Las uniones son elementos críticos en los edificios de acero estructural para la transferencia de fuerzas de elemento a elemento. Las uniones deben diseñarse con criterios de seguridad y para garantizar que cumplan su función prevista.
Los ingenieros disponen de numerosos recursos para el diseño de uniones con configuraciones y cargas habituales. Sin embargo, los diseñadores de uniones se encuentran con frecuencia ante configuraciones y condiciones de carga para las que existe escasa orientación. En estos casos, el diseño mediante análisis inelástico avanzado puede resultar especialmente ventajoso.
IDEA StatiCa es un software de diseño de uniones de acero que emplea el análisis inelástico avanzado. En este software, algunos estados límite se capturan de la misma manera que las ecuaciones de resistencia estándar, mientras que otros no.
El estado límite de rotura por tracción en sección neta se encuentra entre los estados límite más básicos que no se capturan mediante ecuaciones de resistencia estándar. No es necesario utilizar ecuaciones de resistencia estándar en el diseño por análisis inelástico avanzado si el análisis proporciona un nivel de fiabilidad comparable o superior.
Hasta la fecha, no se ha realizado ningún análisis de fiabilidad riguroso que demuestre que IDEA StatiCa, y el subyacente método de los elementos finitos basado en componentes, proporcionan un nivel de fiabilidad comparable o superior al ofrecido por las ecuaciones de resistencia estándar. En este trabajo se realiza dicho análisis de fiabilidad para el estado límite de rotura por tracción.
Se examinaron y analizaron datos de cientos de resultados experimentales publicados previamente que mostraban rotura por tracción en diversos tipos de uniones. Las resistencias obtenidas tanto con las ecuaciones estándar como con IDEA StatiCa se compararon con las resistencias obtenidas experimentalmente y entre sí. Se realizó un análisis de fiabilidad basado en simulaciones de Monte Carlo utilizando los resultados de las comparaciones de resistencia. Además, se cuantificó la sensibilidad de la resistencia calculada con IDEA StatiCa respecto a los parámetros de malla y al límite de deformación plástica.
Los resultados indican que IDEA StatiCa, en la mayoría de los casos, proporciona un nivel de fiabilidad comparable o superior al de las ecuaciones de resistencia estándar. Se identifican los casos en que esto no ocurre y se recomiendan opciones de modificación.
La documentación del nivel de seguridad proporcionado por IDEA StatiCa para el estado límite de rotura por tracción presentada en este trabajo aportará confianza al enfoque global y permitirá un uso más amplio de esta útil herramienta.