FACTORES
DE SEGURIDAD PARA EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS
El coeficiente de seguridad (también conocido
como factor de seguridad) es la relación de la resistencia real entre la
resistencia requerida. Dicha relación es el cociente entre el valor calculado
de la capacidad máxima de un sistema y el valor del requerimiento esperado real
a que se verá sometido.
Con el objetivo de evitar una falla estructural,
las cargas que una estructura es capaz de soportar deben ser mayores que las
cargas a las que se va a someter cuando este en servicio. Como la
resistencia es la capacidad de una estructura para resistir cargas, el
criterio anterior se puede replantear como sigue: la resistencia real de
una estructura debe ser mayor que la resistencia requerida. Dicho factor de
seguridad puede ser expresado mediante la siguiente fórmula:
Factor de seguridad Fs=Resistencia real
Resistencia requerida
Por este motivo el factor de seguridad (Fs) es un
número mayor que uno, que indica la capacidad en exceso que tiene el sistema
por sobre sus requerimientos.
La fórmula anterior cumple con la definición de
factor de seguridad utilizada en la Norma COVENIN-MINDUR 2002-88 definiéndolo
como:
´´ Relación de un criterio de falla respecto a
las condiciones de utilización previstas. Aplicado al criterio de resistencia,
cociente de la resistencia de agotamiento dividida entre la resistencia de
utilización o prevista.´´
En este sentido, en ingeniería es común, y en
algunos casos imprescindible, que los cálculos de dimensionado de estructuras
constructivas, incluyan un coeficiente de seguridad que garantice que bajo
desviaciones aleatorias de los requerimientos previstos, exista un margen extra
de prestaciones por encima de las mínimas estrictamente necesarias.
Diversas normativas constructivas incluyendo a la
norma COVENIN, avalan métodos de cálculo que involucran tanto factores de
mayoración de la carga, como factores de minoración de la resistencia, siendo
el coeficiente de seguridad global un valor dependiente de los factores
parciales de mayoración y minoración mencionados.
La norma Venezolana COVENIN MINDUR 2002-88 define
a dichos factores de mayoración como:
´´Factores empleados
para incrementar las solicitaciones a fin de diseñar en el estado límite de
agotamiento resistente.´´
Usualmente se emplea el método de los
estados límites para proyectar y justificar mediante cálculo una
determinada edificación. Este método consiste en determinar posibles modos de
fallo de un edificio, y fijar un valor probable (valor característico) de
cierta magnitud que controla alguno de los posibles modos de fallo funcional o
estructural.
Dentro de los principales factores de Mayoración
empleados en Venezuela se encuentre el de 1,4 multiplicado por la carga muerta
(Carga permanente a la cual se encuentra la estructura, incluido el peso propio
de la estructura) y el de 1,7 por la carga viva (Carga variable a la cual
pudiese ser sometida la estructura por el uso y ocupación de la misma).
La carga de servicio multiplicada por los
factores de mayoración indicados en las normas correspondientes al material
utilizado se conoce como carga mayorada.
Así como existen factores de
mayoración para la resistencia requerida de la estructura existen factores de
minoración para la resistencia real de los materiales a ser empleados para la
misma.
Al emplear dichos factores de
minoración y mayoración para la resistencia real y requerida de la estructura,
se genera el Factor de seguridad para el diseño de la estructura.
