Conexiones Estructurales

Diseño y verificación de conexiones de acero según AISC 360-16 Capítulo J. El módulo cubre tres tipos de conexiones con visualización 3D interactiva en cada uno.

Tipos disponibles

1. Conexión simple a cortante — Shear Tab

Conexión viga-columna con placa lateral (shear tab) soldada a la columna y pernada al alma de la viga. Transmite solo cortante.

Parámetros

Parámetro	Descripción	Por defecto
Vu	Cortante último (kg)	—
bolt_type	Tipo de perno: A307-3/4, A325-3/4, A490-7/8, etc.	A325-3/4
n_bolts	Número de pernos (2 a 10)	3
connection_type	bearing (apoyo) o slip_critical (sin desliz.)	bearing
plate_steel	A36 o A572-50	A36
plate_thickness	Espesor de la placa (cm)	0.953 (3/8")
beam_web_thickness	Espesor alma de viga (cm)	0.60
edge_dist	Distancia borde-perno (cm)	3.81 (1.5")
bolt_spacing	Separación entre pernos (cm)	7.62 (3")
weld_size	Tamaño del filete placa-columna (cm)	0.635 (1/4")
electrode	E60, E70 o E80	E70
n_weld_lines	Cordones de soldadura (1 o 2)	2

Verificaciones (AISC J3, J4)

#	Verificación	Referencia
1	Cortante de pernos	AISC J3.6
2	Aplastamiento en placa	AISC J3.10
3	Aplastamiento en alma de viga	AISC J3.10
4	Fluencia a cortante en placa bruta	AISC J4.2a
5	Ruptura a cortante en placa neta	AISC J4.2b
6	Block shear en placa	AISC J4.3
7	Soldadura placa-columna	AISC J2.4

2. Soldadura en filete

Verifica un cordón de soldadura en filete bajo carga de cortante y/o normal simultáneos.

Parámetros

Parámetro	Descripción	Por defecto
Vu	Fuerza de cortante (kg)	—
Nu	Fuerza normal simultánea (kg)	0
weld_size	Tamaño del filete a (cm)	0.635
weld_length	Longitud total de soldadura (cm)	20
n_welds	Número de cordones	1
electrode	E60, E70 o E80	E70
base_metal_thickness	Espesor del metal base más delgado (cm)	1.0
base_metal_Fu	Fu del metal base (kg/cm²)	4,080

Verificaciones (AISC J2)

• Resistencia de la soldadura: φRn = 0.75 · 0.6 · FEXX · Aw
• Resistencia del metal base a cortante: φRn = 0.75 · 0.6 · Fu · t · L
• Gobierna el menor de los dos
• Tamaño mínimo de filete según AISC Table J2.4

Tamaños mínimos de filete (AISC J2.4)

Espesor metal base	Tamaño mínimo
≤ 1/4" (0.635 cm)	1/8" (0.318 cm)
1/4" a 3/4"	3/16" (0.476 cm)
3/4" a 1-1/4"	1/4" (0.635 cm)
> 1-1/4"	3/8" (0.952 cm)

3. Conexión a momento soldada

Conexión momento viga-columna con alas soldadas (CJP o filete) y alma pernada (shear tab). Transmite momento + cortante.

Parámetros

Parámetro	Descripción
Mu	Momento último (kg·m)
Vu	Cortante último (kg)
beam_depth	Peralte de viga d (cm)
beam_flange_width	Ancho ala de viga bf (cm)
beam_flange_thickness	Espesor ala de viga tf (cm)
beam_web_thickness	Espesor alma tw (cm)
column_flange_thickness	Espesor ala de columna (cm)
electrode	Electrodo de soldadura
bolt_type	Perno para la conexión de alma
n_bolts_web	Pernos en el alma

Verificaciones (AISC J2, J4, J10)

• Alas: fuerza de ala = Mu / (d - tf); verificación de soldadura de filete/CJP
• Alma: conexión shear tab con sus 7 verificaciones (ver arriba)
• Ala de columna: fluencia local φRfl = 0.90 · 6.25 · t²cf · Fu (AISC J10.1). Si no cumple, se requiere rigidizador.

Pernos estructurales disponibles

Tipo	FEXX / Fnt	Fnv (bearing)
A307-3/4"	— / 3,234 kg/cm²	2,531 kg/cm²
A325-3/4"	— / 6,329 kg/cm²	3,727 kg/cm²
A490-3/4"	— / 7,914 kg/cm²	4,640 kg/cm²

12 combinaciones disponibles: A307/A325/A490 × 1/2", 5/8", 3/4", 7/8", 1"

Visualización 3D

Los tres tipos de conexión incluyen visualizador 3D interactivo (React Three Fiber):

• Shear Tab: columna verde + placa gris + pernos dorados + cordones naranja
• Filete: sección T con indicador de garganta efectiva
• Momento: alas soldadas + shear tab en alma + pernos

Controles: arrastrar para rotar · scroll para zoom · clic derecho para desplazar.

Endpoints API

POST /api/calc/connection/shear-tab     → Conexión simple a cortante
POST /api/calc/connection/fillet-weld   → Soldadura en filete
POST /api/calc/connection/moment        → Conexión a momento
GET  /api/calc/connection/bolt-types    → Tipos de pernos disponibles
GET  /api/calc/connection/electrodes    → Electrodos disponibles

Ejemplo — Shear Tab

curl -X POST https://api.comandoconstrucciones.com/api/calc/connection/shear-tab \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "Vu": 8000,
    "bolt_type": "A325-3/4",
    "n_bolts": 4,
    "plate_thickness": 0.953,
    "beam_web_thickness": 0.6,
    "weld_size": 0.635,
    "electrode": "E70",
    "n_weld_lines": 2
  }'

Ejemplo — Soldadura en filete

curl -X POST https://api.comandoconstrucciones.com/api/calc/connection/fillet-weld \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "Vu": 5000,
    "weld_size": 0.794,
    "weld_length": 25.0,
    "n_welds": 2,
    "electrode": "E70",
    "base_metal_thickness": 1.27
  }'

Ejemplo — Conexión a momento

curl -X POST https://api.comandoconstrucciones.com/api/calc/connection/moment \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "Mu": 12000,
    "Vu": 3000,
    "beam_depth": 24.0,
    "beam_flange_width": 12.0,
    "beam_flange_thickness": 0.98,
    "beam_web_thickness": 0.60,
    "column_flange_thickness": 1.50,
    "electrode": "E70",
    "bolt_type": "A325-3/4",
    "n_bolts_web": 3
  }'

Rigidizadores de columna

Si el resultado muestra column_flange_status: "REQUIERE RIGIDIZADOR", debe diseñarse un rigidizador transversal en la columna a la altura de las alas de la viga, o aumentar el espesor del ala de la columna.

Selección de electrodo

Para acero A-36 usar E70XX (el más común en Colombia). Para acero A572 Grado 50 se recomienda también E70XX o E80XX. Nunca usar E60XX con A572-50.