Soldadura en K joint

1. ÍNDICE
1.- DATOS DE OBRA................................................................................................................ 2
1.1.- Normas consideradas.............................................................................................. 2
1.2.- Estados límite.......................................................................................................... 2
1.2.1.- Situaciones de proyecto.....................................................................................2
2.- NUDOS.............................................................................................................................. 4
2.1.- Nudo 1..................................................................................................................... 4
2.1.1.- Barras............................................................................................................. 4
2.1.2.- Esfuerzos por hipótesis...................................................................................... 5
2.1.3.- Esfuerzos por combinación................................................................................. 5
3.- UNIONES........................................................................................................................... 6
3.1.- Especificaciones....................................................................................................... 6
3.2.- Referencias y simbología......................................................................................... 6
3.3.- Memoria de cálculo.................................................................................................. 9
3.3.1.- Nudo 1............................................................................................................ 9
3.4.- Cuantificación.......................................................................................................... 12

2. 1.- DATOS DE OBRA
1.1.- Normas consideradas
Aceros laminados y armados: ANSI/AISC 360-10 (LRFD)
Categoría de uso: General
1.2.- Estados límite
E.L.U. de rotura. Acero laminado AISC 360-10 (LRFD)
ASCE 7
Desplazamientos Acciones características
1.2.1.- Situaciones de proyecto
Para las distintas situaciones de proyecto, las combinaciones de acciones se definirán de acuerdo con los
siguientes criterios:
-
- Donde:
Gk Acción permanente
Pk Acción de pretensado
Qk Acción variable
γG Coeficiente parcial de seguridad de las acciones permanentes
γP Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado
γQ,1 Coeficiente parcial de seguridad de la acción variable principal
γQ,i Coeficiente parcial de seguridad de las acciones variables de acompañamiento
Para cada situación de proyecto y estado límite los coeficientes a utilizar serán:
E.L.U. de rotura. Acero laminado: ANSI/AISC 360-10 (LRFD)
2.3.2 - [1] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.400 1.400
2.3.2 - [2 Lr] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 2

3. 2.3.2 - [2 S] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [3 Lr, L] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [3 S, L] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [3 Lr, W] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [3 S, W] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [4 Lr] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [4 S] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 1.200 1.200
2.3.2 - [6] (ASCE/SEI 7-10)
Coeficientes parciales de seguridad (γ)
Favorable Desfavorable
Carga permanente (G) 0.900 0.900
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 3

4. 2.- NUDOS
2.1.- Nudo 1
2.1.1.- Barras
Barra 1
Z
Y
Perfil : OR 152x9.5
Material : ASTM A 36 36 ksi
Posición del nudo en la barra : Nudo interior
Vinculación interior : Empotrada
Dirección
Ux Uy Uz
Ángulo de giro
(grados)
1.00 0.00 0.00 0.0
Desplazamientos
Dx global
(mm)
Dy global
(mm)
Dz global
(mm)
Dy local
(mm)
Dz local
(mm)
0 0 0 0 0
Barra 2
Z
Y
Perfil : OR 76x6.4
Material : ASTM A 36 36 ksi
Posición del nudo en la barra : Nudo inicial
Vinculación interior : Empotrada
Dirección
Ux Uy Uz
Ángulo de giro
(grados)
-3.00 0.00 4.00 0.0
Desplazamientos
Dx global
(mm)
Dy global
(mm)
Dz global
(mm)
Dy local
(mm)
Dz local
(mm)
-28 0 0 0 0
Barra 3
Z
Y
Perfil : OR 76x6.4
Material : ASTM A 36 36 ksi
Posición del nudo en la barra : Nudo inicial
Vinculación interior : Empotrada
Dirección
Ux Uy Uz
Ángulo de giro
(grados)
3.00 0.00 4.00 0.0
Desplazamientos
Dx global
(mm)
Dy global
(mm)
Dz global
(mm)
Dy local
(mm)
Dz local
(mm)
28 0 0 0 0
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 4

5. 2.1.2.- Esfuerzos por hipótesis
Barra 1
Posición Condición
N
(kN)
Vy
(kN)
Vz
(kN)
Mt
(kN·m)
My
(kN·m)
Mz
(kN·m)
En la sección de entrada al nudo Peso propio 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
En la sección de salida del nudo Peso propio 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Barra 2
Condición
N
(kN)
Vy
(kN)
Vz
(kN)
Mt
(kN·m)
My
(kN·m)
Mz
(kN·m)
Peso propio 242.860 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Barra 3
Condición
N
(kN)
Vy
(kN)
Vz
(kN)
Mt
(kN·m)
My
(kN·m)
Mz
(kN·m)
Peso propio -242.860 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
2.1.3.- Esfuerzos por combinación
Barra 1
Posición Combinación
N
(kN)
Vy
(kN)
Vz
(kN)
Mt
(kN·m)
My
(kN·m)
Mz
(kN·m)
En la sección de entrada al nudo 1.4·PP 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1.2·PP 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
0.9·PP 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
En la sección de salida del nudo 1.4·PP 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1.2·PP 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
0.9·PP 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Barra 2
Combinación
N
(kN)
Vy
(kN)
Vz
(kN)
Mt
(kN·m)
My
(kN·m)
Mz
(kN·m)
1.4·PP 340.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1.2·PP 291.432 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
0.9·PP 218.574 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Barra 3
Combinación
N
(kN)
Vy
(kN)
Vz
(kN)
Mt
(kN·m)
My
(kN·m)
Mz
(kN·m)
1.4·PP -340.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1.2·PP -291.432 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
0.9·PP -218.574 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 5

6. 3.- UNIONES
3.1.- Especificaciones
Norma:
ANSI/AISC 360-10. Chapter K - K2. HSS to HSS truss connections.
Materiales:
- Perfiles (Material base): ASTM A 36 36 ksi .
- Material de aportación (soldaduras): Electrodos de la serie E60XX. Para los materiales empleados y el
procedimiento de soldadura SMAW (Arco eléctrico con electrodo revestido), se cumplen las condiciones de
compatibilidad entre materiales exigidas por el artículo J.2.6.
Disposiciones constructivas:
1) Cada tubo se soldará en todo su perímetro de contacto con los otros tubos.
2) Se define como ángulo diedro el ángulo medido en el plano perpendicular a la línea de soldadura,
formado por las tangentes a las superficies externas de los tubos que se sueldan entre sí.
3) Para ángulos diedros mayores que 100 grados se deberá realizar soldadura a tope, independientemente
del espesor del tubo que se suelda.
4) Los tubos de espesor igual o superior a 8 mm se soldarán a tope, excepto en las zonas en las que el
ángulo diedro es agudo y pueda realizarse correctamente la soldadura en ángulo.
5) Los tubos de espesor inferior a 8 mm se pueden soldar con cordones de soldadura en ángulo.
6) En soldaduras a tope, el ángulo del bisel mínimo es de 45 grados.
7) En los detalles se indican los distintos tipos de cordones necesarios en el perímetro de soldadura de los
tubos.
Comprobaciones:
Los cordones de soldadura se han dimensionado de tal manera que su resistencia sea igual o superior a la
de la más débil de las piezas unidas. Para ello, se han tenido en cuenta las prescripciones y detalles
indicados en la parte D de la norma AWS D1.1/D1.1M:2002.
3.2.- Referencias y simbología
Para la representación de los símbolos de soldaduras se consideran las indicaciones de la norma ANSI/AWS
A2.4-98 'STANDARD SYMBOLS FOR WELDING, BRAZING, AND NONDESTRUCTIVE EXAMINATION'.
Método de representación de soldaduras
Conforme a la figura 2 de ANSI/AWS A2.4-98 y a los tipos de soldaduras empleadas en este proyecto, se
desarrolla el siguiente esquema de representación de una soldadura:
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 6

7. 3
2
1
6
4
5
LS(E)
D
Referencias:
1: flecha (conexión entre 2 y 6)
2: línea de referencia
3: símbolo de soldadura
4: símbolo soldadura perimetral.
5: símbolo de soldadura en el lugar de montaje.
6: línea del dibujo que identifica la unión propuesta.
S: profundidad del bisel. En soldaduras en ángulo, es el lado del cordón
de soldadura.
(E): tamaño del cordón en soldaduras a tope.
L: longitud efectiva del cordón de soldadura
D: dato suplementario. En general, la serie de electrodo a utilizar y el
proceso precualificado de soldeo.
La información relacionada con el lado de la unión soldada a la que apunta la flecha, se coloca por debajo
de la línea de referencia, mientras que para el lado opuesto, se indica por encima de la línea de referencia:
OS
AS
AS
OS
OS
AS
OS AS
OS
AS
AS
OS
Donde:
OS(Other Side): es el otro lado de la flecha
AS(Arrow Side): es el lado de la flecha
Listados
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Página 7

8. Referencia 3
Designación Ilustración Símbolo
Soldadura en ángulo
Soldadura a tope en 'V' simple (con chaflán)
Soldadura a tope en bisel simple
Soldadura a tope en bisel doble
Soldadura a tope en bisel simple con talón de raíz amplio
Soldadura combinada a tope en bisel simple y en ángulo
Soldadura a tope en bisel simple con lado curvo
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 8

9. 3.3.- Memoria de cálculo
3.3.1.- Nudo 1
a) Detalle
9.5
152
152
6.476
76
6.4
76
76
75
53.1°
53.1°
Diagonal A
OR 76x6.4
Diagonal B
OR 76x6.4
E60XX
SMAW 10 217
E60XX
SMAW
10 101
10 217
E60XX
SMAW
10 101
E60XX
SMAW
Cordón
OR 152x9.5
Alzado
b) Descripción de los componentes de la unión
Perfiles
Pieza
D
escripción
Geometría Acero
Esquema
Ancho
(mm)
Peralte
(mm)
Espesor
(mm)
Radio de acuerdo
interior
(mm)
Tipo
Fy
(MPa)
Fu
(MPa)
Cordón OR 152x9.5
9.5
152
152
152 152 9.5 9.5 A36 250.0 400.0
Diagonal OR 76x6.4
6.4
76
76
76 76 6.4 6.4 A36 250.0 400.0
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 9

10. c) Comprobación
1) Cordón OR 152x9.5
Comprobaciones geométricas
Comprobación Unidades Calculado
Límites
Mínimo Máximo
Fy / Fu -- 0.63 -- 0.80
Límite elástico MPa 250.0 -- 360.0
Espesor mm 9.5 2.5 25.0
H/B -- 1.00 0.50 2.00
B/t -- 16.00 -- 35.00
H/t -- 16.00 -- 35.00
Comprobaciones de resistencia
Comprobación Unidades Pésimo Resistente Aprov. (%)
Interacción axil y cortante -- -- -- 92.71
2) Diagonal A OR 76x6.4
Comprobaciones geométricas
Comprobación Unidades Calculado
Límites
Mínimo Máximo
Fy / Fu -- 0.63 -- 0.80
Límite elástico MPa 250.0 -- 360.0
Espesor mm 6.4 2.5 25.0
Ángulo grados 53.13 30.00 --
Espaciamiento mm 75.0 12.8 --
Bb/B -- 0.50 0.35 1.00
Hb/Bb -- 1.00 0.50 2.00
Bb/tb -- 11.88 -- 35.00
Hb/tb -- 11.88 -- 35.00
g/B -- 0.49 0.25 --
Comprobaciones de resistencia
Comprobación Unidades Pésimo Resistente Aprov. (%)
Plastificación del cordón kN 340.004 351.788 96.65
Punzonamiento por esfuerzo cortante kN 340.004 530.501 64.09
Listados
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Página 10

11. Soldaduras (ANSI/AISC 360-10, CHAPTER J)
Comprobaciones geométricas
Descripción Tipo P.S.
Longitud efectiva Lado
Profundidad del surco
(mm)lmin
(mm)
l
(mm)
w
(mm)
Soldadura combinada a
tope en bisel simple y en
ángulo
A tope en bisel
simple y en ángulo
SMAW 40 101 10 6
Soldadura en ángulo En ángulo SMAW 40 217 10 --
P.S.: Proceso de soldeo.
l: Longitud efectiva del cordón de soldadura.
w: Espesor del lado del cordón de soldadura.
--: La comprobación no procede.
Comprobación de resistencia
Descripción Lado
(mm)
t
(mm)
l
(mm)
Electrodo
Metal
Base
Cortante (Metal Soldadura) Tensiones (Metal Base) Factor Resistencia
Fw
(MPa)
Fy
(MPa)
Caso
pesimo
(MPa)
Resistente
(MPa)
Aprov.
(%)
Caso
pesimo
(MPa)
Resistente
(MPa)
Aprov.
(%)
φ Material base φ Soldadura
Soldadura
combinada
a tope en
bisel simple
y en ángulo
La combinación de soldadura en bisel y soldadura en ángulo genera un cordón cuya resistencia es igual a la menor resistencia
de las piezas a unir.
Soldadura
en ángulo
Se adopta el lado de soldadura cuyo espesor de garganta aporta una resistencia igual a la menor resistencia de las piezas a unir.
3) Diagonal B OR 76x6.4
Comprobaciones geométricas
Comprobación Unidades Calculado
Límites
Mínimo Máximo
Fy / Fu -- 0.63 -- 0.80
Límite elástico MPa 250.0 -- 360.0
Espesor mm 6.4 2.5 25.0
Ángulo grados 53.13 30.00 --
Espaciamiento mm 75.0 12.8 --
Bb/B -- 0.50 0.35 1.00
Hb/Bb -- 1.00 0.50 2.00
Bb/tb -- 11.88 -- 35.00
Hb/tb -- 11.88 -- 35.00
g/B -- 0.49 0.25 --
Comprobaciones de resistencia
Comprobación Unidades Pésimo Resistente Aprov. (%)
Plastificación del cordón kN 340.004 351.788 96.65
Punzonamiento por esfuerzo cortante kN 340.004 530.501 64.09
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 11

12. Soldaduras (ANSI/AISC 360-10, CHAPTER J)
Comprobaciones geométricas
Descripción Tipo P.S.
Longitud efectiva Lado
Profundidad del surco
(mm)lmin
(mm)
l
(mm)
w
(mm)
Soldadura combinada a
tope en bisel simple y en
ángulo
A tope en bisel
simple y en ángulo
SMAW 40 101 10 6
Soldadura en ángulo En ángulo SMAW 40 217 10 --
P.S.: Proceso de soldeo.
l: Longitud efectiva del cordón de soldadura.
w: Espesor del lado del cordón de soldadura.
--: La comprobación no procede.
Comprobación de resistencia
Descripción Lado
(mm)
t
(mm)
l
(mm)
Electrodo
Metal
Base
Cortante (Metal Soldadura) Tensiones (Metal Base) Factor Resistencia
Fw
(MPa)
Fy
(MPa)
Caso
pesimo
(MPa)
Resistente
(MPa)
Aprov.
(%)
Caso
pesimo
(MPa)
Resistente
(MPa)
Aprov.
(%)
φ Material base φ Soldadura
Soldadura
combinada
a tope en
bisel simple
y en ángulo
La combinación de soldadura en bisel y soldadura en ángulo genera un cordón cuya resistencia es igual a la menor resistencia
de las piezas a unir.
Soldadura
en ángulo
Se adopta el lado de soldadura cuyo espesor de garganta aporta una resistencia igual a la menor resistencia de las piezas a unir.
d) Cuantificación
Soldaduras
Clase de resistencia Ejecución Tipo
Lado
(mm)
Longitud de cordones
(mm)
E60XX En taller
En ángulo 10 434
Combinada a tope en bisel simple y en
ángulo
10 201
3.4.- Cuantificación
Soldaduras
Clase de resistencia Ejecución Tipo
Lado
(mm)
Longitud de cordones
(mm)
E60XX En taller
En ángulo 10 434
Combinada a tope en bisel simple y en ángulo 10 201
Listados
Tesis Fecha: 05/01/20
Página 12