NCh804-2003 Paneles - Ensayo Impacto

7/23/2019 NCh804-2003 Paneles - Ensayo Impacto

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I

NORMA CHILENA OFICIAL NCh804.Of2003

Elementos de construccin - Paneles - Ensayo de impacto

Prembulo

El Instituto Nacional de Normalizacin, INN, es el organismo que tiene a su cargo elestudio y preparacin de las normas tcnicas a nivel nacional. Es miembro de la

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISIONPANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos

organismos.

La norma NCh804 ha sido preparada por la Divisin de Normas del Instituto Nacional de

Normalizacin, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturalessiguientes:

Cementos Bo-Bo Carlos Pineda T.CINTAC S.A. Marlena Murillo S.

Instituto Nacional de Normalizacin, INN Mauricio Gatica Z.Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU - DITEC Daniel Snico H.

Universidad Tecnolgica Metropolitana, UTEM,Depto. de Ciencias de la Construccin Cecilia Soto M.

Esta norma se estudi dentro del marco del Programa deDesarrollo e Innovacin Tecnolgica

del BID, para establecer los mtodos de ensayo para comprobar la resistencia al impacto de

paneles y tabiques destinados a ser utilizados como elementos de un edificio.

Por no existir Norma Internacional, en la elaboracin de esta norma se ha tomado enconsideracin la norma ASTM E-695-79 (reaprobada en 1997) Standard test of methods

measuring relative resistence of w all, floor and roof - Construct ion to impact loading,siendo equivalente a la misma con desviaciones menores que consisten en adecuarla al

formato de norma chilena.


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II

El Anexo A no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta slo a ttulo informativo.

Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh804.EOf1971 Arquitectura y construccin -

Paneles prefabricados - Ensayo de impacto, declarada de Emergencia Oficial de laRepblica de Chile por Decreto N132, de fecha 15 de febrero de 1971, del Ministerio deVivienda y Urbanismo.

Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalizacin, en

sesin efectuada el 27 de diciembre de 2002.

Esta norma ha sido declarada Oficial de la Repblica de Chile por Decreto N229, de fecha28 de octubre de 2003, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario

Oficial del 12 de diciembre de 2003.


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NORMA CHILENA OFICIAL NCh804.Of2003


1 Alcance y campo de aplicacin

1.1 Esta norma establece los mtodos de ensayos para determinar el comportamiento yresistencia al impacto de paneles que constituyen segmentos de un muro o de una losa enuna construccin.

1.2 Los ensayos descritos en esta norma pretenden reproducir condicionesrepresentativas de aqullas encontradas en servicio, cuando se produce un impacto de un

cuerpo pesado.

1.3 Los paneles utilizados en muros se deben ensayar en posicin vertical y aqullosutilizados en la construccin de losas, slo en posicin horizontal.

2 Referencias normativas

El documento normativo siguiente, contiene disposiciones que, a travs de referencias en

el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma.

NCh8061)

Element os de const ruccin - Paneles y t abiques - Term inologa,clasificacin y requisitos.

1) Actualmente en estudio.


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3 Trminos y definiciones

Para los propsitos de esta norma, se aplican los trminos y definiciones incluidos en

NCh806 y adicionalmente los siguientes:

3.1 deflexin instantnea: deformacin que se produce en el mismo instante en quecambia el estado de solicitacin de la muestra

3.2 deflexin residual: deformacin plstica y, como tal, no recuperable, que permanecedespus de haber sido retirada la carga que la produjo

4 Ensayo en posicin horizontal

4.1 Generalidades del mtodo de ensayo

4.1.1 Resumen

El mtodo de ensayo pretende reproducir condiciones de trabajo representativas del panel

en servicio y consiste en someter a paneles de ensayo en posicin horizontal a sucesivosimpactos generados por un saco que se libera desde alturas incrementales y luego se

procede a medir las deformaciones.

4.1.2 Interpretacin de resultados

Basados en las lecturas efectuadas durante los ensayos se debe dibujar un grficoenergade impacto/def lexin y/ocarga de impact o/def lexin. De este grfico se puede inferir las

propiedades de resistencia mecnica y estructural del panel en servicio.

4.1.3 Debido a las diferencias inherentes en el mtodo de aplicacin de la carga deimpacto, los resultados obtenidos no son necesariamente iguales al mtodo de ensayo

con el elemento de posicin vertical descrito ms adelante.

4.2 Aparatos y accesorios

Los aparatos y accesorios deben ser montados como se indica en Figura 1 y deben

cumplir con los requisitos siguientes.

NOTA - Los aparatos y dispositivos que miden la deflexin pueden ser reemplazados por otros aparatos,

siempre que stos permitan obtener lecturas con una exactitud equivalente a los descritos en esta norma.


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4.2.1 Elementos de apoyo

Dos rodillos de acero y dos placas de acero, estas ltimas de un ancho de 1/20 del largo

del panel de ensayo y un largo igual al ancho del panel de ensayo. Los apoyos no debenrestringir el grado de libertad longitudinal del panel de ensayo.

4.2.2 Saco de impacto

Formado por dos piezas principales de cuero o material similar con las dimensiones ycaractersticas siguientes (ver Figura 2):

a) Cuerpo

Dimensiones: 710 mm de altura; 735 mm de ancho; 3 mm de espesor. Ambos bordes

verticales del cuerpo deben estar unidos formando un cilindro recto de 230 mm dedimetro, los cuales deben ser cocidos fuertemente por el lado interior y la costura

reforzada con una pieza menor de cuero o material similar sobrepuesta de 20 mm deancho y 3 mm de espesor.

b) Base

Dimensiones: 230 mm de dimetro; 5 mm de espesor. Unida al cuerpo y cocida

fuertemente.

El saco de impacto debe ser llenado con perdigones de plomo endurecido de 2,4 mm de

dimetro. Para ayudar a su cohesin durante el impacto, el saco debe ser rellenado condos capas de espuma de caucho o material similar de 75 mm de espesor.

La masa total del saco de impacto, incluyendo los perdigones, debe ser ajustado con una

exactitud de 1%. La masa del saco puede ser ajustada a cualquier masa que seespecifique, dependiendo de la informacin requerida.

La boca del saco debe ser amarrada con una correa de cuero o de material similar,

de 610 mm de largo, 15 mm de ancho y 3 mm de espesor. Esta correa debe pasar pororificios diametralmente opuestos a 40 mm del extremo superior del saco. Los orificios

deben ser reforzados con piezas cuadradas de cuero o material similar de 75 mm de lado

y 3 mm de espesor. La correa debe pasar doblemente por una argolla de 50 mm dedimetro y sus extremos deben estar cocidos, remachados o sujetos por medio de unahebilla. Para evitar fallas en las costuras, cubrir la porcin inferior del saco por medio de

una camisa de 250 mm de altura y de un material similar al utilizado en la confeccin dela base.

El saco de impacto debe ser sostenido por una cuerda flexible de poca elasticidad.

4.2.3 Bastidor

Estructura adecuada para sostener y soltar libremente el saco de impacto a la altura

requerida por el ensayo.


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4.2.4 Varilla de medicin

Varilla o regla con una divisin de escala de 150 mm que se utiliza para la medicin de la

altura de cada del saco de impacto.

4.2.5 Dispositivo para medir la deflexin instantnea

Consistente en un deflectmetro ubicado en el centro del lado opuesto a la cara de

impacto del panel de ensayo. Este dispositivo puede consistir en un tubo metlico con unabase en su extremo inferior y una grapa en su extremo superior que soporte por medio de

friccin, a una varilla metlica liviana. La varilla se debe mover al interior del tubo y tenerdivisin de escala de 0,25 mm.

4.2.6 Dispositivo para medir la deflexin residual

Constituido por un marco rgido liviano y un micrmetro con dial, los cuales deben ser

utilizados despus de cada impacto. Este dispositivo debe cumplir con las caractersticassiguientes:

a) Marco

Ubicado sobre la cara de impacto del panel de ensayo. Este marco debe llevar tres

patas; dos deben descansar prximas al borde del elemento de a lo largo del ejelongitudinal de unos de los rodillos de apoyo y la otra en la mitad del eje longitudinaldel otro rodillo. La longitud del marco debe ser igual a la luz entre apoyos del panel de

ensayo (!

).

b) Micrmetro con dial

Unido al marco, de tal manera que su husillo debe descansar en el centro de la cara deimpacto del panel de ensayo. El micrmetro debe tener una mnima divisin de escala

de 0,025 mm.

4.3 Paneles de ensayo

4.3.1 Caractersticas constructivas

Los ensayos se deben realizar sobre paneles de ensayo similares en tamao, material yprocedimiento constructivo similares al elemento en servicio.

4.3.2 Cantidad

Tres paneles de ensayo.


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4.3.3 Edad

En toda construccin donde las propiedades estructurales del panel de ensayo dependan

de su edad, realizar los ensayos entre los 25 das y 56 das despus de su fecha defabricacin, como por ejemplo, elementos con revestimientos continuos de mortero,elementos de albailera y elementos enyesados. Este requisito no se aplica en instancias

especiales, como es el caso de paneles existentes (usados). Otras construcciones que sonafectadas por la humedad deben ser condicionadas a:

- peso o contenido de humedad constantes; o

- por al menos dos semanas a 20C 3C y 65% 5% de humedad relativa.

4.3.4 Largo

El largo del panel de ensayo (L) se debe elegir lo ms cercano posible al largo del panel en

servicio.

4.3.5 Ancho

El ancho del panel de ensayo (A) debe ser tal que incluya varios de los principalesmiembros que resisten la carga para asegurar que su comportamiento simule las

condiciones de servicio. El ancho debe ser un nmero entero multiplicado por elespaciamiento de sus principales miembros que resisten la carga, a excepcin de los

paneles prefabricados en los cuales el ancho del panel de ensayo (A) debe ser igual al

ancho del panel de servicio. Se recomienda un ancho nominal de 1,2 m, para que noexista una gran diferencia entre los anchos de diferentes construcciones cuando serequiera comparar sus propiedades estructurales.

4.3.6 Espesor

El espesor del panel de ensayo (E) debe ser igual al espesor del panel en servicio.

4.4 Procedimiento de ensayo

4.4.1 Disposicin del elemento 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 rodillode apoyo debe ser igual a 75 mm (ver Figura 1).

4.4.2 Aplicacin de las cargas de impacto

Aplicar la carga de impacto al centro de la cara superior (cara de servicio) mediante la

cada libre del saco, empezando con una altura de 150 mm y aumentando sucesivamenteen incrementos de 150 mm (ver Anexo A).


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Si existen miembros estructurales, aplicar las cargas de impacto a cada panel:

- al menos a uno de sus miembros estructurales; y

- en la mitad del revestimiento entre dos miembros estructurales.

Asegurar los bordes de menor longitud por algn medio de fijacin, para minimizareventuales rebotes del panel de ensayo. Cuidar que el medio de fijacin utilizado no afecte

la deflexin del panel.

Para la primera cada, la altura del saco se debe medir desde la cara de impacto delelemento de ensayo hasta la base inferior del saco; para las siguientes cadas, desde una

cuerda fina y tensa cuya longitud se extiende entre los ejes horizontales de los rodillos deapoyo.

4.4.3 Lectura de datos

Tomar lecturas del deflectmetro que mide la deflexin instantnea con una aproximacin

de 0,25 mm. La varilla metlica del deflectmetro debe estar en contacto con el centro dela cara contraria al impacto del elemento de ensayo para que sta quede fija en su

posicin ms baja por medio de la grapa de friccin cuando se produzca el impacto.

Tomar lecturas del micrmetro que mide la deflexin residual con una aproximacin de0,025 mm. El husillo del micrmetro debe coincidir con el centro de la cara de impacto delelemento de ensayo. Si la deflexin excede el rango de medicin del micrmetro, se

puede utilizar bloques de medicin suplementarios de 300 mm x 300 mm de metal u otrode similar material.

Efectuar observaciones parciales despus de cada impacto para detectar fallas locales,

tales como, fracturas del material de revestimiento, desprendimientos u otras.

4.5 Resultados

4.5.1 Clculo de la deflexin instantnea

Para cada altura de cada, calcular la deflexin instantnea como la diferencia entre la

lectura durante el impacto y la lectura inicial del deflectmetro.

4.5.2 Clculo de deflexin residual

Para cada altura de cada, calcular la deflexin residual como la diferencia entre la lecturadespus del impacto y la lectura inicial del micrmetro.


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4.6 Informe

4.6.1 Identificacin del panel de ensayo

- marca, tipo y f echa de fabricacin;

- panel simtrico/asimtrico;

- dimensiones, materiales y caractersticas constructivas;

- mtodo de seleccin (aleatoria, fabricado para el ensayo, etc.).

4.6.2 Caractersticas del ensayo

- posicin del elemento de ensayo;

- luz entre apoyos;

- cara de ensayo;

- masa total del saco de impacto;

- puntos de impacto;

- referencia a esta norma.

4.6.3 Grficos

Los resultados obtenidos en los ensayos se deben presentar en un grfico de energa deimpacto/deflexiny/ocarga de impacto/deformacin, similar al indicado en Figura 4.

Los grficos deben considerar los requisitos siguientes:

a) Ejes y unidades

Las energas de impacto y/o carga de impacto se deben ubicar en el eje de lasordenadas expresadas en unidades S.I. y las deflexiones en el eje de las abscisas

expresadas en milmetros (mm).

b)

Smbolos

Los puntos que representan la deflexin instantnea se deben representar con crculosen blanco y los que representan la deflexin residual con crculos rellenos.

c) Curvas promedios

Calcular el promedio aritmtico de las deflexiones obtenidas en los paneles de ensayo

para cada incremento de la altura de cada. Indicar estos valores promedios en elgrfico respectivo. Dibujar una curva con lnea continua que pase por estos puntos.

Dibujar una segunda curva con lnea segmentada, siguiendo el mismo procedimiento

anterior, para las deflexiones residuales.


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4.6.4 Altura de cada

Para cada panel incluir la altura de cada en la cual se produjo la rotura o la interrupcin

del ensayo.

4.6.5 Mecanismos de falla, grietas y desprendimientos

Incluir una descripcin de los mecanismos de falla y el valor de la resistencia ltima y/o

carga mxima. Registrar cualquier falla local, grietas y desprendimientos observadosdurante el ensayo y sealar en qu etapa se produjeron.

4.6.6 Dibujos

Dibujar el panel de ensayo sealando sus caractersticas fsicas, las dimensiones de sus

secciones en corte y otros detalles de construccin pertinentes. Cualquier modificacinrealizada sobre el panel para obtener mediciones o lecturas debe ser consignada.

Cualquier caracterstica o condicin inusual del panel debe ser descrita.

4.6.7 Identificacin

- identificacin nica del informe;

- fecha del ensayo;

- nombre y firma del responsable.

4.6.8 Conformidad con los requisitos

Indicar si el panel cumple con los requisitos establecidos en NCh806.

5 Ensayo en posicin vertical

5.1 Generalidades del mtodo de ensayo

5.1.1 Resumen

El mtodo de ensayo pretende reproducir condiciones de trabajo representativas del panel

en servicio y consiste en someter a paneles de ensayo en posicin vertical a sucesivosimpactos generados por un saco que se libera desde alturas incrementales y luego se

procede a medir las deformaciones.

5.1.2 Interpretacin de resultados

Similar a lo indicado en 4.1.2.


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5.2 Aparatos y accesorios

Los aparatos y accesorios se deben montar como se indica en Figura 3 y se deben ajustar

a los requisitos siguientes.

5.2.1 Elementos de soporte y apoyo

a) Cuatro rodillos de acero y cuatro placas de acero, estas ltimas de un ancho de 1/20de la altura del panel de ensayo y un largo igual al ancho del panel.

b) Cuatro bandas de goma para el descanso de los rodillos de soporte deaproximadamente 15 mm de espesor.

c) Un rodillo de apoyo basal alojado en un canal de acero para prevenir condiciones de

empotramiento.

Los soportes y apoyos no deben restringir los grados de libertad longitudinal y transversaldel panel de ensayo. Los medios de fijacin no deben afectar la deflexin del panel.

5.2.2 Saco de impacto


5.2.3 Conjunto estructural

Estructura adecuada para sostener el saco de impacto y que permita soltarlo librementedesde diferentes alturas con una trayectoria circular.

5.2.4 Estructura soportante

Estructura rgida que apoye y sostenga al elemento de ensayo sin generar ningnempotramiento.

5.2.5 Varilla de medicin


5.2.6 Dispositivo para medir la deflexin instantnea


5.2.7 Dispositivo para medir la deflexin residual



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5.3 Paneles de ensayo

5.3.1 Caractersticas constructivas


5.3.2 Cantidad

Tres paneles para el caso de paneles simtricos y cuatro para paneles asimtricos.

5.3.3 Edad


5.3.4 Altura

La altura del panel de ensayo (H) se debe elegir lo ms cercana posible a la altura delpanel en servicio.

5.3.5 Ancho


5.3.6 Espesor


5.4 Procedimiento de ensayo

5.4.1 Disposicin del panel de ensayo

El panel se debe apoyar verticalmente sobre uno de sus bordes de menor longitud que

descansa sobre el rodillo de apoyo basal. La distancia del borde del panel de ensayo al ejedel rodillo de soporte debe ser igual a 75 mm.

En el momento de impacto, la cuerda que sostiene al saco se debe encontrar en forma

paralela a la cara del panel a ensayar.

5.4.2 Aplicacin de las cargas de impacto

El saco de impacto debe actuar como un pndulo y transmitir la carga en el centro delpanel de ensayo.

La mxima altura de cada til se logra cuando el saco y el panel de ensayo estn en

posicin perpendicular. Liberar el saco suavemente, de manera de no alterar su trayectoriade pndulo.


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Para paneles simtricos, aplicar la carga de impacto a la cara exterior para un panel y a lainterior para los restantes. Para paneles asimtricos, aplicar la carga a la cara exterior para

dos elementos y a dos por la cara interior.

Si existen miembros estructurales, aplicar las cargas de impacto a cada panel:

- al menos a uno de sus miembros estructurales; y

- en la mitad del revestimiento entre dos miembros estructurales.

La altura de cada se debe medir verticalmente entre dos lneas horizontales imaginariasque pasen respectivamente por el punto de impacto y el centro de gravedad del saco por

caer (ver Figura 3).

El saco se debe dejar caer mediante cualquier mecanismo que no altere su trayectoria.

El ensayo debe empezar soltando el saco desde una altura de cada de 150 mm, la cual sedebe aumentar sucesivamente en incrementos de 150 mm (ver Anexo A). Impedir los

rebotes del saco despus del primer impacto.

5.4.3 Lecturas de datos


5.5 Resultados

Similar a lo indicado en 4.5.

5.6 Informe

Similar a lo indicado en 4.6.


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Anexo A(Informativo)

Criterios para detener el ensayo

Todo criterio que se utilice para detener el ensayo tiene que ser el resultado de un acuerdoentre el cliente y el laboratorio de ensayo antes de realizarlo. Algunos criterios a

considerar son los siguientes:

a) Capacidad del elemento para resistir una determinada carga esttica, despus de unimpacto.

b)

Limitacin en la deflexin instantnea o en la deflexin residual.

c) Destruccin del panel a definirse.

d) Penetracin en el elemento.

e) Una altura de cada especfica.

f) Un nmero determinado de cadas por ensayo desde una altura de cada especfica.


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I N S T I T U T O N A C I O N A L D E N O R M A L I Z A C I O N ! I N N- C H I L E


Construc tion element s - Panels and partition-w alls - Impact load test

Primera edicin : 2003

Descriptores: materiales de construccin, elementos prefabricados, paneles, ensayos,

ensayos de impact o

CIN 91.060.10; 79.060

COPYRIGHT 2004 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproduccin y venta *Direccin : Matas Cousio N 64, 6 Piso, Santiago, Chile

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Miembro de : ISO (International Organization for Standardization) COPANT (Comisin Panamericana de Normas Tcnicas)

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