Verificación normativa de soldaduras (EN)

Las soldaduras en ángulo se verifican según EN 1993-1-8. Se asume que la resistencia de las soldaduras a tope es la misma que la del metal base y no se verifica.

Soldaduras en ángulo

Resistencia de cálculo

La redistribución plástica en las soldaduras se utiliza para evitar automáticamente las singularidades de tensión en los elementos de soldadura, redistribuyendo la tensión a lo largo de la longitud de la soldadura. La resistencia de la soldadura coincide aproximadamente con el cálculo manual, y la tensión se distribuye correctamente para casos complicados como la soldadura a un ala no rigidizada (EN 1993-1-8 – Cl. 4.10). La tensión en la sección de garganta de una soldadura en ángulo se determina según EN 1993-1-8 Cl. 4.5.3. Las tensiones se calculan a partir de las tensiones en el elemento de soldadura. No se tiene en cuenta el momento flector alrededor del eje longitudinal de la soldadura.

$$\sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )}$$

$$\sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}$$

Utilización de la soldadura

$$U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\}$$

donde:

• σ_w,Ed – tensión equivalente en la soldadura
• σ_w,Rd – resistencia de la soldadura
• β_w – factor de correlación (EN 1993-1-8 – Tabla 4.1)
• f_u – resistencia última, elegida como la menor de los dos materiales base conectados o según el material elegido por el usuario
• γ_M2 – factor de seguridad (EN 1993-1-8 – Tabla 2.1; editable en la Configuración normativa)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – tensiones en la soldadura según la figura siguiente:

Todos los valores necesarios para la verificación se muestran en tablas. Ut es la utilización del elemento más solicitado. Dado que se utiliza la redistribución plástica de la tensión en la soldadura, esta es la utilización determinante. Utc proporciona información sobre la utilización a lo largo de la longitud de la soldadura. Es la relación entre la tensión real en todos los elementos de la soldadura y la resistencia de cálculo de la tensión en toda la longitud de la soldadura.

El diagrama de tensión equivalente en la soldadura muestra la siguiente tensión:

$$\sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \}$$

Soldaduras a tope

Las soldaduras se pueden especificar como soldaduras a tope. Para las soldaduras a tope se considera penetración completa, por lo que dichas soldaduras no se verifican.

Detallado

El espesor mínimo de placa de las uniones soldadas se verifica según EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Para perfiles huecos de acero, el espesor de la placa debe ser de al menos 2,5 mm
• Para otras placas, el espesor de la placa debe ser de al menos 4 mm

El espesor máximo de garganta de las soldaduras en ángulo se verifica para placas paralelas. Se emite un error si dicha soldadura no es factible por restricciones geométricas.

El espesor mínimo de garganta de las soldaduras en ángulo debe ser de al menos 3 mm según EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). Se emite un error cuando no se cumple este requisito.

Se emite una advertencia cuando el espesor de garganta de la soldadura es mayor que el requisito de DIN EN 1993-1-8 – NA a 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

donde:

• $a$ – espesor de garganta de la soldadura
• $t_{max}$ – espesor de la placa conectada más gruesa 
• las unidades deben estar en [mm]

Se emite información cuando el espesor de garganta de la soldadura es menor que el requisito de ductilidad mínima de las uniones soldadas según FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Este requisito se verifica para soldaduras en ángulo de doble cara mediante:

$$a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}$$

donde:

• $a$ – espesor de garganta de la soldadura
• $t$ – espesor de la placa conectada por el borde 
• $\beta_w$ – factor de correlación de la soldadura 
• $\gamma_{M2}$ – factor de seguridad para pernos y soldaduras; editable en la Configuración normativa
• $f_y$ – resistencia al límite elástico de la placa
• $f_u$ – resistencia última de la soldadura
• $\gamma_{M0}$ – factor de seguridad para placas; editable en la Configuración normativa

El espesor de garganta de la soldadura para soldadura en ángulo de una sola cara es el doble que el de la soldadura en ángulo de doble cara.