Uniones apernadas

ÍNDICE

TEMA: UNIONES APERNADAS        3

INTRODUCCIÓN        3

OBJETIVO GENERAL        4

OBJETIVOS ESPECÍFICOS        4

DESARROLLO        5

2. TIPOS DE TORNILLOS        5

TORNILLOS ORDINARIOS O COMUNES        5

TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA        5

3. HISTORIA DE LOS TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA        6

4. VENTAJAS DE LOS TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA        7

5. TORNILLOS APRETADOS SIN HOLGURA Y TORNILLOS COMPLETAMENTE TENSADOS        8

6. MÉTODOS PARA TENSAR COMPLETAMENTE LOS TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA        9

∙        MÉTODO DEL GIRO DE LA TUERCA        9

∙        MÉTODO DE LA LLAVE CALIBRADA        9

∙        INDICADOR DIRECTO DE TENSIÓN        10

∙        TORNILLOS DE DISEÑO ALTERNATIVO        10

7. CONEXIONES TIPO FRICCIÓN Y TIPO APLASTAMIENTO        10

8. JUNTAS MIXTAS        11

TORNILLOS EN COMBINACIÓN CON SOLDADURAS        11

TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA EN COMBINACIÓN CON REMACHES        11

9. TAMAÑOS DE AGUJEROS PARA TORNILLOS Y REMACHES.        11

CARACTERÍSTICAS        11

TIPOS DE AGUJEROS        11

DIMENSIONES NOMINALES DE AGUJEROS        13

10. TRANSMISION DE CARGA Y TIPOS DE JUNTAS        13

JUNTA TRASLAPADA        14

JUNTA A TOPE        14

CONEXIONES DE DOBLE PLANO        15

11. FALLA EN LAS JUNTAS ATORNILLADAS        15

12. SEPARACIÓN Y DISTANCIA A BORDES DE TORNILLOS        16

SEPARACIÓN MÍNIMA        16

DISTANCIAS MÍNIMAS AL BORDE:        16

DISTANCIAS MÁXIMAS AL BORDE        16

13. CONEXIONES TIPO APLASTAMIENTO: CARGAS QUE PASAN POR EL CENTRO DE GRAVEDAD DE LA CONEXIÓN.        17

RESISTENCIA AL CORTANTE:        17

RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO:        17

RESISTENCIA MÍNIMA DE CONEXIONES:        18

14. CONEXIONES TIPO FRICCIÓN: CARGAS QUE PASAN POR EL CENTRO        20

DE GRAVEDAD DE LAS CONEXIONES.        20

ANEXOS        24

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES        25

CONCLUSIONES        25

RECOMENDACIONES        25

BIBLIOGRAFÍA        26

TEMA: UNIONES APERNADAS

INTRODUCCIÓN

Podemos decir que durante algunos años atrás, el método que ha sido más usado para las conexiones de una estructura de acero ha sido el confiable remachado. Pero actualmente, el remachado ha ido bajando o reduciendo su uso favorablemente debido a otras técnicas como la soldadura y de igual manera por el atornillado, sea con pernos o con tornillos de alta resistencia.

Así que, en este capítulo vamos a ver y ampliar nuestro conocimiento viendo detalladamente las conexiones atornilladas o también llamadas apernadas.

Entonces podemos decir que el montaje de estructuras de acero por medio de uniones apernadas, es  un proceso que no se necesita de una mano de obra especializada en el campo ya que este proceso es muy rápido y de fácil acceso, en comparación con los métodos de unión por remaches o con soldadura.

Si tomamos como ejemplo que en Estados Unidos (USA), la mano de obra es demasiada cara para cualquier tipo de trabajo de campo, entonces si se utiliza uniones atornilladas, obviamente se obtendrá una ventaja económica muy favorable para la persona a cargo del trabajo. Además, hablando de costos, la adquisición de tornillos de alta resistencia es sumamente mayor al costo que se da para un remache, pero si se hace un costo total de la obra o de la estructura atornillada y de una remachada, la estructura atornillada será con un costo  menor debido a la mano de obra y por el equipo a utilizar, y de igual manera dependerá del número de tornillos o pernos que se requieren para resistir las mismas cargas de trabajo.

Así que el propósito de este trabajo es la de proporcionar un conocimiento mejorado, amplio y preciso sobre las uniones apernadas.

OBJETIVOS        

OBJETIVO GENERAL

• Obtener el conocimiento general y adecuado para la selección de los pernos o tornillos adecuados para una conexión en una estructura de acero.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Reconocer los diferentes tipos de tornillos y pernos.
• Actualizar nuestro conocimiento sobre uniones o conexiones apernadas.
• Seleccionar la conexión necesaria para un tipo de carga de trabajo específico.

DESARROLLO

2. TIPOS DE TORNILLOS

TORNILLOS ORDINARIOS O COMUNES

Este tipo de tornillos son designados por la Sociedad Americana de Ensayo de Materiales o ASTM por sus siglas en inglés, como tornillos A307. Estos son fabricados a base de aceros al carbono con características de esfuerzos y deformaciones parecidas al acero A36.

Para estos tipos de tornillos existen disponibles diferentes diámetros en el mercado, los hay desde 5/8 de pulgada hasta 1 ½ de pulgada, siempre con incrementos de 1/8 de pulgada, de igual manera son fabricados con cabezas y tuercas cuadradas para reducir costos, pero a diferencia de las de cabeza hexagonal, estas son usadas la mayoría de las veces porque su apariencia es más atractiva en comparación de las cuadras, además de que su manipulación es más fácil con las llaves mecánicas y también requieren un menor espacio cuando se necesite girar el tornillo, tienen relativamente grandes tolerancias en el vástago y en las dimensiones de la cuerda, pero su resistencia de diseño es menor a la de los remaches o de los tornillos de alta resistencia.

Se usan principalmente en estructuras ligeras bajo cargas estáticas y también en miembros secundarios, tomando por ejemplo los largueros, las correas, las plataformas y armaduras pequeñas. Se puede decir que los proyectistas son cada vez más culpables de especificar tornillos de alta resistencia en conexiones que pueden ser muy favorables para los tornillos ordinarios.

Además lo que se puede ver a través de los años es que la resistencia y las ventajas de estos tornillos han sido subestimadas en la aplicación de varias estructuras.

El análisis y en el diseño de conexiones con tornillos A307 son efectuados similarmente con las conexiones de remaches, a excepción de que los esfuerzos permisibles son muy diferentes.

TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA

Estos tornillos se fabrican a base de acero al carbono que ha sido tratado térmicamente y de igual manera de aceros aleados, estos son caracterizados  por que tienen una resistencia a la tensión de 2 o más veces superior que la de los tornillos ordinarios.

Existen de dos tipos, los pernos A325, que son hechos con acero al carbono tratado térmicamente y los pernos A490 que son de mayor resistencia, que igual son tratados térmicamente pero además de eso es que son fabricado con acero aleado.

Este tipo de tornillos de alta resistencia son utilizados para todo tipo de estructuras, que se dan desde pequeñas infraestructuras, como los edificios, hasta enormes rascacielos y puentes.

La creación y desarrollo de estos tornillos fueron principalmente para superar la debilidad que existe de los remaches, principalmente la tensión insuficiente que existe en el vástago cuando se enfrían, las tensiones resultantes no son suficientemente grandes para mantenerlos en posición durante la aplicación de cargas de impacto o vibratorias, debido a estas cargas, los remaches se aflojan, vibran y debido a que se da de manera continua, estos se empiezan a desgastar, y obviamente deben ser reemplazados.

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