EJEMPLO PRACTICO Nº 6

Construcciones metálicas y de madera

EJEMPLO PRÁCTICO Nº 6: Tracción excéntrica: Unión a un vínculo rígido con soldaduras Dimensionar la barra compuesta por un perfil PNU soldado a un PNI 400. El perfil está solicitado con una carga de tracción de S = 15 toneladas. · Acero F.24 · Coeficiente de seguridad γ = 1,60 A

G

S = 15 tn.

A

a) Tensiones admisibles

σ fl = 2400

kgf

(ver pág. 11 C.301 - Nota al pie)

2

cm

γ = 1.60 σ adm =

σ fl

σ adm = 1500

γ

kgf 2

cm

b) Dimensionamiento del perfil Debido a la gran altura del PNI, se puede considerar que el PNU está unido a un vínculo indeformable. Es así que el PNU se debe calcular con el esfuerzo de Tracción únicamente y se debe pensar en las soldaduras con una capacidad tal que pueda transmitir los esfuerzos de flexión que se generan por la excentricidad entre la línea de aplicación de la carga de tracción y el plano de los cordones de soldadura. Para soportar la tracción, el perfil deberá tener un área: Fnec =

S

2

σ adm

Fnec = 10 cm

Un PNU 80 cumple con los requerimientos de sección derivados de la tracción. El mismo tiene las siguientes características: 2

F = 11.0 cm b = 45mm

s = 6.0 mm

t = 8.0 mm

yg = 1.45 cm

Con lo que estamos en buenas condiciones.

1

EJEMPLO PRACTICO Nº 6

Construcciones metálicas y de madera

c) Dimensionamiento de las soldaduras Se ha dimensionado la barra para soportar las tensiones de tracción únicamente, y los momentos flectores generados por la excentricidad entre el plano de la soldadura y la línea de acción de S, hemos elegido trasladarlos al PNI que actúa de subestructura de nuestro PNU traccionado. Esto hace que al calcular los cordones de soldadura, se la dimensiones con la capacidad suficiente para transmitir los esfuerzos de corte y de flexión. Los esfuerzos que deberán transmitir los cordones de soldadura serán S = 15000 kgf Mf = 21750 kgf × cm

Mf = S × yg

La tensión admisible de las soldaduras será para cordones de filete solicitados a esfuerzos de corte:

α = 0.83

(según C.304 - Tabla 2, renglones 6 y 7 - tensiones tracción por flexión y de corte)

τ s.adm = α × σ adm

τ s.adm = 1245

kgf 2

cm

Y las limitantes en cuanto a espesores y longitudes serán: a min = 3mm

a max = 0.7 × t

a max = 5.6 mm

adoptando: a = 5mm

las longitudes mínimas y máximas de los cordones a ejecutar serán: lmin = 15 × a

lmin = 7.5 cm

l max = 100 × a

l max = 50 cm

Elegimos disponder dos cordones a los lados del PNU, para resistir las tensiones en de corte y también de flexión. Para abreviar el cálculo, adoptemos una longitud y verifiquemos: l = 15cm

Las tensiones de corte en los cordones serán:

τs =

S

τ s = 1000

a × ( 2 × l)

kgf 2

cm

El módulo resistente de la soldadura será: Wsold = 2 ×

a× l

6

2

3

Wsold = 37.5 cm

luego, las tensiones normales por efecto de la flexión, serán:

σs =

Mf

σ s = 580

Wsold

kgf 2

cm

resta verficar las tensiones combinadas: 2

2

σv = σ s + τ s

σ v = 1156.03

kgf

Con lo que estamos en B.C.

2

cm

Adoptando 2 cordones de 5 mm. de espesor y 15 cm de longitud, la unión estará en buenas condiciones.

2