Cálculo del estado límite último de las soldaduras de los carriles de las vigas de puente grúa según EN 1993-6

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Artículo técnico

Si las vigas de puente grúa están diseñadas con carriles planos de acero, la soldadura de estos carriles siempre es un detalle para el cálculo. Como una fijación en el carril, generalmente se puede seleccionar entre soldadura en ángulo continua e intermitente. El siguiente artículo proporciona una descripción general de los procesos de cálculo y sus características específicas, especialmente cuando se usa la norma EN 1993-6.

Opciones de disposición de las soldaduras en ángulo de carril

Hay dos variantes de uniones de soldadura en ángulo intermitente. Estas se muestran en la siguiente figura de [2].

Imagen 01 - Opciones de configuración

Las secciones se pueden ubicar tanto en lados opuestos como escalonadas. La disposición escalonada es desfavorable para el cálculo, ya que solo se puede usar una soldadura para la transferencia de cargas horizontales. La tercera opción, que por supuesto no se muestra en la figura anterior, es una soldadura en ángulo continua a lo largo de toda la longitud del carril.

Imagen 02 - Soldadura continua

Longitud eficaz de carga

La determinación de los esfuerzos de soldadura correspondientes requiere el cálculo de longitudes de carga eficaces. La norma EN 1993‑6 [3] diferencia entre tres opciones y proporciona las fórmulas correspondientes para el cálculo de leff en la tabla 5.1.

Imagen 03 - Tabla 5.1 en la norma EN 1993-6 (en inglés)

En este caso, leff se refiere a la parte inferior del ala superior. Sin embargo, la superficie superior del ala superior es determinante para el cálculo de la soldadura. Por lo tanto, leff se reduce por el doble espesor del ala tf.

Imagen 04 - Longitud eficaz de carga

Cálculos de estado límite último

Los esfuerzos de soldadura de los carriles se calculan según el método direccional especificado en [2]. En este caso, los esfuerzos se refieren a la superficie de bisección de la soldadura en ángulo. De acuerdo con [2], (AN) sección 4.5.2, se deben mantener los espesores estructurales mínimos para la soldadura. La norma requiere una soldadura de espesor mínimo de al menos 3 mm o la aplicación de la siguiente fórmula:

Fórmula 1

a  max t - 0,5

La carga excéntrica por rueda de 1/4 del ancho de la cabeza del carril no se tiene en cuenta en el estado límite último según [3]. Por lo tanto, siempre se lleva a cabo el cálculo según la carga por rueda.

Caso 1: soldadura continua de carriles

Imagen 05 - Tensiones en el estado límite último

Para soldaduras intermitentes en ángulo de carriles, es necesario comprobar si la longitud de la soldadura lw es más pequeña que la longitud de carga calculada leff. Generalmente, el valor más pequeño de ambos es determinante para el cálculo.

Imagen 06 - Soldadura en ángulo

Caso 2: soldadura intermitente de carril en lados opuestos

Imagen 07 - Tensiones ELU de una soldadura intermitente en los lados opuestos del carril

Caso 3: soldadura intermitente escalonada de carriles

Dado que la carga horizontal sólo se aplica en la sección de la soldadura en el caso de que las soldaduras estén dispuestas escalonadamente, el divisor 2 se omite en términos de HEd.

Imagen 08 - Tensiones ELU de una soldadura intermitente escalonada de carril

Bibliografía

[1] Seeßelberg, C. (2016). Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode (5th ed.). Berlin: Bauwerk
[2] Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero. Parte 1-8: Uniones; EN 1993‑1‑8: 2005 + AC: 2009
[3] Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero. Parte 6: Vigas carril; EN 1993‑6: 2007

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  • Actualizado 15. diciembre 2020

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Cálculo de vigas carril para puentes grúa según EN 1993-6 y DIN 4132

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