REGLAMENTO ARGENTINO PARA LA SOLDADURA DE

CIRSOC 304 Ing. Eduardo Asta 1

REGLAMENTO ARGENTINO PARA LA SOLDADURA DE ESTRUCTURAS DE

ACERO- CIRSOC 304Capítulos 1 y 2


CAPCAPÍÍTULOS DEL REGLAMENTO CISRSOC 304TULOS DEL REGLAMENTO CISRSOC 304

1 Requerimientos GeneralesRequerimientos Generales

22 DiseDiseñño de Uniones Soldadaso de Uniones Soldadas

33 EspecificaciEspecificacióón de Procedimiento de Soldaduran de Procedimiento de Soldadura

44 CalificaciCalificacióón de Procedimientos (EPS), n de Procedimientos (EPS), Soldadores y Operadores de SoldaduraSoldadores y Operadores de Soldadura

55 FabricaciFabricacióón y Montajen y Montaje

66 InspecciInspeccióón y Control de Calidadn y Control de Calidad

7 Refuerzo, Restauraci7 Refuerzo, Restauracióón y Reparacin y Reparacióón de n de Estructuras ExistentesEstructuras Existentes


Anexos Contenidos en CIRSOC 304

• Anexo I. Gargantas Efectivas de Soldaduras de Filete en Juntas TOblicuas

• Anexo IIa. Planitud de las Vigas Armadas – Estructuras Cargadas Estáticamente

• Anexo IIb. Requerimientos para los Ensayos de Impacto• Anexo III. Requerimientos para los Ensayos de Impacto• Anexo IV. Guía de Métodos Alternativos para Determinar el

Precalentamiento en la Soldadura de Aceros Estructurales• Anexo V. Requerimientos de Calidad de Soldadura para Juntas a la

Tracción en Estructuras Cargadas Cíclicamente• Anexo VI. Formularios para EPS, RCP e Informes de Ensayos


Anexos No Contenidos en CIRSOC 304

• ANEXO A : Soldadura de Espesores Delgados en Chapa de Acero

• ANEXO B: Soldadura de Barras de Acero para Estructuras Livianas


Capítulo 1- REQUERIMIENTOS REQUERIMIENTOS GENERALESGENERALES

• DESCRIPCIÓN GENERAL: Requerimientos mínimos para el Diseño, Fabricación y Montaje de Estructuras de Acero Soldadas

• Diseño en un todo de acuerdo con el Reglamento CIRSOC 301 de Estructuras de Aceros para Edificios y el Reglamento CIRSOC 302 de Elementos Estructurales de Tubos de Acero para Edificios.


1- REQUERIMIENTOS GENERALESREQUERIMIENTOS GENERALES

• Elaboración de la especificación de procedimientos de soldadura (EPS) y calificaciónde éstos así como la calificación de soldadores y operadores

• Requisitos de calidad e inspección para la fabricación de las estructuras soldadas. Tendrá un alcance general para todas las estructuras de acero comprendidas en los Reglamentos CIRSOC 301, 302, 303 y 308.

• Consecuentemente quedan exceptuados recipientes de presión y cañerías.



• El Reglamento es en su mayor parte auto contenido a la manera de guía de aplicación, sin embargo se apoyará también en documentos y referencias a consultar así como en normas IRAM-IAS-MERCOSUR con alcances en aspectos tales como: aceros estructurales, consumibles de soldadura, calificación de soldadores, inspección, ensayos mecánicos, ensayos no destructivos, simbología de soldadura para planos, seguridad en soldadura, entre otros.



•• LIMITACIONESLIMITACIONES: (1) Aplicable a Aceros Estructurales con Límite de Fluencia Mínimo Especificado ≤ 690 MPa

• (2) Espesores de material ≥ 3 mm• (3) No aplicable a Recipientes a Presión ni

Cañerías de Presión• (4) No Aplicable a Otros Materiales que no

sean Aceros al Carbono o de Baja Aleación


CapCapíítulo 2tulo 2-- DISEDISEÑÑO DE UNIONES O DE UNIONES SOLDADASSOLDADAS

2.1 Alcance del capítulo 22.2 Requerimientos generales2.3 Parámetros dimensionales y secciones resistentes o

áreas efectivas2.4 Requerimientos específicos para uniones no tubulares

cargadas estática o cíclicamente2.5 Requerimientos específicos para uniones no tubulares

cargadas cíclicamente2.6 Requerimientos específicos para uniones tubulares

cargadas estática o cíclicamente



2.1 Alcance: Este capítulo cubre los requerimientos generales y específicos para el diseño de uniones soldadas de estructuras planas y tubulares sometidas tanto a cargas estáticas como cíclicas. El capítulo 2 puede utilizarse en conjunto con los capítulos correspondientes de los Reglamentos CIRSOC 301 y 302 respectivamente.



2.2 Requerimientos Generales: � Planos y Dibujos� Especificación de Procedimiento de

Soldadura (EPS)� Requerimientos de Impacto� Requerimientos Específicos de Soldadura� Requerimientos para Planos y Dibujos de

Taller



2.3 Parámetros dimensionales y secciones resistentes o áreas efectivas:

2.3.1- Uniones Soldadas a Tope, con o sin Bisel.

Largo Efectivo (lw):

El máximo largo efectivo, para cualquier diseño de junta a tope y orientación particular de la misma, deberá ser el ancho de las partes de la unión, perpendicular a la dirección de las tensiones de tracción o compresión. Para el caso de juntas a tope que transmitan corte, el largo efectivo es el largo especificado.



Tamaño Efectivo en Unión Soldada a Tope con JPC:

• El tamaño o espesor efectivo de soldadura en una unión JPC deberá ser el espesor más delgado de la parte estructural a ser unida. Para la consideración del tamaño efectivo de junta en uniones tipo T, Y o K, en construcciones tubulares, deberá remitirse a la Tabla 3.6 del Cap. 3 de este Reglamento.



Mínimo Tamaño Efectivo en Unión Soldada a Tope con JPP:

• El tamaño o espesor mínimo efectivo de soldadura (E) en una unión JPP deberá ser igual o mayor al valor de E especificado en Tabla 3.4 del Cap. 3, a excepción que el EPS correspondiente sea calificado de acuerdo el Cap. 4 de este Reglamento.



Tamaño Efectivo en Unión Soldada con Junta Acampanada o Abocardada:

0,3125 R o 0,5 R para juntas acampanadas en V (se recomienda aplicar 0,375 R para proceso semiautomático, excepto en modo cortocircuito)

R = radio de la superficie exterior.



• Área Efectiva en Junta a Tope = E . lw• tamaño efectivo en CJP (JPC)= espesor parte más

fina a unir• En Uniones con PJP (JPP) S indicará la

profundidad de bisel para obtener el tamaño E• Tamaño (E) mínimo en PJP (JPP) = será mayor o

igual al valor de E indicado en Repertorio de juntas Precalificadas (Cap. 3), salvo Calificación según Cap. 4


CapCapíítulo 2tulo 2-- DISEDISEÑÑO DE UNIONES SOLDADASO DE UNIONES SOLDADAS

2.3.2. Soldadura de Filete• Para Soldaduras de Filete Recto (con Ángulos

entre 80 ° y 100 °), se especificará tamaño o cateto del filete (E)

• Para Soldaduras de Filete Oblicuo( con Ángulo < 80 ° o > 100 °) se especificará garganta efectiva



Soldaduras de Filete:• Largo efectivo(filete recto)= largo total del

filete• Largo efectivo(filete curvo)= largo total

medido a lo largo de la línea central de la garganta efectiva

• Largo mínimo =4 E• Filete intermitente( largo mín.) = 40 mm



• Garganta Efectiva en Filetes Rectos( 80 a 100 °) = mínima distancia entre la raíz de la junta y la cara de la soldadura (Fig. 2.1 y 2.2)

• Soldaduras con Refuerzo de Filete: PJP + Refuerzo de filete : Garganta efectiva = mínima distancia entre la raíz de la junta y la cara de la soldadura menos 3 mm. (Fig. 2.2)

• Área Efectiva en Unión Soldada con Junta de Filete: El área efectiva o sección resistente se define como el producto del largo efectivo multiplicado por la garganta efectiva (Fig. 2.1)


Figura 2.1


Figura 2.2



Tamaño o Cateto Mínimo:El tamaño (E) o cateto (c) (también identificado como lado) mínimo de una soldadura de filete no deberá ser menor que el requerido por el cálculo, para transmitir y/o resistir la carga aplicada, ni menor que lo especificado en la Tabla 2.1.


Mínimo tamaño de cateto en soldadura de filete compatible con los espesores de partes a ser soldadas (Tabla 2.1)

_________________________________________________________________________ Espesor de material base (T) (1) Cateto mínimo(2)

mm mm____________________________________________________

T< 6 3 (3)

6 < T< 12 512 < T< 20 620< T 8

____________________________________________________

(1) Para procesos de no bajo hidrógeno sin precalentamiento calculadoT es el espesor de la parte más gruesa a ser soldada. Soldadura de una solapasada debe ser utilizada.Para procesos de no bajo hidrógeno pero con cálculo de precalentamiento o

procesos de bajo hidrógeno, T es igual ala parte más fina a ser soldada.(2) No debe exceder el espesor de la parte más delgada a ser soldada.(3) Cateto mínimo para estructuras cargadas cíclicamente, 5 mm.


Máximo Tamaño o Cateto en Juntas de Solape o Empalme por Yuxtaposición

2 mm

Figura 2.3

2 mm

Detalle BDetalle A

Metal base espesor ≥≥≥≥ 6 mmMetal base espesor < 6 mm



2.3.3-Uniones T Oblicuas

Se definen como uniones soldadas con juntas T oblicuas a aquellas donde las partes a ser unidas forman un ángulo >100° (junta T de ángulo obtuso) o < 80° (junta T de ángulo agudo)



• Para Soldaduras en ángulos agudos entre 80° y 60° o en ángulos >100° deberá definirse la garganta efectiva requerida

• Las soldaduras requeridas en ángulos < 60° pero > 30°deberán incrementar la garganta efectiva por un factor Z según la Tabla 2.2. Los planos de la documentación contractual deberán especificar la garganta efectiva requerida. Los planos o dibujos de taller deberán indicar la ubicación de tales soldaduras y la medida del cateto que satisfaga el requerimiento de garganta efectiva con incremento de factor Z correspondiente.



• Soldaduras con ángulos agudos < 30° no deberán ser consideradas como efectivas para la transmisión de cargas aplicadas (excepción estructuras tubulares según 4.8.4.2 del Cap. 4 CIRSOC 304)

• La garganta efectiva de juntas T formando ángulos entre 60° y 30° se define como la mínima distancia entre la raíz y la cara de la junta soldada menos la reducción dimensional del parámetro Z

• La garganta efectiva de juntas T formando ángulos entre 80° y 60° o > 100° se define como la mínima distancia entre la raíz y la cara de la junta soldada.


Figura 3.11 – Detalles de Juntas Oblicuas Precalificadas (No Tubulares)


6GMAWN/AGMAW

6FCAW-G10FCAW-G

3FCAW-S6FCAW-S

6SMAW6SMAW45°>ψ≥30°

0GMAWN/AGMAW

0FCAW-G3FCAW-G

0FCAW-S3FCAW-S

3SMAW3SMAW60°>ψ≥45°

Z(mm)ProcesoZ(mm)ProcesoAngulos Diedros ψ

Posición de la Soldadura: H o FPosición de la Soldadura: V o OH

Tabla 2.2 (b)Dimensión de Pérdida Z (No Tubular)



2.4 Requerimientos Específicos para el Diseño de Uniones No Tubulares( Bajo Carga Estática y Cíclica)

2.4.1. Tensiones:•• CCáálculo de Tensiones utilizando mlculo de Tensiones utilizando méétodos todos

adecuados de anadecuados de anáálisis y de lisis y de acuerdo al criterio de diseño especificado en CIRSOC 304, 301 y 302 . Tabla2.3

•• Tensiones en FileteTensiones en Filete: serán consideradas como corte aplicado sobre el área efectiva para cualquier dirección de carga aplicada



Tensiones Admisibles en Metal Base

Las tensiones calculadas para el metal base no deberán exceder las tensiones admisibles determinadas por las especificaciones de diseño siguiendo las directivas de CIRSOC 304 y/o los Reglamentos CIRSOC 301 y 302 respectivamente.



Tensiones Admisibles en Metal de Soldadura:Las tensiones calculadas sobre el área efectiva de las

uniones soldadas no deberán exceder las tensiones admisibles especificadas en la Tabla 2.3, método convencional de diseño por tensión admisible (DTA o ASD) de este Reglamento y/o las directivas de los Reglamentos CIRSOC 301 y 302 respectivamente que utilizan el método de diseño por factores de carga y resistencia (DFR o LRFD)



2.4.2.Configuraciones y Detalles Generales en el Diseño de Uniones Soldadas

2.4.2.1.Uniones de Elementos Estructurales y Empalmes Sometidos a Compresión

Empalmes de columnas considerados resistentes pueden ser unidos con JPP o Filete como mínimo de mantener las partes fijas en sus correspondientes posiciones

2.4.2.2. Cargas en la Dirección del Espesor del Metal BaseUniones tipo esquina o en T, espesor > 20 mm, evitar riesgo al desgarre laminar



2.4.2.3. Aplicación Combinada de Diferentes Tipos de JuntasDiferentes tipos de juntas tales como de bisel (JPP o JPC), filete, ranura (ojal o muesca) o de botón (tapón) pueden ser aplicadas en forma combinada en una unión o conexión soldada. La resistencia de la unión deberá ser calculada como la suma de las resistencias individuales de cada tipo de soldadura en relación con la dirección de aplicación de la carga. Este método aditivo no considerará las soldaduras de refuerzo con filetes, aplicadas en uniones con JPP.



2.4.2.4. Soldadura de Contorneado o Terminación en Juntas en T y Esquina:

Son soldaduras de filete aplicadas en uniones JPP y JPC del tipo T y esquina con el fin de reducir la concentración de tensiones

Cateto ≤ 8 mm



2.4.3.Configuraciones y detalles en el diseño de uniones soldadas con juntas biseladas:



Transiciones en espesor y en ancho (sometidas a tensiones de tracción > 1/3 de la tensión admisible): la pendiente en ambos casos no excederá 1/2,5

Figura 2.4



Figura 2.5 – Transición de Anchos (Cargado Estáticamente, Unión No Tubular)



Aplicación de Soldadura Intermitente Discontinua:No está permitida la aplicación en uniones con JPCEstá permitida soldadura intermitente en uniones con JPP para transferir tensiones de corte entre las partes estructurales conectadas.


Configuraciones y Detalles en el Diseño de Uniones Soldadas con Juntas de Filete

t: elemento estructural de espesor más gruesot1: elemento estructural de espesor más fino

Figura 2.6 – Soldadura de Filete con Aplicación de CargaTransversal

SOLAPADO O YUXTAPOSICIÓN


Distancia entre soldaduras, W , menor o igual que 16t

Largo de la soldadura, L, mayor que W

t = espesor parte más fina a unir

Figura 2.7- Largo mínimo de soldaduras de filete longitudinal en los bordes o extremos de chapas



2.4.4.3.Terminaciones en las Soldaduras de Filete

Podrán extenderse hacia los extremos o lados de los elementos estructurales unidos.

También podrán ser terminadas en el límite o tener retornos de extremo o entrantes, considerando limitaciones específicas para los siguientes casos:


Figura 2.8.Terminaciones de las soldaduras próximas a los bordes de elementos estructurales sometidos a tracción donde uno de los

elementos estructurales (B) se prolonga fuera de los límites del otro elemento sometido a tracción (A)

B

A


2 W ≤≤≤≤ Retorno ≤≤≤≤ 4 W

siendo: W tamaño o cateto de la soldadura

Uniones Flexibles

Figura 2.9



Rigidizadores transversales, unidos por soldadura de filete a las almas de vigas armadas o compuestas, deberán comenzar o terminar a una distancia ≥ que cuatro veces el espesor del alma (pero < que seis veces dicho espesor) desde el extremo o punta, sobre el alma, de la soldadura entre el alma y ala de la viga.


Fig. 2.10.Soldaduras de Filete en los Lados Opuestos sobre un Plano en

Común



• Configuración de junta y detalles para uniones de botón o ranura(2.4.5)

• Chapas de Relleno (2.4.6)


Fig.2.11. Chapas de Relleno para Empalmes de Espesor Fino



2.5- Requerimientos Específicos para el Diseño de Uniones No Tubulares Cargadas Cíclicamente

• Aplicabilidad para régimen de fatiga lineal-elástico (HCF)

• Rango de Tensiones Umbral (FTH, ), no se efectuaráanálisis de fatiga si el rango de tensión es < al umbral

• Aplicable a estructuras con protección contra la corrosión apropiada, o sujetas solamente a ambientes suavemente corrosivos como las condiciones atmosféricas normales.



• Cálculo de Tensiones, estará basado en un análisis elástico del rango de tensión nominal a nivel del elemento estructural

• No es necesario considerar efectos de concentración de tensiones por discontinuidades geométricas locales.



2.5.6-Tensiones Admisibles y Rangos de Tensión:

Las tensiones calculadas en las soldaduras no superarán las tensiones admisibles especificadas en la Tabla 2.3 o en los Reglamentos CIRSOC 301 y 302



• El rango de tensión se define como la magnitud de la fluctuación en la tensión que resulta de la aplicación y retiro repetidos de la carga. En el caso de tracción – compresión cíclica, el rango de tensión será calculada como la suma algebraica de las tensiones de tracción máxima y de compresión mínima, o la suma de las máximas tensiones de corte en sentidos opuestos



• Rango de tensión admisible (FSR ):

• Fórmula general:

THf

SR FN

CF ≥

=

333,0329.

Cf , coeficiente de fatiga de la Tabla 2.4 para todas categorías excepto categoría FN , número de ciclos para la condición de diseño prefijada FTH umbral del rango de tensión de fatiga, es decir el máximo rango de tensión para la vida ilimitada, [MPa]





22-- DISEDISEÑÑO DE UNIONES SOLDADASO DE UNIONES SOLDADAS(Fatiga Uniones No Tubulares)(Fatiga Uniones No Tubulares)

Figura 2.13 grFigura 2.13 grááfico de la Tabla 2.4fico de la Tabla 2.4



2.5.7. Transiciones en Espesor y Ancho:

Espesores desiguales tendrán transiciones suaves entre superficies de compensación con pendientes ≤ 1/ 2,5 respecto de la superficie de cualquiera de las partes(Fig.2.4)


Figura 2.14. Transiciones de Ancho en Estructuras No Tubulares Cargadas Cíclicamente



22-- DISEDISEÑÑO DE UNIONES SOLDADASO DE UNIONES SOLDADAS

2.6- Requerimientos Específicos para Uniones Tubulares Cargadas Estática o Cíclicamente

• Diseño por Tensión Admisible(ADS) o por Factor de Carga y Resistencia (LFRD), Tabla 2.5

• Tipos de conexiones tubulares, Figura 2.16



Figura 2.17. Junta Solapada o Yuxtapuesta, Soldada con Filete (Tubular)

Nota: L = tamaño según se requiera



Figura 2.18. Radio de Proyección en Uniones Tubulares T, Y, y K, con soldadura de Filete


Figura 2.19. Esfuerzo de Corte por Punzonamiento


Figura 2.20. Detalle de Junta Solapada


-0,55 H ≤≤≤≤ e ≤≤≤≤ 0,25 Hθθθθ ≥≥≥≥ 30°

H/tc y D/tc ≤≤≤≤ 35 (40 para uniones K y N solapadas)a/tc y b/tc ≤≤≤≤ 35Fyo ≤≤≤≤ 360 MPa0,5 ≤≤≤≤ H/D ≤≤≤≤ 2,0Fyo/Fult ≤≤≤≤ 0,8

Figura 2.21, Limitaciones para Uniones de Secciones Rectangulares T, Y, y K


Figura 2.22. Uniones T, Y o K solapadas



• Figura 2.23. Transiciones de espesor en Uniones Tubulares


Tabla 2.6Categorías de Tensión para Tipo y Ubicación del Material para Secciones Circulares

Categoría de Tensión Situación Tipos de Solicitaciones1

A Tubo estándar sin costura TCFR

B Tubo con costura longitudinal TCFR

B Empalmes a tope, soldados con JPC, configuración plana e inspeccionados por RT o UT (Clase R)

TCFR

B Elementos estructurales con rigidizadores unidos con soldadura longitudinal continua

TCFR

C1 Empalmes a tope, soldados con JPC, sin tratamiento posterior a la soldadura

TCFR

C2 Elementos estructurales con rigidizadorestransversales anulares

TCFR

D Elementos estructurales con fijaciones diversas como planchuelas, ménsulas, etc.

TCFR

D Uniones en cruz y en T, soldadas con JPC (excepto en uniones tubulares).

TCFR

DT Uniones diseñadas como simple T, Y o K, soldadas conJPC, conforme a las Figuras 3.8 y 3.10 (incluyendo uniones solapadas o yuxtapuestas en la cual el elemento estructural principal llega a requerimientos de corte por punzonamiento ver Nota 2)

TCFR en el montante o diagonal. (Nota: El elemento estructural principal debe ser verificado en forma separada por categoría K1 o K2)

E Uniones en cruz balanceadas y uniones en T soldadas con JPP o soldadura de filete (excepto en uniones tubulares)

TCFR en el elemento estructural, la soldadura debe ser verificada también por categoría F

E Componentes donde terminan, platabandas, rigidizadores longitudinales, manguitos de chapa (excepto en uniones tubulares)

TCFR en el elemento estructural, la soldadura debe ser verificada también por categoría F

T = Tracción,

C = Compresión

F = Flexión

R = Plegado inverso

PARTE D FATIGA


22-- DISEDISEÑÑO DE UNIONES SOLDADAS O DE UNIONES SOLDADAS (Fatiga Uniones Tubulares)(Fatiga Uniones Tubulares)Figura 2.15 con Tabla 2.6)Figura 2.15 con Tabla 2.6)

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