Tensiones en la soldadura. Ejemplo con hoja de cálculo

PARTE I

La soldadura es uno de las técnicas de unión que nos permiten ensamblar distintos elementos estructurales en acero.

Este artículo queda dividido en dos partes. La Parte I pretende ser una introducción a las tensiones en una soldadura. En la Parte II nos centraremos en la unión articulada entre viga y columna que se resolverá mediante soldadura a ambos lados del alma de la viga. Se trata de una unión muy sencilla que nos ayudará a identificar qué tensiones solicitan al cordón. En este artículo nos basaremos en la normativa española del Código Técnico de la Edificación en su Documento Básico de Acero estructural “CTE DB-SE-A”.

PLANOS DE TRABAJO EN EL CORDÓN DE SOLDADURA

soldadura-resistencia-plano-viga-zigurat — Figura 1 Geometría y planos del cordón de soldadura en ángulo

Los cordones de soldadura en ángulo dispuestos a ambos lados del alma de la viga se asimilan a un triángulo configurando la sección aproximada del cordón.

Distinguimos entre dos tipos de planos resistentes dentro del cordón:

Planos abatidos: son los dos planos ortogonales que cierran el triángulo de la sección aproximada.

Plano de garganta: se considera que es el plano resistente de la soldadura y forma 45º respecto a los planos abatidos.

INTRODUCCIÓN A LAS TENSIONES SOBRE EL CORDÓN

Los esfuerzos que actúan sobre el cordón de soldadura deben transformarse a una tensión determinada. Recordemos que una tensión es la relación de un esfuerzo entre un área resistente, por lo que en función del plano de trabajo del cordón con el que trabajemos, podemos hablar de las tensiones siguientes:

Tensiones en los planos abatidos: denominadas con letras alfanuméricas.

“n” es la tensión normal de cálculo que actúa perpendicular al plano de una de las caras del cordón de soldadura.
es la tensión tangencial de cálculo normal a la arista contenida en el plano de una de las caras de la soldadura.
es la tensión tangencial de cálculo paralela a la arista contenida en el plano de una de las caras de la soldadura.

soldadura-resistencia-plano-viga-zigurat-2 — Figura 2 Tensiones en el plano abatido del cordón

Tensiones en el plano de garganta: denominadas con letras griegas.

es la tensión normal perpendicular al plano de la sección transversal del cordón; es paralela a la dirección del cordón.
es la tensión normal de cálculo que actúa en la sección de la garganta.
es la tensión tangencial de cálculo normal a la arista referida al plano de garganta.
es la tensión tangencial de cálculo paralela a la arista referida al plano de garganta…[Continuar leyendo]