Diseño de soldaduras de cuello de secciones en I soldadas y secciones en cajón

Artículo técnico sobre el tema del análisis de estructuras usando de Dlubal Software

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El módulo adicional RF-/STEEL EC3 puede realizar el cálculo de soldaduras en ángulo para todas las secciones paramétricas soldadas de la biblioteca de secciones. Para esto, la opción debe estar activada en la configuración detallada del módulo. Alternativamente, también se puede usar un modelo de superficie para el cálculo.

Carga de las soldaduras en ángulo del cuello

Las soldaduras en ángulo del cuello de las secciones en I soldadas o las soldaduras en ángulo de los flancos de las vigas cajón soldadas están sujetas a un esfuerzo cortante paralelo al eje de la soldadura cuando se dobla la viga. La causa de este esfuerzo cortante longitudinal es que las soldaduras evitan que las alas y el alma se desplace una contra la otra. Solo de esta manera la sección puede actuar como una sección compuesta.

El esfuerzo cortante resultante en la soldadura se puede determinar a partir de la distribución del esfuerzo cortante. Para esto se usa la siguiente fórmula:

Esfuerzo cortante longitudinal en las costuras del cuello debido al esfuerzo cortante

τ,Vz = - Vz · SyIy·a

τ∥, Vz Esfuerzo cortante longitudinal en las costuras del cuello debido al esfuerzo cortante
Vz esfuerzo cortante
Sy Momento estático de la parte de la sección conectada
Iy momento de inercia de área
∑a Suma de todos los espesores de soldadura conectados a la parte considerada de la sección

En el caso de secciones de viga cajón, las soldaduras en ángulo de los flancos se someten a tensiones adicionales mediante un momento torsor actuante. Aquí, el esfuerzo cortante en las soldaduras se determina de la siguiente manera:

Esfuerzo cortante longitudinal en las soldaduras en ángulo de flanco por momento de torsión

τ,Mx = Mx2 · Am · aw

τ∥, Mx Esfuerzo cortante longitudinal en las soldaduras en ángulo de flanco por momento de torsión
Mx momento torsor
Am Área del núcleo
[LinkToImage02]w Espesor de una soldadura en ángulo de flanco

Comprobación del modelo de superficie en RFEM

Otro método es el cálculo de las soldaduras de cuello en un modelo de superficie en RFEM. Al usar liberaciones de línea, el flujo de cortante en la conexión se puede leer de manera eficiente y luego usar para la evaluación. Alternativamente, puede evaluar la tensión cortante en el alma.

En el siguiente ejemplo, las soldaduras del cuello de la viga en I soldada se calculan bajo flexión. Para esto, las tensiones determinadas en el modelo de superficie se comparan con los resultados del cálculo en RF-STEEL EC3.

Las costuras del cuello se seleccionan cada una con 5 mm y, por lo tanto, seobtiene un esfuerzo cortante longitudinal máximo de τ ∥ = 266 kN/m/(2 · 5 mm) = 2,66 kN/cm² como resultado del modelo de superficie.

Una evaluación alternativa resulta de los esfuerzos cortantes τxy en el alma. En este caso, es necesario convertir las tensiones del espesor del alma de 8 mm al espesor de soldadura eficaz de 10 mm. En el ejemplo, la distribución del esfuerzo cortante se evalúa sobre una sección en la soldadura inferior.

τ = 3,34 kN/cm² · 8 mm/10 mm = 2,67 kN/cm²

El cálculo en RF-STEEL EC3 proporciona un esfuerzo cortante comparable de τ = 2,72 kN/cm².

Por favor, tenga en cuenta:

Desafortunadamente, el cálculo de las soldaduras de cuello en el módulo adicional RF-/STEEL EC3 no es posible para secciones definidas por el usuario creadas con SHAPE-THIN.

La carga de las soldaduras debido a una introducción de carga concentrada (por ejemplo, cargas de las ruedas en los carriles de las grúas) se debe considerar por separado.

Autor

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Product Engineering & Customer Support

El Sr. Metzkes es el responsable del desarrollo de los módulos adicionales para estructuras de acero y proporciona soporte técnico a nuestros clientes.

Palabras clave

Costura longitudinal Soldadura a tope En ángulo Verificación de la soldadura Tensión tangencial

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  • Actualizado 12. mayo 2021

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