ESTADO LÍMITESe alcanza un estado límite de comportamiento en una construcción cuando se presenta una combinación de fuerzas, desplazamientos, niveles de fatiga, o varios de ellos, que determina el inicio o la ocurrencia de un modo de comportamiento inaceptable de dicha construcción. De acuerdo con los artículos 210 Y 21 del Reglamento, tales estados límite se clasifican en dos grupos: estados límite de falla y estados límite de servicio. ESTADO LIMITE DE FALLA Son los que, de ser superados, ponen fuera de servicio el edificio, por colapso o rotura de toda la estructura o de parte de la misma. Los estados últimos son los que afectan a la capacidad portante del edificio (estabilidad y resistencia), y pueden ser debidos a: Pérdida del equilibrio del edificio o de una parte de él, considerado como cuerpo rígido. Fallo por deformación excesiva. Transformación de la estructura, total o parcialmente, en un mecanismo. Rotura de elementos estructurales o de sus uniones. Inestabilidad de elementos estructurales. Se considera que hay suficiente estabilidad (de todo el edificio o de una parte) si en todas las situaciones de proyecto que se consideren se cumple que el valor de cálculo del efecto de las acciones desestabilizadoras es menor o igual al valor de cálculo del efecto de las acciones estabilizadoras. Se considera que hay suficiente resistencia de la estructura (elemento estructural, sección o nudo) si en todas las situaciones de proyecto que se consideren se cumple que el valor de cálculo del efecto de las acciones es menor o igual al valor de cálculo de la resistencia correspondiente ESTADO LÍMITE DE SERVICIO Desplazamientos En las edificaciones comunes sujetas a acciones permanentes o variables, la revisión del estado límite de desplazamientos se cumplirá si se verifica que no exceden los valores siguientes: a) Un desplazamiento vertical en el centro de trabes en el que se incluyen efectos a largo plazo, igual al claro entre 240 más 5 mm; además, en miembros en los cuales sus de acuerdo con su frecuencia. Vibraciones Además. se considerará como estado límite a un desplazamiento vertical. Tradicionalmente la metodología del diseño por seguridad estructural ha sido exclusivamente aplicada a mecánica estructural. Para elementos en voladizo los límites anteriores se duplicarán. diseñando la estructura por serviciabilidad incluyendo el requerimiento de vida útil que deberá de cumplirse. como muros de mampostería. La seguridad en contra de la falla será considerada una función del tiempo. . medido después de colocar los elementos no estructurales. deberán imponerse límites a las amplitudes máximas de las vibraciones. b) Un desplazamiento horizontal relativo entre dos niveles sucesivos de la estructura. con un grado de certidumbre aceptable. DISEÑO POR DURABILIDAD La teoría del diseño por durabilidad está basada en la teoría de seguridad tradicionalmente usada en diseño estructural (diseño por confiabilidad estructural). Para diseño sísmico o por viento se observará lo dispuesto en las Normas correspondientes. igual al claro de la trabe entre 480 más 3 mm. Un nuevo giro que se le ha dado a la teoría por seguridad estructural es la incorporación del factor tiempo dentro del diseño. de manera de evitar condiciones que afecten seriamente la comodidad de los ocupantes o que puedan causar daños a equipo sensible a las excitaciones citadas. igual a la altura del entrepiso dividido entre 500. para edificaciones en las cuales se hayan unido los elementos no estructurales capaces de sufrir daños bajo pequeños desplazamientos. permitiendo la posibilidad de incluir la degradación del concreto como una parte esencial en el diseño de la estructura. el límite será igual a la altura del entrepiso dividido entre 250. la posibilidad de falla debido a la degradación gradual de la estructura producida por agentes agresivos del medio ambiente.desplazamientos afecten a elementos no estructurales. En este contexto el término seguridad de una estructura se define como la capacidad de una estructura de resistir. que no sean capaces de soportar desplazamientos apreciables. en otros casos. la probabilidad de falla se podría definir como: Pf ( τ )=P { S ( τ ) < R ( τ ) } para toda τ ≤t … .3 La determinación de la función Pf (τ) sería muy complejo estimarla matemáticamente.1. Por esto es más factible el uso del método de factores de seguridad. como la resistencia R. De ahora en adelante la probabilidad Pf se definirá como la probabilidad de esta ‘falla’: Pf =P { S< R } ….5 Es con la ayuda del factor de seguridad ℷt que el diseño integral (estocástico) se convierte en un diseño determinístico. En el método estocástico S (t). la falla de la estructura ocurrirá si la resistencia del concreto o de la estructura es menor que las cargas externas. En el diseño estructural el valor de las cargas de servicio (obtenidas de manuales de diseño) se multiplica por factores de seguridad (>1). El evento ‘falla’ podría expresarse de la siguiente manera: { falla }= { S< R } … .1 .1 .El modelo matemático más simple que describe el evento de ‘falla’ involucra una variable de cargas externas.1. los materiales (concreto y acero) son multiplicados por otros factores de seguridad (debido a la existencia de una ‘perdida’ de sección del acero y del concreto que rodea al acero. por lo que la aplicación del método estocástico sería muy compleja. Esto se logra cambiando Tᵥᵤ por TD vía un factor de seguridad 8t como se presenta en la siguiente ecuación: TD= ℷt ∗Tᵥᵥ… .1 En otras palabras. S. Por otro lado.2 Tanto la carga externa S. los cuales consideran la variabilidad en la magnitud de dichas cargas. En el método determinístico las S (t). 1. pueden ser cantidades que varían con el tiempo. R (t) y la vida útil son considerados funciones de distribución probabilísticas. Usualmente R y S no se consideran valores instantáneos en el tiempo. y una variable de resistencia del material. Por lo tanto la probabilidad de falla también varía con el tiempo. R. el método estocástico y el método de factores de seguridad. Asumiendo que R (τ) y S (τ) son los valores instantáneos de la resistencia y las cargas en el momento J. estimadas directamente de fórmulas analíticas o empíricas previamente calculadas. Si las variables S y R son independientes del tiempo. Aunque el método de diseño integral por factor de seguridad se basa en el principio de seguridad y confiabilidad. Por esto la probabilidad de falla se expresa como: Pf ( t )=P { S ( t ) < R ( t ) } …. .4 Existen tres diferentes métodos para el diseño integral por durabilidad: el método determinístico. Normalmente muchos son los factores involucrados para determinar las funciones de distribución probabilísticas de estas tres funciones. R (t) y la vida útil son considerados como cantidades únicas. tratándolas más como funciones probabilísticas que dependen del tiempo. el procedimiento sigue la metodología de un proceso determinístico. puede decidir que se diseñe el edificio para que satisfaga requisitos más conservadores que los aquí establecidos. Por ello la necesidad de determinar el factor de seguridad adecuado para que la probabilidad de falla en el tiempo Tᵥᵤ (Pf (Tᵥᵤ)) sea muy pequeña. de acuerdo con el propietario. con el fin de reducir la probabilidad de pérdidas económicas en la construcción a cambio de una inversión inicial mayor. Para disminuir la fracción de estructuras que fallen al llegar al tiempo Tᵥᵤ. TD debe ser mayor que Tᵥᵤ. El Director Responsable de Obra. S y Tᵥᵤ. aunque pueden presentarse daños que lleguen a afectar el funcionamiento del edificio y requerir reparaciones importantes. El primer principio considera al factor de seguridad 8t independiente de los factores de seguridad para R (t) y S. Existen dos principios para la estimación del factor de seguridad ℷt: · El principio de seguridad separada. bajo el sismo máximo probable. Las deformaciones y fuerzas internas que resulten se combinarán entre sí como lo especifican estas Normas. y se combinarán con los efectos de fuerzas gravitacionales y de las otras acciones que correspondan. no habrá fallas estructurales mayores ni pérdidas de vidas. .Si la estructura se diseña por durabilidad usando Tᵥᵤ = TD existirá la probabilidad que el 50% de las estructuras fallen al llegar a ese tiempo. El principio de seguridad combinada. según los criterios que establecen las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones. Es claro que para disminuir Pf (T ᵥᵤ) se debe incrementar el factor de seguridad 8t. DISEÑO POR SISMO Los requisitos de las NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEÑO POR SISMO tienen como propósito obtener una seguridad adecuada tal que. Condiciones de análisis y diseño Las estructuras se analizarán bajo la acción de dos componentes horizontales ortogonales no simultáneos del movimiento del terreno. El segundo considera las interacciones de los tres factores de seguridad para R (t).