Definición y características de uso
Una conexión de asiento rigidizada tiene la ventaja sobre una conexión típica de pórtico, en que puede permitir mayores tolerancias de fabricación y montaje, requiere sólo dos pernos y proporciona una plataforma de montaje estable para la viga antes de que se instalen los pernos. Es una excelente opción para vigas de gran peralte por causa de la luz entre apoyos o para transferir fuerzas de corte importantes.
Cuando se une con el ala de una columna, la capacidad del asiento se calcula comprobando las soldaduras de filete en cortante y tensión combinados por causa de la excentricidad inducida en el punto de asiento.
Una conexión de viga de asiento rigidizada es una alternativa a las conexiones de cortante simple que emplean alguna fijación al alma de la viga soportada y cuya solución práctica puede ser totalmente empernada o una combinación con pernos para montaje o definitivos y soldadura de la conexión (Figuras 1 y 2).
Las conexiones soldadas con asiento rigidizado se pueden fabricar a partir de dos placas o, alternativamente, a partir de una forma WT. En este sentido, la viga se apoya en un asiento unido a un miembro de soporte y reforzado por la adición de un rigidizador vertical.
Economía de implementación
La conexión es ventajosa por varias razones, entre ellas:
- El asiento proporciona una plataforma segura y estable para la viga soportada durante el montaje.
- La conexión es simple y relativamente fácil de ejecutar, especialmente si la condición del campo limita el acceso a la conexión.
- Cuando existen condiciones de campo inciertas o poco confiables, las vigas pueden enviarse con una longitud adicional y cortarse fácilmente para que encajen en el campo.
En contraste con estas ventajas, algunos fabricantes y montadores informan que la capacidad de la conexión no es tan fuerte como las conexiones alternativas. A medida que aumenta la reacción de la viga soportada, aumenta el tamaño del rigidizador vertical entendiendo que la longitud adicional del refuerzo puede interferir con requisitos arquitectónicos de la edificación.
Aspectos de diseño
La resistencia disponible de una conexión asentada rigidizada está limitada por la capacidad de los pernos, soldaduras y elementos de conexión. El alma de la viga soportada también debe verificarse para ver si se deforma o se dobla el alma local.
Tal y como se indica en la parte 10 “STIFFENED SEATED CONNECTIONS” del Manual de construcción del AISC se debe considerar una reacción del apoyo a 0.8 W por lo que algunos de los estados límite a considerar y que han sido mostrados en algunos ejemplos del AISC serían:
- El ancho mínimo del rigidizador, “W” se determina en función de los estados límites de fluencia local del alma y deformación local del alma de la viga determinados según las especificaciones ANSI/AISC360 en las secciones J10-2 y J10-3 respectivamente.
- A partir de la reacción de asiento desde la cara de la columna se determinan las soldaduras y/o pernos requeridos considerando la excentricidad inducida según el caso.
Conexión a tubulares tipo RHS según CIDECT.
En el caso de conexión de asiento rigidizada a columna tubular, encontramos algunas referencias en la Guía de Diseño No. 9 del CIDECT “PARA UNIONES A COLUMNAS DE PERFILES TUBULARES ESTRUCTURALES”. Tal y como se indica en este documento, La viga apoyada puede estar empernada a la placa de asiento (ala de la T) con dos pernos de capacidad igual o superior a M20 ASTM A325, para tener en cuenta el efecto palanca provocado por la rotación del nodo en carga última. Se recomienda no soldar la viga a la placa de asiento. Además, para vigas de tamaño habitual (AISC 1997), la distancia (Lb) desde la cara de la columna RHS hasta el eje de los pernos no debería superar el valor mayor de:
- La mitad de la longitud de la placa de asiento (Lp) medida en perpendicular desde la cara de la columna RHS y
- 67 mm.
El espesor de la placa de asiento horizontal (o ala de la T) debe ser de al menos 10 mm. Las soldaduras que unen las dos placas deben tener una resistencia no inferior a la que tienen las soldaduras horizontales en el soporte bajo el asiento.
Adicionalmente a los estados límites ya indicados y propios de la conexión de asiento rigidizado, en la sección 5.2 de la guía de diseño No. 9, se destacan dos estados límite para la cara de la columna tubular tipo RHS que hay que comprobar:
(i) resistencia a la fluencia por cortante de la pared del tubo adyacente a las dos soldaduras verticales a lo largo del alma (o cuerpo) de la T.
(ii) plastificación de la pared del tubo, utilizando un mecanismo de líneas de plastificación rotacional. Ese modo de fallo mediante líneas de plastificación sólo se considera aplicable para uniones que presentan relaciones entre las anchuras (la relación en este caso entre la anchura del ala del asiento respecto a la anchura de la columna RHS) inferiores o iguales a 0,85.
Programas para Cálculo de Conexiones parametrizadas.
Finalmente, algunos programas comerciales como el RAM Connection de Bentley (Figuras 4 y 5), consideran el cálculo de este tipo de conexiones aplicando algunas referencias procedimentales del AISC mostradas en el Volumen 36 del Engineering Journal “Design Criteria for Stiffened Seated Connections to Column Webs” de 1999.
