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• Jorge Villavicencio

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Curso de Especialización DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS INDUSTRIALES

Ing. JESUS DONAYRE CAHUA - CIP 59539

Diseño de Conexiones Soldadas

La soldadura es un proceso en el que se

unen

partes

metálicas

mediante

el

calentamiento de sus superficies a un

estado plástico o fluido, permitiendo que las partes fluyan y se unan (con o sin la adición de otro metal fundido

Diseño de Conexiones Soldadas REQUISITOS DEL AISC Para el metal base, la resistencia nominal es: Para el metal de la soldadura, la resistencia

nominal es:

Diseño de Conexiones Soldadas

Diseño de Conexiones Soldadas Sección J2.2b de la Especificación del LRFD. 1. La longitud mínima de una soldadura de filete no debe ser menor que cuatro veces la dimensión nominal del lado de la soldadura. Si su longitud es menor que este valor, el tamaño de soldadura que se considera efectiva debe reducirse a un cuarto de la longitud de la soldadura. 2. El tamaño máximo de una soldadura de filete a lo largo de los bordes de material menor de 1/4 plg de grueso debe ser igual al grueso del material. Para material más grueso, no debe ser mayor que el espesor del material menos 1/16 plg, a menos que la soldadura se arregle especialmente para dar un espesor completo de la garganta. Para una placa con un espesor de 1/4 plg, o mayor, conviene terminar la soldadura por lo menos a 1/16 plg del borde para que el inspector pueda ver claramente el borde de la placa y determinar con exactitud las dimensiones de la garganta de la soldadura.

Diseño de Conexiones Soldadas 3.- Los tamaños de filetes permisibles mínimos de soldadura según la Especificación del AISC (Tabla J2.4 de la Especificación del AISC).

Diseño de Conexiones Soldadas 4. Algunas veces se usan remates de extremo o marcos en la terminación de las soldaduras de filete, como se

muestra . En el pasado se recomendaba esta práctica para proporcionar una mejor resistencia a la fatiga y para

asegurarse de conservar el espesor de la soldadura en toda su longitud. Las investigaciones recientes han

demostrado que estos remates no son necesarios para desarrollar la capacidad de estas conexiones. Los

remates de extremo también se usan para incrementar la

capacidad

de

deformación

plástica

conexiones (Comentario J2.2d del AISC).

de

estas

Diseño de Conexiones Soldadas 5. Si se usan soldaduras de filete longitudinal para la conexión de placas o barras, su longitud no debe ser menor que la distancia perpendicular entre ellas, debido al retraso del cortante

6. Para juntas traslapadas, la cantidad mínima de traslape que

se permite es igual a cinco veces el espesor de la parte más delgada que se va a unir, pero no menor de 1 plg (J2.2b del

AISC). El propósito de este traslape mínimo es evitar que la junta gire excesivamente.

Diseño de Conexiones Soldadas 7. Si la longitud real (l) de una soldadura de filete con carga en el extremo es mayor que 100 veces el tamaño de su ala (w), la Especificación (J2.2b)

del AISC establece que, debido a la variación de esfuerzos a lo largo de la soldadura, es necesario determinar una longitud más pequeña o efectiva para la determinación de la resistencia. Esto se hace multiplicando L por el término b, de acuerdo con la siguiente ecuación en donde w es el tamaño del ala de soldadura:

Si la longitud real de la soldadura es mayor que 300 w, la longitud efectiva se toma como 180 w.

Diseño de Conexiones Soldadas Ejemplo.- ¿Cuál es la resistencia de diseño de la conexión mostrada, si las placas consisten en acero A572 Grado 50 (Fu = 65 klb/pulg2)?

Se usaron electrodos E70, y las soldaduras de filete de 7/16 pulg se hicieron con el proceso SMAW.

Diseño de Conexiones Soldadas Solución Resistencia de la soldadura

Revisando la relación de longitud a tamaño de la soldadura

No se requiere reducción en la resistencia de la soldadura ya que b = 1.0 .

Diseño de Conexiones Soldadas

Revise la fluencia a tensión para una PL

3/4 x 10

Diseño de Conexiones Soldadas Revise la resistencia a la fractura por tensión para una PL

¾” x 10”

Como la longitud de la soldadura, l = 10 plg, es igual a la distancia entre las soldaduras, U = 0.75 (Tabla D3.1 del AISC)

Diseño de Soldaduras de Filete para Armaduras Deberá observarse que el centroide de las soldaduras y el centroide del ángulo estáticamente cargado no coinciden en la conexión. Si una conexión soldada estuviera sujeta a esfuerzos variables (tales como los que ocurren en el

miembro de un puente), se considera necesario colocar las soldaduras de modo que su centroide coincida con el

centroide del miembro (si no, la torsión resultante debe tomarse en cuenta en el diseño). Si el miembro conectado

es simétrico, las soldaduras se colocarán simétricamente; si el miembro no es simétrico, las soldaduras no deben ser simétricas

Diseño de Soldaduras de Filete para Armaduras

Se considera que la fuerza en un ángulo, actúa a lo largo de su centro de gravedad. Si el centro de gravedad de la resistencia de la soldadura coincide con la fuerza del ángulo, la soldadura deberá colocarse

asimétricamente, por lo que L1 debe ser mayor que L2.

Diseño de Soldaduras de Filete para Armaduras Se Use Fy = 50 klb/plg2 y Fu = 65 klb/plg2, electrodos E70, y el proceso SMAW para diseñar las soldaduras de filete para el

miembro a tensión trabajando a capacidad plena constituido por un ángulo de 5x3x1/2 plg mostrado en la Figura 14.18. Suponga que el miembro estará sujeto a una variación repetida de esfuerzos, volviendo inconveniente cualquier excentricidad en la conexión. Revise la resistencia del miembro por bloque de cortante. Suponga que el miembro de la cuerda WT tiene una resistencia adecuada para desarrollar las resistencias de soldadura y que el espesor de su alma es de 1/2 plg. Suponga que U = 0.87.