14 DISENODEESTRUCTURASDECONCRETO

c. Seguridad estructuralUna estructura dada tiene margen de seguridadM si

es decir, si la resistencia de la estructuraesmayor que lascargasque actansobreella. Debido a queSy Q son variables aleatorias, el margen de seguridad M =S-Q tambin es una variable aleatoria. Unagrficade la funcinde probabilidaddeMpuede representarsecomoen la figura Lafalla ocurrecuandoMes menor quecero;laprobabilidaddefalla est representada entonces por el reasombreadade lafigura.

Aunque la forma precisa de la funcin de densidad probabilstica para S y Q, por tanto para M, no se conoce, este concepto puede utilizarse como una metodologa racional para estimar la seguridad estructural. Una posibilidad consiste en exigir que el margen de seguridad promedio Msea un nmero especificado de desviaciones estndares por encima de cero. Puede demos-trarse que esto resulta en el siguiente requisito

donde es un coeficiente de seguridad parcial menor que uno (1) aplicadoa la resistenciamediaS y es un coeficiente de seguridad parcial mayor que uno (1) aplicado a la carga media Lamagnitud de cada uno de los coeficientes deseguridad parciales depende de la varianza de la cantidad a la cual aplica, S o Q,y del valorseleccionado queesel ndicedeseguridad de la estructura. Comoguageneral, un valordel ndicede entre3 y 4correspondea una probabilidadde falla delorden de (ver la referencia 1.8). se determina usualmente mediante calibracinfrente a diseosbien acreditados y sustentados.

En la prctica resulta msconvenienteintroducircoeficientesdeseguridad parcialescon respec-to a cargas especificadasen el cdigo,quecomose mencion, excedenconsiderablementelosvalorespromedio,en lugarde utilizar cargas medias como en la ecuacin (1.2); de manera similar, el coefi-ciente de seguridad parcial para la resistencia se aplica a la resistencia nominal calculada en forma conservadoraen lugarde la resistencia media como en la ecuacin (1.2). En estos trminos, se pueden replantear los requisitosdeseguridadas:

en la cual esunfactor de reduccinde resistencia aplicado a la resistencia nominal S,, y y esunfactorde carga aplicado a las cargas de diseo calculadaso especificadasen loscdigos.An ms, recono-ciendo las diferencias en la variabilidadentre las cargas muertasDylas cargas vivasL, por ejemplo,esrazonable y sencillointroducir factores de carga diferentespara tiposde carga diferentes.Laecuacinprecedente puede entoncesreescribirse

en la cual es un factor de carga un poco mayorque uno (1)aplicado a la carga muerta calculadaD,y es un factor de carga aun mayor aplicadoa la carga vivaL especificada por el cdigo. Cuando se tienen en cuenta cargasadicionales,talescomo cargas de viento W, puedeconsiderarsela menor proba-bilidad de que las cargas mximasmuertas,vivasydeviento, u otrascargas,vayana actuar simultnea-mente, mediante un factor amenorque uno (1) tal que

Lasespecificaciones vigentes dediseoenlosEstados Unidos siguen los de las ecuaciones y