Fiabilidad estructural

La fiabilidad estructural se refiere a la aplicación de teorías de ingeniería de fiabilidad a edificios y, más generalmente, al análisis estructural. ^{[ 1 ] [ 2 ]} La fiabilidad también se utiliza como una medida probabilística de seguridad estructural. La fiabilidad de una estructura se define como la probabilidad de fallo .${\displaystyle ({\text{Fiabilidad}}=1-{\text{Probabilidad de fallo}})}$La falla ocurre cuando la carga total aplicada es mayor que la resistencia total de la estructura. La confiabilidad estructural se ha convertido en una filosofía de diseño reconocida en el siglo XXI y podría reemplazar los métodos deterministas tradicionales de diseño ^{[ 3 ]} y mantenimiento ^{[ 2 ] .}

En los estudios de confiabilidad estructural, tanto las cargas como las resistencias se modelan como variables probabilísticas. Mediante este enfoque, se calcula la probabilidad de falla de una estructura. Cuando las cargas y las resistencias son explícitas y tienen su propia función independiente, la probabilidad de falla se puede formular de la siguiente manera. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

dónde${\displaystyle P_{f}}$es la probabilidad de fallo,${\displaystyle F_{R}(s)}$es la función de distribución acumulativa de la resistencia (R), y${\displaystyle f_{s}(s)}$es la densidad de probabilidad de carga (S).

Sin embargo, en la mayoría de los casos, la distribución de cargas y resistencias no es independiente y la probabilidad de falla se define mediante la siguiente fórmula más general.

donde 𝑋 es el vector de las variables básicas, y G(X), que se denomina función de estado límite, puede ser una línea, superficie o volumen sobre cuya superficie se toma la integral.