunos casos de estructuras expuestas a] viento, etc. En estos casos, las cargas variables pueden provocar fallos por fatiga, los cuales son siempre bruscos y sin posibilidad de detección previa.

De la literatura especializada se entresacan a continuación algunas ideas fundamentales que pueden ser útiles:
 
• Las variables que más influyen en el fenómeno son: la carrera de tensiones Δσ, el valor inferior de la tensión σ y las características geométricas de las barras (forma del corrugado)
• La presencia de entalladuras, resaltos discontinuos y puntos singulares en general, hace disminuir la resistencia a fatiga, especialmente cuando su posición coincide con la zona de barra sometida a tensión máxima.
• Las consideraciones de fatiga no son determinantes en el dimensionamiento de armaduras trabajando a tracción, cuando se emplean aceros de límite elástico inferior a 420 N/rnm2.
• Las consideraciones de fatiga no son determinantes en el dimensionamiento de armaduras trabajando a compresión, cuando se emplean aceros de límite elástico inferior a 500 N/mrn2.
• Según demuestra la experiencia, cuando la carrera de tensiones Δσ se mantiene por debajo de los 150— 180 N/mm2 no se presentan fallos por fatiga en aceros de hasta 500 N/mm2 de límite elástico. Por ello, la Instrucción española prescribe que la variación de tensión debido a las sobrecargas que producen fatiga no exceda de 150 N/mm2 para barras y 100 N/mm2 para mallas electrosoldadas.

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