DISEÑO CON FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA (LRFD) Y DISEÑO POR
ESFUERZOS PERMISIBLES (ASD)
La Especificación AISC proporciona dos métodos aceptables para diseñar miembros
de acero estructural y sus conectores. Éstos son el Diseño con factores de carga y
resistencia (LRFD: Load and Resistance Factor Design) y el Diseño por esfuerzos
permisibles (ASD:Allowable Strength Design). Como vamos a aprender en este libro
de texto, ambos procedimientos se basan en los principios del diseño de estados
límite, el cual proporciona las fronteras de la utilidad estructural.
El término estado límite se usa para describir una condición en la que una estructura
o parte de ella deja de cumplir su función prescrita. Existen dos tipos de estados
límite: los de resistencia y los de servicio.
Los estados límite de resistencia definen la capacidad de sustentar una carga,
incluyendo la fluencia excesiva, la fractura, el pandeo, la fatiga y el movimiento bruto
de cuerpo rígido. Los estados límite de servicio definen el comportamiento,
incluyendo la deflexión, el agrietamiento, los deslizamientos, la vibración y el
deterioro. Todos los estados límite deben evitarse.
Los ingenieros estructuristas han reconocido desde hace mucho tiempo la
incertidumbre inherente tanto de la magnitud de las cargas que actúan sobre una
estructura como de la capacidad de la misma para sustentar esas cargas.
Generalmente, los efectos de las cargas múltiples son aditivos, pero en algunos
casos (por ejemplo, una viga columna) una carga puede amplificar el efecto de otra.
En el mejor de los casos, el efecto combinado de las cargas múltiples, en relación
con un estado límite específico o modo de falla, se puede describir con una función
de densidad de probabilidad matemática. Además, el estado límite estructural puede
describirse con otra función de densidad de probabilidad matemática. Para este caso
ideal, las dos funciones de densidad de probabilidad arrojan una relación
matemática, ya sea para la diferencia entre las dos medias o su cociente, y la
posibilidad de que la carga sobrepase a la resistencia.
El margen establecido entre la resistencia y la carga en los casos reales tiene como
objetivo reducir la probabilidad de falla, dependiendo de las consecuencias de la
falla o de la falta de servicio. La pregunta que tenemos es cómo lograr este objetivo
cuando generalmente se dispone de información insuficiente para una descripción
completamente matemática, ya sea de la carga o de la resistencia. El LRFD es un
enfoque; el ASD es otro. Ambos métodos tienen como objetivo obtener un margen
