1. Este sitio usa cookies. Al continuar usando este sitio, estás aceptando nuestro uso de cookies. Más información.

Cálculo de soldaduras

Discusión en 'Seguridad estructural' iniciada por pnc, 21/11/2007.

  1. pnc

    pnc Gran maestro

    Hola:
    Me estoy peleando con mi primera soldadura siguiendo el CTE. Creo que lo tengo claro, pero como es la primera, me gustaría exponerlo por aquí a ver si alguien que controle más me pilla algún fallo, error u omisión:

    El nudo es un pilar HEM con una viga en I de sección variable, de 1400mm de canto. La I acomete al pilar por su ala, y debería ser empotrado...
    Los esfuerzos sobre la I son (envolventes):

    V=1177KN
    M=629m·KN
    N=145KN

    En el libro de "Estructuras metalicas para edificacion adaptado al CTE" de José Monfort Lleonart, pág 232 dice que la garganta debe ser a<0.7·emin (emin= el menor espesor de las chapas a soldar) y a la vez que debe ser:
    a>3mm si emin<10mm
    a>4.5mm si emin<20mm
    a>5.6 si emin>20
    Aunque ésto no lo veo en el CTE :confused:, lo aplico y me sale que la garganta mínima en mi caso será de a=4.5mm. El CTE dice que no menos de 3mm :confused:

    Calculo lo que aguanta una unión en ángulo con 8.6.2 del CTE_DB_SE-A:

    Fwd,Rd=a·fu/Raiz(3)/Betaw/GammaM2
    Siendo
    a=4.5mm
    fu=430MPa
    Betaw=0.85
    GammaM2=1.25

    Así que Fwd,Rd=1051 N/mm (o sea 233MPa en la garganta)

    Y calculo cómo de solicitado estaría un cordón que ocupase todo el alma: Serían dos cordones de 1400mm o sea 2800mm de cordón, para guantar mi V=1177:

    Fw,Ed=V/L=420 N/mm
    Como no puedo reducir la garganta, me planteo si reducir L: Regla de tres:

    L=420/1051·2800=1120mm o sea, dos cordones de 1120/2 de 560mm...

    ¿¿Hasta aquí estamos de acuerdo??
    Sería un cordón del 40% del alma. ¿Lo haríais discontinuo, o no merece la pena?
    Me fascina que dé igual que la dirección de la soldadura sea cualquiera, independientemente de la dirección del esfuerzo. :confused:

    Pasamos a las alas. Evidentemente, hay que poner rigidizadores en el pilar. Para soldar sólo desde arriba, creo que lo mas adecuado es cortar las alas en bisel y soldar a tope con penetración completa...

    El CTE dice: "Si la soldadura es de penetración total no es necesaria ninguna comprobación. La resistencia de cálculo será igual a la de la más débil de las piezas unidas."
    Así que entiendo que con comprobar que las alas que me quedan, con la pérdida de ancho que pueda suponer si el pilar es más fino que la viga, tiene un esfuerzo de M/w<fu...
    Que ne principio será que sí, porque la viga, en el centro del vano está aguantando 3207KN·m, es decir que en el apoyo tenemos un momento del 20% de el del vano...
    ¿Con éso bastaría? :confused:
     
  2. Luiggy

    Luiggy Gran experto

    Sí, pero

    Para el cálculo de la soldadura, perfecto.:)
    Lo que faltaría es comprobar que el alma del pilar aguanta la tracción y la compresión transversales que le provocan las alas de la viga. Desgraciadamente no veo en el CTE (ni en EN 1993-1-8) cómo realizar esta comprobación.
    Has dicho que el pilar irá rigidizado. ¿cómo piensas hacerlo?. Desde luego algo hay que poner para poder considerar esta unión como rígida.
     
  3. pnc

    pnc Gran maestro

    Pues pensaba en poner, a modo de prolongación de las alas de la viga, chapones soldados arriba y abajo...
    Pero claro, de pilar tengo un HEM que va de 300 a 360, según el caso, y la viga es de 1400... así que tendré que cortar esos 1400mm en 3 o 4 tramos, con chapas de unos 10mm de espesor...
    ...pero es un "así a ojo", porque tampoco he encontrado un modelo válido de comprobación :confused:
     
  4. Daniel Narro

    Daniel Narro Veterano

    Haber si entiendo el asunto ¿La viga acomete al pilar por el alma? ¿o por un ala? Supongo que las soldaduras que estas hablando son la union de la viga de chapa armada con al ala del pilar.
    Si la union es rígida has de soldar todo alrededor; todas las alas y todo el alma. Las alas con penetración completa está bien ... en teoría. En obra a ??? metros de altura y con soldadura ¿en techo? del ala inferior de la viga con el ala del pilar es muy dificil que te salga bien. Habrías de radiografiarlas ... ,que no se puede, o por lo menos una inspeccion con
    ultrasonidos.
    También podría ser todo soldadura en angulo, alas y alma siempre que la seccion de soldadura sea superior a la del perfil (se cumple si el espsor es de 0,7 e Min. 0,7 +0,7 =1.4)
    Y por supuesto poner rigidizadores a la altura de las alas de la viga del mismo espesor que estas.
    El CTE de soldaduras no dice practicamente nada. Es mejos la antigua NBE EA 95 que tiene un anexo de soldaduras
     
  5. pnc

    pnc Gran maestro

    La viga acomete por el ala del pilar. Y las soldaduras del ala pretendía hacerlas en bisel, con penetración completa. Pero desde arriba, tanto el ala superior como el inferior. Para no interrumpir el cordón del ala inferior pretendía hacer un recorte en el alma, que por ser de 1400mm deja sitio para operar...

    Si hacemos en ángulo las soldaduras de ala ¿no estamos obligados a hacer dos cordones? En tal caso, uno sería de techo, y prefiero evitarlo.
    No entiendo lo de (se cumple si el espsor es de 0,7 e Min. 0,7 +0,7 =1.4) ¿De donde sale?

    Y de todas formas, creo que me quedo más tranquilo dimensionando con Von Mises, porque en las cuentas que he echado, he despreciado las tracciones y compresiones en el alma, y haberlas haylas:
     
  6. Luiggy

    Luiggy Gran experto

    En el primer pos ponía que por el alma:confused:
    Yo no uso el CTE, sino el EN 1993-1-8:2005
    Si es por el ala:
    • Hay que comprobar la flexión del ala del pilar por tracción (arriba) y por compresión (abajo). En EN 1993-1-8:2005 viene cómo hacerlo. A lo mejor no necesitas rigidizadores por ello. Pero si mlos pones, del mismo espesor del ala de la viga, te ahorras calcularlo.
    • Hay que comprobar el alma del pilar por tracción (arriba) y por compresión (abajo). Igual que antes, con rigidizadores de ahorras comprobarlo.
    • La soldadura del alma de la viga sólo se dimensiona para resistir todo el cortante de la viga, según EN 1993-1-8:2005, despreciando compresiones y tracciones, que deben soportarse sólo por las soldaduras de las alas.
    • Si el ala inferior siempre está comprimida, no me parece necesaio recortar el alma para permitir la soldadura por penetración desde arriba para toda el ala.
    Saludos, y suerte:cool:
     
  7. pnc

    pnc Gran maestro

    Quería decir ala. Perdón, errata corregida...
    El ala inferior estará siempre comprimida: Es una viga de mucha luz (casi 16m), mucha carga (CM=40KN/m y SCU=25+48KN/m), y en zona sin sismo, así que ni de coña habrá momentos positivos en el apoyo...
    Peri si no recorto el alma, tendría que preparar en bisel parte del ala inferior, ¿y la parte de cerca del alma la dejo sin preparar para que la compresión pase sólo por contacto?...
    Puede que no sea necesario recortar el alma, pero es conveniente ¿no? Tampoco creo que encarezca demasiado...
    Gracias mil... (Luego os pinto otro nudo :D)
     
  8. Daniel Narro

    Daniel Narro Veterano

    La idea es que en caso de que no te garanticen la soldadura con penetracion completa de buena calidad y rodeas toda la sección (alas y alma) con soldadura en angulo de 0,5 a 0,7 del espesor de las chapas a soldar, tienes una sección de soldadura similar a la del perfil, envolviéndola, y de sección mayor; luego la soldadura aguantará lo mismo o más que el perfil
    Las soldaduras en ángulo, salvo las de techo son más faciles de ejecutar que las a tope con penetracion total
     
  9. pnc

    pnc Gran maestro

    O sea que ¿es más facil soldar el ala por arriba y por abajo que cortarla en bisel y rellenarla desde arriba?
     
  10. nuraghi

    nuraghi Experto

    Pnc la viga tiene un canto en la unión de 1.40m!!? Eso es una viga de un puente, que uso lleva?

    Creo que seria mejor plantear la union con tornillos y hacer la soldadura en taller. ¿ o es que estas calculando las soldaduras del perfil a placa de testa? Pues la ejecucion de esas soldaduras se hace super bien en taller pero en obra... y con esos momentos la soldadura es muy importante.

    Con la preparacion de bordes en U o V se podria hacer en obra mejor la soldadura de las alas por arriba ¿ que espesor tienen? , en taller yo la haria con preparacion bordes en X para equilibrar . Veo en soldar un alma de 140cm en obra un posible problema de alabeo del alma, que es también muy complicado de llevar, me parece mucho cordon para una obra.
     
  11. pnc

    pnc Gran maestro

    El uso es aparcamiento, y previsión de crecer una planta...
    ¿Por qué usar tornillos? (A parte de ser más sencilla la inspección)
    De momentos vamos bien, porque aunque las luces son grandes, el pilar es mucho menos rígido que la viga de forma que en el apoyo de viga en pilar tiene un momento 5 veces menor que el del centro de vano...

    Luego tengo otro nudo que no sé muy bien cómo resolverlo: La viga ésta tiene dos vanos y un vuelo de 16m, 5m y 6m, de forma que hay:
    Pilar - 16m - Pilar - 5m - Pilar - 6m
    El nudo del que estábamos hablando es el primer pilar, pero me quedan el apoyo sobre los otros dos...
    La viga pasaría por encima de los pilares, y es fundamental que sea continua, ya que ahí hay un negativo considerable... (del orden de 3000m·KN) de los que al pilar no se lleva más de 140m·KN
    Con los axiles de pilar y sus momentos por hipótesis he comprobado que las excentricidades andan por los 8cm; Se salen del tercio central, ya que el pilar es un HEM-300. Viga y pilar tienen el alma en el mismo plano.
    ¿Qué se supone que deben resistir las soldaduras? El axil no, ¿no?
    Entiendo que la tracción donde aparezca, y el cortante ¿no?
    Gracias
     
  12. nuraghi

    nuraghi Experto

    No quiero desviarte de lo que preguntas ( por la soldadura) , pero 300 m.to (lo siento es me hago mas idea en to.m) es un señor momento.

    Yo haria esas soldaduras en taller por la facilidad, tienen más medios, la rapidez y su importancia y atornillaria (tornillos pretensados ) que seria más rapido y seguro de hacer en obra. Soldar 1.40m no es cosa de todos los dias en obra.

    Si te fijas las empresas de naves metalicas con periles armados , que para las grandes luces andan con peraltes de ese porte lo hacen así siempre.

    No entiendo muy bien lo que preguntas sobre como resolver esos nudos.
     
  13. Daniel Narro

    Daniel Narro Veterano

    Otra idea totalmente distinta
    ¿Porque no apoyas la viga sobre el pilar ? Podría ser apoyada apoyada pero si quieres hacer el nudo rigido atornilla la cabeza del pilar a ala de la viga.
    A la viga le pones 2 rigidizadores del mismo espesor que el ala del pilar y puedes seguir otra altura. Como el momento de union viga pilar es pequeño la union atornillada se podra hacer muy bien seguramente. En el montaje te lo agradeceran muchisimo
     
  14. Daniel Narro

    Daniel Narro Veterano

    Esta solucion que te apunto resuelve el apoyo en los vuelos.
    Otra cosa ¿Porque no consideras los pilares empotrados en la base y articuñados en cabeza y te olvidas de todos esos momentos en la union pilar viga?
    Con esso vuelos no tendras problemas de flechas seguramente
     
  15. nuraghi

    nuraghi Experto

    También es común hacer el pilar y el tramo acartelado de la viga soldado en taller y atornillar el resto de viga entre cartelas en obra. Como tienes 16m de viga tendrás lo más seguro que empalmar, pues la longitud de fabricación normalmente es de 12m.

    Con la solución que dice Daniel de hacer pasante la viga, podias hacer el vuelo de 6m más el vano siguiente de 5m en taller (tramo de 11m) y unirlo en obra al pilar extremo con lo que se facilita hacer el voladizo. Seria mejor que midiera más el vano que el vuelo para que la viga se pudiera presentar sin problemas vuelco en obra.
     
  16. pnc

    pnc Gran maestro

    Es la que pretendía usar en los pilares intermedios, ya que el momento por la izquierda de la viga se parecía mucho al momento por la derecha, el pilar se lleva poco y con 4 tornillos estaría bien...
    Pero en el pilar extremo, era otra cosa: El momento de viga a pilar es grande, y no iba a tener sitio para soldar o tornillo para aguantarlo. En el modelo de calculo es un nudo empotrado, el proyecto está entregado, y creo que no admitirían un cambio de sección en ninguna barra. Pero me he arriesgado a calcular articulando, y creo que funciona...
    Me falta comprobar los desplazamientos horizontales, pero de momento las barras aguantan...
    Gracias Daniel, creo que seguiré la vía que propones. Qué pena de tiempo perdido...
     
  17. pnc

    pnc Gran maestro

    Completamente de acuerdo, pero ocurren dos cosas:
    1. Donde manda patrón no manda marinero. La geometría del edificio es la que deciden otros, yo ni pincho ni corto.
    2. El tramo en vuelo va disminuyendo de canto, hasta tener 20cm en la punta, así que el vuelo de 6m da menos momento que el tramo de 5m (hablando sólo del peso de la viga)
     
  18. Daniel Narro

    Daniel Narro Veterano

    Animo que para eso estamos
     
  19. pnc

    pnc Gran maestro

    Al final, os hago caso: Viga apoyada sobre pilar, con tornillos, y cortando la viga de 16+6+5=27m en dos tramos de 13m y 14m a unir con placas atornilladas, donde el momento es cero...
    ya os preguntaré sobre tornillos :D
     

Compartir esta página