Diseño de Soldadura por el método de los estados limites

Ing. Miguel Ángel Vielma Montes C.I.V 78.824

Ejercicio 1. Soldadura

Verificar si el Perfil angular 75x75x7, E60XX Cumple con las solicitaciones dadas. 𝑆𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛: 𝑃𝑢 = 30.200𝐾𝑔

7.5cm

10mm 7.5cm

A25 𝐹𝑦 = 2.500𝐾𝑔/𝑐𝑚2 𝐹𝑢 = 3.700 𝐾𝑔/𝑐𝑚2

A36 𝐹𝑦 = 2.530𝐾𝑔/𝑐𝑚2 𝐹𝑢 = 4.080 𝐾𝑔/𝑐𝑚2

𝐸60𝑥𝑥 = 4.220 𝐾𝑔/𝑐𝑚2

L1 Pu=30.200Kg

L3=b

L2

L3

∗ 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎 𝐶𝑂𝑉𝐸𝑁𝐼𝑁 1618: 1988, 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠.

Celulares: +58 414 2441496/ +58 412 6257550 Email: [email protected] Twitter: @miguelvielma325, Perfil público: https://www.linkedin.com/in/miguel-angel-vielma-montes-512b7240?trk=nav_responsive_tab_profile


1. Cedencia en el área total(Angulo): Ap=Área del perfil ∅𝑡 = 0.90 𝐴𝑝 =

𝐴𝑡 2

𝐴𝑡 =

𝑃𝑢 ∅𝑡𝐹𝑦

𝐴𝑡 =

30.200𝐾𝑔 0.90𝑥2.530𝐾𝑔/𝑐𝑚2

𝐴𝑡 = 13.2𝑐𝑚2 𝐴𝑝 =

13,42𝑐𝑚2 2

𝐴𝑝 = 6.71𝑐𝑚2 Perfil Usado 75x75x7. Ap= 10,1 𝑐𝑚2

2. Diseño del cordón de soldadura a corte. Electrodos

Resistencia limite a tracción del metal de aporte FEXX (Kg/cm2) 4.220 4.920 5.630 6.330 7.030 7.730

E60XX E70XX E80XX E90XX E100XX E110XX

Esfuerzo cortante de diseño de la soldadura ∅𝐹𝑤 (Kg/cm2) 1.899 2.214 2.534 2.849 3.164 3.479

Tamaño máximo de la soldadura de filete t≤6mm Dmax=t t≥6mm Dmax=t-2mm

D=7mm-2 D=5mm Celulares: +58 414 2441496/ +58 412 6257550 Email: [email protected] Twitter: @miguelvielma325, Perfil público: https://www.linkedin.com/in/miguel-angel-vielma-montes-512b7240?trk=nav_responsive_tab_profile

Ing. Miguel Ángel Vielma Montes C.I.V 78.824 Ts=Espesor efectivo de la garganta L1≥4D

Ts=0,707(D)

L1

Ts=3,54mm

b-x

b=L3

x

Ts=0,707(5)

L2

L2≥4D

P1

∅ = 0,75 x=18mm

P2

57mm 18mm

∑ 𝑀𝐴 = 0

𝑃𝑢(𝑏 − 𝑥) − 𝑝1. 𝑏 = 0 𝑃1 = 𝑃1 =

𝑃𝑢(𝑏−𝑥) 𝑏

30.200𝐾𝑔𝑥(75𝑚𝑚 − 18 𝑚𝑚) 75 𝑚𝑚

𝑃1 = 22.952𝐾𝑔

𝑃2 =

𝑃𝑢𝑥 𝑏

𝑃2 =

30.200𝐾𝑔𝑥18𝑚𝑚 75 𝑚𝑚

𝑃2 = 7.248 𝐾𝑔

𝑃 ≤ ∅(0,60𝐹𝑒𝑥𝑥)𝑡𝑠𝐿1


Pu

Ing. Miguel Ángel Vielma Montes C.I.V 78.824 𝑃1⁄

2 𝐿1 ≥ ∅(0,60𝐹𝑒𝑥𝑥)𝑡𝑠 ≥ 4𝐷

22.952𝐾𝑔⁄ 2 𝐿1 ≥ ≥ 4(0,5𝑐𝑚) 0,75(0,60𝑥4.220𝑘𝑔/𝑐𝑚2 )0,35

L1≥4D

75mm

𝐿1 ≥ 17,07 ≥ 2𝑐𝑚 𝐿1 = 171𝑚𝑚 𝑃2⁄ 2 𝐿2 ≥ ≥ 4𝐷 ∅(0,60𝐹𝑒𝑥𝑥)𝑡𝑠

57mm 18mm

171mm

55mm

L2≥4 D

7.248𝐾𝑔⁄

2 𝐿2 ≥ 0,75(0,60𝑥4200𝑘𝑔/𝑐𝑚 2 )0,35 ≥ 4(0,5𝑐𝑚)

𝐿2 ≥ 5,42𝑐𝑚 ≥ 2𝑐𝑚 𝐿2 = 5,50𝑐𝑚 ≈ 55 𝑚𝑚

3. Chequeo de la capacidad resistente a corte del material base L3=b 𝑏 𝑏 𝐿𝑇 = (𝐿1 − ) + (𝐿2 − ) + 𝐿3 2 2 𝐿𝑇 = (171 −

75 75 ) + (55 − ) + 75 2 2 b=75mm

𝐿𝑇 = 171𝑚𝑚 + 55𝑚𝑚 + 75𝑚𝑚 𝐿𝑇 = 226𝑚𝑚 ≈ 22,6𝑐𝑚

En el ángulo: Fy=2.500 kg/cm2 ∅ = 0,90 𝑡≥

𝑃𝑢⁄ 2 𝐿𝑡∅0,60𝐹𝑦

30.200𝐾𝑔 2 𝑡≥ 22,6𝑐𝑚𝑥0,90𝑥0,60𝑥2.500𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑡 ≥ 0,49𝑚 ≈ 4,9𝑚𝑚

7𝑚𝑚 ≥ 4,9𝑚𝑚 𝑂𝑘


Ing. Miguel Ángel Vielma Montes C.I.V 78.824 En la plancha: Fy=2.530 kg/cm2 ∅ = 0,90 𝑡≥

𝑃𝑢 𝐿𝑡∅0,60𝐹𝑦

𝑡≥

30.200𝐾𝑔 22,6 𝑐𝑚𝑥0,90𝑥0,60𝑥2.530𝑘𝑔/𝑐𝑚2

𝑡 ≥ 0,98𝑐𝑚 ≈ 9,8𝑚𝑚 10𝑚𝑚 ≥ 9,8 𝑚𝑚 𝑂𝑘

4. Capacidad resistente a tracción en el área efectiva. * Ver 7.3.6 L1≥4D 57mm 18mm

b=75mm

171mm Pu

55mm

L2≥4 D

𝐿 > 2𝑏 2𝑏 > 𝐿 > 1.5𝑏 1.5𝑏 > 𝐿 > 𝑏

Tipo de conexión Larga Intermedia Corta

Ct 1 0,87 0,75

* Ver 7.3.6, Donde b=w 𝐿 = 𝐿𝑇 L=22,6 cm 22,6𝑐𝑚 > 2𝑥7,5𝑚 30,4𝑐𝑚 > 15𝑐𝑚 Conexión larga. 𝐴𝑝 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙 𝐴𝑝 = 10,1𝑐𝑚2


Ing. Miguel Ángel Vielma Montes C.I.V 78.824 ∅ = 0,90 𝐴𝑒 = 𝐶𝑡. 𝐴𝑝 𝐴𝑒 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑛𝑒𝑡𝑎 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝐴𝑒 = 1𝑥10,1𝑐𝑚2 𝐴𝑒 = 10,1𝑐𝑚2 ∅𝑁𝑡 = ∅𝐹𝑢𝐴𝑒 ≥ 𝑃𝑢 ∅𝑁𝑡 = 0,90𝑥3.700𝐾𝑔/𝑐𝑚2 𝑥10,1𝑐𝑚2 ≥ 𝑃𝑢/2 ∅𝑁𝑡 = 28027,50𝐾𝑔 ≥ 15.100𝐾𝑔 Ok

5. Revisión por rotura en el bloque de corte (Cartela). *Ver 21.14.3

Pu L

b

∅ = 0,75 𝑡 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑡𝑒𝑙𝑎 𝐴𝑡 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑣 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑚𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎 𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒


Ing. Miguel Ángel Vielma Montes C.I.V 78.824 L=L1 𝐴𝑡 = 𝑏𝐿

L1

𝐴𝑡 = 7,5𝑐𝑚𝑥0,7𝑐𝑚 𝐴𝑡 = 5,25𝑐𝑚2 b

𝐴𝑣 = 𝐿1 𝑡 2 𝐴𝑣 = 17,1𝑐𝑚𝑥1𝑐𝑚𝑥2 𝐴𝑣 = 34,2𝑐𝑚2 ∅ = 0,75

∅𝑅𝑏𝑠 = ∅[0,60𝐹𝑢𝐴𝑣 + 𝐹𝑦𝐴𝑡] ≥ 𝑃𝑢 ∅𝑅𝑏𝑠 = 0,75[0,60𝑥4.080𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑥34,2𝑐𝑚2 + 2.530𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑥5,25𝑐𝑚2 ] ≥ 30.200𝐾𝑔 ∅𝑅𝑏𝑠 = 72.753,08𝐾𝑔 ≥ 30.200𝐾𝑔

∅𝑅𝑏𝑠 = ∅[0,60𝐹𝑦𝐴𝑣 + 𝐹𝑢𝐴𝑡] ≥ 𝑃𝑢 ∅𝑅𝑏𝑠 = 0,75[0,60𝑥2530𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑥34,20𝑐𝑚2 + 4.080𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑥5,25𝑐𝑚2 ] ≥ 30.200𝐾𝑔 ∅𝑅𝑏𝑠 = 55.001,70𝐾𝑔 ≥ 30.200𝐾𝑔



6. Chequeo del desgarramiento en la cartela:

L1

be

30°

L2

30°

𝑏𝑒 = (𝐿1𝑡𝑔30° + 𝐿2𝑡𝑔30° + 𝑏) ∅𝑡 = 0,90 𝑏𝑒 = (17,1𝑡𝑔30° + 5,5𝑡𝑔30° + 7,5) 𝑏𝑒 = 20,49𝑐𝑚 𝑃𝑢 ≤ ∅𝑡𝐹𝑦𝑏𝑒𝑡 𝑃𝑢 ≤ 0,90𝑥2.530𝑥20,49𝑥1𝑐𝑚 30.200𝐾𝑔 ≤ 46.655,73𝐾𝑔 Ok.




Diseño de Soldadura por el método de los estados limites

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