factor de seguridad

Principios generales del uso del factor de seguridad en diseño y evaluación

Se presentan métodos para considerar que define un estado límite de cargas sobre una estructura permitiendo evitar fallas en los componentes estructurales. La relación adecuada entre el factor de seguridad de la etapa de diseño y de evaluación
1. Definiciones y consideraciones generales:
Para hacer un análisisadecuado es necesario evaluar de manera independiente los fallos que se pueden producir a causa de distintas cargas de diferente naturaleza y efecto, los de tipo resistencia ( R ) y los de tipo carga (L ) por lo tanto R – L > 0
Margen de seguridad Z
Z = R – L
Así el factor de seguridad para cualquier tipo de fallo es  = R / L .

Para poder determinar los efectos de una falla se debeconsiderar:
1 la incertidumbre en las medidas de las variables carga y resistencia.
2 la posibilidad de cargas no consideradas al inicio en la etapa de diseño.
3 la posibilidad de un error humano
4 Modos de fallo: fallos en la sección transversal, fracturas, doblado por fatiga, pandeo, deslizamiento, torsión, entre otros.
5. tipos de carga: que causan efectos permanentes, presión, deformacionestérmicas, tráfico.
6. Efectos ambientales: vientos, sismos, impactos, nieve, olas, fuego.

2. Códigos y normas:
2.1. Esfuerzo admisible y códigos de diseño de estado límite:
La tensión admisible indica que las condiciones de carga máxima no deben superar las capacidades mecánicas del material (típicamente de 1.5 a 2.5 se encuentra en la región elástica y de 2.5 a 3.0 para la máxima.)
El estadolímite se define para condiciones de carga máxima por un factor de seguridad.
Es recomendable considerar factores de carga y resistencia parciales para un diseño.
2.2. Efectos de la redundancia en los márgenes de seguridad:
Es importante distinguir entre el fracaso local de un componente y el fracaso de un sistema completo; mientras un fallo en un componente critico en una estructura puedeprovocar un fallo completo en toda la estructura.
También se puede contar con trayectorias alternativas de carga dentro del elemento que permite tener una reserva después de una falla en un componente.
Se puede definir para casos en que las vigas cuenta con apoyos simples o empotramientos que la carga se distribuye sobre la viga y que la relación de un módulo plástico y uno elástico define unapropiedad de la sección transversal conocido también como factor de forma.
En el diseño por tensiones admisibles se limita las cargas permisibles para aquellas secciones o materiales que alcanzan primero el límite elástico.
Para los diseños de estado limite se toma los factores para un colapso global y otro local y con el se define un rango de factores en el cual se puede diseñar.
De tal manera que elfallo de una estructura redundante debe ser considerado como un sistema en el que la probabilidad de
insuficiencia de los elementos individuales se evalúa secuencialmente después de la redistribución de carga , después de cada fracaso y la
probabilidad de fallo total obtenida mediante la combinación de los resultados .
3. Análisis de confiabilidad y factores parciales.
3.1 ANALISIS DECONFIABILIDAD:
Consiste en diseñar métodos de evaluación mediante la comparación de los efectos de carga y resistencia usando una relación de diseño, es decir la probabilidad de que los efectos de carga superen los efectos de resistencia.

FIG 2…..
Considerando la figura y haciendo un estudio de las dispersiones se obtiene una expresión en términos de las desviaciones estándar, parámetrosde distribución normal permitiendo calcular un índice de fiabilidad.
Este índice mediante un método estadístico más complejo como es considerando iteraciones sobre una superficie de posible falla continua. Cuando todas las variables presentan una distribución normal hay una relación entre el índice de fiabilidad y la probabilidad de fallo de tipo exponencial descendente. Para distribuciones...