CÁLCULO ESTRUCTURAL DE HORMIGÓN PROYECTADO SEGÚN EL CÓDIGO ESTRUCTURAL
GENERALIDADES
El hormigón proyectado, también llamado lanzado, es una técnica versátil y eficiente utilizada en diversas aplicaciones de construcción y reparación, tales como revestimiento para estabilización de taludes, túneles, muros forro en pantallas de pilotes, piscinas, etc, dado que ofrece ventajas como velocidad de ejecución, al permitir su colocación reduciendo la necesidad de encofrados al alcanzar firmeza suficiente tras su proyectado, excelente adherencia con la superficie de soporte debida al proyectado, estanqueidad debido a su alta compacidad, flexibilidad para poder colocarlo sobre casi cualquier superficie regular o curva, y a su buena resistencia debido a su mayor compacidad.
Hasta la entrada en vigor del Código Estructural había un vacío normativo para el proyecto estructural del hormigón proyectado por lo que cualquier cálculo al respecto se limitaba a la asimilación directa con un cálculo tradicional de hormigón armado.
En el Anejo 7 del Código Estructural disponemos por fin de criterios para el cálculo de hormigón proyectado, por lo que revisamos desde RRGINGENIEROS en el presente post los aspectos más importantes al respecto.
CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO DE HORMIGÓN PROYECTADO SEGÚN ANEJO 7 DEL C.E.
Módulo de deformación longitudinal
El módulo de deformación longitudinal secante del hormigón proyectado toma la siguiente expresión muy similar respecto a la del hormigón ordinario:
A falta de datos respecto a la porosidad y rebote, se podrá adoptar el valor de 0,76 para el producto de ambos coeficientes.
Si calculamos Ecmp,j para cualquier valor de resistencia del hormigón veremos que en el módulo de deformación para hormigones proyectados resulta hasta aproximadamente un 30% inferior al de un hormigón ordinario, lo cual podría producir alguna diferencia en el reparto tensional entre el hormigón y acero y en las deformaciones, lo cual se habrá de tener en cuenta en los programas de cálculo utilizados.
Resistencia a tracción de cálculo
Las resistencias media o característica a tracción y a flexotracción del hormigón proyectado pueden estimarse con las mismas ecuaciones y consideraciones que para el hormigón ordinario pero reducidas con el siguiente coeficiente:
Siendo la densidad del hormigón proyectado unos 150 kg/m3 menor que la del hormigón ordinario, vemos que en general no habrá reducciones significativas respecto en estas resistencias respecto a un hormigón ordinario.
Diagrama tensión-deformación de cálculo
Si adoptamos el diagrama parábola–rectángulo (Figura A19.3.3 del Anejo 19 del C.E.) para el caso del hormigón proyectado el diagrama será el mismo que para un hormigón ordinario pero multiplicando la deformación última ecu2 por el factor ηp por lo que siendo este factor en general muy cercano a la unidad no habrá grandes diferencias en la ley constitutiva respecto a un hormigón ordinario.
Estados límite de agotamiento frente a cortante
*Esfuerzo cortante de agotamiento por compresión oblicua:
Se calcula de la misma forma que para un hormigón ordinario pero utilizando para la reducción de la resistencia por fisuración el siguiente coeficiente:
vp=0,5 x ηp x (1-fckp/250)
Por lo que vemos que en este caso la resistencia a cortante por compresión oblicua se ve reducida considerablemente (del orden de un 20%) respecto a un hormigón ordinario.
*Esfuerzo cortante por tracción en el alma sin armadura de cortante
Por lo que siendo ηp y ap muy cercanos o iguales a la unidad la resistencia a cortante por tracción para piezas sin armaduras de cortante no se verá significativamente reducida respecto a la de un hormigón ordinario.
Estados límite de agotamiento frente a punzonamiento
La tensión máxima resistente en el perímetro crítico, se obtendrá como para elementos sin armadura de punzonamiento como:
Igual que en el caso anterior al ser ηp muy cercano a la unidad, la tensión máxima resistente en el perímetro crítico de punzonamiento no se verá significativamente reducida respecto a la de un hormigón ordinario.
CONCLUSIONES
Como vemos si bien en el Código Estructural no se alcanza una plena profundad en el cálculo de elemento de hormigón proyectado, se aportan en lo principal criterios suficientes para abordar su cálculo, que en general podrá asimilarse al de un hormigón ordinario aplicando reducciones moderadas de resistencia.
Dichas reducciones en los parámetros de cálculo, podrán verse por otro lado compensadas por los mayores valores de resistencia característica que usualmente se alcanzan con estos hormigones respecto a los ordinarios debido a su mayor compacidad.
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