Diseño por Capacidad Resistente o Diseño por Esfuerzo Admisible- ¿De que tratan?

Diseño por Capacidad Resistente o Esfuerzo Admisible, que es, de que se trata, son algunas de las preguntas que se habrá realizado más de un estudiante; pues y tal vez mas de un profesional alguna vez también se lo ha preguntado, al no tenerlo claro. Podríamos comenzar de que son el fundamento para el Diseño de Estructuras de Concreto Armado; aunque hay que aclarar que un método desfaso al otro, cosa que aquí en este post se explicara.

¿Qué es la Seguridad en un Diseño Estructural?

El principio es muy sencillo, al diseñar una estructura se hace una comparación, entre la magnitud de las cargas (solicitaciones) y la capacidad resistente del elemento que se está diseñando. Está claro que la capacidad resistente del elemento que se diseña debe de ser mayor en un cierto porcentaje a la solicitación, esto es para que el elemento o estructura tenga una confiabilidad. Ver Figura.

La capacidad Resistente debe Superar a las Solicitación-Imagen Tomada del Libro:

Temas de Hormigón Armado-Marcelo Romo Proaño, M.Sc.

¿Con que Método de Diseño se logra esto?

Existen 2 Método de Diseño que manejan los Códigos de Concreto, para lograr, Técnicamente el manejo de esa diferencia, que son:

• Diseño por Esfuerzo Admisible
• Diseño por Capacidad Resistente

¿Qué es el Diseño por Esfuerzo Admisible?

Es obtener la Capacidad Resistente del elemento estructural, (el esfuerzo máximo del material que provoca la rotura o que genera grandes deformaciones), luego se divide por un factor de seguridad aceptable, para volverla comparable con la magnitud de las solicitaciones, de volver a excederse, se tenía que re dimensionar y volver a calcular.

Se consigue un diseño apropiado cuando la magnitud de las Solicitaciones, no supera a

la Capacidad Resistente dividida, para el Factor de Seguridad (F.S.)

¿Qué es el Diseño por Capacidad Resistente (Diseño por Resistencia Ultima)?

Es el análisis de las cargas actuantes, muertas, vivas, sismo, vientos, entre otras, se multiplican por ciertos factores de carga (factores de mayoracion) y los valores resultantes se llaman cargas factorizadas, la capacidad del elemento estructural en estudio, se estudia multiplicando, la resistencia ultima teórica, por un factor de reducción de resistencia, esto se hace para tomar en cuenta las incertidumbres de los materiales, la mano de obra, etc.

Se consigue un diseño apropiado cuando la magnitud de las Solicitaciones Mayoradas

no supera a la Capacidad Resistente afectada por los factores de minoración. Ver figura.

Diseño por Capacidad Resistente-Imagen Tomada del Libro:

Temas de Hormigón Armado-Marcelo Romo Proaño, M.Sc.

¿Cuál de los dos métodos se utilizan en el Diseño de Concreto Armado?

Antes se considera pertinente mencionar que, desde el principio del siglo XX hasta los primeros años de la década de 1960, casi todo el diseño de estructuras de concreto reforzado, se hizo aplicando el método de diseño de esfuerzos de trabajo; pero…

Desde 1963 el método de Capacidad por Resistencia fue ganando mucha popularidad, tomando lugar en el código ACI, la cual desde esa época puso a la par, el diseño de resistencia última con el diseño de esfuerzos de trabajo.

Desventajas del Método de Esfuerzos Admisibles

A utilizar el método de Esfuerzos Admisibles, se tiene un conocimiento limitado en lo que se refiere a las magnitudes de los factores de seguridad contra el colapso; no se considera el hecho de que es deseable aplicar diferentes factores de seguridad para las cargas muertas y las cargas vivas (mayorarlas); el método no toma en cuenta las variaciones en las resistencias (minorándolas), ni la posibilidad de que, al incrementarse las cargas, algunas aumentan más que otras.

Cosa en la cual se ha mencionado que se toma en cuenta por el Método de Capacidad Resistente.

Conclusión

El Método por Resistencia ultima gano popularidad, debido a que, es un enfoque más racional que el método de diseño de esfuerzos de trabajo, usa una consideración más realista del concepto de seguridad y conduce a diseños más económicos.

Aunque se puede encontrar que todavía hoy en día, muchos proyectistas utilizan el método de Esfuerzo Admisible para diseñar estructuras de concreto armado contenedor de líquidos, porque los esfuerzos se mantienen a niveles bastante bajos, por lo que el agrietamiento resulta considerablemente menor y en consecuencia se tienen menos filtraciones, aunque por el método de resistencia también se diseñan, haciendo el uso al método apropiado para el control de agrietamiento.

Cabe destacar que las estructuras de madera se suelen diseñar por el método de esfuerzos admisibles. Es muy importante llevar a reflexión a los estudiantes profesionales, que utilizan el método por Resistencia Ultima, sin saber de qué trata o porque gano tanta popularidad y paso a desfasar al método de Esfuerzo de Trabajo.

Bibliografía

Diseño de Concreto Reforzado. Jack C. McCormac-Russell H.Brown Octava Edicion.

Temas de Hormigón Armado – Marcelo Romo Proaño, M.Sc