TIPOS DE UNIONES ENTRE PILARES Y VIGAS DE ACERO.

3.- Comportamiento de las uniones
Como ya se mencionó al inicio, las uniones tienen, dentro de los proyectos de las construcciones
metálicas, especial importancia y dificultad. Cualquier unión es una zona particularmente
peligrosa y la mayoría de los accidentes son debidos a uniones mal proyectadas o mal
ejecutadas.
Es muy sintetizar todos los modelos de unión que pueden presentarse. Los criterios de proyecto
y ejecución evolucionan constantemente y dependen, además, del proceso de fabricación,
transporte y montaje.
Dada su importancia conceptual y económica, ya que aproximadamente representan el 40% del
importe de la estructura, han de concebirse del modo más sencillo posible, eliminando elementos
innecesarios y procurando unificar y tipificar al máximo los diferentes modelos.
Puede resultar extraño a primera vista indicar que detalles constructivos con mayor cantidad de
acero pueden resultar más económicos que otros, con menos, pero con mayores exigencias de
mano de obra. Una basa de un pilar formada por una sola placa gruesa sin cartelas puede ser
más económica que la de otra basa fina acartelada.


Figura 02. Economía de ejecución
El análisis de las uniones, posiblemente, sea la parte más difícil de la construcción metálica. En
ellas hay una concentración de esfuerzos muy importantes y la evaluación de las tensiones y
deformaciones que se presentan solamente pueden obtenerse mediante el análisis experimental,
o utilizando métodos numéricos en el campo elastoplástico. De los resultados obtenidos se
desprenden procedimientos simplificados que son los que normalmente se utilizan en la práctica.



El estudio de una determinada unión comprende su diseño, el análisis de los esfuerzos que ha de
resistir y, en función de éstos, el cálculo de los elementos y medios de unión que la componen,
tales como cartelas, casquillos, cordones de soldadura o tornillos.
3.1.- Clasificación de uniones metálicas
En función de su capacidad de resistencia tenemos:
 - Uniones de resistencia total, en las que su capacidad de carga es igual o superior a la del
elemento más débil de la unión.
- Uniones de resistencia parcial, aquellas que su capacidad de carga es inferior a la del elemento
más débil de la unión pero, lógicamente, superior a los esfuerzos de cálculo.
Las uniones resistentes a esfuerzo de flexión podemos clasificarlas como:
- Rígidas, las que mantienen los ángulos que forman entre sí las piezas enlazadas. El giro del
nudo es igual al de las barras a él unidas.
- Semirrígidas, son las uniones flexibles en las que se produce un giro relativo entre las barras
enlazadas en el nudo, pero existiendo una transmisión de momentos. Para modelizar este tipo de
enlace se unen las barras a los nudos mediante muelles que coartan el giro.
- Simples, son enlaces que se comportan como uniones articuladas, en los que la barra se une al
nudo sin coartar sus giros.

Todas las uniones tienen que tener un comportamiento suficientemente dúctil, capaz de
desarrollar su capacidad resistente en el rango plástico sin que se presente un fallo prematuro
motivado por una deformación excesiva.
En la figura siguiente se muestran tres diferentes uniones de una barra traccionada, formada por
dos perfiles UPN, enlazada a dos cartelas.

- Unión a): La unión soldada es totalmente resistente. La curva carga - desplazamiento alcanza
prácticamente la deformación máxima coincidiendo con la plastificación de la sección.
- Unión b): La unión atornillada desarrolla también la totalidad de la capacidad de carga de la barra, pero su comportamiento, al cortarse la barra por la sección debilitada por los taladros, es
frágil. En este caso no es posible aprovechar la capacidad plástica de los elementos enlazados, ni
realizar un cálculo plástico con la redistribución de esfuerzos que conlleva.
- Unión c): La otra unión atornillada es parcialmente resistente y por lo tanto un punto débil en la
estructura. El fallo de la unión no permite desarrollar, siquiera, la capacidad de carga de la barra
cuya tensión no alcanza el límite elástico, ya que antes se presenta el fallo de la unión.
3.2.- Uniones viga – soporte
Son las uniones que se producen entre un elemento estructural, trabajando a flexión y cortadura,
que transmite sus cargas a otro, sometido principalmente a compresión. El Código Técnico de la
Edificación clasifica las uniones en función de su rigidez y de su resistencia, así tendremos:
En función de su rigidez:
- Nominalmente articuladas; son aquellas en las que no se desarrollan momentos significativos
que puedan afectar a los miembros de la estructura. Tienen que ser capaces de transmitir las
fuerzas y de soportar los giros de cálculo.
- Rígidas; aquellas cuya deformación no tiene influencia significativa sobre la distribución de
esfuerzos en la estructura, ni sobre su deformación global. Tienen que ser capaces de transmitir
las fuerzas y momentos de cálculo.
- Semirrígidas; las que no son rígidas ni nominalmente articuladas.
En ausencia de análisis precisos se pueden considerar como:
- Articuladas; las uniones “por soldadura” del alma de una viga metálica en doble T sin unión de
las alas al pilar. Nótese que aunque el Código Técnico indica únicamente la unión mediante
soldadura, el medio puede ser otro (uniones atornilladas).
- Rígidas; Las uniones “soldadas” de vigas en doble T a soportes en las que se materialice la
continuidad de las alas a través del soporte mediante rigidizadores de dimensiones análogas a
las de las alas.
Otra clasificación, como he indicado, es en función de su resistencia:
- Nominalmente articuladas; aquellas capaces de transmitir los esfuerzos obtenidos en el análisis
global de la estructura y su resistencia de cálculo a flexión no es mayor de la cuarta parte del
momento resistente plástico de cálculo de la pieza de menor resistencia unida y siempre que
exista una capacidad de giro suficiente.
- Totalmente resistentes o de resistencia completa; su resistencia es igual o superior que la de
los elementos que conecta.
- Parcialmente resistentes; su resistencia es inferior que la de los elementos unidos, pero
siempre debe ser capaz de transmitir las fuerzas y momentos obtenidos en el análisis de la
estructura.
3.2.1.- Uniones viga – soporte soldadas articuladas
Es conveniente realizar la unión por medio de angulares, debido a la dificultad de conseguir la
necesaria exactitud dimensional. Nunca deben soldarse las alas y, además, la longitud de los
cordones debe ser la requerida estrictamente por el cálculo.

Si la unión se realiza soldando directamente el alma de la viga a la columna mediante cordones
en ángulo la disposición será la de la figura inferior, recomendándose como valor de la longitud
del cordón de soldadura, lv, el comprendido entre la mitad y dos tercios de la altura útil del alma.
Una longitud de soldadura superior a este valor hace que esta unión no sea considerable como
articulada, ya que se crea un momento de empotramiento que, al no ser despreciable, puede
originar el agrietamiento de la soldadura. 

3.2.2.- Uniones viga – soporte atornilladas articuladas
Es, posiblemente, la unión más aconsejable si la unión se tiene que realizar en obra. La unión al
pilar y el juego que proporcionan los tornillos permiten considerar este enlace como una
articulación. La unión se ejecuta enlazando el alma de la viga con dos angulares con el ala o
alma del pilar.

En los tres ejemplos anteriores se transmite un momento flector tan pequeño que la unión
responde, a efectos prácticos, como una articulación. Además los ensayos y la experiencia
adquirida han confirmado que estas uniones permiten las rotaciones necesarias que exigen los
cálculos teóricos para ser consideradas de todo punto como articuladas.
3.2.3.- Uniones viga – soporte sobre casquillos
Otro tipo de uniones son las que emplean un casquillo de apoyo sobre el que descansa la viga.
Cuando en el enlace viga-columna se dispone un angular de asiento, este se deforma quedando
solicitado bajo tensiones de flexión provocadas por la carga de la viga. Con ángulos de reducido
espesor la parte superior de la unión tiende a fallar por flexión.

bibliografia

http://es.scribd.com/doc/56117845/ITEA-Tomo-13-Diseno-de-uniones