🕑 Tiempo de lectura: 1 minuto
Existen tres métodos de diseño estructural: el método del esfuerzo de trabajo, el método del estado último y el método de la carga última. Estas técnicas de diseño se utilizan para diseñar estructuras de acero y hormigón armado.
Tabla de contenido
método de diseño estructural
- Método de tensión de trabajo (WSM)
- Método de carga última (ULM)
- Método de estado límite (LSM)
1. Método de tensión de trabajo (WSM)
Este era el método de diseño tradicional para el diseño estructural de acero y madera, así como para el hormigón armado. Básicamente, este método supone que los materiales estructurales se comportan de forma elástica lineal y que se puede garantizar una seguridad suficiente limitando adecuadamente las tensiones del material inducidas por las tensiones esperadas. “Carga de trabajo” Estructuralmente. La tensión admisible especificada está muy por debajo de la resistencia del material, por lo que la suposición de un comportamiento elástico lineal se considera razonable.La relación entre la resistencia de un material y su esfuerzo permisible a menudo es relación de seguridad.
Sin embargo, la suposición clave del comportamiento elástico lineal y la suposición implícita de que la tensión bajo la carga de trabajo se puede mantener dentro de la “tensión admisible” no resulta ser realista. Muchos factores están involucrados en esto, incluido el esfuerzo a largo plazo de fluencia y contracción, efectos de concentración de tensión y otros efectos secundarios. Todos estos efectos aumentan significativamente localmente la redistribución de tensiones calculada. Este diseño generalmente da como resultado una sección transversal del miembro estructural relativamente grande, lo que mejora la capacidad de mantenimiento bajo cargas de trabajo normales.
2. Método de Carga Última (ULM)
A medida que nos hacemos más conscientes de nuestras deficiencias, WSM En el diseño de hormigón armado, a medida que ha mejorado la comprensión del comportamiento del hormigón armado bajo carga última, la carga última en el diseño ha evolucionado y reemplazado WSM. Este método, a veces llamado método del factor de carga, es la resistencia última. Este método analiza las condiciones de tensión en lugares donde el colapso estructural es inminente y utiliza curvas de tensión-deformación no lineales para hormigón y acero. Este método evita por completo el concepto de “relación modular” y los problemas asociados con él. El diseño de protección se introduce mediante la selección adecuada del factor de carga, definido como la relación entre la carga final y la carga de trabajo. El Método de Carga Última permite la asignación de diferentes factores de carga a diferentes tipos de cargas bajo condiciones de carga combinadas, superando así los inconvenientes asociados. WSM.
Este método generalmente da como resultado secciones transversales más delgadas y, a menudo, es un diseño económico para vigas y columnas, especialmente cuando se utilizan barras de refuerzo y hormigón de alta resistencia. Sin embargo, un desempeño satisfactorio de “resistencia” a cargas extremas no es garantía de satisfacción. “mantenibilidad” Rendimiento bajo carga de servicio normal. El uso de barras de refuerzo y hormigón de alta resistencia da como resultado secciones transversales estrechas que, en algunos diseños, pueden provocar una deflexión y un ancho de fisura excesivos bajo las cargas de trabajo. La distribución resultante de la tensión en la carga última se toma como la distribución en la carga de trabajo escalada por el factor de carga. Es decir, el análisis todavía se basa en la teoría elástica lineal.
3. Método del estado límite (LSM)
El enfoque de estado límite de la filosofía de diseño representa un avance distintivo sobre las filosofías de diseño tradicionales. A diferencia de WSM, que se basa en cálculos basados solo en términos de carga de servicio, y a diferencia de ULM, que se basa en cálculos basados solo en términos de carga finales, LSM apunta a una solución integral y racional al problema de diseño. seguridad con cargas extremas y mantenibilidad en carga de trabajo. La filosofía LSM utiliza múltiples formas de factores de seguridad que intentan proporcionar una seguridad adecuada a la carga máxima y una buena mantenibilidad a la carga de trabajo al considerar todos los “estados límite” posibles.
estado límite
Una condición límite es una condición de falla inminente más allá de la cual una estructura no puede realizar satisfactoriamente su función prevista en términos de seguridad de servicio, es decir, colapsar o volverse inutilizable. Hay dos tipos de estados límite:
Estado límite último (estado límite de colapso): – Se ocupa de la resistencia, la inclinación, el deslizamiento, el pandeo, la falla por fatiga y más.
Estado límite de mantenimiento: – Responder a molestias durante el uso, fallas y deterioro de la durabilidad debido a deflexión excesiva, ancho de grietas, fugas por vibración, etc.