¿Qué es el método del estrés laboral?
El método de esfuerzos de trabajo es un método tradicional de diseño estructural que tiene como objetivo asegurar que los esfuerzos inducidos en la estructura bajo
la peor combinación creíble de cargas no exceda las tensiones de trabajo permitidas asignadas para los materiales involucrados. En este enfoque, el diseño se basa en el concepto de garantizar la integridad estructural proporcionando suficiente resistencia para resistir las cargas anticipadas sin exceder un límite predefinido de tensión. El método de estrés de trabajo se conoce comúnmente como método de diseño de estrés permitido (ASD). . Estos son los puntos clave sobre el método del estrés laboral:
1. Esfuerzos permitidos :
En este método, cada material estructural tiene una tensión permitida específica, que es una fracción (normalmente entre 33% y 66%) de su resistencia máxima. Estas tensiones permitidas se establecen en base a pruebas empíricas y factores de seguridad que tienen en cuenta las incertidumbres y las variaciones potenciales en las propiedades del material y las condiciones de carga.
2. Filosofía del diseño :
La filosofía de diseño del método de esfuerzos de trabajo implica verificar que los esfuerzos en la estructura bajo cualquier combinación de carga permanezcan por debajo de los esfuerzos permisibles correspondientes para los materiales utilizados. Esto asegura que la estructura tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas de servicio esperadas y proporciona un margen de seguridad contra fallas.
3. Combinaciones de carga :
El diseño debe considerar diferentes combinaciones de cargas que pueden ser críticas para la seguridad estructural, como cargas muertas (pesos permanentes), cargas vivas (cargas variables como ocupación y equipo), cargas de viento, fuerzas sísmicas, variaciones de temperatura y otras cargas accidentales. Cada combinación de carga se multiplica por un factor de carga respectivo para tener en cuenta las incertidumbres y las posibles condiciones extremas.
4. Proceso de diseño :
a) Determine las cargas de diseño para varias combinaciones de carga.
b) Calcular las tensiones inducidas en la estructura para cada combinación de cargas.
c) Comparar las tensiones calculadas con las tensiones admisibles para los respectivos materiales.
d) Si las tensiones calculadas son menores o iguales a las admisibles, el diseño se considera satisfactorio. En caso contrario, se deberá revisar o reforzar el diseño estructural.
5. Ventajas :
a) Simplicidad:El método de tensión de trabajo es relativamente sencillo de entender y aplicar, lo que lo hace adecuado para estructuras simples y tareas de diseño de rutina.
b) Prácticas establecidas:Es un método bien establecido respaldado por conocimiento empírico histórico, lo que lo hace familiar y ampliamente aceptado dentro de la comunidad de ingenieros.
6. Desventajas :
a) Conservadurismo:El método de estrés laboral puede considerarse conservador ya que aplica importantes factores de seguridad, lo que puede llevar a un diseño excesivo y un uso ineficiente de los materiales.
b) Falta de Refinamiento:No considera el comportamiento real de la estructura más allá del rango elástico, lo que podría ser relevante en ciertas aplicaciones estructurales complejas.
c) Complejidad para estructuras complejas:el método de tensión de trabajo se vuelve más difícil de aplicar en estructuras complejas o indeterminadas, ya que requiere cálculos extensos e iteraciones manuales para satisfacer múltiples restricciones de tensión.
En resumen, el método de tensión de trabajo es un enfoque de diseño tradicional que garantiza que las tensiones permanezcan por debajo de límites predefinidos, proporcionando un margen de seguridad contra fallas estructurales. Si bien es simple y ampliamente comprendido, puede ser conservador en ciertas situaciones y menos eficiente en comparación con métodos más avanzados como el método de diseño de estado límite, que se usa comúnmente en las prácticas modernas de ingeniería estructural.