SteelConnection designVerificationsEN (Eurocode)CBFEM

Secciones huecas rectangulares

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Traducido por IA del inglés

Este es un capítulo seleccionado del libro Component-based finite element design of steel connections del prof. Wald et al. El capítulo se centra en la verificación de uniones de secciones huecas rectangulares.

Descripción

En este capítulo, se verifican mediante CBFEM uniones uniplanares soldadas de secciones huecas rectangulares, cuadradas y huecas tipo T, X y K con separación. El montante de sección hueca cuadrada (SHS) se suelda directamente sobre un cordón RHS sin el uso de placas de refuerzo. Las uniones están cargadas por una fuerza axial. En CBFEM, la resistencia de cálculo está limitada por el 5 % de deformación o una fuerza correspondiente a una deformación de la unión de 0,03 b 0 y en FMM generalmente por la deformación fuera del plano de la placa 0,03 b 0 donde b 0 es el canto del cordón RHS; véase Lu et al. (1994).

Método de modos de fallo

En el caso de las uniones T, Y, X o K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargadas axialmente, pueden producirse cinco modos de fallo. Estos son el fallo de la cara del cordón, la plastificación del cordón, el fallo de la pared lateral del cordón, el fallo del alma del cordón, el fallo por cortante del cordón, el fallo por punzonamiento y el fallo del montante. En este estudio, se examinan el fallo de la cara del cordón, el fallo del montante y el fallo por punzonamiento para las uniones T, Y y X, y el fallo de la cara del cordón, el fallo por cortante del cordón, el fallo del montante y el fallo por punzonamiento para la unión K con separación; véase la Fig. 7.2.1. Las soldaduras diseñadas según EN 1993-1-8:2005 no son los componentes más débiles de la unión.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.1 Modos de fallo examinados: a) Fallo de la cara del cordón, b) Fallo por cortante del cordón, c) Fallo del montante y d) Fallo por punzonamiento}}}

Fallo de la cara del cordón

La resistencia de cálculo de la cara del cordón RHS se determina mediante el modelo FMM en la sección 9.5 de EN 1993‑1-8:2020. El método también se recoge en ISO/FDIS 14346 y se describe en detalle en Wardenier et al. (2010). La resistencia de cálculo de la unión T, Y o X de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} \left ( \frac{2 \eta}{(1-\beta) \sin{\theta_i}} + \frac{4}{\sqrt{1-\beta}} \right ) Q_f / \gamma_{M5}

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = 8.9 C_f \beta \gamma^{0.5} \frac{f_{y,0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} Q_f / \gamma_{M5}

donde C f es el factor de material, f y0 es el límite elástico del cordón, t 0 es el espesor de pared del cordón, η es la relación entre la altura del montante y el ancho del cordón, β es la relación entre el ancho del montante y el ancho del cordón, q i es el ángulo entre el montante i y el cordón (i = 1, 2), Q f es la función de tensión del cordón y γ es la relación de esbeltez del cordón.

Fallo del montante

La resistencia de cálculo de la cara del cordón RHS puede determinarse utilizando el método proporcionado por el modelo FMM en la sección 9.5 de EN 1993-1-8:2020. La resistencia de cálculo de la unión T, Y o X de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + 2 b_{eff} ) / \gamma_{M5}

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + b_i + b_{eff} ) / \gamma_{M5}

donde C f es el factor de material, f yi es el límite elástico del montante i (i = 1, 2), t i es el espesor de pared del montante i, h i es la altura del montante i, b i es el ancho del montante i, b eff es el ancho eficaz del montante.

Punzonamiento

La resistencia de cálculo de la unión T, Y o X de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + 2b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + b_i+b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

Donde C f es el factor de material, f y0 es el límite elástico del cordón, t 0 es el espesor de pared del cordón, q i es el ángulo entre el montante i y el cordón (i = 1, 2), h i es la altura del montante i, b i es el ancho del montante i y b e,p es el ancho eficaz para el punzonamiento.

Fallo por cortante del cordón

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = \frac{f_{y0}A_{V,0,gap}}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}}/\gamma_{M5}

donde f y0 es el límite elástico del cordón, A v,0,gap es el área eficaz para el fallo por cortante del cordón y q i es el ángulo entre el montante i y el cordón (i = 1, 2).

Rango de validez

El CBFEM fue verificado para uniones típicas T, Y, X y K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas. El rango de validez para estas uniones se define en la Tabla 9.2 del prEN 1993-1-8:2020; véase Tab. 7.2.1. El mismo rango de validez se aplica al modelo CBFEM. Fuera del rango de validez del FMM, se debe preparar un experimento para la validación o realizar una verificación según un modelo de investigación validado.

Tab. 7.2.1 Rango de validez para el método de modos de fallo, Tabla 9.2 de EN 1993-1-8:2020

General	$0.2 \le \frac{d_i}{d_0} \le 1.0$	$\theta_i \ge 30^{\circ}$	$\frac{e}{d_0} \le 0.25$
	$g \ge t_1+t_2$	$f_{yi} \le f_{y0}$	$t_i \le t_0$

Cordón	Compresión	Clase 1 o 2 y $d_0 / t_0 \le 50$ (pero para uniones X: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Tracción	$d_0 / t_0 \le 50$ (pero para uniones X: $d_0/t_0 \le 40$ )
Montantes CHS	Compresión	Clase 1 o 2 y $b_i / t_i \le 35$ y $\frac{h_i}{t_i} \le 35$
	Tracción	$b_i / t_i \le 35$ y $\frac{h_i}{t_i} \le 35$

7.2.2 Unión uniplanar T e Y-SHS

En la Tab. 7.2.2 se ofrece una visión general de los ejemplos considerados. Los casos seleccionados cubren un amplio rango de relaciones geométricas de las uniones. La geometría de las uniones con dimensiones se muestra en la Fig. 7.2.2. Las uniones seleccionadas fallaron según el método basado en FMM por fallo de la cara del cordón o fallo del montante.

Tab. 7.2.2 Resumen de ejemplos

Ejemplo	Cordón	Montante	Ángulos		Material
	Sección	Sección	θ₁	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS90/8.0	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS90/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/12.5	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/6.3	SHS140/12.5	60	355	490	210
5	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/10.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
7	SHS200/12.5	SHS90/8.0	60	355	490	210
8	SHS200/6.3	SHS100/10.0	30	355	490	210
9	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
10	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
11	SHS200/12.5	SHS100/10.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.2 Dimensiones de la unión T}}}

Verificación de la resistencia

Los resultados del FMM se comparan con los resultados del CBFEM. La comparación se centra en la resistencia y el modo de fallo de cálculo. Los resultados se presentan en la Tab. 7.2.3.

Tab. 7.2.3 Comparación de los resultados de las resistencias de cálculo a tracción/compresión predichas por CBFEM y FMM

El estudio muestra una buena concordancia para los casos de carga aplicados. Los resultados se resumen en un diagrama que compara las resistencias de cálculo del CBFEM y el FMM; véase la Fig. 7.2.3. Los resultados muestran que la diferencia entre los dos métodos de cálculo es en todos los casos inferior al 10 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.3 Verificación de la resistencia determinada por CBFEM frente a FMM para la unión uniplanar SHS T e Y}}}

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Cordón

$Acero S355$
$Sección SHS 200\times200\times6.3$

Montante

$Acero S355$
$Sección SHS 90\times90\times8.0$
$Ángulo entre el montante y el cordón 90°$

Soldadura

$Soldadura a tope$

Tamaño de malla

$16 elementos en el alma mayor del elemento hueco rectangular$

Carga

$Por fuerza en el montante a compresión/tracción$

Resultados

$La resistencia de cálculo a compresión/tracción es N Rd = 92.6 kN$
$El modo de fallo de cálculo es el fallo de la cara del cordón$

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Unión uniplanar X-SHS

En la Tab. 7.2.4 se ofrece una visión general de los ejemplos considerados. Los casos seleccionados cubren un amplio rango de relaciones geométricas de las uniones. Las uniones seleccionadas fallaron según el método basado en FMM por fallo de la cara del cordón o fallo del montante.

Tab. 7.2.4 Resumen de ejemplos

Ejemplo	Cordón	Montante	Ángulos		Material
	Sección	Sección	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS140/12.5	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS70/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/10.0	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/12.5	SHS90/8.0	90	355	490	210
5	SHS200/6.3	SHS90/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
7	SHS200/10.0	SHS150/6.3	60	355	490	210
8	SHS200/12.5	SHS140/12.5	60	355	490	210
9	SHS200/16.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
10	SHS200/6.3	SHS100/8.0	30	355	490	210
11	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
12	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
13	SHS200/16.0	SHS90/8.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.4 Dimensiones de la unión X}}}

Verificación de la resistencia

Los resultados del método basado en modos de fallo (FMM) se comparan con los resultados del CBFEM. La comparación se centra en la resistencia y el modo de fallo de cálculo; véase Tab. 7.2.5.

Tab. 7.2.5 Comparación de los resultados de predicción de la resistencia por CBFEM y FMM

El estudio muestra una buena concordancia para los casos de carga aplicados. Los resultados se resumen en un diagrama que compara las resistencias de cálculo del CBFEM y el FMM; véase la Fig. 7.2.4. Los resultados muestran que la diferencia entre los dos métodos de cálculo es en todos los casos inferior al 13 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.5 Verificación de la resistencia determinada por CBFEM frente a FMM para la unión uniplanar SHS X}}}

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Cordón

$Acero S355$
$Sección SHS 200\times200\times6,3$

Montantes

$Acero S355$
$Secciones SHS 140\times140\times12,5$
$Ángulo entre los montantes y el cordón 90°$

Soldaduras

$Soldaduras a tope$

Tamaño de malla

$16 elementos en el alma mayor del elemento hueco rectangular$

Carga

$Por fuerza en el montante a compresión/tracción$

Resultados

$La resistencia de cálculo a compresión/tracción es N Rd = 152.4 kN$
$El modo de fallo de cálculo es el fallo de la cara del cordón$

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7.2.4 Unión uniplanar K-SHS

En la Tab. 7.2.6 se ofrece una visión general de los ejemplos considerados. Los casos seleccionados cubren un amplio rango de relaciones geométricas de las uniones. Las uniones seleccionadas fallaron según el método basado en FMM por fallo de la cara del cordón o fallo del montante.

Tab. 7.2.6 Resumen de ejemplos

Ejemplo	Cordón	Montantes	Ángulos		Material
	Sección	Secciones	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS180/10.0	SHS70/3.0	45	355	490	210
2	SHS180/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
3	SHS200/8.0	SHS80/3.6	45	355	490	210
4	SHS200/8.0	SHS100/10.0	45	355	490	210
5	SHS200/200/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
6	SHS200/200/10.0	SHS100/4.0	45	355	490	210
7	SHS200/200/12.5	SHS70/6.3	45	355	490	210
8	SHS200/200/12.5	SHS100/8.0	45	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.6 Dimensiones de la unión K}}}

Verificación

Los resultados del CBFEM se comparan con los resultados del FMM. La comparación se centra en la resistencia y el modo de fallo de cálculo. Los resultados se presentan en la Tab. 7.2.7.

Tab. 7.2.7 Comparación de los resultados de predicción de resistencias por CBFEM y FMM

El estudio muestra una buena concordancia para los casos de carga aplicados. Los resultados se resumen en un diagrama que compara las resistencias de cálculo del CBFEM y el FMM; véase la Fig. 7.2.5. Los resultados muestran que el CBFEM es conservador en todos los casos en comparación con el FMM.

\Fig. 7.2.7 Verificación de la resistencia determinada por CBFEM frente a FMM para la unión uniplanar SHS K}}}

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Cordón

$Acero S355$
$Sección SHS 180\times180\times10,0$

Montantes

$Acero S355$
$Secciones SHS 70\times70\times3,0$
$Ángulo entre los montantes y el cordón 45°$

Soldaduras

$Soldaduras a tope$

Tamaño de malla

$16 elementos en el alma mayor del elemento hueco rectangular$

Carga

$Por fuerza en el montante a compresión/tracción$

Resultados

$La resistencia de cálculo a compresión/tracción es N Rd = 257.5 kN$
$El modo de fallo de cálculo es el fallo de la cara del cordón$

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Secciones huecas rectangulares

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Traducido por IA del inglés

Descripción

En este capítulo, se verifican mediante CBFEM uniones uniplanares soldadas de secciones huecas rectangulares, cuadradas y huecas tipo T, X y K con separación. El montante de sección hueca cuadrada (SHS) se suelda directamente sobre un cordón RHS sin el uso de placas de refuerzo. Las uniones están cargadas por una fuerza axial. En CBFEM, la resistencia de cálculo está limitada por el 5 % de deformación o una fuerza correspondiente a una deformación de la unión de 0,03 b 0 y en FMM generalmente por la deformación fuera del plano de la placa 0,03 b 0 donde b 0 es el canto del cordón RHS; véase Lu et al. (1994).

Método de modos de fallo

En el caso de las uniones T, Y, X o K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargadas axialmente, pueden producirse cinco modos de fallo. Estos son el fallo de la cara del cordón, la plastificación del cordón, el fallo de la pared lateral del cordón, el fallo del alma del cordón, el fallo por cortante del cordón, el fallo por punzonamiento y el fallo del montante. En este estudio, se examinan el fallo de la cara del cordón, el fallo del montante y el fallo por punzonamiento para las uniones T, Y y X, y el fallo de la cara del cordón, el fallo por cortante del cordón, el fallo del montante y el fallo por punzonamiento para la unión K con separación; véase la Fig. 7.2.1. Las soldaduras diseñadas según EN 1993-1-8:2005 no son los componentes más débiles de la unión.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.1 Modos de fallo examinados: a) Fallo de la cara del cordón, b) Fallo por cortante del cordón, c) Fallo del montante y d) Fallo por punzonamiento}}}

Fallo de la cara del cordón

La resistencia de cálculo de la cara del cordón RHS se determina mediante el modelo FMM en la sección 9.5 de EN 1993‑1-8:2020. El método también se recoge en ISO/FDIS 14346 y se describe en detalle en Wardenier et al. (2010). La resistencia de cálculo de la unión T, Y o X de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} \left ( \frac{2 \eta}{(1-\beta) \sin{\theta_i}} + \frac{4}{\sqrt{1-\beta}} \right ) Q_f / \gamma_{M5}

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = 8.9 C_f \beta \gamma^{0.5} \frac{f_{y,0} t_0^2}{\sin{\theta_i}} Q_f / \gamma_{M5}

donde C f es el factor de material, f y0 es el límite elástico del cordón, t 0 es el espesor de pared del cordón, η es la relación entre la altura del montante y el ancho del cordón, β es la relación entre el ancho del montante y el ancho del cordón, q i es el ángulo entre el montante i y el cordón (i = 1, 2), Q f es la función de tensión del cordón y γ es la relación de esbeltez del cordón.

Fallo del montante

La resistencia de cálculo de la cara del cordón RHS puede determinarse utilizando el método proporcionado por el modelo FMM en la sección 9.5 de EN 1993-1-8:2020. La resistencia de cálculo de la unión T, Y o X de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + 2 b_{eff} ) / \gamma_{M5}

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f f_{yi} t_i (2 h_i - 4 t_i + b_i + b_{eff} ) / \gamma_{M5}

donde C f es el factor de material, f yi es el límite elástico del montante i (i = 1, 2), t i es el espesor de pared del montante i, h i es la altura del montante i, b i es el ancho del montante i, b eff es el ancho eficaz del montante.

Punzonamiento

La resistencia de cálculo de la unión T, Y o X de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + 2b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = C_f \frac{f_{y0} t_0}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}} \left( \frac{2h_i}{\sin{\theta_i}} + b_i+b_{e,p} \right ) / \gamma_{M5}

Donde C f es el factor de material, f y0 es el límite elástico del cordón, t 0 es el espesor de pared del cordón, q i es el ángulo entre el montante i y el cordón (i = 1, 2), h i es la altura del montante i, b i es el ancho del montante i y b e,p es el ancho eficaz para el punzonamiento.

Fallo por cortante del cordón

La resistencia de cálculo de la unión K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas cargada axialmente es

N_{i,Rd} = \frac{f_{y0}A_{V,0,gap}}{\sqrt{3}\sin{\theta_i}}/\gamma_{M5}

donde f y0 es el límite elástico del cordón, A v,0,gap es el área eficaz para el fallo por cortante del cordón y q i es el ángulo entre el montante i y el cordón (i = 1, 2).

Rango de validez

El CBFEM fue verificado para uniones típicas T, Y, X y K con separación de secciones huecas rectangulares soldadas. El rango de validez para estas uniones se define en la Tabla 9.2 del prEN 1993-1-8:2020; véase Tab. 7.2.1. El mismo rango de validez se aplica al modelo CBFEM. Fuera del rango de validez del FMM, se debe preparar un experimento para la validación o realizar una verificación según un modelo de investigación validado.

Tab. 7.2.1 Rango de validez para el método de modos de fallo, Tabla 9.2 de EN 1993-1-8:2020

General	$0.2 \le \frac{d_i}{d_0} \le 1.0$	$\theta_i \ge 30^{\circ}$	$\frac{e}{d_0} \le 0.25$
	$g \ge t_1+t_2$	$f_{yi} \le f_{y0}$	$t_i \le t_0$

Cordón	Compresión	Clase 1 o 2 y $d_0 / t_0 \le 50$ (pero para uniones X: $d_0/t_0 \le 40$ )
	Tracción	$d_0 / t_0 \le 50$ (pero para uniones X: $d_0/t_0 \le 40$ )
Montantes CHS	Compresión	Clase 1 o 2 y $b_i / t_i \le 35$ y $\frac{h_i}{t_i} \le 35$
	Tracción	$b_i / t_i \le 35$ y $\frac{h_i}{t_i} \le 35$

7.2.2 Unión uniplanar T e Y-SHS

En la Tab. 7.2.2 se ofrece una visión general de los ejemplos considerados. Los casos seleccionados cubren un amplio rango de relaciones geométricas de las uniones. La geometría de las uniones con dimensiones se muestra en la Fig. 7.2.2. Las uniones seleccionadas fallaron según el método basado en FMM por fallo de la cara del cordón o fallo del montante.

Tab. 7.2.2 Resumen de ejemplos

Ejemplo	Cordón	Montante	Ángulos		Material
	Sección	Sección	θ₁	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS90/8.0	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS90/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/12.5	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/6.3	SHS140/12.5	60	355	490	210
5	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/10.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
7	SHS200/12.5	SHS90/8.0	60	355	490	210
8	SHS200/6.3	SHS100/10.0	30	355	490	210
9	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
10	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
11	SHS200/12.5	SHS100/10.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.2 Dimensiones de la unión T}}}

Verificación de la resistencia

Los resultados del FMM se comparan con los resultados del CBFEM. La comparación se centra en la resistencia y el modo de fallo de cálculo. Los resultados se presentan en la Tab. 7.2.3.

Tab. 7.2.3 Comparación de los resultados de las resistencias de cálculo a tracción/compresión predichas por CBFEM y FMM

El estudio muestra una buena concordancia para los casos de carga aplicados. Los resultados se resumen en un diagrama que compara las resistencias de cálculo del CBFEM y el FMM; véase la Fig. 7.2.3. Los resultados muestran que la diferencia entre los dos métodos de cálculo es en todos los casos inferior al 10 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.3 Verificación de la resistencia determinada por CBFEM frente a FMM para la unión uniplanar SHS T e Y}}}

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Cordón

$Acero S355$
$Sección SHS 200\times200\times6.3$

Montante

$Acero S355$
$Sección SHS 90\times90\times8.0$
$Ángulo entre el montante y el cordón 90°$

Soldadura

$Soldadura a tope$

Tamaño de malla

$16 elementos en el alma mayor del elemento hueco rectangular$

Carga

$Por fuerza en el montante a compresión/tracción$

Resultados

$La resistencia de cálculo a compresión/tracción es N Rd = 92.6 kN$
$El modo de fallo de cálculo es el fallo de la cara del cordón$

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Unión uniplanar X-SHS

En la Tab. 7.2.4 se ofrece una visión general de los ejemplos considerados. Los casos seleccionados cubren un amplio rango de relaciones geométricas de las uniones. Las uniones seleccionadas fallaron según el método basado en FMM por fallo de la cara del cordón o fallo del montante.

Tab. 7.2.4 Resumen de ejemplos

Ejemplo	Cordón	Montante	Ángulos		Material
	Sección	Sección	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS200/6.3	SHS140/12.5	90	355	490	210
2	SHS200/8.0	SHS70/8.0	90	355	490	210
3	SHS200/10.0	SHS120/12.5	90	355	490	210
4	SHS200/12.5	SHS90/8.0	90	355	490	210
5	SHS200/6.3	SHS90/8.0	60	355	490	210
6	SHS200/8.0	SHS80/8.0	60	355	490	210
7	SHS200/10.0	SHS150/6.3	60	355	490	210
8	SHS200/12.5	SHS140/12.5	60	355	490	210
9	SHS200/16.0	SHS120/12.5	60	355	490	210
10	SHS200/6.3	SHS100/8.0	30	355	490	210
11	SHS200/8.0	SHS150/16.0	30	355	490	210
12	SHS200/10.0	SHS100/10.0	30	355	490	210
13	SHS200/16.0	SHS90/8.0	30	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.4 Dimensiones de la unión X}}}

Verificación de la resistencia

Los resultados del método basado en modos de fallo (FMM) se comparan con los resultados del CBFEM. La comparación se centra en la resistencia y el modo de fallo de cálculo; véase Tab. 7.2.5.

Tab. 7.2.5 Comparación de los resultados de predicción de la resistencia por CBFEM y FMM

El estudio muestra una buena concordancia para los casos de carga aplicados. Los resultados se resumen en un diagrama que compara las resistencias de cálculo del CBFEM y el FMM; véase la Fig. 7.2.4. Los resultados muestran que la diferencia entre los dos métodos de cálculo es en todos los casos inferior al 13 %.

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.5 Verificación de la resistencia determinada por CBFEM frente a FMM para la unión uniplanar SHS X}}}

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Cordón

$Acero S355$
$Sección SHS 200\times200\times6,3$

Montantes

$Acero S355$
$Secciones SHS 140\times140\times12,5$
$Ángulo entre los montantes y el cordón 90°$

Soldaduras

$Soldaduras a tope$

Tamaño de malla

$16 elementos en el alma mayor del elemento hueco rectangular$

Carga

$Por fuerza en el montante a compresión/tracción$

Resultados

$La resistencia de cálculo a compresión/tracción es N Rd = 152.4 kN$
$El modo de fallo de cálculo es el fallo de la cara del cordón$

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7.2.4 Unión uniplanar K-SHS

En la Tab. 7.2.6 se ofrece una visión general de los ejemplos considerados. Los casos seleccionados cubren un amplio rango de relaciones geométricas de las uniones. Las uniones seleccionadas fallaron según el método basado en FMM por fallo de la cara del cordón o fallo del montante.

Tab. 7.2.6 Resumen de ejemplos

Ejemplo	Cordón	Montantes	Ángulos		Material
	Sección	Secciones	θ	f_y	f_u	E
			[°]	[MPa]	[MPa]	[GPa]
1	SHS180/10.0	SHS70/3.0	45	355	490	210
2	SHS180/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
3	SHS200/8.0	SHS80/3.6	45	355	490	210
4	SHS200/8.0	SHS100/10.0	45	355	490	210
5	SHS200/200/10.0	SHS70/3.6	45	355	490	210
6	SHS200/200/10.0	SHS100/4.0	45	355	490	210
7	SHS200/200/12.5	SHS70/6.3	45	355	490	210
8	SHS200/200/12.5	SHS100/8.0	45	355	490	210

\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 7.2.6 Dimensiones de la unión K}}}

Verificación

Los resultados del CBFEM se comparan con los resultados del FMM. La comparación se centra en la resistencia y el modo de fallo de cálculo. Los resultados se presentan en la Tab. 7.2.7.

Tab. 7.2.7 Comparación de los resultados de predicción de resistencias por CBFEM y FMM

El estudio muestra una buena concordancia para los casos de carga aplicados. Los resultados se resumen en un diagrama que compara las resistencias de cálculo del CBFEM y el FMM; véase la Fig. 7.2.5. Los resultados muestran que el CBFEM es conservador en todos los casos en comparación con el FMM.

\Fig. 7.2.7 Verificación de la resistencia determinada por CBFEM frente a FMM para la unión uniplanar SHS K}}}

Ejemplo de referencia

Datos de entrada

Cordón

$Acero S355$
$Sección SHS 180\times180\times10,0$

Montantes

$Acero S355$
$Secciones SHS 70\times70\times3,0$
$Ángulo entre los montantes y el cordón 45°$

Soldaduras

$Soldaduras a tope$

Tamaño de malla

$16 elementos en el alma mayor del elemento hueco rectangular$

Carga

$Por fuerza en el montante a compresión/tracción$

Resultados

$La resistencia de cálculo a compresión/tracción es N Rd = 257.5 kN$
$El modo de fallo de cálculo es el fallo de la cara del cordón$

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