9 - Dimensionado de La Soldadura

Dimensionado de la Soldadura de Unión Ala-Alma / Columna I4 1 - Datos Acero Fy = Factor de Resistencia φ = Electrodo =

235 MPa 0.6 E70XX

VD =

6.96 KN

VLr =

46.43 KN

VW =

-67.46 KN

a) b y e) c)

9.74 KN 31.56 KN 28.67 KN

c') d) f) g)

82.63 KN -69.63 KN -94.93 KN -22.40 KN

Vu =

94.93 KN

bf =

15.00 cm

Af =

9.53 cm²

tf =

0.64 cm

Aw =

17.87 cm²

tw =

0.48 cm

At =

36.92 cm²

hw =

37.53 cm

Ix =

9035.46 cm⁴

p=

136.6475

Sx =

465.75 cm³

Solicitaciones Nominales:

Combinación Crítica:

2 - Predimensionado

-14.07 KN

3 - Unión Soldada Ala-Alma Por lo establecido en Tabla J.2.5 e) se dimensiona solamente con el flujo de corte · Flujo de Cortante a través de la Soldadura:

F=

1.91 KN/cm (Flujo de Corte por Unidad de Longitud)

· Dimensiones de Soldadura: Según J.2.2(b) no se aplica la Tabla J.2-4 para el tamaño mínimo de soldadura

· Capacidad de la Soldadura:

FEXX = Fs =

480 MPa 172.80 MPa /filete

Para los dos filetes: 2·Fs =

345.60 MPa

· Esfuerzo en la Soldadura: Reemplazo

en

Igualando

y despejando el lado de la soldadura Llegamos a que:

d=

0.78 mm 17%

Materializado: d =

4.70 mm √

Dimensionado de la Soldadura de Unión Ala-Alma / Viga I4 1 - Datos



2 - Predimensionado

Acero Fy = Factor de Resistencia φ = Electrodo =

235 MPa 0.6 E70XX

VD =

-7.82 KN

VLr =

-52.65 KN

VW =

69.14 KN

a) b y e) c)

-10.94 KN -35.70 KN -38.30 KN

c') d) f) g)

-93.61 KN 68.01 KN 96.68 KN 19.61 KN

Vu =

96.68 KN

bf =

15.00 cm

Af =

9.53 cm²

tf =

0.64 cm

Aw =

17.87 cm²

tw =

0.48 cm

At =

36.92 cm²

hw =

37.53 cm

Ix =

9035.46 cm⁴

p=

136.6475

Sx =

465.75 cm³

8.68 KN


F=

1.94 KN/cm (Flujo de Corte por Unidad de Longitud)

· Dimensiones de Soldadura: Según J.2.2(b) no se aplica la Tabla J.2-4 para el tamaño mínimo de soldadura · Capacidad de la Soldadura:

FEXX = Fs =

480 MPa 172.80 MPa /filete


345.60 MPa


en

Igualando


d=

0.80 mm 17%

Materializado: d =

4.70 mm √

Dimensionado de la Soldadura de Unión Ala-Alma / Columna F1 1 - Datos Acero Fy = Factor de Resistencia φ = Electrodo =

235 MPa 0.6 E70XX



2 - Predimensionado

VD =

-0.14 KN

VLr =

-1.17 KN

VW =

-22.22 KN

a) b y e) c)

-0.19 KN -0.75 KN -19.81 KN

c') d) f) g)

-2.04 KN -34.07 KN -33.45 KN -18.52 KN

Vu =

34.07 KN

bf =

15.00 cm

Af =

9.53 cm²

tf =

0.64 cm

Aw =

17.87 cm²

tw =

0.48 cm

At =

36.92 cm²

hw =

37.53 cm

Ix =

9035.46 cm⁴

p=

136.6475

Sx =

465.75 cm³

-23.52 KN


F= 0.69 KN/cm (Flujo de Corte por Unidad de Longitud)

· Dimensiones de Soldadura: Según J.2.2(b) no se aplica la Tabla J.2-4 para el tamaño mínimo de soldadura · Capacidad de la Soldadura:

FEXX =

480 MPa

Fs =

172.80 MPa /filete


345.60 MPa


en

Igualando


d=

0.28 mm 6%

Materializado: d =

4.70 mm √

Dimensionado de Soldadura Columna-Placa de Apoyo - I4 y I9 1 - Datos Dimensiones:

d=

55.00 cm

db =

1.59 cm

b=

20.00 cm

n1 =

4.00 cm

h' = 4.00 cm lc = 136.65 cm Factor de Resistencia φ = 0.6 Electrodo = E70XX Solicitaciones: · relacionadas con la flexocompresión más defavorable: ND =

-10.13 KN MD =

11.05 KNm VD =

4.54 KN

NLr =

-51.10 KN MLr =

77.09 KNm VLr =

31.85 KN

NW = -0.61 KN MW = -46.47 KNm VW = · que producen la flexotracción más desfavorable:

-24.70 KN

ND =

-11.85 KN MD =

17.54 KNm VD =

6.96 KN

NLr =

-60.35 KN MLr =

116.54 KNm VLr =

46.43 KN

NW =

79.94 KN MW =

-182.19 KNm VW =

-67.46 KN

Combinación Crítica: Mayor Flexocompresión Mayor Flexotracción

c) f)

Nu Mu -94.40 KN 99.43 KNm 109.25 KN 257.50 KNm

Vu 36.65 KN 94.93 KN

2 - Dimensionamiento de las Uniones Soldadas Se verificará la unión soldada entre la columna y la placa de apoyo. De la Tabla J.2.5 tenemos que la resistencia nominal para soldadura a filete y corte en el área efectiva es:

Fw =

288 MPa

con FEXX =

480 MPa

· Soldadura Horizontal Las longitudes de transmisión son: * En zona de contacto con hormigón: * En zona de pernos de anclaje: Lw = 12.75 cm Lw = con la longitud útil de la base (h) igual a: 51.00 cm

9.59 cm

Suposición: En cada cordón horizontal se transmitirá una parte de la Fuerza Horizontal Vu aproximadamente igual a: 1/6 Con esto las fuerzas requeridas a transmitir son: * En zona de contacto con hormigón: * En zona de pernos de anclaje: (Combinación c o d) (Combinación f) Vu =

6.11 KN

La excentricidad de la fuerza requerida resulta : e= 105.32 cm

Vu =

15.82 KN

e=

235.71 cm

A partir de las dimensiones de la base se obtienen las siguientes tensiones de contacto (f’H) y fuerzas de tracción en los pernos (Zu):

f'H =

Zu =

1.07 KN/cm²

366.93 KN

f'H = 2.04 KN/cm²

Zu =

628.74 KN

Los esfuerzos de corte requeridos resultan: VuA =

183.46 KN

VuA =

314.37 KN

VuB =

136.26 KN

VuB =

259.75 KN

Nu =

91.73 KN Combinada

Nu =

157.19 KN

Pu =

91.93 KN

Pu =

157.98 KN

por cm de longitud: pu =

7.21 KN/cm

pu = 16.48 KN/cm

De acuerdo a la sección J.2.4 la Resistencia de Diseño de un cordón de soldadura de 1 cm de lado y 1 cm de longitud será:

12.22 Rd = KN/cm² El lado necesario resulta: dc =

13.49 mm Aprovechamiento: 287%

Materializado: d =

4.70 mm X

Dimensionado de Soldadura Columna-Placa de Apoyo - I5 y D9 1 - Datos Dimensiones:

d=

55.00 cm

db =

1.59 cm

b=

20.00 cm

n1 =

4.00 cm


-10.08 KN MD =

-11.06 KNm VD =

-4.55 KN

NLr =

-50.39 KN MLr =

-77.46 KNm VLr =

-31.72 KN


1.02 KN

ND =

-11.85 KN MD =

17.55 KNm VD =

6.95 KN

NLr =

-60.24 KN MLr =

116.48 KNm VLr =

46.33 KN

NW =

79.94 KN MW =

-182.61 KNm VW =

-67.32 KN


c) f)

Nu Mu -92.97 KN 144.32 KNm 109.24 KN 258.12 KNm

Vu 55.40 KN 94.72 KN

2 - Dimensionamiento de las Uniones Soldadas Se verificará la unión soldada entre la columna y la placa de apoyo. De la Tabla J.2.5 tenemos que la resistencia nominal para soldadura a filete y corte en el área efectiva es: Fw =

288 MPa

con FEXX =

480 MPa


9.59 cm


9.23 KN

La excentricidad de la fuerza requerida resulta : e= 155.23 cm

Vu =

15.79 KN

e=

236.28 cm


f'H = 1.46 KN/cm²

f'H = 2.04 KN/cm²

Zu =

Zu =

465.34 KN

630.13 KN


232.67 KN

VuA =

315.07 KN

VuB =

186.18 KN

VuB =

260.45 KN

Nu =

116.33 KN

Nu =

157.53 KN

Pu =

158.32 KN

Combinada Pu = pu =

116.70 KN por cm de longitud: 9.15 KN/cm

pu = 16.51 KN/cm




Materializado: d =

4.70 mm X

Dimensionado de Soldadura Columna-Placa de Apoyo - F2 y A3 1 - Datos Dimensiones:

d=

55.00 cm

db =

1.59 cm

b=

20.00 cm

n1 =

4.00 cm


-8.08 KN MD =

0.62 KNm VD =

0.19 KN

NLr =

-26.37 KN MLr =

5.76 KNm VLr =

1.30 KN


-2.39 KN

ND =

-8.16 KN MD =

-1.05 KNm VD =

-0.08 KN

NLr =

-26.91 KN MLr =

-7.92 KNm VLr =

-0.80 KN

NW =

34.55 KN MW =

-33.83 KNm VW =

-21.18 KN


c) f)

Nu -52.82 KN 44.48 KN

Mu 5.18 KNm 51.69 KNm

Vu 0.39 KN 31.84 KN

2 - Dimensionamiento de las Uniones Soldadas Se verificará la unión soldada entre la columna y la placa de apoyo. De la Tabla J.2.5 tenemos que la resistencia nominal para soldadura a filete y corte en el área efectiva es: Fw =

288 MPa

con FEXX =

480 MPa


9.59 cm


0.07 KN

La excentricidad de la fuerza requerida resulta :

Vu =

5.31 KN

e=

9.81 cm

e=

116.20 cm


f'H =

0.15 KN/cm²

Zu =

92.26 KN

f'H = 0.36 KN/cm²

Zu =

136.89 KN


46.13 KN

VuA =

68.44 KN

VuB =

19.72 KN

VuB =

46.20 KN

Nu =

23.06 KN

Nu =

34.22 KN

Pu =

34.63 KN

pu =

3.61 KN/cm

Combinada Pu = pu =

23.06 KN por cm de longitud: 1.81 KN/cm




Materializado: d =

4.70 mm √

Dimensionado de Soldadura de Cubrejunta - Viga I2 Arriba Datos: Acero: Viga:

Fy =

235 MPa

Fu =

370 MPa

tf =

0.64 cm

tw =

bf = 15.00 cm Ángulo de Inclinación =

0.48 cm

hw = 37.99 cm 9.48°

15.00 cm tfc = 0.64 cm lfc = Lado del filete: 4.70 mm Factor de Resistencia φ = 0.6 Electrodo = E70XX Transmisión de la Fuerza de Tracción: por cada uno de los elementos de la sección transversal Solicitaciones en la Sección de Empalme: Cubrejuntas: Soldadura:

bfc =

ND =

-18.58 KN MD =

2.92 KNm VD =

2.82 KN

NLr =

-128.14 KN MLr =

16.13 KNm VLr =

19.37 KN

-15.45 KNm VW =

-25.79 KN

NW = 175.00 KN MW = Solicitaciones Máximas en la Viga a Empalmar: ND =

-12.11 KN MD =

-17.47 KNm VD =

-5.89 KN

NLr =

-84.21 KN MLr =

-120.33 KNm VLr =

-40.62 KN

NW =

49.89 KN MW =

162.58 KNm VW =

53.17 KN

Combinación Crítica en la Viga:

f)

77.50 cm

Nu Vu Mu 75.34 KN 62.91 KN 228.15 KN

1 - Determinación de solicitaciones requeridas en la sección de empalme a - Combinación de Solicitaciones en el Empalme: a) b y e) c) c') d) f) g)

NEu -25.01 KN -83.03 KN -83.86 KN -218.54 KN 169.50 KN 236.46 KN 51.65 KN

VEu 8.18 KN 27.12 KN 27.94 KN 71.36 KN -54.28 KN -76.14 KN -16.30 KN

MEu 4.09 KNm 11.57 KNm 16.95 KNm 29.31 KNm -11.61 KNm -20.55 KNm -0.79 KNm


236.46 KN

76.14 KN

20.55 KNm

≥ 100%Nu 75.34 KN

≥ 50%Vu 31.45 KN

≥ 50%Mu 114.07 KNm

b - Los momentos de inercia y áres de alas y alma son: Alma:

Iw = 2176.01 cm⁴

Aw =

18.09 cm²

Ala:

If = 7105.77 cm⁴

Af =

19.05 cm²

c - Los momentos flectores y fuerzas axiles a transmitir por los cubrejuntas de alas y alma son: Alma:

Muw =

26.74 KNm *

Nuw =

Ala:

Muf =

87.33 KNm ambas alas

Nuf =

115.18 KN * 60.64 KN cada ala

2 - Dimensionamiento del Cubrejunta de Ala Conservadoramente, la fuerza debida al momento que pasa a través del ala es: PfM =

226.10 KN

La fuerza que debe resistir el cubrejuntas es:

Nf = PfM + Nuf =

286.74 KN

· Para el estado límite de fluencia en la sección bruta (Sección D.1(a)), la mínima área bruta necesaria es: = 13.56 cm² con φ = 0.9

· Para el estado límite de rotura en la sección neta (Sección D.1(b)), la mínima área neta efectiva necesaria es: =

10.33 cm²

con φ = 0.75

y por B.3 resulta: Ag = Ae Siendo Ag = bfc . tfc =

9.53 cm²

se adopta U = 1.00 >

13.56 cm²

NO VERIFICA

3 - Verificación de la unión soldada del ala Longitud de filete necesaria: a) Por área neta efectiva del cordón: Con las dimensiones adoptadas: Ag = Siendo de Ec.(Ej. 2-1) Agnecesaria = = será: 1.0848115

El Umínimo Referencia:

9.53 cm² y con Ae = Ag . U (Sec. 13.56 cm² B.3(2)(b)) <

1

* = Solicitaciones a utilizar para dimensionar los bulones del empalme.

La mínima longitud L del filete resulta de:

=

0

b) Por resistencia de unión soldada Se dimensiona la unión soldada. Se utiliza soldadura de filete (Sección J.2.2). La fuerza Tu produce corte en el área efectiva. La resistencia nominal se obtienen de la tabla J.2-5: Fw =

288 MPa

con FEXX =

480 MPa

Lado del filete: (Sección J.2.2(b)) Lado mínimo tf = c

tf =

6.35 mm De tabla J.2-4 6.35 mm

Lado máximo Lado del filete adoptado: dw =

dw = =

dw =

5.00 mm

=

0.50 cm

4.35 mm 0.44 cm

0.47 cm

NO VERIFICA

de Sección J.2.4, la resistencia de diseño para 1 cm de filete: =

5.74 KN/cm

con eg (espesor efectivo de garganta) = 0,707 . dw La fuerza requerida que se transmite a las soldaduras es: Tu = Con los valores anteriores, llegamos a que la longitud total de los filetes es: Lt =

50.35 cm , cada filete longitudinal 15.00 cm tendra

Dado que el ancho del cubrejunta L1 es igual a una longitud L2 igual a

289.12 KN

17.67 cm

La longitud efectiva mínima: 4.dw =

1.88 cm

La longitud efectiva máxima: 37.60

Como en a) y b) L es

<

15.00 cm

entonces β = 1

<

38.75 cm

VERIFICA

y Le = 17.67 cm toda la longitud es efectiva VERIFICA

9 - Dimensionado de La Soldadura

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