RESISTENCIA A LA ROTURA DE TUBOS DE CONCRETO Y GRES POR EL MÉTODO DE LOS TRES APOYOS MTC E

Transcripción

1 RESISTENCIA A LA ROTURA DE TUBOS DE CONCRETO Y GRES POR EL MÉTODO DE LOS TRES APOYOS MTC E Este Modo Operativo está basado en la Norma AASHTO T 280, la misma que se ha adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua. Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación. 1. OBJETIVO Establecer los requisitos para el ensayo de resistencia a la rotura para tubos de concreto y de gres por el método de los tres apoyos. Adicionalmente, se dan las pautas para la determinación de la carga D en tubos de concreto reforzado. 2. USO Control de calidad que se realiza para verificar que los tubos tengan suficiente resistencia para soportar las cargas del relleno que debe soportar según proyecto o como una prueba para proveer un diseño adecuado. 3. DEFINICIONES 3.1 Carga D. Cociente que resulta de dividir la carga total, aplicada al tubo hasta obtener su agrietamiento o su rotura, entre el producto del diámetro nominal interno y la longitud ensayada (L). (Unidad de carga en kg/m 2 ). 3.2 Longitud ensayada (L). Es la longitud del tubo en contacto con la viga de madera que transmite la carga. 4. APARATOS 4.1 El dispositivo para la aplicación de la carga debe cumplir las siguientes propiedades: Ser lo suficientemente rígido para evitar deformaciones en alguna de sus partes. Producir una distribución uniforme de carga, a través de la longitud ensayada (L). Permitir que la aplicación de la carga se pueda incrementar a una velocidad no inferior a N/min (2230 kg/min) ni mayor a N/min (3730 kg/min) por cada metro de longitud ensayada. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 1

2 El indicador de la máquina debe señalar la carga efectiva, que actúa sobre el tubo, con una precisión de ± 2%. 4.2 Los apoyos inferiores (figuras 1 y 2) deben cumplir las siguientes condiciones para obtener una distribución uniforme de la carga: Ser de madera dura o de caucho endurecido y completamente rectos. En caso de ser de caucho endurecido, deben tener una dureza al durómetro entre 45 y 60. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 2

3 Ser de sección rectangular con un ancho superior a 50 mm y una altura no menor que 25 mm ni mayor que 40 mm. Tener las aristas interiores, las cuales estarán en contacto con el tubo, debidamente redondeadas con un radio de 13 mm Estar firmemente asegurados a una viga de madera o de acero o directamente a una base de concreto. En todo caso, debe proveerse suficiente rigidez para permitir la aplicación de la máxima carga, sin que se produzca una flecha mayor que la señalada en la nota de la Tabla 1. Tener los lados interiores paralelos y separados una distancia no mayor de 80 mm por cada metro de diámetro del tubo, pero en ningún caso deberá ser inferior a 25 mm. Tabla 1 Alturas recomendadas de vigas de acero Tipo 1, en milímetros y pesos en kilogramos por metro para ser utilizadas en el ensayo de resistencia por el método de los tres apoyos Capacidad de la máquina (Kg) Altura y Longitud del tubo (m) pesos de Con un gato Con dos gatos Con tres gatos las vigas ,7 18, , , ,6 52, ,9 74, ,4 81, ,7 97, ,0 26, , , , , ,0 32,5 64, ,5 37,8 74, ,5 37,,8 74,5 ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 3

4 Nota: Estas vigas Tipo 1 están diseñadas para una flecha menor de 1/720 de la longitud del tubo, con la máxima capacidad de la máquina. Un sólo gato estaría colocado en el centro del tubo, con dos gatos se colocaría cada uno en los puntos cuartos, con tres gatos se colocaría uno en el centro y los otros dos en los puntos octavos. 4.3 El apoyo superior (figuras 1 y2) debe cumplir las siguientes condiciones para obtener una distribución uniforme de las cargas: Ser una viga rígida de madera dura, sana, resistente, recta en toda su longitud, libre de nudos y en forma de paralelepípedo rectangular con una tolerancia máxima de 3 mm, por cada metro de longitud. Estar firmemente asegurado por una viga de acero de tales dimensiones que no permita deformaciones apreciables. (Los tamaños mínimos se indican en la Tabla 1). Puede tener una banda de caucho con una dureza entre 45 y 60, con un ancho no menor de 50 mm y un espesor no menor de 25 mm ni mayor de 37 mm. En lugar de la banda de caucho descrita, se puede utilizar arena, confinada en el momento de aplicar la carga. 4.4 Con el propósito de obtener una distribución uniforme de la carga, se pueden fundir sobre el tubo bandas longitudinales de mortero de yeso u otros materiales, que una vez curadas no excedan de 25 mm de altura en la superficie superior e inferior de los apoyos. El ancho de las bandas de mortero no puede ser mayor de 25 mm por cada 30 cm de diámetro del tubo y en ningún caso menor de 25 mm. La cara de la banda que quede en contacto con los apoyos debe ser plana. 4.5 El calibrador que se utilice se hará de una hoja metálica y de acuerdo con las dimensiones indicadas en la Figura 3. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 4

5 5. PROCEDIMIENTO 5.1 El tubo que va a ser ensayado se colocará sobre los apoyos inferiores teniendo cuidado de que descanse en la forma mas uniforme posible sobre ellos y a lo largo de toda su longitud. 5.2 Se marca en el tubo el punto medio entre los dos apoyos inferiores y se establece el punto diametralmente opuesto. Esto se hace para cada extremo del tubo. 5.3 Se coloca la viga superior (la que va a transmitir la carga) en tal forma que coincida con las marcas citadas en el numeral 5.2 y se alinea simétricamente en la máquina de prueba. 5.4 Se procede a aplicar la carga a la velocidad especificada en el numeral 4.1 hasta que aparezca una grieta con un ancho de 0.25 mm o hasta que se haya alcanzado la carga de rotura especificada. Si se exigen ambos requisitos, es decir, la grieta de 0.25 mm y la carga de rotura, no habrá necesidad de mantener la velocidad de aplicación de la carga a partir del momento en que se presente la grieta mencionada. 5.5 La carga que produce una grieta de 0.25 mm de ancho en el tubo en una longitud mínima de 30 cm es la carga D que determina la resistencia del tubo al agrietamiento. 5.6 Se considera que la grieta tiene un ancho de 0.25 mm cuando el calibrador penetre sin forzarlo 1.5 mm en intervalos cortos y a lo largo de 30 cm. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 5

6 6. CÁLCULOS Y RESULTADOS 6.1 Para tubos de gres y de concreto simple, la resistencia R en kilogramos por metro (o newtons por metro) se encuentra dividiendo la carga total sobre el tubo, entre la longitud ensayada. ( ó N) ( ) Carga total Kg R = Longitud Ensayada L m 6.2 En el informe del ensayo debe incluir: Identificación de la muestra. Carga total (kg ó N) para producir agrietamiento o rotura. Longitud ensayada (L) en metros. Resistencia al agrietamiento o a la rotura. Carga D en kg/m 2 7. REFERENCIAS NORMATIVAS AASHTO T 280 ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 6