Kasee Srinivas ya ha respondido bien a esta pregunta.
Desde que recibí un A2A, aquí hay una respuesta adicional para ingenieros no civiles.
La capacidad de carga de un miembro estructural es una función de:
1) El material y sus propiedades como límite elástico (acero, hormigón, aluminio, madera …)
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2) La forma (rectangular, circular, hueca, cuadrada, en forma de I, en forma de canal o combinación compleja de formas)
3) Las dimensiones de la sección transversal como profundidad, ancho, diámetro, grosor, etc.
4) La naturaleza de la carga a la que está sometida, como compresión o tensión, con o sin momento de flexión, y corte y torsión.
5) Cómo se conecta en los extremos (articulados o fijos o libres) a otros miembros y / o a la base
6) La longitud sin restricciones, o lateralmente sin soporte, y la longitud geométrica real, etc.
7) El código de práctica estándar del país que permite cargas mayores o menores en algunas situaciones, dependiendo de la función de la estructura de la que este miembro forma parte.
Las fuerzas en los miembros de la estructura debido a las cargas impuestas, se calculan mediante procedimientos matemáticos estándar. (llamado análisis estructural) Las propiedades geométricas de la sección transversal del miembro también se calculan de manera similar mediante procedimientos estándar.
Las tablas, gráficos, nomogramas, manuales estaban disponibles anteriormente que indicaban cuánta carga se permitía en el miembro según los parámetros. También se han derivado fórmulas detalladas que dan el procedimiento. Hoy en día todo esto está desactualizado y el software calcula la carga permitida y se compara con la carga real que revelan los resultados del análisis estructural. El tamaño del miembro se ‘ajusta’ y se ajusta hasta que la carga real sea un poco menor que la carga permitida.
Kasee Srinivas ha usado el término “estrés” en lugar de “Carga” y la palabra “estrés” es un poco más técnica. En cambio, he usado “carga”, pero nuestras explicaciones son equivalentes. La “carga” es solo esfuerzo multiplicado por la propiedad geométrica relevante como área o módulo de sección y, por lo tanto, si un miembro es seguro en términos de “esfuerzo”, también es seguro en términos de “carga”.
Como información final, a veces, en ciertas situaciones, estas tensiones o cargas no son la única consideración. Incluso si están dentro de los límites, la extensión de las desviaciones (o cuánto se deforma la estructura bajo la acción de las cargas) determina si el miembro está bien o no.
Los procedimientos detallados con fórmulas y diagramas están disponibles en todos los libros de texto estándar y hoy en día se han incorporado al software que se utiliza para el análisis y el diseño.
Todo el proceso es similar a cómo determina si un candidato que selecciona para un trabajo es adecuado o no. Las fuerzas en los miembros corresponden a los requisitos del trabajo. Las propiedades del miembro corresponden a las calificaciones del candidato y sus capacidades. Si el requisito de trabajo es menor de lo que el candidato es capaz para usted, selecciónelo. Algunas veces sus capacidades por sí solas no son suficientes. Debe ser capaz de soportar las tensiones del trabajo y eso corresponde a las desviaciones en la estructura.
Sí, a veces las reservas también entran en escena. Si el cliente ya tiene algunos miembros de acero de cierto tamaño para usar, o si por consideraciones arquitectónicas, un miembro de un tamaño particular debe de alguna manera ser acomodado y seguro ajustando otros parámetros en la estructura, el ingeniero puede verse obligado a acomodar ese miembro solo como candidato a veces se selecciona debido a otras consideraciones además de las calificaciones y la capacidad.
Confío en que esto sea comprensible para todos y no solo para los ingenieros civiles.
GV