Resumen de Evaluación de la capacidad resistente de vigas deterioradas por corrosión sometidas a un ambiente marino durante 70 años

Miguel Prieto Rábade, Peter Tanner, Pablo Anaya

• español

  En la actualidad existe una necesidad creciente de realizar evaluaciones de estructuras existentes de hormigón armado deterioradas. Esto se debe tanto al cambio en el uso previsto de la obra como a la ampliación de su periodo de servicio. Ante esta situación es necesario disponer de modelos de resistencia que incorporen el deterioro en la verificación de la seguridad estructural y, además, disponer de criterios racionales tanto para el refuerzo como para la rehabilitación de estructuras existentes deterioradas por corrosión. Diversos estudios experimentales se han realizado en los últimos años relacionados con modelos de resistencia que incorporan, fundamentalmente, el deterioro por corrosión. Los resultados de dichos estudios se deben tomar con cautela debido a que:

  Los procesos de deterioro se realizaron principalmente mediante técnicas de corrosión acelerada por lo que es posible que la corrosión natural pueda tener un comportamiento diferente.

  Los elementos estudiados eran de pequeñas dimensiones y fabricados en condiciones de laboratorio. Por lo tanto es necesario verificar si estos modelos son adecuados para elementos de grandes dimensiones.

  Por estas razones, la demolición de un edificio industrial de hormigón armado de 1940 en la costa de Galicia era una oportunidad única para la evaluación estructural de elementos reales de grandes dimensiones y con deterioro natural. Para este estudio se seleccionaron ocho vigas que se cortaron in situ mediante disco e hilo de diamante para evitar daños adicionales. Posteriormente se realizaron ensayos de flexión en 4 y 3 puntos para determinar su capacidad resistente.

  La evaluación de la capacidad portante de dichas vigas se basa en el teorema del límite inferior de la plasticidad. Primero se establecen modelos de campo de tensiones para determinar la resistencia en las zonas críticas a partir de modelos de resistencia simplificados que se encuentran en los códigos estructurales (EN-1992-1-1 y ModelCode-2010) incorporando la información a priori de la geometría (medida antes de llevar a cabo los ensayos) y de los materiales (obtenidas de elementos del mismo edificio). En la segunda etapa, la capacidad resistente se evalúa de nuevo incorporando la información con respecto a la geometría de las secciones críticas y las propiedades de los materiales de cada una de las vigas. Finalmente se compara la capacidad resistente de una de las vigas ensayadas en función de la información disponible en la evaluación.

  El procedimiento descrito anteriormente se puede utilizar en la evaluación de la seguridad de vigas existentes deterioradas por corrosión.

• English

  Actually there is growing need for the assessment of existing damaged reinforced concrete structures. This is due to both the change of use and the extension of their service life. In view of this situation there is a need for resistance models that take deterioration processes into account to assess structural safety and also to have consistent criteria for the upgrading and refurbishment of damaged reinforced concrete structures. A number of experimental studies have been conducted in recent years on resistance models that take deterioration into account, primarily due to corrosion. The findings should be taken with care, however, for the following reasons:#Deterioration processes were produced mostly with acceleration techniques. Natural deterioration might therefore have a different performance.

  The members studied were of small dimensions and casted in laboratory conditions.

  For this reason it is necessary to verify whether these resistance models are suitable on members with larger dimensions.

  In light of this shortfall, the change of use of a 1940`s industrial building of reinforced concrete in the Galician coast was an unique opportunity to study the performance of real members with larger dimensions and naturally damaged. For the present study, eight beams were selected and cut in place with diamond cutting techniques, wall and wire saw, to avoid further damage to the beams. Subsequently, 4-point and 3-point bending tests were conducted to determine their load bearing capacity.

  The assessment of the load bearing capacity of these beams is based on the lower bound theorem of the theory of plasticity. In the first step, stress field models are established determining the resistance in critical regions from suitably adapted simplified resistance models described in structural code (EN-1992-1-1 and ModelCode-2010) incorporating the required prior information regarding to geometry (measured before conducting the tests) and material properties (obtained from members of the same building). In the second step, the load bearing capacity is assessed with the same models but incorporating new information from each one of the tested beams about the geometry of the critical sections and the material properties. Finally, a comparison between the load bearing capacity of one of the tested beams regarding to the available information used in the assessment is carried out and discussed. The procedure described above may be used in the safety assessment of existing deteriorated concrete structures.