Por lo general, no es práctico garantizar que una conexión de acero se comporte estrictamente como articulada o rígida, y los ingenieros estructurales a menudo adoptan una de estas clasificaciones por costumbre. En muchos casos, este enfoque se entiende y acepta completamente. Sin embargo, en otras situaciones, puede conducir a problemas importantes.
Examinemos una unión resistente a momento (IM) estandarizada y exploremos cómo la elección exclusiva entre conexiones articuladas y rígidas puede conducir no solo a comprobaciones de diseño antieconómicas sino también, lo que es más crítico, a otras peligrosas.
En el programa RFEM de Dlubal Software, usamos el complemento Uniones de acero para verificar primero si los resultados para la rigidez inicial y el momento resistente se corresponden con los que se encuentran en la publicación "Uniones de acero normalizadas en estructuras de acero según DIN EN 1993-1-8". Los resultados muestran una similitud considerable.
Y ahora, pasamos al diseño estructural de una viga cargada continuamente y conectada a un pilar a través de nuestra conexión:
CASO (A) - Cálculo antieconómico
En una conexión completamente rígida, la unión transmite un gran momento flector. Este enfoque de diseño alivia la tensión de flexión en la viga, pero puede dar como resultado una unión sobredimensionada.
Por el contrario, con una conexión articulada, la unión en sí misma puede ser adecuada, pero es probable que la viga falle debido a un momento significativo que se produce en la mitad del vano.
En nuestro ejemplo, la conexión semirrígida idealmente reduce el momento en la unión sin aumentar excesivamente el momento en el medio del vano a un nivel inaceptable. Por lo tanto, tanto la unión como la viga están diseñadas satisfactoriamente.
CASO (B) - Cálculo peligroso (suma del esfuerzo normal bajo tracción)
Al tratar una conexión semirrígida como articulada, se pasa por alto el momento flector que se produce realmente. Este descuido puede conducir a un diseño peligroso donde la capacidad de la conexión se deforma significativamente solo por los esfuerzos normales y cortantes. Los momentos flectores posteriores aumentan el aprovechamiento de la unión, lo que puede conducir a su fallo.
CASO (C) - Cálculo peligroso (viga más larga más propensa a la deformación)
Asumir una conexión semirrígida como rígida implica que la unión es más rígida de lo que realmente es. Esta suposición mejora falsamente las condiciones para la viga, que luego se dobla menos y produce un momento flector más pequeño a lo largo de su vano. Sin embargo, en realidad, la unión no es tan rígida como se suponía. La viga experimenta entonces una mayor flecha y momentos en el centro del vano, lo que puede dar un resultado insatisfactorio en el estado límite de servicio o afectar de forma no deseada a las estructuras sobre las que actúa la viga.
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