UNIONES ATORNILLADAS

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UNIONES ATORNILLADAS

* TIPOS DE UNIONES. − −    

Fijas maches y Soldadura

Desmontables Tornillos ordinarios calibrados y de alta resistencia : Re : , − −    

Uniones de fuerza Transmiten esfuerzos entre piezas

Uniones de atado Mantienen en su posición los elementos

: .

- Empalmes: Uniones de fuerza de piezas en prolongación.

* RECOMENDACIONES PARA EJECUCION DE LAS UNIONES.

- No consentir otros empalmes que los indicados en los planos. - Minimizar el número de uniones en obra.

- Las piezas a unir deben presentarse rectas y planas para un buen contacto - Si se emplea soldadura con remaches o tornillos ordinarios o calibrados, estos elementos se consideran simples elementos de fijación. En estos casos la soldadura debe transmitir toda la solicitación de la unión.

- Aún para esfuerzos escasos, la unión debe absorber 1/3 de la solicitación que absorbería las piezas unidas.

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* UNIONES CON REMACHES (MV-105. 1967).

- Diámetro del agujero = Diámetro de la espiga del remache + 1mm. - Longitud de espiga =     Σ − ⋅ = ≈ Σ + ⋅ unir a piezas las de espesores de suma : e ) 2 , 0 5 ( d espiga de diámetro : d 3 4 e cm e d min

- La suma de espesores de las piezas a unir ≤ 4,5·d.

* TORNILLOS ORDINARIOS Y CALIBRADOS (MV-106. 1968).

- Tornillos ordinarios:     ⋅ ≤ Σ + = d 4,5 e : unir a piezas las de espesores de suma 1mm espiga de diámetro agujero diámetro - Tornillos calibrados (TC):     ⋅ ≤ Σ = d 6,5 e : unir a piezas las de espesores de suma espiga de diámetro agujero diámetro

* TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA (TAR: MV-107. 1968).

- Diámetro del agujero = Diámetro de la espiga del tornillo + 1 ó 2 mm. - Tornillos pretensados por apriete hasta 80% de límite de fluencia

- Momento de apriete:       ≈ ⋅ ⋅ = pretensado de axil esfuerzo : N tornillo del diámetro : d 0,18 k N d k M 0 0 a

- Esfuerzo de pretensado: N0 = 0,8·σe·An

* DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS ( MV-104. 1966).

- No se considerará la colaboración simultanea de más de cinco tornillos en una misma fila paralela a la dirección del esfuerzo axil sobre la pieza. -Separación entre elementos:

Remaches: 3·a ≤ s ≤ 8·a Tornillos:3,5·a ≤ s ≤ 15·a Distancias a los extremos:

Al borde frontal: 2·a ≤ t1≤ 3·a

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* RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS DE UNION (EA-1995. 3.6)

1. Agotamiento por aplastamiento de la chapa.

    ⋅ ∅ =       ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = 52) -(A 3600kg/cm 42) -(A kg/cm 2600 ; e A (TAR) A 3 R TC) y maches (Re A 5 , 2 R ) ordinarios (Tornillos A 2 R 2 2 min agujero * max * max * max u u u u σ σ σ σ

2. Agotamiento por cortadura de la espiga del tornillo.

}

2400kg/cm ; n nºdeseccionesdecorte (Remaches) A n 8 , 0 R*max = ⋅σr⋅ ⋅ σr = 2 =     →     ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = 5D) (Calidad kg/cm 3000 4D) (Calidad kg/cm 2400 ) calibrados (Tornillos A n 0,80 R ) ordinarios (Tornillos A n 0,65 R 2 2 t * max t * max t σ σ σ                 = ⋅ ⋅ ⋅ = contacto de planos de nº : n 0,6 : to tratamien con A52 0,52 : to tratamien con A42 0,3 : to tratamien sin rozamiento Coef. : pretensado de Esfuerzo N (TAR) n N 1,07 R 0 0 * max µ µ Esfuerzo de pretensado N0 Diámetro nominal del

tornillo (mm) Acero A10t Acero A8t

TR 12 TR 16 TR 20 TR 22 TR 24 TR 27 5,5t 10,3t 16,2t 20,2t 23,3t 30,6t 3,9t 7,3t 11,5t 14,4t 16,6t 21,8t

3. Agotamiento por tracción de la espiga del elemento de unión.

}

2 * max 0,25 A (Remaches) 2400kg/cm F = ⋅σ_r⋅ σ_r =

}

A Area resistente ) (Tornillos A 80 , 0 F r * max = ⋅σt⋅ r = * =

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4. Agotamiento por cortadura + tracción sobre de la espiga del elemento. cortante al debida Tensión axil al debida Tensión cortadura de Esfuerzo R tracción de Esfuerzo TC) y ordinarios (Tornillos 3 (Remaches) 1 8 , 0 25 , 0 * * * * 2 * 2 * * * 2 * 2 * = = = =     ≤ ⋅ + = ≤ ≤     ⋅ ⋅ ⋅ +     ⋅ ⋅ τ σ σ τ σ σ σ σ F F F A n R A F u co max r r

(

)

(TAR) 07 , 1 ₀ * 0 *     ⋅ ⋅ − ⋅ ≤ n F N N F µ

Cuando sobre una unión con TAR actúan simultáneamente un cortante y un flector, la unión a cortante puede ser calculada como si no existiese el momento flector.

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* CALCULO DE LOS ESFUERZOS SOBRE LOS ELEMENTOS DE UNION (EA-1995. Anejo 3.A5)

Hipótesis:

- Rigidez de las placas o piezas que se unen. - Elasticidad de loselementos de unión. 1. Solicitaciones que producen cortante.

1.1 Acción P* contenida en el plano de costura y que pasa por el c.d.g. - Carga de cortadura sobre un elemento de sección Am:

m m A A P R Σ ⋅ = * *

- Si los “n” elementos son iguales (Am=cte) ⇒

n P R* =

1.2. Acción P* contenida en plano con excentricidad “e” respecto del c.d.g. Posicionado del c.i.r. (I):

(

)

x A r e A si A cte x r e n i m m m m i m = ∑_⋅_∑ ⋅ = ⇒ = ∑_⋅ 2 2 ;

Carga de cortadura sobre un elemento:

∑

⋅ = ⇒ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 2 m im * * m 2 m m m im * * m r r e P R cte A ; ) r (A A r e P R

2. Solicitaciones que provocan esfuerzos de tracción.

2.1. Uniones mediante elementos con tensión inicial: Remaches o TAR. El esfuerzo de tracción en un elemento

de sección Am, situado a dm del c.d.g.:

F M d A I siendo I A d m m m m m m n * * ; : = ⋅ ⋅ = ⋅ = ∑ 2 1 Si Am=cte ⇒ F M d I I d m m m m n * * ' ; ' = ⋅ = = ∑ 2 1

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2.2. Uniones mediante tornillos ordinarios o TC.

El momento sobre la unión se transmite por contacto (con tensión σ*) en la zona comprimida y por tracción sobre las espigas de los tornillos (con esfuerzo F* sobre el tornillo más alejado) en la zona traccionada.

b h s m A F M c I a s m I a c b c c c a b c c h a A s m m n de columnas s separación de filas M c I DATOS max , , , , ; ; ; º ; * * * * → = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ + ⋅ = + = = ⋅ = =                   = ⋅ 3 1 3 1 1 1 3 3 σ