En general, no es práctico garantizar que una conexión de acero se comporte estrictamente como articulada o rígida, y los ingenieros estructurales suelen adoptar una de estas clasificaciones por costumbre. En muchos casos, este enfoque es completamente comprendido y aceptado. Sin embargo, en otras situaciones, puede llevar a problemas significativos.
Examinemos una junta resistente a momentos estandarizada (IM) y exploremos cómo elegir exclusivamente entre conexiones articuladas y rígidas puede llevar no solo a verificaciones de diseño antieconómicas, sino también, más críticamente, a verificaciones peligrosas.
En el programa RFEM de Dlubal Software, utilizamos el complemento Steel Joints primero para verificar si los resultados para la rigidez inicial y la resistencia a momentos corresponden con los encontrados en la publicación "Juntas de Acero Estandarizadas en Estructuras de Acero según DIN EN 1993-1-8". Los resultados muestran una similitud considerable.
Y ahora, avanzando hacia el diseño estructural de una viga cargada continuamente conectada a una columna a través de nuestra conexión:
CASO (A) – Diseño Antieconómico
En una conexión completamente rígida, la junta transmite un gran momento flector. Este enfoque de diseño alivia la tensión de flexión sobre la viga, pero puede resultar en una junta sobredimensionada. Por el contrario, con una conexión articulada, la junta en sí puede ser adecuada, pero es probable que la viga falle debido a un momento significativo que ocurre a mitad del vano.
En nuestro ejemplo, la conexión semirrígida reduce idealmente el momento en la junta sin aumentar excesivamente el momento en el medio del vano a un nivel inaceptable. Por lo tanto, tanto la junta como la viga están diseñadas de manera satisfactoria.
CASO (B) – Diseño Peligroso (Adición de Fuerza Normal de Tracción)
Tratar una conexión semirrígida como articulada pasa por alto el momento flector que realmente ocurre. Este descuido puede llevar a un diseño peligroso donde la capacidad de la conexión está significativamente tensionada solo por fuerzas normales y cortantes. Los momentos de flexión subsiguientes aumentan la utilización de la junta, lo que potencialmente lleva al fallo de la misma.
CASO (C) – Diseño Peligroso (Viga Más Larga Más Propensa a la Deflexión)
Asumir QUE una conexión semirrígida es rígida implica que la junta es más rígida de lo que realmente es. Esta suposición mejora falsamente las condiciones para la viga, que entonces se curva menos y produce un momento flector menor a lo largo de su tramo. Sin embargo, en realidad, la junta no es tan rígida como se supone. La viga entonces experimenta una mayor deflexión y momentos a mitad del vano, lo que posiblemente resulte en un resultado insatisfactorio en el estado límite de servicio o afecte indeseablemente a las estructuras sobre las que actúa la viga.
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