METALICA Clase 4 Uniones Soldadas Parte 3
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SIMBOLOGÍA PARA LAS UNIONES SOLDADAS Se muestran en forma simplificada los símbolos para representar las características de las uniones soldadas utilizados por la AWS
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SIMBOLOGÍA PARA LAS UNIONES SOLDADAS
Se muestran en forma simplificada los símbolos para representar las características de las uniones soldadas utilizados por la AWS
SIMBOLOGÍA PARA LAS UNIONES SOLDADAS
LOCALIZACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UN SÍMBOLO DE SOLDADURA
Algunos ejemplos:
UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS
El estado tensional de una soldadura sometida a fuerza paralelas o normales a su eje es muy complejo, por lo que las normas dan procedimientos simplificados avalados por ensayos
La resistencia de la unión esta determinada por:
La resistencia de la soldadura en el plano de la misma
La resistencia del metal base en cercanías de la soldadura
Los posibles planos de falla son:
(a) Plano 1-1 la resistencia de la unión esta gobernada por la resistencia del material A
(b) Plano 2-2 la resistencia de la unión esta gobernada por la resistencia al corte de la soldadura
(c) Plano 3-3 la resistencia de la unión esta gobernada por la resistencia del material B
UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS
Uniones a tope de penetración completa
Para fuerzas de tracción o compresión normales o paralelas al eje de la soldadura al estar restituida la sección es determinante la resistencia del material base
Para solicitaciones por corte la falla puede ser en la base o en la soldadura
Uniones a tope de penetración parcial
Para compresión normal al eje de la soldadura la fuerza se transmite por contacto de las piezas y manda la resistencia del metal base
Si la fuerza es paralela a la soldadura su resistencia no incide sobre la pieza
Para corte paralelo al eje es la soldadura la que manda pues no ocupa toda el área de la sección
Para tracción normal al área la distribución tensional se hace compleja por la excentricidad y puede tomarse conservadoramente tanto corte en la base como en la soldadura
Uniones de filete
Para simplificar se considera una única resistencia como corte en el área efectiva sea la fuerza paralela o normal al eje de la soldadura
Si en la unión la fuerza es de tracción o compresión paralela al eje de la soldadura, esta no define la resistencia
Uniones de tapón y muesca
La soldadura trabaja al corte paralelo a la superficie de contacto entre las chapas
UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE DISEÑO DE LAS UNIONES SOLDADAS (301-EL J.2-4)
Rd = Ø . FBM . ABM
Rd = Ø . Fw . Aw
La resistencia de diseño de la soldadura será el menor valor de:
Siendo
Rd : Resistencia de diseño de la soldadura
FBM : Resistencia nominal del metal base
Fw : Resistencia nominal del electrodo
ABM : Ärea de la sección transversal del metal base
Aw : Ärea efectiva de la soldadura
Los valores de Ø FBM Fw y el estado límite determinante para cada tipo de soldadura y esfuerzo se dan en la Tabla J.2-5 del 301-EL
Tabla J.2-5 UNIONES SOLDADAS
PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES QUE TRANSMITEN FUERZA AXIL
El CIRSOC 301-EL (Sección J.1.8) exige que el baricentro de los medios de unión coincida con el baricentro de la barra excepto:
Que la excentricidad resultante de la no coincidencia sea considerada en el cálculo de las solicitaciones
Que las uniones sean extremos de ángulos simples o dobles axialmente cargados y sometidos a cargas estáticas
PROCESO DE PROYECTO DE LA UNIÓN
a-) Se elige el lado del filete d tal que:
dmin ≤ d ≤ dmax
b-) Se calcula la resistencia de diseño de una unidad de longitud de filete (Tabla J.2-5) Siendo el área efectiva el producto de longitud 1 por la proyección del lado sobre la garganta efectiva supuesto a 45º
Rd1 = Ø . Fw . Aw = 0,60 . 0,60 FEXX
0,707 x d .1
c-) se determina la longitud necesaria de filete para una resistencia requerida Fu
Le = Fu / Rd1
PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES QUE TRANSMITEN FUERZA AXIL
DISTRIBUCIÓN DE LOS FILETES EN LA UNIÓN
PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES SOMETIDAS A CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO
Se utiliza el método elástico:
Desprecia la fricción entre las partes unidas
Supone totalmente rígida
Diseñando la unión con filete de lado unitario se predimensiona la misma
Prefijamos las longitudes Li
Se determina el baricentro de las soldaduras
Se traslada los esfuerzos dados al baricentro determinado
PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES SOMETIDAS A CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO
Suponiendo una distribución uniforme de tensiones cortante
Las tensión horizontal y vertical debida al torsor en (A) Componiendo las tensiones cortante
La resistencia de diseño de un filete unitario
El lado necesario es
Si d no cumple las especificaciones de lado mínimo y máximo debe rediseñarse la Unión reubicando filetes
Ip: momento inercia polar de filete unitario
Ix Iy: momentos inercia respecto de X e Y
Xa Ya: coordenadas del punto (A)
PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES QUE TRANSMITEN CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO NORMAL
Se utiliza el método elástico:
Supone totalmente rígida
Diseñando la unión con filete de lado unitario se predimensiona la misma
Prefijamos las longitudes Li
Se determina el baricentro de las soldaduras
Se determina el área de Soldadura Aw1 y el módulo resistente Sw respecto de X-X
PROYECTO DE UNIONES SOLDADAS CON SOLDADURAS DE FILETE
UNIONES QUE TRANSMITEN CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO NORMAL
Las tensiones y su composición
La resistencia de diseño de un filete unitario
El lado necesario es
Si d no cumple las especificaciones de lado mínimo y máximo debe rediseñarse la Unión
reubicando filetes
Si hubiera esfuerzo normales, se calculan las tensiones y se adicionan a las del momento
Aw1: área de soldadura para filete unitario
SW : módulo resistente de las soldaduras respecto de X-X
ESPECIFICACIONES GENERALES PARA UNIONES
EL CIRSOC 301-EL da las siguientes especificaciones generales
Todos los agujeros y rebajes ejecutados en perfiles laminados y vigas armadas estarán libres de entallas y ángulos agudos
Excepto para barras de vigas reticuladas, diagonales de columnas armadas y tensores de barras de sección circular, las uniones tendrán una resistencia mínima de diseño para acciones mayoradas de 12 KN
En barras solicitadas axialmente el baricentro de la unión deberá coincidir con el de las barras excepto que la excentricidad sea considerada en las solicitaciones. Quedan exceptuados: extremos de barras de ángulos simple o dobles, tés o secciones similares con cargas estáticas.
Cuando existen en una junta soldaduras y bulones o remaches su eventual colaboración se regirá por:
Soldaduras con bulones comunes o de alta resistencia en unión tipo aplastamiento se considera que no existe colaboración (deberán calcularse con la totalidad de la carga)
Soldadura y bulones de alta resistencia en deslizamiento crítico se considera colaboración
Remaches y bulones de alta resistencia en deslizamiento crítico se considera colaboración
Se deben utilizar uniones soldadas o abulonadas del tipo deslizamiento crítico en toda unión donde debe asegurarse que no exista deslizamiento relativo entre las partes unidas. El reglamento establece distintos casos en Sección J.1.11
ELEMENTOS AUXILARES DE UNION
Los elementos auxiliares de una unión son: Chapas de nudos, cubrejuntas, ángulos, mensulas cortas, etc.
En general hay que determinar la resistencia de diseño para los distintos estados límites últimos que pueden darse en el elemento auxiliar y comparar con la menor resistencia requerida correspondiente..
El elemento auxiliar puede fallar por :
Tracción por fluencia en sección bruta
Rotura de la sección neta
Rotura por bloque de corte
Por fluencia por corte
Por fluencia o por pandeo por compresión
Para barras solicitadas axialmente que concurren a una unión, se debe tratar que las mismas se corten en un punto Evitar momentos y esfuerzos de cortes
Si no fuera posible se debe dimensionar el elemento auxiliar y la unión para esas solicitaciones generadas
CHAPAS DE RELLENO
En las construcción de uniones se suelen utilizar chapas de rellenos para igualar el nivel de las chapas o elementos de las barras que se unen cuando son de distinto espesor
CHAPAS DE RELLENO
Chapas de relleno con espesor mayor o igual de 6mm J.6.1
Chapas de relleno con espesor menor de 6mm J.6.2
