Empalmes con cubrejuntas

Los empalmes con cubrejuntas se realizan casi exclusivamente con uniones atornilladas. Su uso en uniones soldadas se autoriza exclusivamente para trabajos de reparación o de refuerzo.

Son uniones entre piezas de perfiles iguales o similares, con los ejes en prolongación o formando un ángulo lo suficientemente pequeño para que las fuerzas de desvío sean despreciables, realizados con ayuda de piezas rectangulares de chapa, a las que se denomina cubrejuntas, atornilladas a las dos piezas a unir.

En consecuencia, un empalme con cubrejuntas consta de dos grupos de uniones, el formado por las uniones de una de las piezas a los cubrejuntas y el formado por las uniones de éstos a la otra pieza.

Las uniones de los cubrejuntas a las piezas pueden ser de cualquiera de las categorías A, B o C, aunque lo habitual es que se proyecten como de categoría A.

Cada parte, ala o alma, de las piezas a unir dispondrá de sus propios cubrejuntas; los de las alas podrán ser simples, dispuestos por una sola cara, o dobles, dispuestos en ambas caras de la misma; los del alma serán dobles, salvo justificación especial. Las partes que, excepcionalmente, no dispongan de cubrejuntas, no se considerarán en la comprobación de la resistencia de la pieza en las proximidades del empalme.

El centro de gravedad de la sección de los cubrejuntas que sirven a una pieza deberá coincidir con el de la sección de la misma, y, salvo estudio detallado que lo justifique, su área y sus momentos de inercia deberán ser iguales o ligeramente superiores.

Se admitirá, cualquiera que sea la categoría de las uniones a emplear, que la unión es rígida, esto es, que en la sección de empalme existen los mismos esfuerzos que habría si las dos piezas a unir formasen una pieza única.

Estos esfuerzos se repartirán entre las distintas partes de la pieza, y se transmitirán a través de las uniones atornilladas con los cubrejuntas correspondientes, de acuerdo con los siguientes criterios:

 El esfuerzo axil Nd a transmitir entre las piezas a unir se repartirá entre las uniones

de cada uno de los grupos proporcionalmente a la sección de la parte de la pieza correspondiente.

 El momento flector Md a transmitir entre las piezas a unir se repartirá entre las

uniones de cada uno de los grupos proporcionalmente al momento de inercia de la parte de la pieza correspondiente respecto al eje oportuno de la pieza total. Como alternativa, puede suponerse transmitido totalmente por las uniones de alas, siempre que estas alas sean capaces de transmitir el momento sin colaboración del alma.

 El esfuerzo cortante Vd a transmitir entre las piezas a unir se repartirá entre las

uniones de cada uno de los grupos en función de la distribución de tensiones tangenciales que dicho esfuerzo cortante ocasiona en la pieza. En secciones en I, H o en U, se admitirá que es resistido exclusivamente por las uniones del alma.  Se tendrá en cuenta el momento flector que el cortante, que actúa en la sección de

empalme, ocasiona en el centro de gravedad de las uniones sobre las que actúa, situado a cierta distancia de dicha sección de empalme.

Como consecuencia de los esfuerzos repartidos, cada una de las uniones de alas debe ser capaz de resistir un esfuerzo axil Ndf, que se admitirá que se reparte

uniformemente entre todos los tornillos de la unión. El valor de Ndf viene dado por:

h

I

I

M

A

A

N

N

1

×

+

=

en donde Nd y Md son los esfuerzos en la sección de empalme, Af el área de un ala,

If el momento de inercia del conjunto de ambas alas respecto al eje de inercia de la pieza,

A e I el área y el momento de inercia de la pieza y h el brazo de palanca del momento. Si las uniones de ala se realizan con doble cubrejunta, h será igual al canto de la pieza menos el espesor del ala; si la unión se realiza con cubrejuntas a un solo lado de las alas, se tomará para h la distancia entre planos de unión de cubrejuntas con alas, figura 61.1.

Figura 61.1

 Las uniones de las almas a los cubrejuntas estarán sometidas a:

 Un esfuerzo axil Ndw, dirigido según la directriz de la pieza, que se supondrá

repartido uniformemente entre todos los tornillos de la unión; el valor de Ndw es:

A

A

N

N

=

 en donde Nd es el esfuerzo axil en la sección de empalme, Aw el área del alma y A

el área de la pieza.

 Un esfuerzo cortante Vd, dirigido en dirección normal a la directriz de la pieza, que

se reparte uniformemente entre todos los tornillos o roblones de la unión.

 Un momento Mw, ocasionado por el flector en la sección de empalme y por la

excentricidad del cortante, de valor:

d

V

I

I

M

M

=

+

×

en donde Md y Vd son el momento flector y el esfuerzo cortante en la sección de

empalme, Iw el momento de inercia del alma y d la distancia entre la sección de empalme

y el centro de gravedad del área de los tornillos de la unión de los cubrejuntas a una de las piezas.

Para la determinación del esfuerzo que este momento Mw ocasiona en cada tornillo

pueden emplearse métodos elásticos o plásticos, siempre que se cumplan las condiciones impuestas en el apartado 58.10.

En el caso de que se emplee el método elástico, se aplicará lo indispuesto en el apartado 60.2.