Nudos soldados
La Revista IE, medio de comunicación técnica de nuestra Asociación de Ingenieros Estructurales (AIE), reproduce en su edición 76 el artículo «Nudos Soldados en Vigas Reticuladas con Perfiles Conformados en Frío: Análisis y Comportamiento». Este aporte suma una interesante información. Este trabajo, escrito por Lucas Avendaño, Pablo Erck y Héctor Ruffo, ingenieros civiles de la Facultad Regional Santa Fe de la Universidad Tecnológica Nacional, forma parte de un proyecto de investigación desarrollado en el CECOVI de la misma facultad. El mismo se centra en el análisis de vigas reticuladas diseñadas con perfiles conformados en frío de sección C, los cuales se han vuelto populares en el país para la construcción de galpones de pequeña envergadura. El estudio examina en detalle la conexión entre barras, especialmente en los casos en que las diagonales se sueldan al labio rigidizador del cordón, lo que crea una solución compleja difícil de evaluar con métodos tradicionales. Esta solución evita el uso de elementos auxiliares de conexión como chapas de nudo, generando excentricidades en el encuentro entre las barras. Las vigas reticuladas con perfiles conformados en frío presentan varias ventajas que las hacen atractivas para vigas de mediano porte. Estos perfiles son livianos y de bajo costo, fabricados automáticamente a partir de bobinas de acero, y su fabricación con chapa galvanizada reduce la necesidad de protección contra la corrosión. Además, están ampliamente disponibles en diversas dimensiones, espesores y formas, lo que permite elegir las secciones más adecuadas para las solicitaciones. El proceso de conformado puede incluir perforaciones mediante control numérico para generar conexiones abulonadas, y los espesores finos permiten el uso de uniones atornilladas autorroscantes o autoperforantes. A nivel global, se han desarrollado y analizado diversas soluciones para las conexiones entre barras con el fin de evitar elementos auxiliares en los nudos, conformando reticulados con barras rectas. La mayoría de estas soluciones emplea conexiones atornilladas o abulonadas, lo que puede desviar la hipótesis de encuentro ideal de las barras y generar momentos flectores que reducen la rigidez del conjunto. Las soluciones abulonadas requieren inversiones significativas en equipamiento tecnológico. En el mercado de la construcción de acero en Argentina, se emplean a menudo uniones soldadas en lugar de abulonadas. La solución habitual consiste en soldar las diagonales directamente a los cordones mediante soldaduras de filete, conectando las alas de los perfiles diagonales con los labios rigidizadores de los cordones. Esta técnica simplifica la fabricación, elimina elementos auxiliares de conexión, mejora el rendimiento de la mano de obra y no requiere protección superficial adicional si se utilizan perfiles galvanizados. Las conclusiones del estudio revelan que la capacidad última de la diagonal calculada manualmente simplificadamente presenta una diferencia aproximada de tres veces con respecto a la capacidad obtenida del ensayo y del modelo. Esto subraya la complejidad del funcionamiento de la conexión, donde el fenómeno de plastificación de toda la sección transversal aumenta la capacidad del nudo. El cordón de soldadura entre el labio rigidizador y el montante es crucial, ya que permite un empotramiento que aumenta la capacidad de carga del nudo. El espesor del cateto de soldadura no debe ser subestimado en el análisis. Al extrapolar la carga última obtenida del ensayo, corregida según la tensión de fluencia teórica, se estima una capacidad última del nudo de aproximadamente 24.23 kN de esfuerzo normal en la diagonal, lo que representa un 48.4% de la capacidad necesaria, reduciendo el coeficiente de seguridad en construcciones con esta tipología. En futuras etapas del proyecto se evaluará el efecto de la plastificación de los nudos en una viga reticulada completa. Las próximas etapas incluyen la validación de los modelos de SimSolid mediante ensayos de carga en probetas tipo T, con el objetivo de realizar modelos de vigas reticuladas completas para su análisis no lineal. Se espera un mejor comportamiento del conjunto en comparación con los análisis individuales, aunque es poco probable alcanzar la capacidad de las diagonales con esta conexión. Una vez calibrados los modelos, se llevarán a cabo ensayos de carga de las vigas modeladas para validar los resultados. Se elaborarán recomendaciones de diseño para estimar la capacidad máxima de esfuerzo normal de las diagonales, teniendo en cuenta el diseño de la conexión, y se analizará el impacto del espesor de las secciones con espesores comerciales de 2,0 y 2,5 mm, así como otras tipologías que incorporen un cordón de soldadura entre el alma de la diagonal y el alma del cordón. Es posible acceder a la versión completa de este artículo técnico ingresando en: