COMPARACIÓN DEL DISEÑO POR TENSIONES DE TRABAJO CON EL DISEÑO POR RESISTENCIA - I

Para ilustrar cómo varía el factor de seguridad del diseño por tensiones de trabajo respecto del método de diseño por resistencia, analizaremos una sección rectangular y una sección Te con las dimensiones indicadas en las Figuras 31-1 y 31-2, respectivamente. En ambos casos f'c = 4000 psi; fy = 60 ksi y la cantidad de armadura se hizo variar entre la armadura mínima de flexión de acuerdo con 10.5.1 y un máximo de 0,75ρb de acuerdo con el Apéndice B del Código 2002. Las resistencias a

flexión se calcularon usando tres procedimientos:

1. Resistencia nominal a flexión, Mn, usando el diagrama rectangular de tensiones de 10.2.7. Los resultados se grafican en línea llena.

2. Resistencia nominal a flexión en base a las condiciones de equilibrio y compatibilidad. Este análisis detallado se realizó usando el programa Response 200031.1, adoptando relaciones tensión-deformación representativas para el hormigón y el acero de la armadura. Los resultados se grafican con el símbolo "+".

3. Análisis por tensiones de trabajo usando relaciones tensión-deformación elástico-lineales para el hormigón y la armadura y las tensiones admisibles bajo cargas de servicio del Apéndice A del código 1999. Los resultados se grafican mediante las líneas discontinuas que representan Ms.

Observaciones:

(a) La resistencia a flexión en base al diagrama rectangular de tensiones, Mn, es muy similar a los resultados obtenidos del análisis detallado usando las condiciones de equilibrio y compatibilidad.

(b) El factor de seguridad, representado por la relación φMn/Ms es altamente variable. Para la sección rectangular esta relación varía entre 2,3 y 2,8 mientras que para la sección Te varía entre 2,3 y 2,4. Comparando, para el diseño a flexión usando los factores de carga y reducción de la resistencia del Capítulo 9 el factor de seguridad está comprendido entre 1,2/0,9 = 1,33 cuando predomina la carga permanente, y 1,6/0,9 = 1,78 cuando predomina la sobrecarga. Para los factores de carga y reducción de la resistencia del Apéndice C, estas relaciones son iguales a 1,4/0,9 = 1,56 y 1,7/0,9 = 1,89 respectivamente.