aceros

Diseño con Factores de Carga y Resistencia(LRFD).

Se base en los conceptos de estados limite.

El estado limite es para describir una condición en la que una estructura o
parte de ella deja de cumplir su pretendida función.
Dos tipos de estados limite:
Los de resistencia
Los de servicio

Los estados limite de resistencia –se basan en la seguridad o
capacidad de carga de lasestructuras e incluyen las resistencias
plásticas, de pandeo, de fractura, de fatiga, de volteo, etc.
Los estados limite 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.
La especificación LRFD
‐Especifica muchoa los estados limite de resistencia
‐Permite cierta libertad en el área de servicio.

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 carga varían, dependiendo del tipo
de combinación de las cargas.
Laestructura se proporciona para que tenga una resistencia ultima 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 estructural es:
Σλi Qi≤φRn

(Suma de los productos de los efectos de lascargas y factores de carga)
≤(factor de resistencia)(resistencia nominal)
(Los efectos de las cargas) ≤(la resistencia o capacidad del elemento
estructural)
Factores de carga y las combinaciones

U = 1.4 D (Ecuación A 4‐1 del LRFD)
U = 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr o S o R)

(Ecuación A 4‐2 del LRFD)

Donde
U –la carga ultima
D –cargas muertas (Dead load)
L –cargas vivas (Live load)
Lr–cargas vivas en techos (Roof Live load)
S –cargas de nieve (Snow load)
R –carga inicial de agua de lluvia o hielo (Rain water or ice load)
W –fuerzas de viento (Wind load)
E –Fuerzas de Sismo (Earthquake load)

Cuando hay cargas de impacto
U = 1.2D + 1.6(Lr o S o R) + (0.5 Lr o 0.8 W) (Ecuación A 4‐3 del
LRFD)
U = 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr o S o R) (Ecuación A 4‐4 del LRFD)
U = 1.2D ±1.0E+0.5 L+0.2S (Ecuación A 4‐5 del LRFD)
Existe un cambio en el valor de factor de carga para L en las
combinaciones A4‐3, A 4‐4, A4‐5 cuando se trata de garajes, áreas de
reuniones publicas y en todas las áreas donde la carga viva exceda de
100 psf,
U = 1.2D + 1.6(Lro S o R)+(1.0 L o 0.8 W) (Ecuación A 4‐3’ del
LRFD)
U = 1.2D+1.3W+1.0L+0.5(Lro S o R) (Ecuación A 4‐4’ del LRFD)

U = 1.2 D±1.0 E + 1.0 L + 0.2S (Ecuación A 4‐5’ del LRFD)
Cuando hay la posibilidad de levantamiento por las fuerzas de viento y
sismo,
U = 0.9 D ±(1.3 W o 1.0 E) (Ecuación A 4‐6 del LRFD)
Las magnitudes de las cargas (D, L, Lr, etc.) –obtenerse en los
reglamentos de construcción vigentes o en la especificación ASCE
7.93.
•ASCE –American Society of Civil Engineers
•Carga critica o gobernante el valormas grande obtenido en cada caso

Factores de Resistencia
La resistencia ultima de una estructura depende en la resistencia de los
materiales, las dimensiones, la mano de obra y no puede calcular
exactamente
Que puede influir
1. Imperfecciones en las teorías de análisis
2. A variaciones en las propiedades de los materiales
3. A las imperfecciones en las dimensiones de los elementosestructurales
Para hacer esta estimación, se multiplica la resistencia ultima teórica
(resistencia nominal) de cada elemento por un factor φ, de resistencia
(siempre menor que 1.0).

F de Resist. o φ

Situaciones

1.00

Aplastamiento en áreas proyectantes de pasadores, fluencia del
alma bajo cargas concentradas, cortante en tornillos en juntas tipo
fricción

0.90

Vigas...