Ambos diseños de tensión permitida (ASD) y Diseño de Factores de Carga y Resistencia (LRFD) están disponibles en la Calculadora de capacidad de soldadura. El método ASD considera la tensión máxima permitida para una unión soldada según el tipo de unión y los materiales base., Luego se verifican las tensiones para garantizar que no excedan los valores permitidos.. En comparación, El método LRFD no establece un valor de tensión permisible fijo, sino que implica calcular una unión soldada en función de factores como la resistencia de la soldadura., las propiedades del material, y cargando.

La norma australiana para el acero. (AS 4100) utiliza un enfoque de diseño de estado límite. Con este enfoque, las cargas se factorizan en acciones de diseño y luego se resuelven en esfuerzos cortantes equivalentes en grupos de soldadura.. Luego se calcula la capacidad de corte de la soldadura y se compara con el esfuerzo de corte máximo en el grupo de soldadura..

Generalmente, la longitud de soldadura se calcula midiendo la distancia lineal a lo largo de la unión entre los dos miembros que deben soldarse.. También es necesario considerar otros factores, como el grosor y el tipo de materiales que se unen.. La geometría de las secciones también puede limitar físicamente la capacidad del soldador para alcanzar espacios y puede significar que ciertos lados de una sección no se puedan soldar..

La resistencia de la soldadura generalmente se calcula como la resistencia al corte de la soldadura al fallar a lo largo del plano de corte más pequeño posible..

Para una soldadura de filete, el área de corte de la soldadura se puede calcular multiplicando por el espesor de la garganta de la soldadura.. Para una soldadura de filete de ángulo igual, este es el tamaño de la soldadura dividido por √2 . Para una soldadura de filete desigual, el cálculo requeriría algunos cálculos trigonométricos..

La resistencia al corte suele ser 0.6 x la resistencia máxima a la tracción.

El cálculo de la resistencia de la soldadura depende del tipo de soldadura, pero el principio general sigue siendo el mismo: verificamos la falla a través del plano más débil.. Para una soldadura de filete calculamos el espesor de la garganta de la soldadura usando trigonometría, pero para otras soldaduras como una soldadura a tope de penetración total, el plano de falla será diferente.. Si la soldadura a tope es más fuerte que el material de acero y la soldadura a tope tiene un área de sección transversal crítica mayor o igual a la del material base, es posible que ni siquiera necesitemos calcular la resistencia de la soldadura y simplemente podamos verificar la capacidad del metal base ya que será más crítico.

La capacidad total de una soldadura por unidad de longitud generalmente se determina como:

0.6 * F_tu * t_t

dónde:

• F_tu es la resistencia última a la tracción de la soldadura
• t_t es el espesor de la garganta de la soldadura

La resistencia de la soldadura de filete se calcula de la misma manera que la resistencia de la soldadura anterior.

El AISC 360-16 calcula la resistencia de la soldadura con las siguientes ecuaciones:

LRFD: ϕ Rn = ϕ * F_noroeste * A_nosotros

ASD: R_norte / no plantean el mismo desafío de diseño que las conexiones de momento_noroeste * A_nosotros / Ω

dónde:

• Fnw es la tensión nominal del metal de soldadura.
  • = 0.60 * F_EXX * (1.0 + 0.50 * sin^1.5(θ))
  • donde θ es el ángulo entre la línea de acción de la fuerza requerida y el eje longitudinal de la soldadura
  • F_EXX es la resistencia de clasificación del metal de aportación
• El asombro es el área efectiva de la soldadura.
• ϕ = 0.75
• Ω = 2

El Eurocódigo 3 (EC3) calcula la resistencia de la soldadura con la siguiente ecuación para el método simplificado:

F_w,Rd = un * F_tu / (0.577 * si_w * C_M2)

dónde:

• F_tu = resistencia máxima a la tracción nominal de la parte más débil unida
• a = espesor de la garganta de la soldadura
  • para soldaduras de filete de ángulo igual = t_w / √2
  • donde T_w es la longitud de la pierna
• si_w = Factor de correlación para soldaduras de filete
  • 0.80 para S 235 grado de acero
  • 0.85 para S 275 grado de acero
  • 0.90 para S 355 grado de acero
  • 1.00 para S 420 grado de acero
  • 1.00 para S 460 grado de acero
• C_M2 = 1.25

Donde el cálculo anterior es un enfoque simplificado de la resistencia de la soldadura., El Eurocódigo también tiene un método direccional para calcular los requisitos de resistencia de la soldadura.. El enfoque direccional considera las tensiones normales en la garganta de soldadura y las tensiones cortantes en la garganta de soldadura de manera diferente, lo que permite una mayor resistencia en la dirección normal.. La formulación para evaluar la resistencia de la soldadura direccional es:

[σ_⊥² + 3 (τ_⊥² + τ_||² )]^0.5 ≤f_tu / (si_w * C_M2)

y

σ_⊥² ≤ 0.9 * fu / γM2

dónde:

• σ_⊥ es la tensión normal perpendicular a la garganta de la soldadura
• τ_⊥ es el esfuerzo cortante perpendicular al eje de la soldadura
• τ_|| es el esfuerzo cortante paralelo al eje de la soldadura

En el caso de que no tuviéramos tensiones normales en la soldadura podemos ver que si reorganizamos la fórmula del método directo obtendremos la misma formulación que el método simplificado..

El AS4100:2020 calcula la resistencia de la soldadura con la siguiente ecuación:

ϕ v_w = ϕ * 0.6 * F_uf * t_t * k_r

dónde:

• ϕ = factor de reducción
  • 0.6 para fines generales (médico de cabecera) soldaduras de filete
  • 0.8 para fines estructurales (SP) soldaduras de filete
• F_uf =resistencia a la tracción del metal de soldadura
• t_t = espesor de garganta de soldadura
  • para soldaduras de filete de ángulo igual = t_w / √2
  • donde tw es la longitud de la pierna
• k_r = factor de reducción para conexiones de empalme por solape
  • 1 para soldaduras típicas y cortes de solape menores que 1.7 longitud mínima
  • 1.10 - 0.06 lw para empalmes traslapados entre 1.7 my 8 longitud mínima
  • 0.62 para empalmes por traslapo mayores que 8 longitud mínima

La calculadora SkyCiv WeldStrength es útil para determinar cuál es la carga máxima que se puede esperar que soporte con seguridad una unión entre dos miembros antes de fallar.. Verificar la capacidad de soldadura es una parte clave del proceso de ingeniería para garantizar que las conexiones sean estructuralmente sólidas y cumplan con los requisitos estándar de diseño..

La Calculadora de resistencia de soldadura SkyCiv Blodgett es útil en una variedad de proyectos de ingeniería estructural que pueden incluir la construcción de edificios., construcción de puentes y muchos otros proyectos de infraestructura. La soldadura también tiene aplicaciones en la automoción., aeroespacial, marina (construcción naval), ferrocarril, ingeniería offshore y minera. A menudo, debido a la naturaleza y los requisitos de seguridad, estas industrias tienen regulaciones de soldadura particulares que deben seguirse..

Las soldaduras tienen varias ventajas sobre las conexiones atornilladas que son:

• Sin eliminación de material de acero. Mientras que las soldaduras solo agregan material al costado de un miembro, las conexiones atornilladas eliminarán material de la sección de acero., Reducir la capacidad de la sección e introducir puntos de tensión concentrados en el miembro..
• Las soldaduras son más rígidas que las conexiones atornilladas.. Esto puede ayudar si un ingeniero estructural ha diseñado una conexión para que sea una conexión fija en lugar de una conexión de pasador..
• Las conexiones soldadas pueden proporcionar mayor resistencia ya que proporcionan una unión continua.. Las conexiones atornilladas pueden tener limitaciones físicas en cuanto a la cantidad de pernos que se pueden proporcionar debido a los requisitos de espacio y solo proporcionarán puntos discretos de restricción..
• Los pernos se extruyen mientras que las soldaduras pueden permanecer limpias y ocultas.. Las soldaduras se extienden a lo largo de las juntas existentes y son menos intrusivas visualmente que los pernos que se extenderán más lejos del extremo de una viga y serán menos sutiles que las soldaduras..

Una soldadura tratada como un patrón de líneas en un método para representar gráficamente las malas hierbas en dibujos de ingeniería.. La calculadora de capacidad de soldadura anterior tiene veintiún patrones de soldadura disponibles según el tipo de soldadura Blodgett descrito en el libro Diseño de estructuras soldadas.. Estos patrones de soldadura representan una variedad de diferentes tipos de secciones transversales que se encuentran comúnmente en estructuras. miembros.

El AS 4100 La calculadora de capacidad de soldadura también permite importar las dimensiones de secciones de acero típicas y editar patrones de soldadura en disposiciones personalizadas.. Los cálculos para patrones de soldadura personalizados se resuelven utilizando el teorema de los ejes paralelos y la teoría elástica..

Hay varios tipos de juntas de soldadura disponibles que se utilizan en ingeniería estructural.. Algunos tipos comunes de juntas incluyen juntas a tope., Juntas en T, Juntas de regazo, Juntas de esquina, Juntas de borde, Juntas de ranura, Soldaduras de enchufe, Juntas fileteadas, Soldadura por puntos y soldadura por costura.

Una soldadura a tope se utiliza para unir dos piezas de metal de extremo a extremo que son paralelas entre sí..

Una soldadura de junta de filete es una soldadura entre dos perpendiculares (o casi perpendicular) miembros. Son comunes en placas de base y conexiones de vigas a columnas..

Una soldadura de junta traslapada se utiliza para soldar dos piezas de metal superpuestas que son paralelas entre sí y quedan al ras.. Las soldaduras de filete se utilizan en uno o ambos lados de la conexión..

Blodgett Welding se basa en Omer W.. Libro Blodgett Diseño de Estructuras Soldadas.

También podemos diseñar arreglos personalizados usando el área del segundo momento de las soldaduras lineales y luego usando el teorema de los ejes paralelos para encontrar el resultado.. Blodgett Welding ha simplificado diferentes disposiciones en una serie de fórmulas fáciles de aplicar para reducir la cantidad de pasos en los cálculos..

La calculadora de capacidad de soldadura SkyCiv toma propiedades que incluyen la resistencia máxima de la soldadura, el tamaño de la soldadura y la profundidad de la soldadura.

La calculadora de capacidad de soldadura arroja un resultado de capacidad de soldadura, así como un índice de utilización para la conexión soldada.. Además de esto, también se proporcionan los siguientes resultados.:

• Tamaño de soldadura preferido
• Capacidad de soldadura de miembros
• Capacidad de soldadura de filete
• Tamaño máximo de soldadura efectivo
• Fuerza máxima por unidad de soldadura

La calculadora de capacidad de soldadura SkyCiv requiere la fuerza aplicada a lo largo de la x, Direcciones y y z, así como el momento con respecto a los ejes x y z..

Actualmente sólo el sistema de unidades imperiales está disponible para el AISC 360-16 calculadora y solo el sistema métrico está disponible para el AS 4100 calculadora y ES 1993-1-8 calculadora de resistencia de soldadura.

• Calculadora de pandeo de columnas
• Calculadora de torque de pernos
• Calculadora de resistencia al fuego RC
• Calculadora de matriz de rigidez
• Calculadora de Conexión de Refuerzo Kicker