Descripción

Tres placas están conectadas en dos configuraciones, concretamente con una soldadura transversal y con una soldadura longitudinal. El grado del acero, la longitud y el espesor de garganta de la soldadura son los parámetros variables en el estudio. La unión está cargada por una fuerza normal.

El modelo fue creado en la aplicación IDEA StatiCa Connection.

Fig. 1: Geometría de la unión solapada soldada con soldadura transversal

Modelo analítico

La resistencia de cálculo por unidad de longitud de una soldadura en ángulo en situación de incendio debe determinarse a partir de:

\[ F_{w,t,Rd}=F_{w,Rd}k_{w,\theta}\frac{\gamma_{M2}}{\gamma_{M,fi}}\]

donde \(k_{w,\theta}\) se obtiene de EN 1993-1-2, Tabla D.1 para la temperatura de soldadura apropiada; \(F_{w,Rd}\) se determina a partir de EN 1993-1-8, Cl. 4.5.3.

Verificación

Tab. 1: Soldaduras en ángulo transversales

Fig. 2: Estudio paramétrico de temperatura para soldadura transversal

Fig. 3: Estudio paramétrico del grado de acero para soldadura transversal

Fig. 4: Estudio paramétrico de la longitud de soldadura y espesor de garganta para soldadura transversal

La resistencia de las soldaduras en ángulo transversales es en la mayoría de los casos ligeramente superior (en promedio un 3 %) en CBFEM que en el modelo analítico. La excepción es la temperatura de 350 °C. A esta temperatura, la resistencia de las soldaduras se ve afectada solo ligeramente por el incendio, y la diferencia entre los coeficientes parciales de seguridad \(\gamma_{M,fi}=1.0\) y \(\gamma_{M2}=1.25\) supera la reducción debida al incendio. IDEA StatiCa no permite que la resistencia del perno o de la soldadura sea mayor en situación de incendio que a temperatura ambiente y asume el mínimo de:

• Resistencia de carga multiplicada por el factor de reducción por temperatura, \(k_{\theta}\), y dividida por el coeficiente de seguridad para situación de incendio, \(\gamma_{M,fi}\)
• Resistencia de carga dividida por el coeficiente de seguridad para pernos y soldaduras, \(\gamma_{M2}\)

Tab. 2: Soldaduras en ángulo longitudinales

Fig. 5: Estudio paramétrico de temperatura para soldadura longitudinal

Fig. 6: Estudio paramétrico del grado de acero para soldadura longitudinal

Fig. 7: Estudio paramétrico de la longitud de soldadura y espesor de garganta para soldadura longitudinal

La resistencia de las soldaduras en ángulo longitudinales es en la mayoría de los casos ligeramente inferior (en promedio un 4 %) en CBFEM que en el modelo analítico. La excepción es la temperatura de 350 °C por la misma razón que para las soldaduras transversales.

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Placa 2-3: Perfil I personalizado

• Espesor t_2-3 = 12 mm
• Ancho b_2-3 = 40 mm
• Acero S355

Placa 1

• Espesor t₁ = 12 mm
• Ancho b₁ = 50 mm
• Acero S355
• Tipo de modelo N-Vy-Vz

Soldadura, soldaduras en ángulo transversales

• Espesor de garganta a_b = 3 mm
• Longitud de soldadura L_b = 40 mm

Temperatura: Ambos elementos

• \(\theta=550\,^\circ C\)

Resultado

• Resistencia de cálculo a tracción F_Rd = 48 kN

Fig. 8: Ejemplo de referencia para la unión solapada soldada 

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