El período base de diseño, la vida útil de diseño y el período de retorno son conceptos de tres tiempos que los ingenieros estructurales suelen abordar. Si bien el Estándar Unificado para el Diseño de Confiabilidad de Estructuras de Ingeniería...
El Capítulo 2 “Términos” de “Normas” (en adelante “Normas”) enumera las definiciones del período de referencia de diseño y la vida útil de diseño, pero se estima que mucha gente todavía está un poco confundida sobre cuál es la diferencia entre ellos.
1. Plazo de devolución
Antes de entrar en la discusión, revisemos el "período de retorno". En nuestro artículo anterior, ¿una vez en 50 años = una vez en 50 años? ——Como se mencionó en el cuarto sentido común de la velocidad del viento que los ingenieros estructurales deben conocer, el período de retorno de una carga se refiere al "intervalo de tiempo promedio entre la ocurrencia o ocurrencia de un evento", y el período de retorno medido en "años" y la probabilidad de excedencia anual de la carga es inversamente proporcional. Por ejemplo, para cargas de viento con un período de retorno de 50 años, la probabilidad de excedencia anual es del 2%; para cargas de viento con un período de retorno de 100 años, la probabilidad de excedencia anual es del 1%.
Para una carga de viento cuya probabilidad anual de excedencia es p, la probabilidad de no exceder la velocidad del viento en un año determinado es 1-p, y la probabilidad de no exceder la velocidad del viento en N años es (1-p) elevado a la enésima potencia. Por lo tanto, la probabilidad de exceder la velocidad del viento en N años se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
De acuerdo con esta fórmula: para la carga de viento en el período de retorno de 50 años, la probabilidad de excedencia anual es p = 2%, y la probabilidad de excedencia dentro de 50 años es:
La probabilidad de trascendencia de 100 años aumenta a:
Y la probabilidad de superarlo en 200 años alcanzará:
2. Periodo base de diseño
Del ejemplo anterior, se desprende que, para cargas variables, carece de sentido mencionar únicamente la probabilidad de excedencia sin mencionar el tiempo correspondiente. Después de todo, a largo plazo habrá muertes, la probabilidad de exceder las cargas variables será cercana al 100 % y los edificios colapsarán (a menos que se demuelan antes). Por lo tanto, para unificar el estándar de medición, es necesario especificar una escala de tiempo unificada como parámetro temporal para los valores de carga variable. Esta escala de tiempo constituye el «periodo de referencia de diseño».
El Artículo 3.1.3 del “Código de Carga de Estructuras de Edificación” estipula que se adoptará un período de referencia de diseño de 50 años para determinar el valor representativo de las cargas variables. Esta disposición es obligatoria. Su obligatoriedad se debe a que, sin establecer una base temporal, carece de sentido analizar la probabilidad de exceder la carga y el índice de confiabilidad (probabilidad de falla) de la estructura.
Hora de publicación: 28 de abril de 2023