2.2: Combinaciones de carga para diseño estructural
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Las estructuras están diseñadas para satisfacer los requisitos de resistencia y capacidad de servicio. El requisito de resistencia garantiza la seguridad de la vida y la propiedad, mientras que el requisito de facilidad de servicio garantiza la comodidad de ocupación (personas) y la estética de la estructura. Para cumplir con los requisitos antes señalados, las estructuras están diseñadas para la carga crítica o la carga más grande que actuaría sobre ellas. La carga crítica para una estructura dada se encuentra combinando todas las diversas cargas posibles que una estructura puede soportar durante su vida útil. Las Secciones 2.3.1 y 2.4.1 de ASCE 7-16 proporcionan las siguientes combinaciones de carga para su uso al diseñar estructuras mediante los métodos de Diseño de Factor de Carga y Resistencia (LRFD) y Diseño de Resistencia Permitida (ASD).
Para LRFD, las combinaciones de carga son las siguientes:
1.1.4\(D\)
2.1.2\(D+1.6 L+0.5\left(L_{r} \text { or } S \text { or } R\right)\)
3.1.2\(D+1.6\left(L_{r} \text { or } \text { S or } R\right)+(L \text { or } 0.5 \mathrm{W})\)
4.1.2\(D+1.0 W+L+0.5\left(L_{r} \text { or } S \text { or } R\right)\)
5.0.9\(D + 1.0W\)
Para ASD, las combinaciones de carga son las siguientes:
1. \(D\)
2. \(D + L\)
3. \ (D + (L r o S o R)
4. \(D + 0.75 L + 0.75\left(L_{r} \text { or } S \text { or } R\right)\)
5. \(D + (0.6 W)\)
donde
- \(D\)= carga muerta.
- \(L\)= carga viva por ocupación.
- \(L_{r}\)= carga viva del techo.
- \(S\)= carga de nieve.
- \(R\)= carga nominal por agua de lluvia inicial o hielo, excluida de las contribuciones de estanques.
- \(W\)= carga de viento.
- \(E\)= carga sísmica.
Ejemplo\(\PageIndex{1}\)
Un sistema de piso que consiste en viguetas de madera espaciadas 6 pies de distancia en el centro y un abordaje de madera machihembrado, como se muestra en la Figura 2.8, soporta una carga muerta (incluyendo el peso de la viga y el abordaje) de 20 psf y una carga viva de 30 psf. Determine la carga máxima factorizada en lb/ft que cada vigueta de piso debe soportar usando las combinaciones de carga LRFD.
\(Fig. 2.8\). Sistema de piso.
Solución
Carga muerta\(D=(6)(20)=120 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
Carga viva\(L=(6)(30)=180 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
Determinar las cargas máximas factorizadas W u usando las combinaciones de carga LRFD y descuidando los términos que no tienen valores, arroja lo siguiente:
\(W_{u}=(1.4)(120)=168 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
\(W_{u}=(1.2)(120)+(1.6)(180)=288 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
\(W_{u}=(1.2)(120)+(0.5)(180)=234 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
\(W_{u}=(1.2)(120)+(0.5)(180)=234 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
\(W_{u}=(1.2)(120)+(0.5)(180)=234 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
\(W_{u}=(0.9)(120)=108 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)
La carga factorizada gobernante =\(288 \mathrm{lb} / \mathrm{ft}\)