RESUMENLa fatiga del hormigón está gobernada por un proceso de microfisuración interna que tiene como resultado macroscópico la modificación de las propiedades mecá-nicas, en particular, la reducción de la rigidez y el crecimiento de las deformaciones totales y residuales en función del nivel de la tensión. La influencia de este proceso en el comportamiento de elementos estructurales es compleja, porque éstos desarrollan una progresiva redistribución interna de tensiones. Por ello, el uso directo de las curvas S-N lleva normalmente a resultados excesivamente conservadores. En este artículo se presenta un modelo de fatiga del hormigón que incluye el cambio de las propiedades del material y es capaz de obtener tanto la vida a fatiga como la evolución de tensiones y deformaciones. Este modelo se compara con otros modelos normativos existentes y se propone una modificación en los mismos para calcular el número de ciclos resistentes de una forma simple y práctica.Palabras clave: hormigón, fatiga, propiedades mecáni-cas, microfisuración, deterioro.
SUMMARYFatigue of concrete is a microcracking process leading to the change of the macroscopic material properties. In particular, progressive stiffness decrease and increase of total and residual strains are developed as a function of the number of cycles and the stress level. The influence of the fatigue process on the behaviour of structural members is complex, because a cyclic redistribution of stresses develops within the structure. Owing to this fact, the employ of S-N curves to estimate the fatigue life usually leads to extremely conservative results. In this paper, a fatigue model for concrete is presented accounting for the evolution of the material properties. The model is able to obtain the fatigue life and the evolution of stresses and strains. The results are compared with other available design rules and a modification is proposed to estimate the number of cycles to failure in a simple way for the engineering practice.Keywords: concrete, fatigue, mechanical properties, microcracking, damage.
INTRODUCCIÓNLa fatiga se define como la rotura de un material debido a la actuación de una carga repetida, siendo el valor máximo de esta carga inferior al que produce la rotura estática del material. En términos de Mecánica de la Fractura, la rotura por fatiga se debe al crecimiento de fisuras subcríticas, es decir, la acción repetida conlleva la propagación de alguna fisura, que en sí no conllevaría la rotura estática, hasta que se produce la rotura repentina del material. En los metales u otros materiales con comportamiento lineal en servicio, la vida a fatiga depende fundamentalmente de la oscilación de tensiones, y puede ser descrita mediante las conocidas curvas S-N o de Wöhler, y la propagación de fisuras subcríticas obedece a la ley de Paris (1), según la cual la velocidad de propagación de las fisuras depende de la oscilación de tensiones de una forma lineal en escala doblemente logarítmica.El hormigón es un material de naturaleza heterogénea, cuyo comportamiento...