¿Cómo calculo la resistencia de una soldadura que une dos barras cruzadas?


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Al considerar esta pregunta reciente , comencé a preguntarme cómo determinar la resistencia de las soldaduras en la malla de acero. Como AndyT señala en su comentario :

Las soldaduras en las conexiones solo están destinadas a mantener las barras en ángulo recto durante el manejo; no están destinadas a soportar ninguna carga.

La intención del fabricante, por supuesto, no impide que alguien use el producto para soportar una carga de todos modos. ¿Qué tipo de carga puede soportar este tipo de soldadura? ¿Cuál es / son los modos de falla probable?

Esta soldadura tiene diferente geometría y carga que las soldaduras de filete (que son el único tipo con el que estoy familiarizado). Creo que se llama correctamente una soldadura de ranura acampanada en v , aunque la mayoría de los ejemplos que puedo encontrar lo demuestran como unir una barra redonda a una barra o placa plana. La geometría es lo suficientemente diferente como para sospechar que no son equivalentes, desde el punto de vista del diseño.

Este manual técnico de AWS dice:

2.3.3.2 Tamaño efectivo de soldadura (ranura acampanada). El tamaño efectivo de soldadura para soldaduras acanaladas cuando se llena al ras de la superficie de una barra redonda, una curva de 90 ° en una sección formada o un tubo rectangular debe ser como se muestra en la Tabla 2.1, excepto según lo permitido por 4.10.5.

La Tabla 2.1 indica que el tamaño efectivo de la soldadura es 1/2 o 3/8 del radio de la superficie exterior de la soldadura. Sin embargo, todavía no estoy seguro de que esto se aplique a la geometría de las barras cruzadas.

Cuando estaba aprendiendo sobre soldaduras de filete, siempre se asumió que la soldadura fallaría primero en el corte a lo largo de su garganta. Dado que una malla cuadrada no tiene arriostramiento cruzado y hay un único punto de contacto entre los miembros (en lugar de una línea o plano de contacto), ¿puedo permitirme hacer esa suposición?

Especialmente en el caso de que solo haya dos barras en lugar de una rejilla de malla, esta soldadura podría cargarse en una gran variedad de configuraciones. Consideremos solo los casos de torsión pura, tensión pura y cizallamiento puro. Suponga que la soldadura falla antes que los miembros.

Respuestas:


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Las soldaduras en la malla de alambre soldada son más que simplemente mantener los cables juntos durante el manejo. Existen requisitos específicos de resistencia de soldadura para alambre soldado. El diseño del refuerzo de alambre soldado utiliza el número de alambres cruzados para determinar la longitud del desarrollo. Esta es la razón por la cual se requiere una resistencia de soldadura. No puede hacer que las soldaduras se rompan mientras se aplica la fuerza. Debido a este anclaje mecánico, la malla de alambre soldado puede considerarse continua con una sola superposición cuadrada.

Especificaciones de soldadura

Hay dos especificaciones diferentes que pueden aplicarse según el material a soldar.

  • Las alfombras de armadura seguirían a AWS D1.4.
  • El cable soldado debe seguir ASTM A185 (cable plano) o ASTM A497 (cable deformado)

Barra de refuerzo soldada - AWS D1.4

AWS D1.4 es la especificación de soldadura que cubre la soldadura de barras de refuerzo.

No estoy seguro de cómo se llama la soldadura entre dos barras de cruce. No se menciona en AWS D1.4, pero un detalle para la soldadura se muestra en ACI 318 para la soldadura de barras transversales en ménsulas. El detalle del comentario se muestra a continuación.

barra transversal de soldadura.

También según ACI 318 Sección 11.9.6 (a), se requiere que la soldadura desarrolle el límite elástico completo de la barra.

Refuerzo de alambre soldado

El alambre soldado obtiene una fusión completa como se muestra en esta imagen del Manual de práctica estándar: refuerzo estructural de alambre soldado por el Instituto de refuerzo de alambre.

soldadura de alambre soldado

La resistencia al corte de la soldadura se especifica en ASTM A185 (cable plano) o ASTM A497 (cable deformado) según el tipo de cable. Para todos, excepto el cable más delgado, la resistencia de soldadura requerida es de 35,000 psi (240 MPa). Esto pone la resistencia de la soldadura en aproximadamente la mitad de la resistencia a la fluencia del alambre (65,000 psi o 70,000 psi).

Fuerza en otras direcciones

Los requisitos de resistencia de soldadura como se muestra arriba son solo para corte. Cuando se usa en concreto, esta es la única dirección en la que se debe aplicar la fuerza. Sería difícil determinar cómo funcionarían estas soldaduras en el pelado, la torsión o la rotación alrededor de la ubicación del cruce.


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Vale la pena señalar que también hay muchas mallas decorativas de acero que tienen soldaduras mucho menos sustanciales.
Ethan48

También vale la pena señalar que la barra de refuerzo estándar (ASTM A615) generalmente no es adecuada para soldar sin procesos de soldadura muy específicos según AWS D1.4. Para barras de refuerzo soldables, se prefiere ASTM A706 debido a su composición química amigable con la soldadura.
grfrazee
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