Antes de estudiar lo relativo a la separación mínima entre tornillos y la distancia a sus bordes, es necesario aclarar primero algunos términos. Se dan las siguientes definiciones para un grupo de tornillos en una conexión y se muestran en la Figura:
El paso es la distancia centro a centro entre tornillos en una dirección paralela al eje del miembro.
El gramil es la distancia centro a centro entre hileras de tornillos perpendicular al eje del miembro.
La distancia al borde es la distancia del centro de un tornillo al borde adyacente de un miembro.
La distancia entre tornillos es la distancia más corta entre sujetadores sobre la misma hilera o diferentes hileras de gramiles.
Los tornillos deben colocarse a una distancia entre sí para permitir su instalación eficiente y prevenir fallas por tensión en los miembros entre los tornillo. El AISC-LRFD especifica una distancia mínima a centros para agujeros holgados o de ranura a menos tres veces el diámetro del tornillo. Si se mide a lo largo de una línea de transmisión de la carga esta distancia debe incrementarse con el factor C1
54 2.10.1 Separación Mínima
Los tornillos deben colocarse a una distancia suficiente entre sí para permitir su instalación eficiente y prevenir fallas por tensión en los miembros entre sujetadores. La Especificación (J3.3) del AISC estipula una distancia mínima centro a centro para agujeros de sujetadores estándar, holgados o de ranura. Para estos agujeros, la distancia mínima centro a centro no deber ser menor de 2 2/3 diámetros (siendo preferible tres diámetros). Los resultados de pruebas han demostrado claramente que las resistencias por aplastamiento son directamente proporcionales a la separación centro a centro hasta un máximo de 3d. No se obtiene resistencia adicional al aplastamiento si se usan separaciones mayores de 3d.
2.10.2 Distancias mínimas al borde
Los tornillos nunca se deben colocar muy cerca de los bordes de un miembro por dos razones principales:
Primero, el punzonado de los agujeros muy cercanos a los bordes puede ocasionar que el acero opuesto al agujero se abombe o se agriete.
La segunda razón se aplica a los extremos de los miembros donde existe el peligro de que el sujetador desgarre al metal. La práctica común consiste en colocar el sujetador una distancia mínima del borde de la placa igual a 1.5 o 2.0 veces el diámetro del mismo, de manera que el metal en esa zona tenga una resistencia al cortante igual por lo menos a la de los sujetadores.
Para información más precisa, es necesario consultar la especificación. La Especificación (J3.4) del AISC estipula que la distancia entre el centro de una agujero estándar y el borde de la parte conectada no debe ser menor que los valores aplicables dados en la Tabla 12.3 o 12.3M (Tablas J3.4 y J3.4M del Manual).
La distancia mínima al borde del centro de un agujero holgado o de un agujero ranurado al borde de una parte conectada debe ser igual a la distancia mínima requerida para un agujero estándar más un incremento C2, cuyos valores se proporcionan en la Tabla 12.4
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o la Tabla 12.4M. Estas tablas son, respectivamente, las Tablas J3.5 y J3.5M de la Especificación.
2.10.3. Separación máxima y distancias al borde
Las especificaciones sobre acero estructural proporcionan las distancias máximas a bordes de conexiones atornilladas. El propósito de tales requisitos es reducir la posibilidad de que se introduzca humedad entre las partes. Cuando los sujetadores están muy alejados de los bordes de las partes conectadas, éstos pueden a veces separarse, lo que permitirá la entrada de la humedad. Cuando sucede esto y se tiene una falla de la pintura, se generará y acumulará la corrosión, ocasionando mayores separaciones entre las partes. La distancia al borde, máxima permisible, dada por (J3.5) del AISC es de 12 veces el espesor de la parte conectada, pero no más de 6 plg (150 mm). Las distancias máximas al borde y separaciones entre tornillos que se usan para acero intemperizado son menores que para acero regular pintado sometido a corrosión o para acero regular no pintado no sometido a corrosión. Uno de los requisitos para el uso del acero intemperizado es que no debe estar en contacto constante con el agua. En consecuencia, la Especificación del AISC trata de garantizar que las partes de un miembro de acero compuesto intemperizado queden conectadas estrechamente entre sí a intervalos frecuentes para prevenir la formación de bolsas que puedan captar y retener agua. La Especificación (J3.5) del AISC estipula que la separación máxima centro a centro de tornillos para miembros pintados o para miembros no pintados no expuestos a corrosión, es de 24 veces el espesor de la placa más delgada, pero sin exceder de 12 plg (305 mm). Para miembros no pintados que consisten en acero
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intemperizado sometidos a la corrosión atmosférica, la máxima es de 14 veces el espesor de la placa más delgada, pero sin exceder 7 plg (180 mm).
Los agujeros no pueden punzonarse muy cerca de la unión del alma con el patín en una viga o de la unión de los lados en un ángulo. Éstos pueden taladrarse, pero esta operación, por su alto costo, debe evitarse, a menos que se trate de una situación extraordinaria. Aun cuando pueden taladrarse los agujeros en esos lugares, puede resultar muy difícil e incómodo colocar y apretar los tornillos debido al poco espacio disponible.
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