Critical comparative evaluation of design methodologies for the ultimate limit state of fatigue in concrete structures

Abstract

La aparición de la fatiga ha sido ampliamente investigada en el acero y en otros materiales
metálicos, sin embargo no se conoce en tanta profundidad en el hormigón estructural. Esto
crea falta de uniformidad y enfoque en el proceso de verificación de estructuras de
hormigón para el estado límite último de la fatiga.
A medida que se llevan a cabo más investigaciones, la información sobre los parámetros que
afectan a la fatiga en el hormigón comienzan a ser difundidos e incluso los que les afectan de
forma indirecta. Esto conlleva a que se estén incorporando en las guías de diseño de todo el
mundo, a pesar de que la comprobación del estado límite último no se trata por igual entre los
distintos órganos de diseño.
Este trabajo presentará un conocimiento básico del fenómeno de la fatiga, qué lo causa y qué
condiciones de carga o propiedades materiales amplían o reducen la probabilidad de fallo por
fatiga. Cuatro distintos códigos de diseño serán expuestos y su proceso de verificación ha sido
examinado, comparados y valorados cualitativa y cuantitativamente. Una torre eólica, como
ejemplo, fue analizada usando los procedimientos de verificación como se indica en sus
respectivos códigos de referencia. The occurrence of fatigue has been extensively researched in steel and other metallic
materials it is however, not as broadly understood in concrete. This produces a lack of
uniformity in the approach and process in the verification of concrete structures for the
ultimate limit state of fatigue.
As more research is conducted and more information is known about the parameters which cause,
propagate, and indirectly affect fatigue in concrete, they are incorporated in design guides
around the world. Nevertheless, this ultimate limit state verification is not addressed equally by
various design governing bodies.
This report presents a baseline understanding of what the phenomenon of fatigue is, what causes
it, and what loading or material conditions amplify or reduce the likelihood of fatigue failure. Four
different design codes are exposed and their verification process has been examined, compared
and evaluated both qualitatively and quantitatively. Using a wind turbine tower structure as case
study, this report presents calculated results following the verification processes as instructed in the
respective reference codes.