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23-04-2026

Pre-dimensionado de uniones de acero

En el marco del proceso de construcción y dimensionamiento, se debe mantener el tiempo de cálculo lo más reducido posible. Especialmente en casos de problemas altamente no lineales y que requieren muchos cálculos, como el dimensionamiento de conexiones de acero, una verificación automática y reducida ofrece una ventaja económica decisiva. En este artículo se explican el predimensionamiento en el complemento de conexiones de acero y sus fundamentos.

Activación

La activación del pre-dimensionado se lleva a cabo en la configuración de capacidad portante. La casilla correspondiente se encuentra en la sección "General". Un pre-dimensionado se realiza para todas las conexiones a las que se les ha asignado una configuración de capacidad portante con pre-dimensionado activado.

Reducción de las combinaciones de carga

La reducción del esfuerzo de cálculo se logra mediante la reducción de las combinaciones de carga a dimensionar. Un dimensionado completo requiere que todas las posiciones de carga de las combinaciones de carga actuantes sean examinadas en todos los nodos de la conexión. Sin embargo, el conjunto de las posiciones de carga probablemente determinantes se puede restringir a un número significativamente menor, suponiendo lo siguiente:

  1. Las combinaciones de carga que provocan las mayores componentes de carga en los extremos de las barras contiguas también son determinantes para la conexión.
  2. Con componentes de carga de la misma dirección, las cargas con mayor magnitud son determinantes.
  3. Si una componente de carga extrema (con una tolerancia del 0,1 % del valor) ocurre en dos posiciones de carga, ambas se deben considerar como determinantes.
  4. Las cargas del orden de +/- 1 N o 1 Nm son despreciables.
  5. Solo se incluyen los extremos de barra que no están empotrados en el submodelo.

Las combinaciones de carga identificadas bajo estas asunciones incluyen, en la mayoría de los casos, todas las determinantes. No se puede excluir, sin embargo, que por una posición de carga inusual se descarten algunas combinaciones significativas. Por lo tanto, el procedimiento es adecuado solo para el pre-dimensionado.

Ejemplo de aplicación

En este sencillo ejemplo de una conexión de columna de doble lado, se ilustra la efectividad y el funcionamiento. Las cargas de uso, viento y nieve actuando sobre una estructura de marco de acero en 21 combinaciones de carga resultan en los siguientes componentes de carga en el nodo de conexión considerado.

En la tabla, se marcan todas las filas que, de acuerdo con las asunciones explicadas arriba, se han identificado como combinaciones de carga determinantes. Se supone que el pie de la columna está empotrado, por lo que las cargas en la parte inferior de la columna no se consideran. Se da el caso de que LC 11 en la barra 4 provoca un esfuerzo cortante máximo en z de 28,243 kN, que está dentro del margen de tolerancia del 0,1 % respecto al esfuerzo cortante máximo en z de la situación de dimensionado en LC 13 (28,268 kN). Esto resulta en las combinaciones de carga reducidas y probablemente determinantes 6, 7, 8, 9, 11 y 13, que se indican así en la tabla 'Resumen del pre-dimensionado'. Esto reduce las combinaciones a examinar de 21 a 6.

Una comparación de las utilizaciones de los componentes de la conexión con el dimensionado completo muestra que los componentes realmente críticos ya pueden dimensionarse correctamente sobre la base del pre-dimensionado. Sin embargo, la utilización de un tornillo de la conexión de la placa frontal se subestima en un 0,8 %. La combinación de carga determinante aquí, LC 3, no fue identificada por el pre-dimensionado. Esto demuestra la sensibilidad del método a posiciones de carga específicas, aunque el error en este, como en la mayoría de los otros casos de aplicación típicos, es despreciable.


Autor

El señor Felber se encarga de las consultas de nuestros usuarios en el soporte al cliente.



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