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http://slidepdf.com/reader/full/en1993192005 1/40

UNE-EN 1993-1-9 normaespañola

Noviembre 2008

TÍTULO Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero

Parte 1-9: Fatiga

Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-9: Fatigue.

Eurocode 3: Calcul des structures en acier. Partie 1-9: Fatigue.

CORRESPONDENCIA Esta norma es la versión oficial, en español, de las Normas Europeas EN 1993-1-9:2005y EN 1993-1-9:2005/AC:2005.

OBSERVACIONES Esta norma, junto con las Normas UNE-EN 1993-1-1:2008, UNE-EN 1993-1-8 yUNE-EN 1993-1-10, estas dos últimas en elaboración, anula y sustituye a las

Normas UNE-ENV 1993-1-1:1996, UNE-ENV 1993-1-1:1997 Erratum yUNE-ENV 1993-1-1/A1:1996.

ANTECEDENTES Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 140 Eurocódigos Estructurales cuya Secretaría desempeña SEOPAN.

Editada e impresa por AENORDepósito legal: M 50724:2008

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

38 Páginas

© AENOR 2008Reproducción prohibida

C Génova, 628004 MADRID-España

Teléfono 91 432 60 00Fax 91 310 40 32

Grupo 23

AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD DE ALCALA

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S


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NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM

EN 1993-1-9Mayo 2005

+ACDiciembre 2005

ICS 91.010.30 Sustituye a ENV 1993-1-1:1992

Versión en español

Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero

Parte 1-9: Fatiga

Eurocode 3: Design of steel structures.Part 1-9: Fatigue.

Eurocode 3: Calcul des structures en acier.Partie 1-9: Fatigue.

Eurocode 3: Bemessung und Konstruktionvon Stahlbauten. Teil 1-9: Ermüdung.

Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 2004-04-23.

Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro delas cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listasactualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales pueden obtenerse en el Centro de

Gestión de CEN, o a través de sus miembros.

Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada al Centro de Gestión, tiene el mismorango que aquéllas.

Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria,Bélgica, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda,Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido,República Checa, Suecia y Suiza.

CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN

European Committee for StandardizationComité Européen de NormalisationEuropäisches Komitee für Normung

CENTRO DE GESTIÓN: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles

© 2005 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.


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ÍNDICE

Página

PRÓLOGO ............................................... ........................................................ ................................. 5

1 GENERALIDADES........................... ........................................................ ...................... 91.1 Objeto y campo de aplicación ........................................................ ................................. 91.2 Normas para consulta ..................................................... ................................................. 91.3 Términos y definiciones ................................................................ ................................... 101.4 Notación ................................................ ........................................................ .................... 12

2 REQUISITOS Y MÉTODOS BÁSICOS ....................................................... ................ 13

3 MÉTODOS DE ANÁLISIS....................................................... ...................................... 13

4 TENSIONES PRODUCIDAS POR ACCIONES DE FATIGA ................................... 15

5 CÁLCULO DE TENSIONES .......................................................... ............................... 15

6 CÁLCULO DE CARRERAS DE TENSIÓN................................. ................................ 166.1 Generalidades .............................................................. ..................................................... 166.2 Valores de cálculo para carreras de tensión nominal ................................................... 176.3 Valores de cálculo para carreras de tensión nominal modificada ............................... 176.4 Valores de cálculo para carreras de tensión

en uniones soldadas de perfiles huecos ................................................................ ........... 17

6.5 Valores de cálculo para carreras de tensióngeométrica (en el punto caliente) .......................................................... .......................... 18

7 RESISTENCIA A FATIGA ...................................................... ...................................... 187.1 Generalidades .............................................................. ..................................................... 187.2 Ajuste de la resistencia a fatiga....................................................... ................................ 21

8 COMPROBACIÓN A FATIGA ........................................................ ............................. 21

ANEXO A (Normativo) DETERMINACIÓN DE PARÁMETROSDE SOLICITACIÓN A FATIGA YMÉTODOS DE COMPROBACIÓN.................................................. 35

ANEXO B (Normativo) RESISTENCIA A FATIGA UTILIZANDO MÉTODOS DETENSIONES GEOMÉTRICAS (PUNTO CALIENTE) .................. 38


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EN 1993 Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero

EN 1994 Eurocódigo 4: Proyecto de estructuras mixtas

EN 1995 Eurocódigo 5: Proyecto de estructuras de madera

EN 1996 Eurocódigo 6: Proyecto de estructuras de fábrica

EN 1997 Eurocódigo 7: Proyecto geotécnico

EN 1998 Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes

EN 1999 Eurocódigo 9: Proyecto de estructuras de aluminio

Los Eurocódigos reconocen la responsabilidad de las autoridades reglamentadoras de cada Estado miembro y han salvaguardado su derecho a determinar, en el ámbito nacional, los valores relacionados con te-mas reglamentarios de seguridad cuando éstos siguen siendo distintos de un Estado a otro.

Estatus y campo de aplicación de los Eurocódigos

Los Estados miembros de la UE y de la AELC reconocen que los Eurocódigos sirven como documentosde referencia para los siguientes propósitos:

− como medio para demostrar el cumplimiento de las obras de edificación y de ingeniería civil con losRequisitos Esenciales de la Directiva del Consejo 89/106/CEE, en particular con el Requisito Esencialnº 1 - Resistencia mecánica y estabilidad - y con el Requisito Esencial nº 2 - Seguridad en caso de in-cendio;

− como base para especificar los contratos de las construcciones y de los servicios de ingeniería correspon-dientes;

− como marco para redactar las especificaciones técnicas armonizadas de productos de construcción(ENs y DITEs).

Los Eurocódigos, en la medida en que están relacionados con las construcciones, tienen una relación di-recta con los Documentos Interpretativos2) a los que hace referencia el artículo 12 de la DPC, aunque sonde distinta naturaleza que las normas armonizadas de producto3). Por ello, los Comités Técnicos del CENo los Grupos de Trabajo de la EOTA que trabajen sobre normas de producto deben considerar adecuada-mente los aspectos técnicos que surjan del trabajo de los Eurocódigos, con vistas a obtener la compatibili-dad total entre estas especificaciones técnicas y los Eurocódigos.

Los Eurocódigos proporcionan reglas comunes de cálculo estructural para su uso diario en el proyecto deestructuras completas y de productos componentes de naturaleza tanto tradicional como innovadora. Lasformas de construcción y condiciones de cálculo poco usuales no quedan cubiertas específicamente y re-querirán, en tales casos, es estudio adicional del proyectista.

2) De acuerdo con el artículo 3.3 de la DPC, los documentos interpretativos darán forma concreta a los requisitos esenciales (REs) con el fin de establecer los vínculos necesarios entre los requisitos esenciales y los mandatos para la elaboración de normas armonizadas y DITEs/Guías de DITEs.

3) De acuerdo con el artículo 12 de la DPC los documentos interpretativos deben:

a) dar forma concreta a los requisitos esenciales mediante la armonización de la terminología y de las bases técnicas y la asignación, en su caso,de clases y niveles para cada requisito esencial;

b) indicar los métodos para relacionar estas clases y niveles con las especificaciones técnicas, por ejemplo, métodos de cálculo y de prueba,

reglas técnicas para el cálculo en proyectos, etc.;c) servir de referencia para el establecimiento de normas armonizadas y de guías para los Documentos de Idoneidad Técnica Europeos.

Los Eurocódigos, de facto, juegan un papel similar en el campo del RE 1 y en parte del RE 2.


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Las normas nacionales de aplicación de los Eurocódigos

Las normas nacionales de aplicación de los Eurocódigos comprenderán el texto completo del Eurocódigo(incluyendo los anexos), tal y como se publique por el CEN, pudiendo venir precedido de una portada na-cional y de un preámbulo nacional y terminado en un anexo nacional.

El anexo nacional sólo puede contener información sobre aquellos parámetros que queden abiertos en losEurocódigos para la elección de una opción nacional, conocidos como Parámetros de Determinación Na-cional, para su empleo en el proyecto de edificios y obras de ingeniería civil a construir en el país corres-

pondiente, es decir:

− los valores o las clases cuando se ofrezcan alternativas en el Eurocódigo;

− los valores a emplear cuando sólo se dé un símbolo en el Eurocódigo;

− los datos específicos del país (geográficos, climatológicos, etc.), por ejemplo, el mapa de nieve;

− el procedimiento a emplear cuando los Eurocódigos ofrezcan procedimientos alternativos.

También puede contener:

− decisiones sobre la aplicación de los anexos informativos;

− referencia a información complementaria no contradictoria que ayude al usuario a aplicar el Eurocódigo.

Vínculos entre los Eurocódigos y las especificaciones técnicas armonizadas (ENs y DITEs) deproductos

Hay una necesidad de consistencia entre las especificaciones técnicas armonizadas de producto y las re-glas técnicas de las obras4). Aún más, toda la información que acompañe al marcado CE de los productosde construcción que se refiera a los Eurocódigos debería mencionar con claridad qué Parámetros de De-terminación Nacional se han tenido en cuenta.

Anexo nacional de la Norma EN 1993-1-9

Esta norma ofrece procedimientos alternativos, valores y recomendaciones, con notas indicando dondehay que introducir los parámetros nacionales. La norma nacional de adopción de la Norma EuropeaEN 1993-1-9 debería tener un anexo nacional que contenga todos los Parámetros de Determinación

Nacional a emplear en el proyecto de estructuras de acero a construir en el país correspondiente.

En la Norma Europea EN 1993-1-9 se permite la elección de opciones nacionales en los siguientes apartados:

− 1.1(2),

− 2(2),

− 2(4),

− 3(2),

− 3(7),

− 5(2),

4) Véanse los artículos 3.3 y 12 de la DPC, así como los apartados 4.2, 4.3.1, 4.3.2 y 5.2 del Documento Interpretativo nº 1.


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− 6.1(1),

− 6.2(2),

− 7.1(3)

− 7.1(5)

− 8(4)


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1 GENERALIDADES

1.1 Objeto y campo de aplicación

(1) Esta norma europea especifica métodos de análisis de la resistencia a fatiga en elementos estructurales, conexionesy uniones sometidas a solicitaciones de fatiga.

(2) Los métodos de esta norma se basan en los resultados de ensayos de fatiga realizados con detalles constructivos detamaño real, en los cuales se manifiestan los efectos de las imperfecciones geométricas y mecánicas resultantes de lafabricación del material y de la ejecución de los detalles, por ejemplo, los efectos de las tolerancias admitidas y de lastensiones residuales de soldadura.

NOTA 1 Para las especificaciones de tolerancias véase la Norma Europea EN 1090. Mientras se publica, el anexo nacional puede establecer la nor-ma de ejecución de estructuras de acero a aplicar.

NOTA 2 El anexo nacional puede añadir información sobre los requisitos de inspección durante la fabricación.

(3) Las especificaciones son aplicables a estructuras cuya ejecución se ajuste a la Norma Europea EN 1090.

NOTA Cuando existen requisitos adicionales, se indican en las tablas de categorías de detalle.

(4) Los métodos de análisis estructural de esta norma son aplicables a los aceros de construcción de todos los grados,a los aceros inoxidables, y a los aceros sin protección expuestos a la intemperie, excepto cuando se indica lo contrarioen las tablas de categorías de detalle. Esta norma sólo es aplicable a los materiales cuya tenacidad satisface las especifi-caciones de la Norma Europea EN 1993-1-10.

(5) Los métodos de análisis estructural frente a la fatiga no basados en las curvas !σR –N, como el de la deformaciónen fondo de entalla y los de mecánica de fractura, quedan fuera del ámbito de esta norma.

(6) Los tratamientos para mejorar la resistencia a fatiga posteriores a la ejecución de los detalles quedan fuera del ám- bito de esta norma, a excepción de los de relajación de tensiones.

(7) Los valores de resistencia a fatiga especificados en esta norma son aplicables a estructuras en servicio bajo condi-ciones atmosféricas normales, bien protegidas contra la corrosión y con mantenimiento regular. No están tenidos en cuentalos efectos de la corrosión por agua de mar, ni los daños microestructurales debidos a las altas temperaturas ( > 150 ºC).

1.2 Normas para consulta

Esta norma europea incorpora disposiciones de otras publicaciones por su referencia, con o sin fecha. Estas referenciasnormativas se citan en los lugares apropiados del texto de la norma y se relacionan a continuación. Para las referenciascon fecha, no son aplicables las revisiones o modificaciones posteriores de ninguna de las publicaciones. Para las

referencias sin fecha, se aplica la edición en vigor del documento normativo al que se haga referencia (incluyendo susmodificaciones).

Las siguientes normas generales se citan en esta norma.

EN 1090 Ejecución de estructuras de acero. Requisitos técnicos.

EN 1990 Bases de cálculo de estructuras.

EN 1991 Acciones en estructuras.

EN 1993 Proyecto de estructuras de acero.

EN 1994-2 Proyecto de estructuras mixtas de acero y hormigón. Parte 2: Puentes.


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1.3 Términos y definiciones

(1) En el contexto de esta norma europea, se aplican los siguientes términos y definiciones:

1.3.1 Generalidades

1.3.1.1 fatiga:Proceso de iniciación y propagación de fisuras en algún elemento de una estructura debido a la variación cíclica de lastensiones.

1.3.1.2 tensión nominal:Tensión que experimentan el material base o las soldaduras en zonas proclives a la formación de fisuras, según la teoríade la elasticidad lineal, sin tener en cuenta los efectos de concentración de tensiones.

NOTA Las tensiones nominales a las que se refiere esta norma pueden ser tensiones normales, tensiones cortantes, tensiones principales o tensiones

equivalentes.

1.3.1.3 tensión nominal modificada:Tensión nominal multiplicada por un factor de concentración de tensiones k f para tener en cuenta el efecto de una dis-continuidad geométrica ignorada en la clasificación de un detalle constructivo particular.

1.3.1.4 tensión geométrica (tensión en el punto caliente):Máxima tensión principal que experimenta el material base de un detalle constructivo junto al pie de un cordón de sol-dadura, determinada teniendo en cuenta el efecto de la concentración de tensiones debida a la configuración geométricaglobal de un detalle constructivo particular.

NOTA No es preciso tener en cuenta el efecto de las concentraciones locales de tensión, como por ejemplo las debidas a la configuración geométrica por la presencia de soldaduras (cuyo efecto ya incluyen las categorías de detalle del anexo B).

1.3.1.5 tensión residual:Las tensiones residuales son tensiones permanentes autoequilibradas e independientes de las acciones externas. Las ten-siones residuales se originan durante la laminación del material, en procesos de corte, por retracción de las soldaduras,en el montaje de elementos con desajustes dimensionales, o por plastificaciones parciales provocadas por sobrecarga.

1.3.2 Parámetros de solicitación a fatiga

1.3.2.1 proceso de carga:Secuencia determinada de cargas que se aplica repetidamente a una estructura a lo largo de su vida y da lugar a un his-torial de tensiones.

1.3.2.2 historial de tensiones:Secuencia de valores medidos o calculados correspondientes a la tensión producida en un punto de una estructura porun proceso de carga.

1.3.2.3 método de la gota de lluvia: Nombre con que se conoce uno de los procedimientos de conteo de ciclos para obtener un espectro de carreras de ten-sión a partir de un historial de tensiones.

1.3.2.4 método de vaciado del depósito: Nombre con que se conoce uno de los procedimientos de conteo de ciclos para obtener un espectro de carreras de ten-sión a partir de un historial de tensiones.

NOTA Para las operaciones matemáticas, véase el anexo A.


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1.3.2.5 carrera de tensión:Diferencia algebraica entre los valores extremos de la tensión en un ciclo que forma parte de un historial de tensiones.

1.3.2.6 espectro de carreras de tensión:Histograma del número de veces que se repiten los valores medidos o calculados de las carreras de tensión en un proce-so de carga.

1.3.2.7 espectro de cálculo:Espectro de la totalidad de carreras de tensión a considerar durante la vida útil de proyecto de una estructura para elanálisis estructural frente a la fatiga.

1.3.2.8 vida útil de proyecto:Período de tiempo previsto para que una estructura sea segura, manteniendo una probabilidad suficiente de que no se

produzcan fallos por fatiga.

1.3.2.9 vida útil de fatiga:Predicción teórica del período de tiempo que tarda en producirse el fallo por fatiga bajo la acción del espectro de cálculo.

1.3.2.10 sumatorio de Palmgrem-Miner:Valor del daño acumulado según el modelo lineal de la regla de Palmgrem-Miner.

1.3.2.11 carrera de tensión equivalente para amplitud constante:Carrera de tensión bajo cuya acción repetida la vida útil de fatiga coincide con lo del espectro de cálculo, determinadamediante el sumatorio de Miner.

NOTA Para las operaciones matemáticas, véase el anexo A.

1.3.2.12 solicitación a fatiga:Conjunto de parámetros de acciones de fatiga, que se basan en procesos de carga tipo descritos mediante las posiciones,valores, frecuencias, secuencias y desfases de las cargas.

NOTA 1 Las acciones de fatiga de la Norma Europea EN 1991 son cotas superiores que se basan en medidas de efectos de carga analizadas según elanexo A.

NOTA 2 Los parámetros de acciones de fatiga dados por la Norma Europea EN 1991 son:

− los valores Qmáx. y nmáx. del espectro normalizado o

− el valormáx.

E,nQ correspondiente a nmáx.

− el valor QE,2 correspondiente a n = 2 × 106 ciclos

Los efectos dinámicos están incluidos en estos parámetros a no ser que se indique lo contrario.

1.3.2.13 solicitación a fatiga de amplitud constante equivalente:Proceso simplificado de carga cíclica de amplitud constante que produce el mismo daño de fatiga que una serie de pro-cesos de carga real de amplitud variable.

1.3.3 Resistencia a fatiga

1.3.3.1 curva de resistencia a fatiga:Relación cuantitativa entre la carrera de tensión y el número de ciclos de rotura utilizada para determinar la categoría dedetalle de un determinado detalle constructivo.

NOTA Las resistencias a fatiga de esta norma son cotas inferiores basadas en el análisis de resultados de ensayos de fatiga realizados con probetasde tamaño real, conforme a la Norma Europea EN 1990 − anexo D.


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1.3.3.2 categoría de detalle:Valor numérico asignado a un detalle constructivo particular para una dirección dada de oscilación de la tensión; indicala curva de resistencia a fatiga aplicable para el análisis estructural del detalle (la cifra que expresa la categoría dedetalle es el valor de la resistencia a fatiga !σC en N/mm2).

1.3.3.3 límite de fatiga bajo amplitud constante:Valor máximo de la carrera de tensión normal o de tensión cortante que no produce daño de fatiga al ser aplicado en en-sayos de amplitud constante. Todas las carreras de tensión aplicadas en ensayos de amplitud variable han de ser inferio-res al límite de fatiga para que no se produzca daño.

1.3.3.4 umbral de daño:Límite por debajo del cual las carreras de tensión del espectro de cálculo no contribuyen a incrementar el daño acumulado decálculo.

1.3.3.5 pervivencia: Número de ciclos de vida bajo la acción de un historial de tensiones de amplitud constante.

1.3.3.6 valor de referencia de la resistencia a fatiga:Carrera de tensiones de amplitud constante !σC para el cual el número de ciclos de vida de un detalle constructivo es

N = 2 × 106 ciclos.

1.4 Símbolos

∆σ Carrera de tensión (tensión normal).

∆τ Carrera de tensión (tensión cortante).

∆σE, ∆τE Carrera de tensión equivalente relativa a nmáx. ciclos.

∆σE,2, ∆τE,2 Carrera de tensión equivalente relativa a 2 millones de ciclos.

∆σC, ∆τC Valor de la resistencia a fatiga referido a NC = 2 millones de ciclos.

∆σD, ∆τD Límite de fatiga a ND ciclos.

∆σL, ∆τL Umbral de daño a NL ciclos.

∆σeq Carrera de tensión equivalente para uniones en almas de tableros ortótropos.

∆σC, red Valor de referencia de la resistencia a fatiga reducido.

γ Ff Coeficiente parcial de seguridad de las carreras de tensión equivalentes ∆σE, ∆τE.

γ Mf Coeficiente parcial de seguridad de la resistencia a fatiga ∆σC, ∆τC.

m Pendiente de la curva de resistencia a fatiga.

λ i Factores de equivalencia en daño.

Ψ1 Factor correspondiente al valor frecuente de una acción variable.

Qk Valor característico de una acción variable individual.k S Factor de minoración de la resistencia a fatiga por efecto del tamaño.


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k 1 Factor de mayoración de las carreras de tensión nominales en estructuras trianguladas para tener encuenta el efecto de los momentos flectores secundarios.

k f Factor de concentración de tensiones.

NR Número de ciclos de vida útil bajo la acción repetida de una carrera de tensiones constantes dado.

2 REQUISITOS Y MÉTODOS BÁSICOS

(1)P El cálculo de elementos estructurales frente a la fatiga debe garantizar una probabilidad suficientemente alta defuncionamiento seguro durante la vida útil de fatiga.

NOTA Se admite que satisfacen esta condición las estructuras calculadas con las acciones de fatiga de la Norma Europea EN 1991 y con la resisten-cia a fatiga de esta norma.

(2) Pueden aplicarse modelos particulares de carga determinados mediante el anexo A siempre que:− la Norma Europea EN 1991 no incluya modelos de solicitación a fatiga,

− sea necesario un modelo más exacto de solicitación a fatiga.

NOTA El anexo nacional puede especificar los requisitos para la determinación de modelos particulares de carga.

(3) Pueden realizarse ensayos de fatiga para determinar

− la resistencia a fatiga de detalles constructivos no incluidos en esta norma,

− la vida útil de fatiga de prototipos bajo cargas de fatiga reales o equivalentes en daño.

(4) Para la ejecución y análisis de los ensayos de fatiga debería tenerse en cuenta la Norma Europea EN 1990 (véasetambién el apartado 7.1).

NOTA El anexo nacional puede especificar los requisitos para determinar la resistencia a fatiga mediante ensayos.

(5) Los métodos de análisis de fatiga de esta norma se adaptan al principio de comparación de resistencias a la fatiga yefectos de acciones; esta comparación sólo es posible cuando las acciones de fatiga se cuantifican mediante los paráme-tros que emplea esta norma para evaluar la resistencia a fatiga.

(6) Las acciones que producen solicitación a fatiga se determinan de acuerdo con las reglas de análisis estructural a fa-tiga, y difieren de las acciones para las comprobaciones en estado límite último y en estado límite de servicio.

NOTA La aparición de una fisura de fatiga no significa necesariamente el final de la vida útil. Las fisuras deberían ser reparadas poniendo especialcuidado en evitar la creación de condiciones que propicien efectos entalla aún más desfavorables.

3 MÉTODOS DE ANÁLISIS

(1) El análisis estructural frente a la fatiga debería llevarse a cabo empleando:

− bien el método de tolerancia al daño, o

− bien el método de integridad asegurada.

(2) El método de tolerancia al daño debería garantizar con suficiente fiabilidad el funcionamiento seguro de una es-tructura durante su vida útil de proyecto, sobre la base de prescribir y aplicar regularmente un plan de inspección y man-tenimiento para detectar y reparar el daño debido a la fatiga.

NOTA 1 El método de tolerancia al daño es aplicable cuando el daño por fatiga, en caso de producirse, puede dar lugar a una redistribución de cargaentre las partes integrantes de un elemento estructural.


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NOTA 2 El anexo nacional puede incluir disposiciones para los planes de inspección.

NOTA 3 Se admite que son tolerantes al daño las estructuras proyectadas según esta norma que sean objeto de mantenimiento regular y que se cons-

truyan con materiales seleccionados según la Norma Europea EN 1993-1-10.

(3) El método de integridad asegurada debería garantizar con suficiente fiabilidad el funcionamiento seguro de una es-tructura durante su vida útil de proyecto sin necesidad de un plan regular de vigilancia del daño debido a la fatiga. Elmétodo de integridad asegurada debería aplicarse en aquellos casos en los que la fisuración localizada de un elementoestructural pueda producir rápidamente el fallo del elemento o de toda la estructura.

(4) A los efectos de esta norma, el grado de fiabilidad del análisis estructural frente a la fatiga es suficiente si el coefi-ciente parcial de seguridad γ Mf de la resistencia a fatiga se ajusta en función del método de análisis empleado y de lasconsecuencias del fallo.

(5) Los valores de la resistencia a fatiga de esta norma se han determinado teniendo en cuenta los efectos entalla geo-métricos y metalúrgicos de los detalles constructivos. En cada detalle se indica también el lugar más probable de co-

mienzo de la fisuración.

(6) La resistencia a fatiga está incorporada en los métodos de análisis de esta norma bajo la forma de curvas de resis-tencia a fatiga correspondientes a

− detalles constructivos estándar, en términos de la tensión nominal;

− configuraciones básicas de uniones soldadas, en términos de la tensión geométrica.

(7) El nivel de fiabilidad requerido puede conseguirse como sigue:

a) método de tolerancia al daño

− con detalles constructivos, materiales y niveles de tensiones que den lugar a fisuras de baja velocidad de propa-gación y de gran tamaño crítico, en caso de que se produzcan.

− con itinerarios múltiples de transmisión de carga.

− con detalles constructivos que propicien la parada de fisura.

− con detalles constructivos de fácil examen en las inspecciones regulares.

b) método de integridad asegurada

− con detalles constructivos y niveles de tensiones que den lugar a una vida útil de fatiga suficiente para alcanzar

valores del coeficiente β iguales a los de las comprobaciones de estado límite último al final de la vida útil de proyecto.

NOTA El anexo nacional podrá restringir la elección del método de análisis, tipificar las consecuencias del fallo y fijar los valores numéricos delcoeficiente γ Mf . En la tabla 3.1 figuran valores recomendados de γ Mf .

Tabla 3.1 − Valores recomendados del coeficiente parcial de seguridad para la resistencia a fatiga

Consecuencias del falloMétodo de evaluación

Leves Graves

Tolerancia al daño 1,00 1,15

Integridad asegurada 1,15 1,35


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4 TENSIONES PRODUCIDAS POR ACCIONES DE FATIGA

(1) Los modelos teóricos para la determinación de las tensiones nominales deberían tener en cuenta todos los efectosde las acciones, incluyendo los de la distorsión, y deberían suponer régimen elástico-lineal para los elementos estructu-rales y las uniones.

(2) Las vigas trianguladas hechas de perfiles huecos pueden calcularse como estructuras articuladas. Para incorporar elefecto de los momentos secundarios debidos a la rigidez de las uniones basta emplear los factores k 1, siempre que se ten-gan en cuenta las tensiones originadas por las cargas exteriores aplicadas entre nudos (véase la tabla 4.1 para secciones cir-culares y la tabla 4.2 para secciones rectangulares).

Tabla 4.1 − Factores k 1 para secciones circulares huecas bajo carga en el plano

Tipo de unión Cordones Montantes Diagonales

Tipo K 1,5 1,0 1,3Uniones con separación

Tipo N o KT 1,5 1,8 1,4

Tipo K 1,5 1,0 1,2Uniones con solape

Tipo N o KT 1,5 1,65 1,25

Tabla 4.2 − Factores k 1 para secciones rectangulares huecas bajo carga en el plano

Tipo de unión Cordones Montantes Diagonales

Tipo K 1,5 1,0 1,3Uniones con separación

Tipo N o KT 1,5 2,2 1,6

Tipo K 1,5 1,0 1,3Uniones con solape

Tipo N o KT 1,5 2,0 1,4

NOTA Para las definiciones de los tipos de unión véase la Norma Europea EN 1993-1-8.

5 CÁLCULO DE TENSIONES

(1) Las tensiones deberían calcularse en el estado límite de servicio.

(2) El análisis estructural frente a la fatiga de las secciones de clase 4 se realiza de acuerdo con la Norma EuropeaEN 1993-1-5.

NOTA 1 Como indicación véanse las Normas Europeas EN 1993-2 a EN 1993-6.

NOTA 2 El anexo nacional puede establecer limitaciones para las secciones de clase 4.

(3) Las tensiones nominales deberían calcularse en las zonas más proclives a la iniciación de fisuras de fatiga. Las con-centraciones de tensión en detalles constructivos no incluidos en las tablas 8.1 a 8.10 deberían tenerse en cuenta por mediode las tensiones nominales modificadas, utilizando un factor de concentración de tensiones (SCF) según el apartado 6.3.

(4) Para aplicar métodos basados en tensiones geométricas (punto caliente) a detalles incluidos en la tabla B.1, aqué-llas deberían calcularse como se indica en el apartado 6.5.


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(5) Para detalles constructivos, las tensiones a considerar en el material base son:

− las tensiones normales nominales σ,

− las tensiones cortantes nominales τ.

NOTA Para combinaciones de tensiones, véase el punto (2) del capítulo 8.

(6) Las tensiones a considerar en los cordones de soldadura son (véase la figura 5.1):

− las tensiones normales σwf perpendiculares al eje del cordón: 2 2wf f f ⊥ ⊥σ = σ + τ

− las tensiones cortantes τwf paralelas al eje del cordón: τwf = τ||f

cada una de las cuales debería comprobarse separadamente.

NOTA Este procedimiento de comprobación difiere del de la Norma Europea EN 1993-1-8 para soldaduras en ángulo en estado límite último.

tensiones σf a considerar tensiones τf a considerar

Figura 5.1 − Tensiones a considerar en las soldaduras en ángulo

6 CÁLCULO DE CARRERAS DE TENSIÓN

6.1 Generalidades

(1) El análisis estructural frente a la fatiga debería realizarse utilizando las carreras de tensión

− nominal para los detalles constructivos de las tablas 8.1 a 8.10.

− nominal modificada para, por ejemplo cambios bruscos de sección no incluidos en las tablas 8.1 a 8.10 próximos azonas de iniciación de fisuras.

− geométrica para las uniones de la tabla B.1 cuando se produzcan fuertes gradientes de tensión junto al pie de un cor-dón de soldadura.

NOTA El anexo nacional puede ampliar la información sobre el uso de las carreras de tensión nominal, modificada o geométrica. Véase el anexo B paralas categorías de detalle a utilizar con carreras de tensión geométrica.


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(2) La carrera de tensiones a utilizar como valor de cálculo en el análisis estructural frente a la fatiga debería ser lacarrera de tensiones γ Ff ∆σE,2 correspondiente a NC = 2 × 106 ciclos.

6.2 Valores de cálculo para carreras de tensión nominal

(1) Los valores de cálculo de las carreras de tensión nominal γ Ff ∆σE,2 y γ Ff ∆τE,2 deberían determinarse según:

γ Ff ∆σE,2 = λ 1 × λ 2 × λ i × ... × λ n × ∆σ(γ Ff Qk )

(6.1)

γ Ff ∆τE,2 = λ 1 × λ 2 × λ i × ... × λ n × ∆τ(γ Ff Qk )

donde ∆σ(γ Ff Qk ) e ∆τ(γ Ff Qk ) son las carreras de tensión que producen las cargas de fatiga especificadas en la NormaEuropea EN 1991,

λ i son factores de equivalencia en daño, dependientes del espectro de cálculo tal como se especifica en las disposiciones aplicables de la Norma Europea EN 1993.

(2) Si no hay valores de λ i disponibles, el valor de cálculo de la carrera de tensión nominal puede determinarse confor-me a los principios del anexo A.

NOTA El anexo nacional puede incluir información que complemente al anexo A.

6.3 Valores de cálculo para carreras de tensión nominal modificada

(1) Los valores de cálculo de las carreras de tensión nominal modificada γ Ff ∆σE,2 y γ Ff ∆τE,2 deberían determinarse se-gún:

γ Ff ∆σE,2 = k f × λ 1 × λ 2 × λ i × ... × λ n × ∆σ(γ Ff Qk )

(6.2)

γ Ff ∆τE,2 = k f × λ 1 × λ 2 × λ i × ... × λ n × ∆τ(γ Ff Qk )

donde

k f es el factor de concentración de tensiones que tiene en cuenta el incremento local de tensiones debido a detalles de laconfiguración geométrica del detalle constructivo no considerados en la curva ∆σR –N de referencia.

NOTA Los valores de k f pueden obtenerse de manuales o calcularse mediante modelos representativos de elementos finitos.

6.4 Valores de cálculo para carreras de tensión en uniones soldadas de perfiles huecos

(1) En ausencia de resultados obtenidos con métodos más precisos, los valores de cálculo de las carreras de tensiónnominal modificada γ Ff ∆σE,2 deberían determinarse según el modelo simplificado del punto (2) del capítulo 4:

( )*Ff E,2 1 Ff E,2k γ ∆σ = γ ∆σ (6.3)

donde

*Ff E,2γ ∆σ es el valor de cálculo de la carrera de tensiones obtenido con un modelo simplificado de estructura articulada.

k 1 es el factor de mayoración dado en las tablas 4.1 y 4.2.


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6.5 Valores de cálculo para carreras de tensión geométrica (punto caliente)

(1) Los valores de cálculo de las carreras de tensión geométrica γ Ff

∆σE,2

deberían determinarse según:

( )*Ff E,2 f Ff E,2k γ ∆σ = γ ∆σ (6.4)

donde

k f es el factor de concentración de tensiones.

7 RESISTENCIA A FATIGA

7.1 Generalidades

(1) La resistencia a fatiga para carreras de tensión nominal viene dada por una familia de curvas (log∆σR )–(logN) y(log∆τR )–(logN) conocidas como curvas S–N, cada una de las cuales corresponde a un valor de la categoría de detalle.La categoría de detalle es la cifra que expresa, en N/mm2, los valores de referencia ∆σC e ∆τC de la resistencia a fatiga a2 millones de ciclos.

(2) Para tensiones nominales de amplitud constante, la resistencia a fatiga se determina según

m m 6R R C N 2 10∆σ = ∆σ × con m = 3 para NR ≤ 5 × 106, véase la figura 7.1

m m 6R R C N 2 10∆τ = ∆τ × con m = 5 para NR ≤ 108, véase la figura 7.2

1/ 3

D C C2

0,7375

! "∆σ = ∆σ = ∆σ# $

% & es el límite de fatiga bajo amplitud constante, véase la figura 7.1, y

1/ 5

L C C2

0,457100

! "∆τ = ∆τ = ∆τ# $

% & es el umbral de daño, véase la figura 7.2.

(3) Para espectros de tensión nominal con carreras de tensión mayores y menores que el límite de fatiga bajo amplitudconstante ∆σD, la resistencia a fatiga debería obtenerse a partir de las curvas de resistencia a fatiga prolongadas apli-cando

m m 6

R R C N 2 10∆σ = ∆σ × con m = 3 para NR ≤ 5 × 10

6

m m 6R R D N 5 10∆σ = ∆σ × con m = 5 para 5 × 106 ≤ NR ≤ 108

1/ 5

L D D5

0,549100

! "∆σ = ∆σ = ∆σ# $

% & es el umbral de daño, véase la figura 7.1.


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Figura 7.1 − Curvas de resistencia a fatiga para carreras de tensión normal

Figura 7.2 − Curvas de resistencia a fatiga para carreras de tensión cortante


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NOTA 1 Las categorías de detalle determinadas mediante resultados de ensayos incluyen los efectos del tamaño y de las tensiones residuales, y son lascarreras de tensión nominal ∆σC para el cual la probabilidad de supervivencia a NC = 2 millones de ciclos es del 95% en términos de log N, conun grado de confianza del 75%. El método estadístico aplicado tiene en cuenta la desviación típica y el número de datos utilizados en la

determinación, nunca inferior a 10. Véase el anexo D de la Norma EN 1990.

NOTA 2 El anexo nacional puede autorizar la determinación de la categoría de detalle para casos particulares, siempre que se apliquen los criteriosde la NOTA 1.

NOTA 3 Los resultados de ensayo de algunos detalles constructivos pueden no coincidir exactamente con las curvas de resistencia a fatiga de la figura7.1. Para evitar valores del lado de la inseguridad, a estos detalles, marcados con asterisco, se les asigna una categoría de detalle un escalón pordebajo de la correspondiente a su resistencia a fatiga a los dos millones de ciclos. No obstante, es posible asignarles la categoría del escalón superior siempre que la curva de resistencia a la fatiga de este escalón se modifique prolongando el tramo con pendiente m = 3 hasta 10 millonesde ciclos y adoptando la ordenada final del tramo prolongado como límite de fatiga bajo amplitud constante (figura 7.3).

Figura 7.3 − Categoría alternativa C para detalles catalogados con categoría C*

(4) Las categorías de detalle ∆σC e ∆τC para tensiones nominales figuran en las siguientes tablas:

Tabla 8.1: Para detalles sin uniones o con uniones mecánicas

Tabla 8.2: Piezas armadas soldadas

Tabla 8.3: Empalmes soldadosTabla 8.4: Cartelas y rigidizadores soldados

Tabla 8.5: Uniones soldadas transmisoras de esfuerzos

Tabla 8.6: Perfiles huecos

Tabla 8.7: Uniones en nudos de vigas en celosía

Tabla 8.8: Tableros ortótropos con largueros cerrados

Tabla 8.9: Tableros ortótropos con largueros abiertos

Tabla 8.10: Uniones ala superior-alma de vigas carril


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(5) Las categorías de detalle ∆σC para carreras de tensión geométrica figuran en el anexo B.

NOTA El anexo nacional puede incluir categorías de resistencia a fatiga ∆σC e ∆τC para detalles que no figuren en las tablas 8.1 a 8.10 ni en el anexo B.

7.2 Ajuste de la resistencia a fatiga

7.2.1 Detalles en compresión sin soldaduras o con soldaduras sometidas a tratamiento de relajación de tensiones

(1) Para detalles sin soldaduras o con soldaduras sometidas a tratamiento de relajación de tensiones, la influencia de latensión media en la resistencia a fatiga bajo ciclos tracción-compresión puede tenerse en cuenta empleando como carre-ra de tensión ∆σE,2 una efectiva de menor valor.

(2) La carrera efectiva de tensión se puede determinar sumando la carrera de tracciones y el 60% de la carrera de com- presiones (véase la figura 7.4).

Figura 7.4 − Carrera de tensiones efectiva para detalles sin soldaduras o con soldadurassometidas a tratamiento de relajación de tensiones

7.2.2 Efecto del tamaño

(1) El efecto del tamaño producido por el espesor o por otras dimensiones debería tenerse en cuenta de acuerdo conlas tablas 8.1 a 8.10. La resistencia a fatiga viene dada por:

∆σC,red = k s∆σC (7.1)

8 COMPROBACIÓN A FATIGA

(1) Las carreras de tensión nominal, modificada o geométrica, correspondientes a los valores frecuentes ψ 1Qk de lascaras (véase la Norma Europea EN 1990) tienen los siguientes límites:

∆σ ≤ 1,5 f y en el caso de tensiones normales(8.1)

y1,5 f / 3∆τ ≤ en el caso de tensiones tangenciales


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(2) Para las cargas que produzcan fatiga debería verificarse la condición:

Ff E,2C Mf

10/

γ ∆σ≤

∆σ γ

y (8.2)

Ff E,2

C Mf 10

/

γ ∆τ≤

∆τ γ

NOTA Las carreras de tensión de las tablas 8.1 a 8.9 corresponden a tensiones principales para algunos detalles constructivos.

(3) A menos que las tablas 8.8 y 8.9 indiquen lo contrario junto a la categoría de detalle, las combinaciones de carre-ras de tensión ∆σE,2 y ∆τE,2 deberían verificar la condición:

3Ff E,2 Ff E,2

C Mf C Mf 10

/ /

γ ∆σ γ ∆τ! " ! "+ ≤# $ # $

∆σ γ ∆τ γ % & % & (8.3)

(4) Si no se dispone de datos para determinar los valores de ∆σE,2 y ∆τE,2, puede aplicarse el método de comprobacióndel anexo A.

NOTA 1 El anexo A está desarrollado para carreras de tensiones normales, pero puede adaptarse para carreras de tensiones cortantes.

NOTA 2 El anexo nacional puede incluir información sobre la aplicación del anexo A.


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Tabla 8.1 − Detalles sin uniones o con uniones mecánicas

Categoríade detalle Detalle constructivo Descripción Requisitos

160

NOTA La resistencia a fatiga asociada a la categoría160 es la más alta. Ningún detalle puede tener mayorresistencia a fatiga para ningún número de ciclos.

Productos laminados o extruidos

1) Chapas y productos planos

2) Perfiles laminados.

3) Perfiles huecos sin soldadura,circulares o rectangulares

Detalles 1) a 3):

Las aristas vivas, los defectos superficialesy los defectos de laminación deberán des- bastarse hasta su eliminación, dejando tran-siciones suaves.

140

125

Chapas oxicortadas o cizalladas

4) Material oxicortado o cizalla-do con posterior saneamiento de bordes.

5) Material oxicortado a máqui-na con estrías de corte regularesy poco profundas, o a mano con posterior saneamiento de bordes para eliminación de aristas.

Máquinas de oxicorte que cumplanlas especificaciones de calidad dela Norma Europea EN 1090.

4) Deberá eliminarse toda traza visible dearistas.

Las superficies de corte deberán ser meca-nizadas o desbastadas y toda rebaba elimi-nada.

Cualquier marca dejada por la maquinaria em- pleada, por ejemplo en el desbastado, deberáser paralela a la dirección de las tensiones.

Detalles 4) y 5)

− Las esquinas entrantes deberán ser mejo-radas mediante desbaste (pendiente ≤ 1/4)o tenerse en cuenta en los cálculos me-diante el factor de concentración de ten-siones correspondiente.

− No se admiten reparaciones por rellenocon soldadura.

100

m = 5

6) y 7)

Productos fabricados por lami-nación o extrusión, como los delos detalles 1), 2), 3)

Detalles 6) y 7):

∆τ calculado como: ( )V S t

I tτ =

Si los detalles 1 − 5 se ejecutan en acero con resistencia mejorada a la corrosión debe adoptarse la categoría de detalles inmediatamente inferior

8) unión simétrica con cobrejun-tas doble y tornillos pretensadosde alta resistencia.

8) Para el cálculode ∆σ se utilizarála sección bruta.

1128) unión simétrica con cobrejun-tas doble, tornillos pretensados ytaladros inyectados.


9) unión con cobrejuntas doble ytornillos calibrados.


9) unión con cobrejuntas doble,tornillos sin pretensar y taladrosinyectados.


10) unión con cobrejuntas simple y tornillos pretensados de al-ta resistencia.


10) unión con cobrejuntas simple, tornillos pretensados y tala-dros inyectados.


90

11) Elemento estructural con ta-ladros sometido a esfuerzo nor-mal y momento flector.

11) Para el cálculode ∆σ se utilizarála sección neta.

En general, para unio-nes atornilladas (deta-lles 8 a 13):

Distancia a losextremos

e1 ≥ 1,5d

Distancia a los bordes

e2 ≥ 1,5d

Espaciamiento

p1 ≥ 2,5d

Espaciamiento

p2 ≥ 2,5d

Para los detalles véasela Norma EuropeaEN 1993-1-8,figura 3.1


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Categoríade detalle

Detalle constructivo Descripción Requisitos

12) unión con cobrejuntas simple y tornillos calibrados


8012) unión con cobrejuntas simple, tornillos sin pretensar y tala-dros inyectados.


50

13) unión simétrica con cobrejuntas simple o doble, tornillossin pretensar y taladros de hol-gura ordinaria. Sin inversión decarga.


50

Efecto deltamaño

para t > 30 mm:

k s = (30/t)0,25

14) Tornillos y espárragos trac-cionados con rosca laminada o

mecanizada. Para diámetrosgrandes (tornillos de anclaje) setendrá en cuenta el efecto del ta-maño mediante k s.

14) El valor de ∆σ debe calcularse en lassecciones traccionadas del tornillo, teniendo

en cuenta los esfuerzos de flexión y trac-ción debidos a la unión, así como las tensio-nes de flexión debidas a otras causas.

En tornillos pretensados, puede tenerse encuenta la reducción de la carrera de ten-siones.

100

m = 5

15) Tornillos sometidos a cortadu-ra simple o doble sin rosca en lassecciones bajo esfuerzo cortante

– Tornillos calibrados.

– Tornillos ordinarios sin inver-sión de carga (tornillos de lostipos 5.6, 8.8 o 10.9)

15) Para el cálculo de ∆τ se utilizará la sec-ción de la espiga.


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Tabla 8.2 − Piezas armadas soldadas

Categoríade detalle DETALLE CONSTRUCTIVO DESCRIPCIÓN REQUISITOS

125

Cordones longitudinales continuos

1) Soldaduras a tope con ejecuciónautomática efectuada desde amboslados.

2) Soldaduras en ángulo de ejecu-ción automática. Los extremos delas platabandas se comprobarán co-mo detalles 6) o 7) de la tabla 8.5.

Detalles 1) y 2):

La soldadura deberá ejecutarseininterrumpidamente, a menosque se trate de una reparaciónrealizada por especialistas y ve-rificada mediante inspección.

112

3) Soldaduras a tope o en ángulocon ejecución automática intermi-tente efectuada desde ambos lados.

4) Soldaduras a tope con ejecuciónautomática ininterrumpida efectua-da con chapa dorsal continua desdeun solo lado.

4) La categoría de este detalle es100 N/mm2 cuando se ejecutaintermitentemente.

100

5) Soldaduras a tope o en ánguloejecutadas manualmente.

6) Soldaduras a tope, de ejecuciónautomática o manual desde un sololado, en particular las de vigas cajón

5) y 6) Es fundamental conse-guir un buen ajuste entre las chapas de alma y de ala. Los bordesde alma deben acondicionarse para que la penetración de la sol-dadura en la raíz de la unión searegular y continua.

100

7) Reparaciones automáticas omanuales de soldaduras a tope oen ángulo de detalles 1) a 6).

7) Es posible recuperar la catego-ría del detalle original mejorandola reparación mediante desbasterealizado por especialistas para

eliminar los signos visibles de lareparación y la posterior verifica-ción del detalle reparado.

80

8) Soldaduras longitudinales dis-continuas en ángulo

8) Los valores de ∆σ basados enlas tensiones normales del ala

71

9) Soldaduras longitudinales, a tope o en ángulo, o soldaduras in-terrumpidas por groeras de alturano superior a 60 mm.

Para groeras de altura superior a60 mm, véase el detalle 1) de latabla 8.4

9) Los valores de ∆σ basados enlas tensiones normales del ala

125

10) Soldaduras longitudinales atope, enrase de ambas caras conmuela en la dirección de carga,100% END.

112 10) Ejecución ininterrumpida; sindesbaste

90 10) Ejecución con interrupciones

140

11) Soldaduras longitudinales decierre de perfiles huecos con eje-cución automática ininterrumpida

11) Sin defectos dentro de las tole-rancias especificadas por la Nor-ma Europea EN 1090.

Espesor de pared t ≤ 12,5 mm

12511) Soldaduras longitudinales decierre de perfiles huecos con eje-cución automática ininterrumpida

90 11) ejecución con interrupciones

Espesor de pared t > 12,5 mm

Los detalles 1 a 11 ejecutados con soldadura automática y con soldadura mecanizada tienen igual categoría de detalle.


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Tabla 8.3 − Empalmes soldados


112

Efecto deltamaño parat > 25 mm

k s = (25/t)0,2

Sin chapa dorsal:1) Empalmes en prolongación dechapas y productos planos.2) Empalmes en prolongación dealas y almas antes del armado de laviga.3) Empalmes en prolongación de perfiles laminados mediante solda-dura a tope de secciones completassin groeras.4) Empalmes en prolongación dechapas y productos planos de an-chura o espesor rebajado con pen-diente ≤ 1/4.

− Todas las soldaduras enrasa-das mediante muela con la su- perficie de las chapas paralelaa la dirección de la flecha.

− Utilización y posterior retiradade chapas de derrame, bordesde chapa enrasados con muelasegún dirección de la tensión

− Soldeo desde ambos lados yverificación por ensayos nodestructivos (END)

Detalle 3):Sólo para uniones de perfiles la-minados, cortadas y soldadas de

nuevo.

90


k s = (25/t)0,2

5) Empalmes en prolongación dechapas y productos planos.6) Empalmes en prolongación de perfiles laminados mediante solda-dura a tope de secciones completassin groeras.7) Empalmes en prolongación dechapas y productos planos de an-chura o espesor rebajado con pen-diente ≤ 1/4.Eliminación de entallas en solda-duras por mecanizado.

− Sobreespesor de cordones infe-rior al 10% de la anchura contransición gradual hasta el planode las superficies empalmadas.



Detalles 5 y 7):Soldaduras ejecutadas en posiciónhorizontal.

90


k s = (25/t)0,2

8) Como el detalle 3) pero congroeras. − Todas las soldaduras enrasa-das mediante muela con lasuperficie de las chapas para-lela a la dirección de la flecha



− Perfiles laminados de igualesdimensiones y tolerancias

80


k s = (25/t)0,2

9) Empalmes en prolongación devigas armadas sin groeras.10) Empalmes en prolongación de perfiles laminados mediante solda-dura a tope de secciones completascon groeras.11) Empalmes en prolongación dechapas, productos planos, perfileslaminados y chapas de vigas arma-das.

− Sobreespesor de cordones infe-riores al 20% de la anchuracon transición gradual al planode las superficies empalmadas.

− Soldadura sin enrase conmuela



Detalle 10:Sobreespesor de cordones infe-riores al 10 % de la anchura contransición gradual al plano de lassuperficies empalmadas.


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Tabla 8.4 − Cartelas y rigidizadores soldados


80 L ≤ 50 mm

71 50 < L ≤ 80 mm

63 80 < L ≤ 100 mm

56 L > 100 mm

Cartelas longitudinales:

1) La categoría del detalle esfunción de la longitud L de lacartela

El espesor de la cartela debe ser in-ferior a su altura. En caso contrario,véase la tabla 8.5, detalles 5 ó 6.

71L > 100 mm

α < 45º

2) Cartelas longitudinales sol-dadas a chapas o tubos.

80 r > 150 mm

reforzada

3) Cartela con acuerdo detransición soldada en ánguloa una chapa o tubo; extremo

del cordón de soldadura re-forzado (penetración total);longitud del cordón reforza-do > r.

90

r 1

L 3≥ o

r > 150 mm

711 r 1

6 L 3≤ ≤

50r 1

L 6< L: Longitud de la cartela como en los

detalles 1, 2 ó 3

4) Cartela soldada al bordede una chapa o al del ala deuna viga.

Detalles 3) y 4):

Acuerdo de transición ejecutado

mediante mecanizado u oxicorte dela cartela antes de ser soldada, y posterior desbaste del cordón desoldadura en la dirección de la fle-cha hasta eliminar por completo el pie del cordón.

40

5) Unión soldada sin acuerdode transición

80 " # 50 mm

71 50 < " ≤ 80 mm

Cartelas o rigidizadorestransversales:

6) Cartelas soldadas a chapa.

7) Rigidizadores verticalesde vigas unidos por solda-dura.

8) Diafragmas de vigas cajónsoldados a las alas o a las al-mas. Para secciones huecas pe-queñas pueden no ser viables.

Las categorías de detalle sontambién válidas para rigidi-zadores anulares.

Detalles 6) y 7):

Los extremos de los cordones deben ser cuidadosamente desbasta-dos para eliminar mordeduras.

7) Si el rigidizador termina en elalma (parte izquierda de la figura),∆σ debe calcularse empleando lastensiones principales.

80

9) Efecto debido a los conec-tadores de transmisión decortante soldados sobre ma-terial base.


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Tabla 8.5 − Uniones soldadas transmisoras de esfuerzos


80 " # 50 mmtodo t[mm]

71 50 < " ≤ 80 todo t

63 80 < " ≤ 100 todo t

56 100 < " ≤ 120 todo t

56 " > 120 t ≤ 20

50120 < " ≤ 200

" >200

t > 20

20 < t ≤ 30

45200 < " ≤ 300

" >300

t > 30

30 < t ≤ 50

40 " > 300 t > 50

Uniones en cruz y en T:

1) Fisuración del pie del cor-dón en soldaduras a tope con penetración total y en todas lassoldaduras con penetración parcial.

Como eldetalle 1

de la tabla8.5

2) Fisuración del pie decordón desde los extremos dela soldadura, con concentra-ción de tensiones debida a laflexibilidad de la chapa

36*

3) Fisuración de la raíz de launión en uniones en ángulo yen uniones a tope en T con pe-

netración parcial o con pene-tración total efectiva.

1) Comprobada mediante ins- pección la ausencia de discon-tinuidades y desalineacionesfuera de las tolerancias especi-ficadas por la Norma EuropeaEN 1090.

2) Para calcular ∆σ se empleanlas tensiones nominales modifi-cadas.

3) En uniones con penetración parcial son necesarias dos comprobaciones a fatiga.

Una para fisuración de la raízde la unión con las tensionesdefinidas en el capítulo 5 y conlas categoría de detalle 36* pa-ra ∆σw y 80 para ∆τw.

Otra para fisuración del pie delcordón con el valor de ∆σ co-rrespondiente a la chapa quetransmite la carga.

Detalles 1) a 3):

La desalineación de las chapascargadas no debería superar el15% del espesor de la chapainterpuesta

Como eldetalle 1

de la tabla8.5

área de la chapa principal sometida a tensiones: pendiente = 1/2

Uniones por solape soldadas:

4) Uniones por solape con sol-daduras en ángulo

45*

Uniones por solape soldadas:

5) Uniones por solape con sol-daduras en ángulo.

4) En la chapa principal, ∆σ debe calcularse empleando elárea indicada en la figura.

5) ∆σ también debe calcularse,en las chapas exteriores

Detalles 4) y 5):

− Extremos de la soldadura amás de 10 mm del borde dela chapa principal.

− La fisuración por cortante

de los cordones deberíacomprobarse como el deta-lle 8.

tc < t tc ≥ t

56* t ≤ 20 −

50 20 < t ≤ 30 t ≤ 20

45 30 < t ≤ 50 20 < t ≤ 30

40 t > 50 30 < t # 50

36 − t > 50

Platabandas en vigas y vigasarmadas:

6) Extremos de platabandassimples o múltiples, soldadascon o sin cordón en el bordefrontal.

6) Si la platabanda es más anchaque el ala, es necesario un cor-dón de soldadura en el bordefrontal cuidadosamente desbas-tado para eliminar mordeduras.

La longitud mínima de platabanda es de 300 mm. Para lon-gitudes menores, el efecto deltamaño es el del detalle 1.


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56

7) Platabandas en vigas y vi-gas armadas.

La longitud del refuerzo ha deser superior a 5 tc.

7) El cordón del borde frontalenrasado con muela, así comoel extremo de la platabanda,con una pendiente < 1/4, sitc > 20 mm.

80

m = 5

8) Soldadura continua en án-gulo con transmisión de es-fuerzos rasantes, como en elcaso de las uniones ala-almaen vigas armadas.

9) Uniones por solape con sol-daduras en ángulo.

8) ∆τ debe calcularse para lasección de garganta del cordón.

9) ∆τ debe calcularse para lasección de garganta conside-rando toda la longitud del cor-dón, cuyo extremo debe distarmás de 10 mm del borde de lachapa. Véanse también los de-talles 4) y 5).

90

m = 8

VerEN 1994-2

Conectadores soldados paratransmisión de cortante:

10) Para estructuras mixtas

10) ∆τ se calcula para la sec-ción nominal del perno del co-nectador.

7111) Unión tubo-brida con el80% de soldaduras a tope y penetración total.

11) El pie de soldadura ha dedesbastarse e ∆σ se calcula pa-ra el tubo.

40

12) Unión tubo-brida con sol-daduras en ángulo.

12) ∆σ calculada para el tubo.


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- 31 - EN 1993-1-9:2005

Tabla 8.6 − Perfiles huecos


71

1) Uniones tubo-chapa con aplasta-miento del extremo del tubo, bisela-do de bordes en X y soldadura a tope.

1) ∆σ se calcula para el tubo.

Sólo para un diámetro del tubo infe-rior a 200 mm

71 α ≤ 45

63 α > 45º

2) Uniones tubo-chapa con soldaduraa lo largo de ranuras de inserción dela chapa en el tubo rematadas con ta-ladros

2) ∆σ se calcula para el tubo.

La fisuración por cortante de la sol-dadura debería comprobarse usandoel detalle 8, de la tabla 8.5.

71

Soldaduras a tope con cordones fron-tales

3) Empalmes en prolongación extre-mo-extremo entre perfiles circulareshuecos mediante soldaduras a tope.

56

4) Empalmes en prolongación extre-mo-extremo entre perfiles rectangu-lares huecos mediante soldaduras atope.

Detalles 3) y 4):

− Cordones con sobreespesor infe-rior al 10% de la anchura y transi-ción gradual.

− Ejecución de la soldadura en po-sición horizontal, comprobaciónmediante inspección, y ausenciade defectos fuera de las toleran-cias especificadas por la NormaEuropea EN 1090.

− Para t > 8 mm, la categoría de de-talle aumenta en dos escalones.

71

Acoplamientos mediante soldadura5) Perfiles huecos circulares o rec-tangulares unidos a otros perfiles me-diante soldaduras en ángulo.

5)− Soldaduras que no transmitan carga.

− Dimensión paralela a la direcciónde las tensiones " ≤ 100 mm.

− Para otros casos, véase la tabla 8.4

50

Empalmes en prolongación mediantesoldadura:

6) Empalmes en prolongación extre-mo-extremo entre perfiles circulareshuecos mediante soldaduras a topecon chapa interpuesta.

45

7) Empalmes en prolongación extre-

mo-extremo entre perfiles rectangula-res huecos mediante soldaduras a topecon chapa interpuesta.

Detalles 6) y 7):

− Soldaduras que transmitan carga.

− Comprobación de soldaduras me-diante inspección, y ausencia dedefectos fuera de las toleranciasespecificadas por la Norma Euro- pea EN 1090.

− Para t > 8 mm, la categoría de de-talle aumenta en un escalón.

40

8) Empalmes en prolongación extre-mo-extremo entre perfiles circulareshuecos mediante soldaduras en ángulocon chapa interpuesta.

36

9) Empalmes en prolongación extre-mo-extremo entre perfiles rectangula-res huecos mediante soldaduras en án-gulo con chapa interpuesta.

Detalles 8) y 9):

− Soldaduras que transmitan carga.

− Espesores de pared t ≤ 8 mm.


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Tabla 8.7 − Uniones en nudos de vigas en celosía

Categoríade detalle Detalle constructivo Requisitos

90m = 5

0

i

t2, 0

t≥

45m = 5

0

i

t1, 0

t=

Uniones con separación: Detalle 1): Nudos en K y en N, perfiles circulares huecos

71m = 5

0

i

t2, 0

t≥

36m = 5

0

i

t1, 0

t=

Uniones con separación: Detalle 2): Nudos en K y en N, perfiles rectangulares huecos

Detalles 1) y 2):

− Comprobaciones por separado decordones y riostras.

− Para valores del cociente to/ti comprendidos entre 1 y 2, la cate-goría de detalle puede obtenerse por interpolación lineal.

− Se admite soldadura en ángulo para riostras con espesor de paredt ≤ 8 mm.

− t0, ti ≤ 8 mm

− 35º ≤ θ ≤ 50°

− (b0/t0) × (t0/ti) ≤ 25

− (d0/t0) × (t0/ti) ≤ 25− 0,4 ≤ bi/b0 ≤ 1,0

− 0,25 ≤ di/d0 ≤ 1,0

− b0 ≤ 200 mm

− d0 ≤ 300 mm

− − 0,5 h0 ≤ ei/p ≤ 0,25 h0

− − 0,5 d0 ≤ ei/p ≤ 0,25 d0

− eo/p ≤ 0,02 b0 o e0/p ≤ 0,02 d0 [eo/p es la excentricidad de alabeo]Detalle 2):

0,5(bo – bi) ≤ g ≤ 1,1(bo – bi)

y g ≥ 2 to

71m = 5

0

i

t

1,4t ≥

56m = 5

0

i

t1, 0

t=

Uniones con solape: Detalle 3): Nudos en K y en N, perfiles circulares huecos

71m = 5

0

i

t1,4

t≥

50m = 5

0

i

t1, 0

t=

Uniones con solape: Detalle 4): Nudos en K y en N, perfiles rectangulares huecos

Detalles 3) y 4):

− 30% # solape # 100%− solape = (q/p)×100%

− Comprobaciones por separado decordones y riostras.

− Para valores del cociente to/ti comprendidos entre 1 y 2, la cate-goría de detalle puede obtenerse por interpolación lineal.

− Se admite la soldadura en ángulo para riostras con espesor de paredt ≤ 8 mm.

− t0, ti ≤ 8 mm

− 35º ≤ θ ≤ 50º

− (b0/t0) × (t0/ti) ≤ 25

− (d0/t0) × (t0/ti) ≤ 25− 0,4 ≤ bi/b0 ≤ 1,0

− 0,25 ≤ di/d0 ≤ 1,0

− b0 ≤ 200 mm

− d0 ≤ 300 mm

− − 0,5 h0 ≤ ei/p ≤ 0,25 h0

− − 0,5 d0 ≤ ei/p ≤ 0,25 d0

− eo/p ≤ 0,02 b0 o ≤ 0,02 d0 [eo/p es la excentricidad de alabeo]Definiciones de p y q:


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Tabla 8.8 − Tableros ortótropos con largueros cerrados


80 t # 12 mm

71 t > 12 mm

1) Larguero continuo longi-tudinal con groeras en lasviguetas.

1) Comprobación basada enla carrera ∆σ de tensión di-recta del larguero longitu-dinal.

80 t # 12 mm

71 t > 12 mm

2) Larguero continuo longi-tudinal sin groeras en las vi-guetas.

2) Comprobación basada enla carrera ∆σ de tensionesnormales del larguero.

36

3) Larguero longitudinal dis-continuo, interrumpido porlas viguetas.

3) Comprobación basada enla carrera ∆σ de tensióndirecta del larguero.

71

4) Empalme de larguerosmediante soldadura a topecon penetración total ychapa dorsal.

4) Comprobación basada enla carrera ∆σ de tensionesnormales del larguero.

112Como los detalles

1, 2 y 4 de latabla 8.3

90Como los detalles5 y 7 de la tabla

8.3

80Como los detalles9 y 11 de la tabla

8.3

5) Empalme de larguerosmediante soldadura a topesin chapa dorsal con soldeo por ambos lados y penetra-ción total

5) Comprobación basada enla carrera ∆σ de tensióndirecta del larguero.

Puntos de soldadura en lazona a ocupar por la solda-dura a tope.

71

6) Sección crítica del almade las viguetas debido a lasgroeras

6) Comprobación basada enla carrera de tensiones de lasección crítica teniendo encuenta el efecto Vierendeel.

NOTA Se puede utilizar lacategoría de detalle 112 si lacarrera de tensiones se cal-cula conforme a la NormaEuropea EN 1993-2, apar-tado 9.4.2.2(3).

71

Unión soldada entre chapasde tablero y largueros desección trapezoidal o en V:

7) Soldaduras con penetra-ción parcial con a ≥ t.

7) Comprobación basada enla carrera de tensiones nor-males debidas a la flexiónde la chapa.

50

8) Soldaduras en ángulo osoldaduras con penetración parcial fuera de los límitesdel detalle 7)

8) Comprobación basada enla carrera de tensiones nor-males debidas a la flexiónde la chapa.


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Tabla 8.9 − Tableros ortótropos con largueros abiertos


80 t # 12 mm

71 t > 12 mm

1) Uniones de largueros longitudina-les a viguetas.

1) Comprobación basada en la carre-ra ∆σ de tensiones normales del lar-guero.

56

2) Uniones de largueros longitudina-les continuos a viguetas.

s

net,s

M

W

∆∆σ =

s

w,net,s

V

A

∆∆τ =

Comprobar también la carrera de ten-siones entre largueros según la defini-ción de la Norma Europea EN 1993-2.

2) Comprobación basada en la carre-ra equivalente de tensiones:

( )2 2eq

14

2∆σ = ∆σ + ∆σ + ∆τ

resultante de combinar las carreras

∆σ de tensión normal e ∆τ de tensióncortante del alma de la vigueta.

Tabla 8.10 − Uniones ala superior-alma de vigas carril



160

1) Perfiles laminados con secciones en I o H. 1) Carrera ∆σvert de tensiones verticales decompresión en el ala por carga de ruedas.

71

2) Unión con soldaduras a tope en T y pe-netración total.

2) Carrera ∆σvert de tensiones verticales decompresión en el ala por carga de ruedas.

36*

3) Unión con soldaduras a tope en T y pe-netración parcial o penetración total efecti-va según la Norma Europea EN 1993-1-8.

3) Carrera ∆σvert de tensiones en la gargantade los cordones por compresión verticaldebida a carga de ruedas.

36*

4) Soldaduras en ángulo. 4) Carrera ∆σvert de tensiones en la gargantade los cordones por compresión verticaldebida a carga de ruedas.

71

5) Unión a ala de sección en T mediantesoldaduras a tope en T y penetración total.

5) Carrera ∆σvert de tensiones verticales decompresión en el ala por carga de ruedas.

36*

6) Unión a ala de sección en T mediantesoldaduras a tope en T y penetración parcialo penetración total efectiva según la NormaEuropea EN 1993-1-8.


36*

7) Unión a ala de sección en T mediantesoldaduras en ángulo.



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ANEXO A (Normativo)

DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE SOLICITACIÓN A FATIGA YMÉTODOS DE COMPROBACIÓN

A.1 Determinación de procesos de carga

(1) La experiencia adquirida con estructuras similares debería servir de base para establecer secuencias típicas de car-ga que constituyan una estimación fiable de la envolvente superior de la totalidad de procesos de carga esperados enservicio durante la vida útil de proyecto de fatiga, véase la figura A.1a).

A.2 Historial de tensiones de detalles constructivos

(1) El historial de tensiones en el detalle estructural analizado debería determinarse mediante los procesos de carga,teniendo en cuenta el tipo y la forma de las líneas de influencia a considerar, así como los efectos de amplificación diná-mica de la respuesta estructural, véase la figura A.1b).

(2) El historial de tensiones también podrá determinarse a partir de valores experimentales medidos en estructuras si-milares o mediante cálculo dinámico de la estructura.

A.3 Conteo de ciclos

Para determinar las carreras de tensión y el número de ciclos correspondientes a un historial de tensiones, así como latensión media cuando su influencia deba tenerse en cuenta, puede utilizarse bien el método de la gota de agua, bien elmétodo del vaciado del depósito (figura A.1.c)

A.4 Espectro de carreras de tensión

(1) El espectro de carreras de tensión debería determinarse ordenando en sentido decreciente las distintas carreras detensión con el número de ciclos correspondiente, véase la figura A.1d).

(2) Los espectros de carreras de tensión pueden corregirse suprimiendo los valores superiores de las carreras de ten-sión que representen menos del 1% del daño total así como los que no superen el umbral de daño.

(3) Los espectros de carreras de tensión pueden normalizarse en función de su forma, por ejemplo, con las coorde-

nadas 1,0 n 1,0 y∆σ = Σ =

A.5 Número de ciclos de rotura

(1) Para obtener la pervivencia NRi correspondiente a la i-ésima carrera de tensiones del espectro se empleará, el valor∆σi de ésta mayorado mediante el coeficiente γ Ff y el de la resistencia a fatiga minorado mediante el coeficiente γ Mf . Eldaño Dd producido por la fatiga durante la vida útil de proyecto debería calcularse según

nEi

dRii

nD

N= ' (A.1)

donde

nEi es el número de ciclos correspondiente a la i-ésima carrera de tensiones del espectro y

NRi es la pervivencia (en ciclos) que resulta para el valor γ Ff ∆σi de la carrera de tensiones en la curva de resistencia afatiga minorada (∆σC/γ Mf ) – NR .


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2) El espectro de carreras de tensión de proyecto puede transformarse en otro equivalente en daño, por ejemplo uno deamplitud constante bajo una carga Qe, que produzca el mismo daño en el número total de ciclos del espectro nmáx. = $ni, o bajo una carga Q

E,2 asociada con el ciclo número N

C = 2 × 106.

A.6 Fórmulas de comprobación

(1) El análisis estructural frente a la fatiga basado en la acumulación de daños debería cumplir las siguientes condicio-nes:

− basado en acumulación de daños:

Dd ≤ 1,0 (A.2)

− basado en la carrera de tensiones:

CmFf E,2 d

Mf D

∆σγ ∆σ ≤

γ con m = 3 (A.3)


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- 37 - EN 1993-1-9:2005

a) Secuencia de procesos de carga:ciclo de cargas típico (repetida nveces a lo largo de la vida útil de proyecto)

b) Historial de tensiones de undetalle constructivo

c) Conteo de ciclos (por ejemplo,con el método del depósito)

d) Espectro de carreras de tensión

e) Número de ciclos de rotura

f) Acumulación de daño (regla dePalmgren-Miner)

3i 1 2 4L

i 1 2 3 4

nn n n nD

N N N N N= + + + ≤'

Figura A.1 − Método de la acumulación de daño


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ANEXO B (normativo)

RESISTENCIA A FATIGA UTILIZANDO MÉTODOS DE TENSIONES GEOMÉTRICAS (PUNTO CALIENTE)

(1) En la tabla B.1 figuran las categorías de detalle para tensiones geométricas correspondientes a detalles con fisurascuya iniciación se produce en el pie de cordones de:

− soldaduras a tope,

− soldaduras en ángulo de cartelas y rigidizadores,

− soldaduras en ángulo de uniones en cruz.

Tabla B.1 − Categorías de detalle para tensiones geométricas (punto caliente)


Detalle destructivo Descripción Requisitos

112

1) Soldaduras a tope con pene-tración total.

1)− Todas las soldaduras enrasadas con las super-

ficies unidas por amolado paralelo a la direc-ción de la flecha.

− Utilización y posterior retirada de chapas dederrame, y enrase de bordes de chapa con mue-la en la dirección de la tensión.

− Soldeo por ambos lados y verificación median-te END.

− Para desalineaciones véase la NOTA 1.

100

2) Soldaduras a tope con pene-tración total.

2)− Soldaduras sin amolado de enrase.− Utilización y posterior retirada de chapas de

derrame, y enrase de bordes de chapa con mue-la en la dirección de la tensión.

− Soldeo por ambos lados y verificación median-te END.

− Para desalineaciones véase la NOTA 1.

100

3) Unión en cruz con soldadu-ras a tope en K y penetracióntotal.

3)− Ángulo de pie de cordón ≤ 60º.− Para desalineaciones véase la NOTA 1.

100

4) Soldaduras en ángulo notransmisoras de carga.

4)− Ángulo de pie de cordón ≤ 60°.− Véase NOTA 2.

100

5) Extremos con escuadra y

extremos de rigidizadores lon-gitudinales.

5)

− Ángulo de pie de cordón ≤ 60°.− Véase NOTA 2.

100

6) Extremos de platabandas yuniones afines.

6)− Ángulo de pie de cordón ≤ 60°.− Véase NOTA 2.

90

7) Unión en cruz con soldadu-ras en ángulo transmisoras decarga.

7)− Ángulo de pie de cordón ≤ 60°.− Para desalineaciones véase la NOTA 1− Véase también la NOTA 2.

NOTA 1 Los efectos de las faltas de alineación no se tienen en cuenta en la tabla B.1. Deben considerarse explícitamente en la determinación de lastensiones.

NOTA 2 La tabla B.1 no es aplicable a fisuras con iniciación de la fatiga en la raíz de la unión y propagación a través de la garganta.

NOTA 3 Para la definición del ángulo de pie de cordón véase la Norma EN 1090.


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