EJEMPLO PRÁCTICO Nº 4: Barra traccionada - Perfil Doble T unido con soldaduras

Transcripción

1 EJEMPLO PRCTICO Nº 4 EJEMPLO PRÁCTICO Nº 4: Barra traccionada - Perfil Doble T unido con soldaduras e busca con este ejemplo dar una tercera alternativa a la unión de una barra de cordón inferior traccionada, solicitada con 20 toneladas, como variante a las vistas en los Ejemplos Nº 2 y 3. B CORTE - CORTE B-B Cartela oldaduras de filete oldaduras a tope PNI 3/8" (9,52 mm.) B 1) Tensiones admisibles Material base cero F.24: σ fl 2400 kgf γ 1.60 En consecuencia la tensión admisible será: σ adm σ fl σ adm 1500 kgf γ 2) Dimensionamiento de la barra Remarquemos algunas apreciaciones aplicables a este caso: No existen excentricidades. Cada parte que compone la sección de la barra (alas y alma) está unida a la cartela de nudo, por lo tanto se puede considerar como sección resistente a la sección total, en concordancia con el rt y Figura 7 del C.I.R..O.C. 301 y las recomendaciones dadas por la normativa DIN l tratarse de unión por soldaduras no hay descuentos por alojamientos de los medios de unión, por lo que la sección de cálculo será la sección bruta de la barra. l tratarse de un caso en el cual todas las partes de la sección están unidas a la chapa de nudo y además la unión es continua (por soldaduras), es obvio que la Teoría de redistribución de esfuerzos no es aplicable. 1

2 EJEMPLO PRCTICO Nº 4 Entonces, la sección mínima necesaria para resistir el esfuerzo será: F nec σ adm F nec i recurrimos al.c. pág 10, un PNI 120 cumple con los requerimientos de resistencia. b PNI 120 F 14.2 h 120mm h h - 2c b 58mm s 5.1mm t s t 7.7mm h 2.c 92 mm El valor (h-2.c) usualmente no se encuentra en las especificaciones de los fabricantes y se trata de la zona recta del alma (libre de acuerdos), en la cual no se verifican fenómenos de segregación. Zona de segregación: Zona de unión entre el alma y alas de los PNI y PNU en donde existe una acumulación de tensiones residuales provenientes de la laminación de los perfiles, con mala calidad siderúrgica, lo que no la hace apta para soldar. Las soldaduras en este tipo de casos no se practica en la zona del acuerdo, preparándose la pieza según las siguientes figuras: 2

3 EJEMPLO PRCTICO Nº 4 La práctica constructiva para este tipo de uniones es la siguiente: e practica la extracción del alma del perfil de la forma expuesta en la figura tridimensional. Como no es recomendable soldar en la zona de segregación, se practican dos rebajes de forma de cuarto de círculo, de manera que la zona recta libre de acuerdos sea la unica parte del perfil que haga tope con la chapa que actúa de nudo, efectuándose en dicha superficie de contacto el cordón a tope. En las alas remanentes de la extracción del alma del perfil pueden practicar cordones de filete de longitud calculada. En algunos casos se efectúa un punto de soldadura ubicado entre el canto de la chapa de nudo y las alas del perfil, con fines de sujeción para practicar el resto de las soldaduras únicamente. No se tiene en cuenta para el cálculo. 3) Unión soldada CIROC 304 marca que en el caso de la actuación conjunta de soldaduras frontales a tope y en filete laterales se puede tomar la sección de los cordones de soldadura según dos alternativas: f + t El área de las soldaduras se toma como la suma de las área de los cordones a filete sumado a la sección de los cordones a tope. En el caso de que se adopte esta alternativa para el cálculo, el valor de α para la determinación de las tensiones admisibles de las soldaduras pueden obtenerse de la Tabla 2. del CIROC 304, Renglón 6. t El área de las soldaduras se toma únicamente como la sección de los cordones a tope. En el caso de que se adopte esta alternativa para el cálculo, el valor de α para la determinación de las tensiones admisibles de las soldaduras pueden obtenerse de la Tabla 2. del CIROC 304, Renglones 3, 4 ó 5. Leer las discusiones expuestas en los apuntes teóricos para una mayor comprensión del tema. En nuestro ejemplo, aceptaremos la colaboración de los cordones de filete a los cordones a tope. En cuyo caso: α 0.83 σ s.adm α σ adm σ s.adm 1245 kgf Entonces, el área total que deberán sumar los cordones, será: sold σ s.adm sold Cordón a tope El espesor máximo que podrá tomar el cordón a tope es el menor espesor de las chapas a unir, por lo que deberemos comparar los espesores del alma del perfil y la chapa que actúa como cartela de nudo. a min 5.1 mm (corresponde al espesor del alma del perfil) Recordemos que la soldadura del alma se realiza únicamente en la zona recta del alma del perfil I, ya que no es conveniente soldar en la zona del acuerdo (zona curvada de unión entre el alma y las alas) porque es una zona de baja calidad siderúrgica por laminación, además de una zona de acumulación de tensiones residuales. 3

4 EJEMPLO PRCTICO Nº 4 Entonces, el área de la soldadura a tope resulta igual a la zona libre de acuerdos ( h - 2c) multiplicado por el espesor mínimo ya determinado: ( ) tope a min h 2.c tope 4.69 Cordones de filete En correspondencia, el área de todos los cordones de filete, deberá sumar el siguiente valor: filetes sold tope filetes Como hemos diseñado que dispondremos 8 cordones, cada uno de ellos deberá tener como mínimo la siguiente sección: f filetes nº cordones f 1.42 El espesor que deberá tener cada cordón deberá variar según los límites especificados en la normativa CIROC 304: 3mm a f 0.7 t min 0.7 t min 6.66 mm El valor de t min será obviamente el espesor de la chapa de nudo. doptemos el espesor mínimo, para obtener cordones largos. a f 3mm La longitud mínima que deberá tener cada cordón será entonces: l f.min f a f l f.min 4.74 cm doptemos entonces 8 cordones laterales de filete de 5 cm. de longitud y 3 mm. de espesor. Con esta última adopción queda resuelto el problema. 4

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