Cuando proyectamos estructuras metálicas, dimensionamos vigas, viguetas y otros elementos resistentes. Ahora bien, debemos prestar atención al dimensionado de las uniones entre ellos, pues son claves para el correcto comportamiento de la estructura. En este post, profundizaremos en el concepto de soldadura en ángulo y se introducirá el método de cálculo simplificado para este tipo de unión.
¿Qué es una soldadura en ángulo?
Este tipo de soldaduras se caracteriza por la colocación de una de las chapas encima de la otra. En el extremo de una de ellas (o de ambas), se ejecuta un cordón de soldadura. Este cordón lo representaremos como un prisma de base triangular con una determinada longitud llamada “L”. El otro valor que utilizaremos será la altura del triángulo base, también llamado espesor de garganta “a”, y los catetos del triángulo isósceles serán a√2. Por lo tanto, el cordón quedará definido por las siguientes propiedades:
- Características geométricas
- Espesor de garganta "a"
- Longitud "L"
- Características mecánicas.
- Resistencia última "fu"
El material con el cuál se ejecuta el cordón de soldadura no es acero, sino una aportación de mejores características; de modo que estaremos del lado de la seguridad si suponemos las características mecánicas del acero.
En este cálculo no se utiliza el límite elástico "fy", debido a que se tiene en cuenta la resistencia más allá de este valor límite. Al alcanzarse el régimen plástico solo en puntos muy localizados, las deformaciones no tienen gran trascendencia.
¿Cómo se calcula una soldadura en ángulo?
Veamos cómo obtener la resistencia de una unión soldada en ángulo a través del método simplificado.Nos hallamos en un estado pluritensional, por lo que el material acero se agota cuando alcanza una determinada energía de distorsión. Sin embargo, en el cálculo de uniones no se sigue este criterio, pues para el agotamiento del material de aportación se utiliza el criterio alternativo de la máxima tensión tangencial.
La máxima tensión tangencial en el plano pésimo y orientación pésima alcanza un determinado valor, equivalente al del ensayo de tracción simple. De modo que limitaremos la máxima tensión tangencial. Primero calcularemos la máxima tensión tangencial, que llamaremos fwsd, y comprobaremos que no supera la máxima tensión tangencial existente fwrd.
Al trabajar con estados límite procederemos a mayorar la solicitación y minorar la resistencia. Se realizará a través de los coeficientes γ y β, cuyo fin es relacionar la teoría de la máxima tensión tangencial con los resultados de los ensayos.
Método simplificado para el cálculo de soldaduras en ángulo.
$$ fwsd < fwrd = (fu/√3)/ βγ $$
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