FATIGA DEL HORMIGÓN Y MEJORA DE LA RESISTENCIA A LA FATIGA.

Algunos materiales (por lo general los que poseen un punto de fluencia bien definido) tienen lo que se conoce como limite a la fatiga, que es el esfuerzo unitario máximo que se puede repetir un número indefinido de veces, en un rango definido, sin ocasionar daños estructurales. Generalmente, cuando no se especifica ningún intervalo, se entiende que el límite de fatiga es para un ciclo en el que el esfuerzo varía entre esfuerzos de tensión y compresión del mismo valor.
Cuando el hormigón está sometido a cargas fluctuantes en lugar de cargas sostenidas, su resistencia a la fatiga, es considerablemente menor que su resistencia estática. Cuando en hormigones simples se introducen esfuerzos cíclicos de compresión variando desde cero hasta el máximo esfuerzo, el límite de fatiga está entre el 50 y el 60 por ciento de la resistencia a la compresión estática, para 2,000,000 de ciclos. Para otros tipos de esfuerzos aplicados, tales como esfuerzo de compresión por flexión en vigas de hormigón armado o tensión por flexión en vigas no reforzadas o en el lado de tensión de vigas reforzadas, el límite de fatiga parece ser aproximadamente el 55 por ciento de la resistencia estática correspondiente. Sin embargo, estos datos deben usarse únicamente como guías generales. Se  sabe  que  la  resistencia a  la  fatiga  del  hormigón  no  solamente depende  de  su resistencia estática sino también de las condiciones de humedad, de la edad y de la velocidad de aplicación de la carga.

La mayor parte de las fallas por fatiga de las vigas de hormigón armado parecen deberse a la falla del acero de refuerzo, asociada con severo agrietamiento y concentración de esfuerzos y efectos de abrasión posibles. Las vigas con refuerzo longitudinal crítico parecen tener una resistencia a la fatiga del 60 al 70% de la resistencia estática última, para alrededor de un millón de ciclos.

La mayor parte de las fallas por fatiga de las vigas de hormigón preesforzado se deben a la falla por fatiga de los alambres o torones de esfuerzo y están relacionadas con la magnitud y severidad del agrietamiento. Existe cierta evidencia para sugerir que las vigas preesforzadas son superiores a las vigas convencionales para resistir las cargas de fatiga.

MEJORA DE LA RESISTENCIA A LA FATIGA

El diseño de miembros para que resistan cargas repetidas no puede efectuarse con la certeza con la que se diseñan los miembros sometidos a cargas estáticas. Concentraciones de esfuerzos pueden presentarse por una amplia variedad de razones y no es práctico calcular sus intensidades. Sin embargo, a veces es posible mejorar la resistencia a la fatiga de un material o reducir la magnitud de una concentración de esfuerzos por debajo de un valor mínimo que cause una falla por fatiga. A continuación se dan recomendaciones para conseguir dicho efecto:

1.  Evitar   detalles   de   diseño   que   ocasionen   concentraciones  severas   de   esfuerzos   o distribuciones pobres de los mismos.

2.  Proporcionar cambios graduales en las secciones.

3.  Eliminar esquinas y ranuras agudas.

4.  No usar detalles que generen restricciones muy localizadas.

5.  Localizar los elevadores de esfuerzos inevitables en puntos cuyas condiciones de fatiga sean menos severas.

6.  Diseñar las estructuras con trayectorias múltiples de carga o  miembros redundantes, de manera que una grieta por fatiga en cualquiera de los miembros primarios no cause el colapso de la estructura entera.