Antecedentes teóricos
Lea la información esencial sobre el modelo de soldadura en nuestros Antecedentes teóricos. La parte general describe el propio modelo computacional:
Antecedentes teóricos: Análisis de uniones soldadas
Partes específicas de los Antecedentes teóricos para cada una de las normativas nacionales soportadas:
¿Cómo funcionan las soldaduras en IDEA StatiCa?
Puede encontrar una demostración clara de cómo se desarrolla la tensión durante la carga, así como la distribución de la tensión a lo largo de la soldadura larga, en el artículo Cómo se modelan las soldaduras en IDEA StatiCa.
Además, las soldaduras y uniones soldadas se tratan en los artículos de nuestro blog Uniones de acero soldadas: ¿preocuparse o no preocuparse? y Reduzca los costes de soldadura mediante una fabricación mejorada (donde se analiza una combinación de la transferencia de carga a través de una soldadura y el contacto en compresión).
Tamaño y longitud de la soldadura
Existen diferentes formas de definir el tamaño de la soldadura, según la región. Lea el artículo Tamaño y longitud de la soldadura para descubrir cómo IDEA StatiCa define el tamaño de la soldadura o en caso de que necesite conocer la longitud exacta de la soldadura:
Verificaciones
En nuestro Centro de Soporte, puede encontrar muchos estudios de verificación que describen el comportamiento de diferentes modelos de uniones soldadas, así como comparaciones con ensayos de laboratorio.
Estudios de verificación sobre modelos con soldaduras
Actualizaciones en las versiones
Las siguientes funcionalidades forman parte de nuestras notas de versión de IDEA StatiCa y pueden estar relacionadas con las soldaduras. Lea más sobre las funcionalidades en los artículos dedicados en los siguientes enlaces:
Verificación de soldaduras faltantes (versión 20.1)
Hemos añadido otra herramienta útil para ayudar automáticamente al usuario a encontrar las partes no soldadas de la unión: la utilidad para analizar un modelo de unión en busca de soldaduras potencialmente faltantes.
Importación de soldaduras recomendadas (versión 20.1)
Al importar una unión desde un software CAD, ahora existe la opción de añadir soldaduras recomendadas.
Modelo mejorado de soldaduras a tope (versión 20.1)
Se corrigió el tamaño de las soldaduras a tope para soldaduras a tope de borde a superficie.
Particularidades de la verificación de soldaduras según el Eurocódigo (EN) y la norma india (IS) (versión 21.1)
Para cumplir con las normativas y garantizar la seguridad del diseño, el valor de resistencia considerado en la verificación normativa de las soldaduras se calcula ahora a partir del valor de resistencia del acero base según las normas EN e IS y del propio material de aportación.
Combinación de operaciones de soldadura y contacto (versión 22.1)
Desde la versión 22.1, las operaciones de soldadura y contacto se pueden combinar.
Verificación de colisión entre placas y soldaduras (versión 22.1)
Las placas y partes del modelo pueden posicionarse de una manera que colisiona con otras placas y elementos.
Verificación de soldaduras de secciones soldadas (versión 23.0)
IDEA StatiCa ahora puede verificar las soldaduras longitudinales de elementos con secciones transversales soldadas.
Visualización mejorada de la verificación de soldaduras (versión 23.0)
La verificación de soldaduras mediante el Método de los Elementos Finitos difiere de los cálculos de diseño tradicionales. En los cálculos tradicionales, se pueden despreciar pequeñas excentricidades, deformaciones, torsiones, el coeficiente de Poisson, etc.
Mejoras de detallado para pernos y soldaduras en Eurocódigo (versión 23.0)
Se ha mejorado la verificación de detallado en IDEA StatiCa Connection. Los ingenieros pueden tener una mejor visión general del diseño y la verificación normativa de pernos y soldaduras gracias a la información detallada y las recomendaciones según el Eurocódigo proporcionadas en las tablas de verificación, así como en el informe.
Electrodos de soldadura definidos por el usuario (versión 23.1)
El material de soldadura es un elemento editable en la MPRL (Biblioteca de Materiales y Gama de Productos). Esto significa que puede definir los electrodos de soldadura de forma independiente al grado de acero de las placas conectadas.
Para añadir un material de soldadura definido por el usuario, vaya a la pestaña Materiales, añada un material de Soldadura y edite sus propiedades.
Soldadura general resaltada en la escena 3D (versión 23.1)
Hay una mejora simple en la escena 3D de la aplicación Connection para una mejor orientación, especialmente en modelos de uniones más grandes importados mediante enlaces BIM desde aplicaciones CAD.
Cuando se selecciona una operación de soldadura general o de contacto, la soldadura en la escena 3D se resalta en naranja (por defecto).
Advertencia para electrodos más resistentes que las placas (versión 23.1)
Cuando se activa la verificación de detallado en la configuración normativa de la aplicación Connection, los usuarios recibirán una advertencia si el material del electrodo de soldadura es más resistente que las placas soldadas. Esto ayuda a garantizar los estándares de seguridad del diseño.
Esto se aplica al Eurocódigo (EN) y a la norma india (IS), que contienen cláusulas que definen que la resistencia de la soldadura viene determinada por la menor resistencia última de las placas conectadas y requisitos de que el material añadido de los electrodos de soldadura debe ser más resistente que el material base (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 e IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).
Advertencias para soldaduras y pernos que conectan las mismas placas (versión 23.1)
El diseño de una unión que combina soldaduras y pernos, o pernos y pernos pretensados, no es seguro y no está permitido por las normativas. La aplicación Connection le informa automáticamente si se utiliza este tipo de flujo de trabajo en un proyecto, para garantizar un diseño correcto y seguro.
Diseño automático de soldaduras para ductilidad/resistencia plena/sobrerresistencia (versión 24.0)
El dimensionamiento automático de soldaduras elimina la tediosa y laboriosa introducción y verificación manual de cada soldadura. Con el algoritmo de automatización, IDEA StatiCa proporciona un modelado más rápido y un diseño absolutamente seguro de las uniones soldadas.
Dimensionamiento automático de soldaduras según la estimación de capacidad (versión 24.0)
El dimensionamiento automático de soldaduras aborda el reto de ajustar manualmente el tamaño de cada soldadura, lo cual es tedioso y laborioso. Al automatizar este proceso, IDEA StatiCa le ayuda significativamente a agilizar el proceso de diseño y fomenta diseños de soldadura más consistentes en todos los proyectos.
Soldaduras de penetración parcial (PJP) (versión 24.0, 24.1, 25.0)
La integración de las soldaduras a tope de penetración parcial de junta, o simplemente soldaduras PJP, en IDEA StatiCa Connection aborda los requisitos específicos establecidos para las soldaduras a tope PJP, diferentes de los establecidos para las soldaduras en ángulo.
El tamaño de una soldadura de penetración parcial se considera en el análisis con el mismo valor introducido. IDEA StatiCa no aplica ningún ajuste, como la reducción del tamaño nominal de la soldadura; esto corresponde al usuario antes de la introducción de datos.
Advertencias relacionadas con los elementos de soldadura (versión 24.1)
Se han incorporado dos tipos de advertencias:
- «Tipo de soldadura cambiado a soldadura a tope debido a una unión borde a borde» (cambio del tipo de soldadura causado por una acción de modelado)
- «No se creó la soldadura debido a restricciones de geometría» (cubre situaciones en las que imprecisiones en la geometría impiden la creación correcta de la soldadura)
Mejoras regionales (versión 25.0)
Para los ingenieros locales, la versión 25.0 ofrece varias mejoras, como las soldaduras PJP en el Eurocódigo, la implementación de la nueva norma ACI (no solo para ingenieros estadounidenses), las verificaciones de anclaje según la normativa china, la diferenciación de la terminología del Reino Unido y de Estados Unidos, y mucho más.
Área de reparto de la soldadura (versión 25.0)
El área de reparto de la soldadura se ha modificado ligeramente en la versión 25.0. En el siguiente artículo se explica claramente cómo funciona ahora la distribución de fuerzas de una placa a otra a través de las soldaduras.
El área de reparto de la soldadura difiere mucho entre soldaduras a tope y soldaduras en ángulo. El área de reparto desde el borde de la placa hasta la superficie de otra placa se define según la siguiente figura:
La fuerza procedente de la placa del borde se distribuye después entre los nodos de la placa de superficie en función de la proximidad del nodo al área de reparto de la soldadura.
¿Qué implica el cambio en la versión 25.0?
- Se redujo el área de reparto para las soldaduras a tope
- El área de reparto de las soldaduras en ángulo refleja ahora con mayor precisión el tamaño de la soldadura en ángulo
- El grosor de la placa de superficie ya no es relevante para el área de reparto de la soldadura
¿Por qué se realizaron estos cambios?
- Recientemente, llevamos a cabo un proyecto conjunto con la Universidade de Coimbra y ISISE. El objetivo del proyecto era crear una serie de modelos numéricos en Abaqus (paquete de software de elementos finitos general con elementos finitos sólidos) y comparar los resultados con IDEA StatiCa Connection (elementos finitos de tipo lámina). El enfoque se centra en las uniones a momento viga-columna soldadas. La comparación muestra que:
- Los resultados de columnas laminadas sin una fuerza de compresión significativa en la columna concuerdan bien
- Los resultados de columnas con soldadura a tope son ligeramente no conservadores (en un 5,8 %). Por esta razón se realizó este cambio: la reducción del área de reparto de la soldadura para las soldaduras a tope.
Soldadura de placa circular (versión 26.0)
Las placas de rigidización circulares se utilizan comúnmente para reforzar almas delgadas, pero antes de la versión 26.0 no era posible definir soldaduras para estas placas directamente.
Como resultado, los usuarios debían recurrir a soluciones alternativas, generalmente importando la placa como un polígono desde DXF, lo que añadía pasos innecesarios y reducía la eficiencia del modelado.
Con esta actualización, ahora se pueden definir soldaduras directamente para placas de rigidización de forma circular. La placa se discretiza internamente en segmentos, de forma similar a las secciones huecas circulares, garantizando un comportamiento de análisis preciso. El número de segmentos respeta la configuración global del proyecto, lo que garantiza la coherencia en todo el modelo.
Seminarios web y vídeos
En el pasado, hemos realizado varios seminarios web sobre el modelado de uniones soldadas. Puede encontrar inspiración en las siguientes grabaciones:
Soldaduras y pernos en IDEA StatiCa (AISC)
La sesión del seminario web abarca la teoría detrás de los pernos y las soldaduras y cómo se modelan en IDEA StatiCa. Además, se detallarán las operaciones de estos dos componentes y algunos consejos. Por último, se explicará la interpretación de los resultados y las fórmulas utilizadas para verificar que cumplen los requisitos de AISC.
Cómo entender los resultados de soldadura según el Eurocódigo
La tabla detallada con los resultados se puede ver en todas las fórmulas, incluso con valores. También se proporcionan las tensiones direccionales. La utilización de la soldadura es notable. Pero la utilización global Utc se calcula a partir de la capacidad de toda la soldadura. Descubra cómo funciona.
¿Podemos encontrar una coincidencia entre la tensión de soldadura y mis cálculos manuales?
La tensión en una soldadura se calcula en las direcciones principales según el EC, y los resultados se proporcionan en las pestañas de resultados. Aunque el análisis en IDEA StatiCa Connection se basa en CBFEM, en casos sencillos, la tensión se puede comparar con cálculos manuales para verificar los valores resultantes.
Configuración de soldaduras en ángulo junto con un alma de sección SHS y una superficie de placa
Las secciones huecas, y principalmente las esquinas curvas de sus secciones transversales, resultan a veces complicadas de tratar en lo referente a la soldadura, etc. Vea cómo configurar correctamente una soldadura en ángulo simple en ambos lados de un elemento SHS, junto con sus esquinas que deben conectarse a la superficie de una placa.
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