1. Procedimiento de cálculo estándar
Mediante un procedimiento de cálculo estándar, comprueba la resistencia de la unión por comparación directa de la tensión normal, de corte o reducida calculada con la tensión admitida. En vista al tipo de la unión por soldadura, el diseño y la carga (es decir, con respecto a la tensión actuante), se puede definir la comprobación de resistencia mediante las siguientes fórmulas:
σ ≤ σ Al , τ≤τ Al , σ R ≤σ Al
donde las fórmulas para carga admitida de la unión por soldadura son (con respecto a la seguridad requerida):
s Al = S Y / n s o t Al = S Y / n s .
El tamaño de la tensión admitida y, en consecuencia, la seguridad mínima requerida de la junta, depende del tipo de tensión actuante. Por ejemplo, el tipo, el diseño y la carga de la unión por soldadura.
Este método está pensado para usuarios experimentados que puedan calcular correctamente (según el tipo, el diseño y la carga de soldadura) el tamaño mínimo requerido del coeficiente de seguridad de la unión por soldadura.
2. Método de tensiones comparativas
La tensión admitida se compara con la tensión comparativa auxiliar, que se determina a partir de las tensiones parciales calculadas mediante los factores de conversión de la unión por soldadura cuando la comprobación de resistencia se realiza con este método. La comprobación de la resistencia se puede describir mediante la fórmula s S ≤ s Al , en la que la carga permitida para la unión por soldadura es s Al = S Y / n s .
Al utilizar factores de conversión empíricos, el efecto que los distintos tipos de tensión tienen sobre la seguridad de la unión por soldadura se incluye en la tensión comparativa calculada. Puede trabajar solamente con un valor del coeficiente de seguridad, independientemente del tipo, diseño y carga de la unión por soldadura seleccionada. El valor mínimo recomendado del coeficiente de seguridad para el método de tensión comparativa se encuentra en el intervalo n S =< 1,25...2>
Este método está pensado para usuarios menos experimentados.
Parámetros de cálculo de uniones por soldadura
1. Longitud de soldadura total frente a longitud de garganta (activa)
El tamaño del área de garganta de la soldadura tiene un efecto considerable en la resistencia de la unión por soldadura. En general, este valor es un múltiplo de la longitud y la altura (grosor) de la soldadura. Para obtener una posible reducción del área al comienzo y al final de la soldadura, es mejor utilizar en cálculos más precisos sólo la pieza de soldadura para la longitud de garganta que tenga el área dada.
La longitud de garganta de soldadura se determina por medio de la fórmula L' = L - 2s para soldaduras a tope o mediante la fórmula L' = L - 2a para soldaduras de empalme,
donde:
|
s |
grosor menor de piezas soldadas |
|
|
a |
altura de soldadura de empalme |
El tamaño recomendado de la longitud de garganta (activa) de la soldadura de empalme se encuentra en el rango L' = < 3a...35a >.
El modificador no tiene efecto en las soldaduras periféricas en las que la longitud de soldadura de garganta siempre coincide con la longitud total de la soldadura.
2. No se tiene en cuenta el grosor de la brida y del alma
El grosor de la brida y del alma se puede omitir en los cálculos de vigas con sección en T o en I, conectadas con soldaduras de empalme. En el caso de secciones estándar, el coeficiente del grosor de la brida o del alma y la anchura de la viga son pequeños y, por este motivo, el cálculo es lo suficientemente preciso como para no tener en cuenta dicho grosor.
Se recomienda desactivar esta opción de cálculo para los cálculos precisos o para secciones especiales (con grosores grandes de brida o de alma).
3. La distribución de la tensión de corte sí se tiene en cuenta
Para obtener un cálculo más preciso, en el caso de vigas unidas mediante soldaduras de empalme y cargadas con fuerza de corte, se recomienda utilizar la teoría de distribución de fuerza de corte en la sección cargada y tener en cuenta sólo las soldaduras que soportan la fuerza de corte dentro del cálculo. Según esta teoría, la fuerza de corte la soportan solamente las soldaduras paralelas a la dirección de tensión. La tensión de corte se calcula mediante la fórmula t = F Y / A s , donde:
|
F y |
fuerza de corte |
|
|
A s |
garganta reducida del grupo de soldaduras |
4. Sólo se tienen en cuenta los valores positivos de tensión del momento de plegado
En el caso de vigas unidas mediante soldaduras de empalme y cargadas con momento de plegado, la tensión normal se origina en la soldadura. A continuación se muestra una imagen del diagrama de tensiones.
La tensión máxima se origina en los puntos exteriores al grupo de soldadura: los lugares más separados del eje neutral. En el caso de soldaduras simétricas repartidas en la longitud del eje neutral, el tamaño de las tensiones es idéntico. Por su parte, en las soldaduras no simétricas, puede que la tensión de presión sea mayor. Normalmente, el programa prueba un valor más grande desde estos picos durante la comprobación de resistencia, independientemente de la dirección de tensión que, en este caso, es una tensión de presión.
Cuando se tiene en cuenta la capacidad de carga de la unión por soldadura, la tensión de tracción tiene un valor mucho más significativo en la viga soldada. Este modificador suprime la comprobación de tensión de presión y proporciona solamente una comprobación del valor máximo de tensión de tracción, incluso si la tensión de presión es más grande en la soldadura.
El modificador se puede utilizar únicamente en el cálculo estático, ya que no hay ninguna diferencia entre el valor positivo y negativo para el cálculo de fatiga, y éste siempre está controlado por las tensiones máximas de la soldadura.