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• GeoDith Magana

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Conexiones atornilladas VENTAJAS – Rapidez en el atornillado y menor tiempo de ejecución de una obra – No se requiere mano de obra especializada – Inspección visual sencilla y económica – Facilidad para sustituir piezas dañadas – Mayor calidad en la obra

• DESVENTAJAS – Mayor trabajo en taller – Cuidado en la elaboración de los planos de taller y de montaje – Mayor precisión en geometría (las tolerancias son al milímetro) – Mayor peso de la estructura – Menor amortiguamiento

VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS CONEXCIONES SOLDADAS El empleo de conexiones soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un ahorro de material (hasta de un 15%). La soldadura permite una gran variedad de conexiones, cosa que no se puede con remaches o tornillos. Las conexiones soldadas son más rígidas que las demás, lo cual permite una verdadera continuidad en la transmisión de elementos mecánicos entre miembros. Debido a la mayor resistencia del metal de aportación las conexiones soldadas permiten una gran resistencia a la fatiga.

DESVENTAJAS Las conexiones rígidas puede no ser óptimas en el diseño. La revisión de las conexiones soldadas no es muy sencillo con respecto al resto. La creencia de la baja resistencia a la fatiga en conexiones soldadas

Ventajas y desventajas del remachada Entre los aspectos positivos de la liberación: 

rendimiento tecnológico sencilla;

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la capacidad de combinar metales diferentes;

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fiabilidad de las conexiones de alta;

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resiste vibraciones y choques.

Sin embargo, como cada conexión, hay algunos inconvenientes, entre los cuales son los siguientes: 

para crear una unión de remache, es necesario pasar una gran cantidad de metal;



Se requiere de mano de obra significativos;



alto costo;

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juntas remachadas pueden deteriorarse debido a agujeros de diámetro indebidos que están en los bordes de los productos;



durante el funcionamiento compuesto estanqueidad disminuye.

La eficiencia de diseño de conexiones Categorías de uniones atornilladas Las uniones atornilladas se clasifican, en función de la manera de trabajar de los tornillos, en cinco categorías. Tres de ellas corresponden a uniones en las que los tornillos están solicitados en dirección normal a su eje (categorías A, B y C); y otras dos (categorías D y E), a uniones en las que los tornillos están solicitados en la propia dirección de su eje, esto es, a tracción. Categoría A: Son uniones en las que los tornillos, bien sean de tipo ordinarios o de alta resistencia, trabajan a cortante y aplastamiento. Si los tornillos son de alta resistencia, calidades 8.8 ó 10.9, no es preciso que estén pretensados, ni que las superficies en contacto estén preparadas de manera especial. Su cálculo se efectuará de acuerdo con lo dispuesto en los apartados siguientes como se verá. Por evidentes razones de economía, se emplearán habitualmente uniones de esta categoría cuando los tornillos vayan a estar solicitados en dirección normal a su eje. Cuando la pieza esté sometida a fatiga, a impactos o a esfuerzos alternativos, se recomienda que se empleen tornillos de alta resistencia, los cuales estarán pretensados hasta alcanzar el tensado del tornillo el valor N0 indicado en el apartado 8, aunque los tornillos pueden seguir calculándose a cortante y aplastamiento.

Categoría B: Son uniones realizadas con tornillos de alta resistencia pretensados, con superficies en contacto preparadas, que se desea que no deslicen en el estado límite de servicio (ELS). El esfuerzo Fs,Ed a transmitir, deberá cumplir que: Fs,Ed ≤ Fs,Rd siendo Fs,Rd el valor máximo de resistencia dado en el apartado 8.

Categoría C: Son uniones realizadas con tornillos de alta resistencia pretensados, con superficies en contacto preparadas, que se desea que no deslicen en el estado límite último (ELU). El esfuerzo Fs,Ed a transmitir, calculado en estado límite último (ELU), deberá cumplir: Fs,Ed ≤ Fs,Rd siendo Fs,Rd el valor máximo de resistencia dado en el apartado 8.

En esta categoría se comprobará además que en estado límite último (ELU) se cumple que: - La unión resiste a cortante y aplastamiento de acuerdo con lo dispuesto en el apartado 7. Esta condición podrá considerarse satisfecha si el espesor tmin de la pieza más delgada a unir es superior al valor d/2,4 si las piezas son de acero S235 ó S275, o bien superior al valor d/3,1 si las piezas son de acero S355; - El esfuerzo a transmitir, Fs,Ed, es inferior a la resistencia plástica del área neta de la pieza: Fs,Ed ≤ Anet · fy / γM0 Esta categoría de uniones se empleará cuando, para simplificar el montaje, se utilicen taladros a sobremedida o rasgados en la dirección del esfuerzo a transmitir, o cuando se estime que cualquier deslizamiento de la unión pueda deteriorar sensiblemente la resistencia o la rigidez de la estructura, o cuando los tornillos trabajen conjuntamente con cordones de soldadura en uniones híbridas.

Categoría D: Son uniones realizadas con tornillos ordinarios o de alta resistencia trabajando a tracción. Si se emplean tornillos de alta resistencia, no es preciso que estén pretensados ni que las superficies en contacto estén preparadas. No se recomienda el uso de uniones de esta categoría cuando hayan de estar sometidas a variaciones frecuentes del esfuerzo de tracción a transmitir, aunque se admite su uso si dichos esfuerzos de tracción son debidos únicamente a cargas de viento.

Categoría E: Son uniones realizadas con tornillos de alta resistencia pretensados trabajando a tracción. El pretensado mejora la rigidez de la unión en estado límite de servicio y la resistencia a fatiga, aunque esta última dependerá en gran medida de los detalles constructivos y de las tolerancias del ajuste entre piezas. Sólo es preciso preparar las superficies si la unión está sometida a esfuerzos normales al eje de los tornillos, además de a tracción (Uniones de categorías E+B ó E+C).

Conexiones Remachadas En el análisis de una unión remachada se debe determinar, por una parte, la carga transmitida por cada remache y por otra parte el estado tensional en el entorno de los taladros de las piezas que se van a unir. Con el análisis de estas tensiones y el conocimiento de los posibles mecanismos de fallo y sus valores admisibles, se podrá proponer criterios de fallo para el diseño de uniones remachadas. En un a unión remachada con varias filas de remaches, la diferencia entre la carga total que llega a cada fila de remaches menos la carga que se transfiere por dicha fila se denomina carga circulante. En cada fila de remaches, se deben pues calcular los valores de carga transferida y carga circulante pues cada tipo de carga es responsable de un tipo de fallo. Utilicemos el esquema de la unión de dos chapas a solape simple con dos filas de remaches mostrado en la Fig. 2-5 para ilustrar los conceptos de carga transferida y carga circulante.

En la Fig. anterior se transmite una carga total 𝑭 habiéndose instalado dos filas de remaches. En el análisis de la chapa A, parte de la carga 𝑭𝟏 se transfiere entre las dos chapas a través del remache 1, de manera que parte de la carga total 𝑭, de valor 𝑭𝟐 = 𝑭 − 𝑭𝟏, circula por la chapa A alrededor del remache 1 y se transmite a la chapa B a través del remache 2. A su vez, en el análisis de la chapa B, en la fila de remaches 1 no existe carga circulante y toda la carga es transferida por el remache 1 (𝑭𝟏), esta carga es circulante en la chapa B en la fila de remaches 2, en la cual ahora sí existe, además, carga transferida de valor 𝑭𝟐 entre la chapa A y B. En la Fig. 2-6 se ilustran, por separado, los valores de carga transferida y circulante, para cada chapa y fila de remaches. Este análisis es imprescindible en cualquier unión remachada, ya que, cada tipo de carga (transferida y circulante) activa mecanismos de fallo distintos. Si además cada chapa es de una naturaleza distinta (por ejemplo, metal y compuesto), valores similares de las cargas transferidas y circulantes pueden originar distintos tipos de daño en cada una de las chapas, al variar los valores admisibles.

Conexiones soldadas La resistencia de diseño f R n y la resistencia permisible R n /W, de conexiones soldadas debe ser el menor de los valores de la resistencia del material base y la resistencia del metal de soldadura esta última determinada de acuerdo con el estado límite de fluencia como sigue: 

Para el Metal Base Rn = Fbm Abm



Para el Metal de Soldadura Rn = Fnw Awe



Donde:

FBM= Esfuerzo de tensión nominal del metal base, kg/cm 2 . Fnw= Esfuerzo de tensión nominal del metal de soldadura, kg/cm 2 . ABM= Área de la sección transversal del metal base, cm 2 . Awe= Área efectiva de la soldadura, cm 2 . Los valores de

y las limitaciones respectivas serán indicadas en la tabla 2.5.

Resistencia disponible en conexiones soldadas