Reducir los costes de soldadura mediante una fabricación mejorada

Es interesante ver los diferentes enfoques para la misma estructura que podemos encontrar en distintas regiones, empresas o incluso entre diferentes diseñadores. Mientras que algunos soldarían todo sin pensar en un solo perno, otros dividirían la estructura en varias partes y conectarían todo con docenas de pernos. Ambos enfoques para conectar los elementos estructurales tienen sus ventajas e inconvenientes. 

Las uniones puramente soldadas son más rígidas que las uniones atornilladas y, por tanto, se consideran más seguras o pueden reducir las deflexiones. Pero entonces algún soldador experimentado (es decir, caro) tiene que estar en obra, colgado de forma segura en el espacio, a menudo en condiciones meteorológicas adversas. Los controles de calidad de la soldadura a veces ni siquiera son posibles, y un trabajo menos preciso conlleva obviamente mayores costes de material.

La soldadura en taller, por otro lado, puede ser más precisa, aunque también requiere transporte hasta la obra. Y la soldadura en obra suele ser costosa en su ejecución y supone un uso excesivo de materiales de soldadura. Siga leyendo para saber qué enfoque se adapta mejor a sus proyectos.

Ya sabe que IDEA StatiCa puede ayudarle a calcular no solo la rigidez de las uniones soldadas, sino también a estimar los costes de la unión en función del tipo de soldadura, etc. Eso no es nada nuevo. Puede leer uno de nuestros artículos sobre el cálculo del coste de la unión. 

Pero también creemos que los diseños de uniones deben ser lo más precisos posible, garantizando al mismo tiempo una resistencia suficiente de la unión. Y una de nuestras funciones puede ayudarle exactamente con esto. 

Diseño del contacto entre el pilar y la placa base

Imagine que necesita diseñar un pilar de acero soldado a su placa base. La carga debe transferirse desde la estructura superior a las cimentaciones. En ciertos países, es posible incluir el contacto entre el pilar y su placa base al evaluar la resistencia a compresión de la unión.

En la mayoría de las normativas, como el Eurocódigo, se asume que la carga fluye únicamente a través de las soldaduras. Por lo tanto, las soldaduras deben diseñarse de modo que resistan la fuerza de compresión total de la estructura superior. No obstante, se puede imaginar que existe un cierto contacto entre la base del pilar y su placa base incluso antes de que ambos estén soldados.

En algunas regiones, las guías técnicas permiten tener en cuenta este contacto al evaluar la resistencia a compresión. Por supuesto, deben cumplirse ciertos criterios para que esté permitido utilizar este enfoque. Entonces, el contacto aporta una resistencia adicional a la resistencia a compresión de la soldadura de la base, lo que conduce a un diseño más económico de las soldaduras.

El modelo de la soldadura se configurará entonces para tener una rigidez elevada. Una vez que comienza a plastificar (es decir, a deformarse plásticamente), se activa el contacto y la compresión es absorbida por el contacto. Esto conduce a valores significativos de tensión en la soldadura incluso cuando se aplica el contacto. Sin embargo, es importante destacar que la resistencia de la soldadura a cortante no disminuye. La soldadura ya no se verifica a compresión, ya que esta es absorbida por el contacto, pero la tracción y el cortante siguen asignados a la soldadura y se realizan las verificaciones correspondientes.

En términos prácticos, añadirá un contacto y una soldadura en los bordes apropiados del elemento (el pilar en este caso) al mismo tiempo. Desde la perspectiva de la transferencia de carga, el contacto será efectivo solo a compresión, mientras que las soldaduras transferirán las fuerzas de cortante y tracción. Ambas operaciones están disponibles en la operación de fabricación "Soldadura o contacto".

Esto es lo que verá en IDEA StatiCa Connection:

• Una línea roja que representa el contacto a compresión se combina con una línea amarilla utilizada para indicar las soldaduras (cuando se activa la vista transparente)

• En los resultados e informes, se ha añadido una flecha hacia abajo junto al símbolo rectangular de la soldadura en ángulo

Puede aplicar cualquier tipo de soldadura en ángulo en combinación con el contacto (es decir, continua, parcial o intermitente). Las soldaduras a tope no se combinan por su propia naturaleza.

Limitaciones del procedimiento

El enfoque presentado puede aplicarse cuando se garantizan las operaciones de fabricación reales: los bordes del elemento soldado deben estar mecanizados con precisión de modo que no haya espacio entre los elementos soldados. Debido a estos estrictos criterios, este procedimiento está limitado a ciertos países como los Países Bajos y el Reino Unido. No podemos enfatizar suficientemente que la responsabilidad de que se cumplan estos criterios recae en el ingeniero.

Descubra más 

La combinación del contacto a compresión y una soldadura en el mismo borde de la placa de acero es una de las nuevas funciones de IDEA StatiCa versión 22.1 lanzada en octubre de este año. Consulte la lista completa de las nuevas funcionalidades en nuestras Notas de versión de IDEA StatiCa 22.1 para acero y hormigón, o vea una presentación en directo en nuestro seminario web de lanzamiento Novedades de IDEA StatiCa 22.1.