NORM A CHILENA OFICIAL
NCh8 0 3 . Of 2 0 0 3
Elementos de construcción - Paneles - Ensayo de flexión
Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh803 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Cement os Bío-Bío CINTA C S. A . Inst it ut o Nacional de Normalización, INN Min Ministeri terio o de Vivi Vivie enda y Urb Urba anismo mo,, MIN MINVU - DITEC Universidad Tecnológica Metropolitana, UTEM, Dept o. de Ciencias de la Const rucción
Carlos Pineda T. M arlena M urillo S. Gust av o Gat ica S. Mauricio Gatica Z. Danie niel Súnico nico H. Cecilia Sot o M .
Esta norma se estudió dentro del marco del Programa de Desarrollo e Innovación Tecnológica del BID , para establecer los métodos de ensayo para comprobar la resistencia a la flexión de paneles destinados a ser utilizados como elementos de un edificio. Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta norma se ha tomado en consideración la norma ASTM E-72-98, Standard test methods of conducting strength test of panels for building construction , siendo no equivalente a la misma al tener desviaciones mayores que consisten en: -
considerar sólo el ensayo de flexión; y
-
adecuar a formato de norma chilena.
I
NCh803 El Anexo A forma parte del cuerpo de la norma. El Anexo B no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh803.EOf1971, Arquitectura y construcción - Paneles prefabricados - Ensayo de flexión , declarada de Emergencia Oficial de la República de Chile por Decreto Nº132, de fecha 15 de Febrero de 1971, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 19 de Diciembre de 2002. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N°59, de f echa 13 de Febrero Febrero de 20 03 , del Minist M inisterio erio de Vivienda Viv ienda y Urbanismo, publicado public ado en el el Diario Oficial del 20 de Marzo de 2003.
II
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh803.Of2003
Elementos de construcción - Paneles - Ensayo de flexión
1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los métodos de ensayos para determinar el comportamiento y resistencia a la flexión de paneles que constituyen una parte o segmentos de un muro de construcción. 1.2 Esta norma describe dos métodos de ensayo, uno con el panel de ensayo en posición horizontal y el otro en posición vertical. 1.3 Los ensayos descritos en esta norma pretenden reproducir condiciones de carga representativas de aquellas encontradas en servicio. 1. 4 La compatibilidad entre los datos obtenidos con estos ensayos y los requisitos respectivos, puede asegurar la suficiencia estructural y vida de servicio del panel. 1. 5 El ensayo de flexión en posición horizontal se puede aplicar a paneles de losa con las indicaciones descritas en Anexo A.
2 Referencias normativas Los documentos normativos siguientes, contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. NCh801 NCh806 1)
1)
Elementos de construcción - Paneles - Ensayo de compresión. Elementos de construcción - Paneles y tabiques - Terminología, clasificación y requisitos.
Actualmente en revisión.
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NCh803
3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones incluidos en NCh806 y adicionalmente el siguiente:
3.1 deformación residual: deformación no elástica y, como tal, no recuperable, que permanece después de haber sido retirada la carga que la produjo
4 Ensayo en posición horizontal 4.1 Generalidades del método de ensayo 4.1.1 Resumen Este método consiste en someter a paneles de ensayo en posición horizontal a cargas verticales, transversales a su plano. Estas cargas se incrementan gradualmente en ciclos de carga y descarga y luego se procede a medir las deformaciones producidas por éstas. Este método de ensayo se aplica a elementos de construcción en los cuales las cargas verticales pueden ser aplicadas, en forma satisfactoria, al elemento de ensayo en posición horizontal.
4.1.2 Interpretación de resultados Basados en las lecturas efectuadas durante los ensayos se debe dibujar un gráfico que establezca la relación carga/deflexión . De este gráfico se puede inferir las propiedades de resistencia mecánica y estructural del panel de servicio.
4.2 Aparatos y accesorios Los aparatos y accesorios deben ser montados como se indica en Figura 2 y deben cumplir con los requisitos siguientes:
4.2.1 Máquina de ensayo Capaz de producir cargas verticales con un dispositivo adecuado para controlar la velocidad de aplicación de la carga.
4.2.2 Dinamómetro Conectado o inherente a la máquina de ensayo para medir la fuerza aplicada.
4.2.3 Elementos de apoyo Dos rodillos de acero y dos placas de acero, estas últimas de un ancho de 1/20 de la altura del panel de ensayo y un largo igual al ancho del panel de ensayo.
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NCh803 4.2.4 Elementos de carga Dos rodillos de acero y dos placas de acero, estas últimas de un ancho de 1/20 de la altura del panel de ensayo y un largo igual al ancho del panel de ensayo.
4.2.5 Dispositivos para medir la deflexión Constituido por un marco rígido liviano y dos micrómetros de dial. Estos dispositivos deben cumplir con las características siguientes: NOTA - Los aparatos que miden la deflexión pueden ser reemplazados por otros aparatos, siempre que éstos permitan obtener lecturas con una exactitud equivalente a los descritos en esta norma.
a) Marco Ubicado sobre la cara superior del panel de ensayo. Para prevenir las deformaciones cuando el panel de ensayo este bajo la acción de una carga, el marco debe llevar tres patas terminadas en rótulas de acero endurecido. Dos de las patas deben ser apoyadas próximas al borde del panel de ensayo a lo largo del eje longitudinal de uno de los rodillos de apoyo y la otra en la mitad del eje longitudinal del otro rodillo. Las tres patas deben descansar respectivamente en pequeños bloques de acero endurecido (ver Figura 2). b) Micrómetros con dial Unidos al marco, de tal manera que sus husillos deben descansar sobre la mitad de la cara superior del panel de ensayo en forma próxima a sus bordes longitudinales (ver Figura 2). Los micrómetros deben tener una mínima división de escala de 0,025 mm.
4.2.6 Perfil de carga Perfil rígido destinado a transmitir las cargas verticales al panel de ensayo a través de los rodillos de carga.
4.3 Paneles de ensayo 4.3.1 Características constructivas Los ensayos se deben realizar sobre paneles de ensayo similares en material y procedimiento constructivo al panel de servicio.
4.3.2 Cantidad Tres elementos para el caso de paneles simétricos y seis para el caso de paneles asimétricos.
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NCh803 4.3.3 Edad En toda construcción donde las propiedades estructurales del panel de ensayo dependan de su edad, realizar los ensayos entre los 21 días y 31 días después de su fecha de fabricación, como por ejemplo, elementos de hormigón, elementos con revestimientos continuos de mortero, elementos de albañilería y elementos enyesados.
4.3.4 Altura La altura (H) del panel de ensayo debe ser igual a la altura del panel de servicio (ver Figura 1).
4.3.5 Ancho El ancho (A) del panel de ensayo debe ser tal que, incluya varios de los principales miembros que resisten la carga para asegurar que su comportamiento simule las condiciones en servicio. El ancho debe ser un número entero o multiplicado por el espaciamiento de sus principales miembros que resisten la carga, a excepción de los paneles prefabricados en que el ancho del panel de ensayo debe ser igual al ancho del panel de servicio. En cualquier caso, el ancho nominal (A nom) debe ser 1,2 m (ver Figura 1).
4.3.6 Espesor El espesor (E) del panel de ensayo debe ser igual al espesor del panel de servicio (ver Figura 1).
4.4 Procedimiento de ensayo 4.4.1 Disposición del panel de ensayo El panel debe ser ensayado como una viga horizontal simplemente apoyada en sus bordes de menor longitud. La distancia del borde del panel de ensayo al eje longitudinal del rodillo de apoyo debe ser igual a 75 mm (ver Figura 2).
4.4.2 Aplicación de las cargas La carga vertical se debe aplicar de tal forma que se reparta en dos cargas verticales de igual magnitud, que se transmiten al panel de ensayo a través de los rodillos de carga, cuyos ejes se deben ubicar a un cuarto de la luz determinada por los ejes de los rodillos de apoyo (ver Figura 2). En el caso de paneles de ensayos asimétricos, la carga debe ser aplicada a seis unidades, tres por la cara exterior y tres por la cara interior. En el caso de paneles de ensayos simétricos, la carga debe ser aplicada a tres unidades por cualquiera de sus caras.
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NCh803 4.4.3 Incrementos de carga Las cargas deben ser aplicadas en incrementos iguales con una tolerancia de ± 10% de la carga. Los incrementos se deben elegir de modo que entreguen un número suficiente de lecturas para determinar una curva carga/deflexión con una aproximación aceptable. El número mínimo de incrementos debe ser igual a cinco y su valor no debe exceder a la quinta parte de la carga supuesta del panel.
4.4.4 Velocidad nominal de la carga Para construcciones de madera es satisfactorio una velocidad nominal de aplicación de la carga de 0,8 mm/mín.
4.4.5 Peso del panel de ensayo y del equipo repartidor de carga La carga sobre el panel de ensayo incluye su peso entre apoyos y el peso de los equipos repartidores de carga (rodillos, placas).
4.4.6 Aplicación de los incrementos de carga El ensayo se puede iniciar con una carga pequeña o con carga nula. En ambos casos, se debe registrar la deflexión correspondiente (lectura inicial). A continuación, se debe llevar la carga al primer incremento y registrar la deflexión respectiva. Luego, se debe llevar la carga a la inicial o a cero, según corresponda, registrando el valor residual de la deflexión. Aumentar la carga a dos incrementos, registrando la deflexión respectiva. Nuevamente volver a la carga inicial o a cero, según corresponda, registrando el valor residual correspondiente. Continuar con la secuencia de incrementos hasta la finalización indicada en 4.4.9.
4.4.7 Duración de los incrementos de carga Después de la aplicación de cada incremento de carga, se debe mantener el nivel de carga lo más constante posible por un periodo de 5 min (ver Anexo B).
4.4.8 Lectura de datos Tomar las lecturas tan pronto como sea posible después de la aplicación de una carga, al final del período de los 5 min bajo carga constante e inmediatamente después de cualquier liberación parcial o completa de carga. Mantener registros completos de carga/deflexión/tiempo , a través del desarrollo del ensayo.
4.4.9 Finalización del ensayo Cuando el comportamiento de un panel de ensayo que se encuentre bajo carga indique que pueda fallar repentinamente y dañar los aparatos de medición, remover los aparatos e incrementar la carga continuamente hasta la rotura o la carga máxima.
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NCh803 4.4.10 Carga de rotura o carga máxima Registrar la carga de rotura y las características de la falla. En el caso de no alcanzar la rotura, se debe registrar la carga con la cual se interrumpió el ensayo.
4.5 Resultados 4.5.1 Cálculo de la deflexión bajo carga Para cada uno de los dos micrómetros, obtener la deflexión bajo cada incremento de carga como la diferencia, entre la lectura del micrómetro cuando la carga está aplicada y la lectura inicial. A continuación, calcular la deflexión del panel de ensayo, para la luz entre apoyos correspondiente, como el promedio de las deflexiones obtenidas en los dos micrómetros.
4.5.2 Cálculo de la deflexión residual Para cada uno de los dos micrómetros, obtener la deflexión residual como la diferencia entre la lectura del micrómetro, cuando cada incremento se libera a la carga inicial (o se ha retirado la carga) y la lectura inicial. Calcular la deflexión residual del panel de ensayo, para la luz entre apoyos correspondiente, como el promedio de las deflexiones residuales obtenidas en los dos micrómetros.
4.6 Informe 4.6.1 Identificación del panel de ensayo -
marca, tipo, fecha de fabricación;
-
panel simétrico/asimétrico;
-
dimensiones, materiales y características constructivas.
4.6.2 Características del ensayo -
posición del panel de ensayo;
-
luz entre apoyos;
-
caras de ensayo;
-
tiempo de mantención de la carga;
-
velocidad nominal de aplicación de la carga;
-
referencia a esta norma.
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NCh803 4.6.3 Gráficos Los resultados obtenidos en los ensayos se deben presentar en un gráfico carga/deflexión similar al indicado en Figura 4. En el caso de paneles asimétricos se deben dibujar dos gráficos: uno que exprese los resultados de tres elementos ensayados por la cara exterior y otro que exprese los resultados de tres elementos ensayados por la cara interior. Los gráficos deben considerar los requisitos siguientes: a) Ejes y unidades Las cargas se deben ubicar en el eje de las ordenadas expresadas en Pascal (Pa) y las deflexiones en el eje de las abscisas expresadas en milímetros (mm). b) Símbolos Los puntos que representan la acción bajo carga, se deben representar con círculos en blanco y los que representan carácter residual con círculos rellenos. c) Curvas promedios Sobre el mismo gráfico, se deben dibujar claramente diferenciadas dos curvas promedio: una que exprese la deflexión bajo carga y otra la deflexión residual.
4.6.4 Cargas Informar según sea el caso: La carga de rotura, la carga de interrupción del ensayo y la relación carga/deflexión/tiempo .
4.6.5 Fallas, alabeos y desprendimientos Registrar cualquier falla local, alabeos y desprendimientos observados durante el ensayo y señalar en que etapa se produjeron.
4.6.6 Identificación -
identificación única del informe;
-
fecha del ensayo;
-
nombre y firma del responsable.
4.6.7 Conformidad con los requisitos Indicar si el panel cumple con los requisitos establecidos en NCh806.
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NCh803
5 Ensayo en posición vertical 5.1 Generalidades del método de ensayo 5.1.1 Resumen Este método consiste en someter a paneles de ensayo en posición vertical a cargas horizontales, transversales a su plano. Estas cargas se incrementan gradualmente en ciclos de carga y descarga y luego se procede a medir las deformaciones producidas por éstas. Este método de ensayo se aplica a elementos de construcción en los cuales las cargas verticales no pueden ser aplicadas, en forma satisfactoria, al panel en posición horizontal. Un ejemplo de lo anterior son los elementos de construcción de albañilería.
5.1.2 Interpretación de resultados Similar a lo indicado en 4.1.2.
5.2 Aparatos y accesorios Los aparatos y accesorios deben ser montados como se indica en Figura 3 y deben cumplir con los requisitos siguientes: NOTA - Los aparatos que miden la deflexión pueden ser reemplazados por otros aparatos, siempre que éstos permitan obtener lecturas con una exactitud equivalente a los descritos en esta norma.
5.2.1 Elementos de soporte y apoyo -
Dos rodillos de acero y dos placas de acero, estas últimas de un ancho de 1/20 de la altura del panel de ensayo y un largo igual al ancho del panel de ensayo.
-
Un rodillo de apoyo basal alojado en un canal de acero para prevenir condiciones de empotramiento.
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Dos bandas de goma para el descanso de los rodillos de apoyo de aproximadamente 10 mm de espesor.
5.2.2 Elementos de carga -
Dos rodillos de acero y dos placas de acero, estas últimas de un ancho de 1/20 de la altura del panel de ensayo y un largo igual al ancho del panel de ensayo.
-
Dos bandas de goma para el descanso de los rodillos de carga de aproximadamente 10 mm de espesor.
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NCh803 5.2.3 Gato hidráulico Capaz de producir cargas horizontales con un dispositivo adecuado para controlar la velocidad de aplicación de la carga.
5.2.4 Dinamómetro de anillo Destinado a medir la fuerza aplicada. La lectura de la carga indicada por el dinamómetro debe tener un error menor o igual al 1%.
5. 2.5 Deflectómetros Unir dos defléctometros de alambre tenso, de similares características al descrito en NCh801, uno en cada borde longitudinal del panel de ensayo como se muestra en Figura 3. Registrar las lecturas con una aproximación al múltiplo más cercano de 0,25 mm.
5.2.6 Perfil de carga Perfil rígido destinado a transmitir las cargas horizontales al panel de ensayo, a través de los rodillos de carga.
5.3 Paneles de ensayo Similar a lo indicado en 4.3.
5.4 Procedimiento de ensayo 5.4.1 Disposición del panel de ensayo El panel de ensayo se debe apoyar verticalmente sobre uno de sus bordes de menor longitud que descansa sobre el rodillo de apoyo basal. Los rodillos de soporte deben descansar sobre un bastidor rígido, con sus ejes longitudinales en posición horizontal. La distancia del borde del elemento al eje del rodillo de soporte debe ser igual a 75 mm (ver Figura 3).
5.4.2 Aplicación de las cargas Por medio del gato hidráulico, se debe aplicar la carga horizontal de tal forma que se reparta en dos cargas horizontales de igual magnitud que se transmiten al panel de ensayo a través de los rodillos de carga, cuyos ejes se deben ubicar a un cuarto de la luz determinada por los ejes de los rodillos de soporte (ver Figura 3). En el caso de paneles de ensayos asimétricos, la carga debe ser aplicada a seis unidades, tres por la cara exterior y tres por la cara interior y en el caso de elementos de ensayos simétricos, la carga debe ser aplicada a tres unidades por cualquiera de sus caras.
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NCh803 5.4.3 Incrementos de carga Similar a lo indicado en 4.4.3.
5.4.4 Velocidad nominal de la carga Similar a lo indicado en 4.4.4.
5.4.5 Aplicación de los incrementos de carga El ensayo se puede iniciar con una carga pequeña o con carga nula. En ambos casos, se debe registrar la deflexión correspondiente. A continuación, se debe llevar la carga al primer incremento y registrar la deflexión respectiva. Luego, se debe llevar la carga a la inicial o a cero, según corresponda, registrando el valor residual de la deflexión. Aumentar la carga a dos incrementos, registrando la deflexión respectiva. Nuevamente volver a la carga inicial o a cero, según corresponda, registrando el valor residual correspondiente. Continuar con la secuencia de incrementos de acuerdo a lo indicado en 5.4.8.
5.4.6 Duración de los incrementos de carga Similar a lo indicado en 4.4.7.
5.4.7 Lectura de datos Similar a lo indicado 4.4.8.
5.4.8 Finalización del ensayo Similar a lo indicado en 4.4.9.
5.4.9 Carga de rotura o carga máxima Similar a lo indicado 4.4.10.
5.5 Resultados 5.5.1 Cálculo de la deflexión bajo carga Para cada uno de los dos deflectómetros de alambre tenso, obtener la deflexión bajo cada incremento de carga como la diferencia, entre la lectura del deflectómetro cuando la carga está aplicada y la lectura inicial. A continuación, calcular la deflexión del elemento de ensayo, para la luz entre apoyos correspondiente, como el promedio de las deflexiones obtenidas en los dos deflectómetros.
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NCh803 5.5.2 Cálculo de la deflexión residual Para cada uno de los dos deflectómetros, obtener la deflexión residual como la diferencia entre la lectura del deflectómetro, cuando cada incremento se libera a la carga inicial (o se ha retirado la carga) y la lectura inicial. A continuación calcular la deflexión residual del elemento, para la luz entre apoyos correspondiente, como el promedio de las deflexiones residuales obtenidas en los dos deflectómetros.
5.6 Informe Similar a lo indicado en 4.6.
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Anexo A (Normativo)
Ensayo de flexión en paneles de losa Este ensayo se debe realizar con los procedimientos y requisitos establecidos en el método de ensayo de flexión con el panel en posición horizontal, incluyendo las modificaciones siguientes: a) Paneles de ensayo Tres paneles de ensayo con un largo igual al panel de losa en servicio. b) Aplicación de las cargas Aplicar las cargas verticales sólo a la cara superior (cara de servicio) del panel de losa.
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Anexo B (Informativo)
Mantención de la carga Las razones para mantener la carga constante durante 5 min cada vez que se incremente son las siguientes: a) Permitir al conjunto un descanso considerable previo a iniciar las siguientes lecturas con las cargas incrementadas. b) Entregar el tiempo suficiente para realizar las observaciones pertinentes. c) Observar alguna dependencia temporal de la deformación y/o redistribución de carga y registrar correctamente el nivel de carga, cuando esta dependencia tenga lugar. Este nivel de carga, bajo ciertas condiciones, puede tener importante relación con la carga de diseño. d) Oportunidad de detener el ensayo antes de una falla total o al comienzo de una falla inicial que se ha detectado como resultado de las observaciones. e) Asegurar la uniformidad del desarrollo del ensayo y la consistencia de los resultados.
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NORMA CHILENA OFICIAL
INSTITUTO
NA CIONA L
DE
NCh
N ORM A LIZ A C I O N
!
803.Of2003
IN N-CHILE
Elementos de construcción - Paneles - Ensayo de flexión Construction elements - Panels - Flection load test
Primera edición
Descriptores:
: 20 03
materiales de construcción, elementos prefabricados, paneles, ensayos, ensayos de doblado
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