Introducción a los estados límite del diseño . Un estado límite es una condición que representa e l límite estructural de utilidad. Los estados limite pueden ser dictados por los requisitos funcionales como por ejemplo las deflexiones máximas; pueden ser conceptuales, tales como la articulación plástica o la formación de un mecanismo; o puedes representar un colapso real de una parte o de la totalidad de la estructura, tal como la fractura o la inestabilidad de un miembro. Los criterios de diseño garantizan que un un estado límite se viola solamente con una probabilidad muy pequeña aceptable, seleccionando los factores de carga y de resistencia y las cargas nominales así como las re sistencias nominales que se supone no serán excedidas. Se aceptan dos clases de estados e stados límite: los de resistencia y los de servicio. La e specificación LRFD, como otros muchos códigos estructurales, está más dirigida hacia los e stados límite de resistencia por consideraciones lógicas de seguridad pública, de la vida, desmembramiento de seres humanos, etc. Esto no significa que los estados límite de servicio no se an importantes para el diseñador quien debe igualmente garantizar el comportamiento funcional y la economía del diseño. Sin embargo estas últimas consideraciones dependen más del criterio individual, y es por esta razón que las especificaciones están más dirigidas haca el tr abajo con los estados límite de resistencia que con los estados límites de servicio. Los estados límite de resistencia varían de un elemento a otro e incluso pueden aplicarse varios estados límite a un solo elemento. Los estados límite de r esistencia más comunes son: la iniciación de la fluencia, la formación de una articulación plástica, la formación de un mecanismo plástico, la inestabilidad del pórtico o de un elemento, el pandeo lateral o torsional, el pandeo local, la fractura por tensión, el desarrollo de fisuras por fatiga, la inestabilidad por deflexión, la inestabilidad por deformación plástica y la deformación excesiva. Los estados límite de servicio más comunes incluyen las deflexiones elásticas, las vibraciones inaceptables y las deformaciones permanentes. EL LRFD (Load and Resistance factor de sign) es un método que se utiliza para e l diseño de estructuras de acero, este nos permite hacer de una manera más eficaz nuestros proyectos. El acero es un material utilizado desde hace entre 2000 y 300 años, pero jamás en producción en masa ya que no se contaba con la tecnología ni con la suficiente capacidad del ser humano, solamente lo utilizaban para ocasiones especiales, sino al siglo XIX se creó un método de producción económica. Se dice que descubrieron el acero mientras reforzaban hierro con más capas de acero y en una de tantas veces como este no era solamente hierro también tenía otros elementos que no se contaba con ellos al hacer reacción con las demás capas crear on acero. LRFD Las cargas de trabajo o servicio (Qi) se multiplican por ciertos factores de carga o seguridad (λi– siempre mayores que 1.0) Las cargas factorizadas usadas para el diseño de la estructura. Las magnitudes de los factores de c arga varían, dependiendo del tipo de combinación de las cargas.
La estructura se proporciona para que tenga una resistencia última de diseño suficiente para resistir las cargas factorizadas. Esta resistencia es la resistencia teórica o nominal (Rn) del miembro estructural, multiplicada por un factor de resistencia (φ‐siempre menor que 1 .0)
La expresión para el requisito de seguridad estruct ural es: Σλi Qi≤φRn (Suma de los productos de los efectos de las cargas cargas y factores de carga) ≤(factor de resistencia)(resistencia nominal) (Los efectos de las cargas) ≤(la resistencia o capacidad del elemento estructural)
Donde U –la –la carga última D –cargas –cargas muertas (Dead load) L –cargas –cargas vivas (Live load) Lr – Lr –cargas cargas vivas en techos (Roof Live load) S –cargas –cargas de nieve (Snow load) R –carga –carga inicial de agua de lluvia o hielo (Rain water or ice load) W –fuerzas –fuerzas de viento (Wind load) E –Fuerzas –Fuerzas de Sismo (Earthquake load)
Se base en los conceptos de estados límite. El estado límite es para describir una condición en la que una estructura o parte de ella deja de cumplir su pretendida función. Estados de límite: Los estados límite de resistencia: Se basan e n la seguridad o capacidad de carga de las estructuras e incluyen las resistencias plásticas, de pandeo, de fr actura, de fatiga, de volteo, etc. Los estados límite de servicio: Se refieren al comportamiento de las estructuras bajo cargas normales de servicio y tienen que ver con aspectos asociados con el uso y ocupación, tales como deflexiones excesivas, deslizamientos, vibraciones y agrietamientos.
Factores de Resistencia La resistencia última de una estructura depende e n la resistencia de los materiales, las dimensiones, la mano de obra y no puede calcular exactamente Que puede influir 1. Imperfecciones en las las teorías de análisis análisis 2. A variaciones variaciones en las propiedades propiedades de los materiales 3. A las imperfecciones en las dimensiones dimensiones de los los elementos estructurales estructurales para hacer esta estimación, se multiplica la resistencia última teóric a (resistencia nominal) de cada elemento por un factor Q, de resistencia.
