UNIONES ATORNILLADAS SEGÚN EC3

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1 UNIONES ATORNILLADAS SEGÚN EC3

2 ÍNDICE DE CONTENIDOS 1. Generalidades 2. Clases de tornillos 3. Coeficientes parciales de seguridad 4. Distancias a extremo frontal y borde lateral 5. Separaciones entre agujeros (uniones múltiples) 6. Categorías de uniones atornilladas 7. Resistencias para tornillos no pretensados 7.1. Resistencia a cortante por cada plano de corte 7.2. Resistencia a aplastamiento 7.3. Resistencia a tracción 7.4. Resistencia a cortante + tracción 8. Resistencias para tornillos pretensazos TR en uniones resistentes al deslizamiento 8.1. Resistencia al deslizamiento por esfuerzo transversal al tornillo 8.2. Resistencia a la combinación de tracción y cortante 9. Análisis comparativo NBE EA-95 vs. EC Tornillos no pretensados 9.2. Tornillos de alta resistencia (pretensados) 3

3 MANUAL DEL CARROCERO 1. Generalidades Todas las uniones tendrán una resistencia de cálculo tal que la estructura se comporte satisfactoriamente y sea capaz de cumplir todos los requisitos básicos para el cálculo. 2. Clases de tornillos En la siguiente tabla se muestran los valores nominales del límite elástico f yb y de la resistencia última atracción f ub, para adoptar como valores característicos en los cálculos: Valores nominales del límite elástico f yb y de la resistencia a tracción última f ub de tornillos Tipo de tornillo f yb (N/mm 2 ) f ub (N/mm 2 ) Coeficientes parciales de seguridad El coeficiente de seguridad g M se tomará: g Mb : Resistencia de tornillos 1,25 g Mr : Resistencia de roblones 1,25 g Mp : Resistencia de bulones 1,25 g Ms : Resistencia al deslizamiento 1,25 (ELU); 1,1 (ELS) 4. Distancias a extremo frontal y borde lateral La distancia e 1 desde el centro del agujero al extremo frontal según la dirección de la transmisión de la carga será al menos de 1,2*d 0 e 1 1,2*d 0 La distancia e 2 del centro del agujero al borde lateral medida normalmente a la dirección de la transmisión de la carga será al menos de1,5*d 0 e 2 1,5*d 0 4

4 Si las piezas están expuestas a un ambiente agresivo u otras influencias corrosivas, entonces las máximas distancias e 1, e 2 serán al menos: 40mm + 4*t (siendo t el espesor más estrecho). Para otros casos tomar e 1 ;e 2 12 *t; 150mm 5. Separaciones entre agujeros (uniones múltiples) La distancia p 1 entre centro de tornillos en la dirección de la transmisión de la carga será al menos de 2,2*d 0 p 1 2,2*d 0 La separación p 2 entre filas de tornillos, medidos perpendicularmente a la dirección de la transmisión de la carga será al menos de 3,0*d 0 p 2 3,0*d 0 En el caso de elementos comprimidos, las separaciones p 1 y p 2 no deberán superar al menor valor de 14*t ó 200 mm. p 1 ;p 2 P1 14*t y 200 mm. COMPRESION P2 14*t y 200 mm. En el caso de elementos traccionados la separación p 1,i entre centros de tornillos en filas interiores puede ser doble del valor dado para elementos comprimidos, siempre que la separación p 1,0 en la fila exterior en cada borde no supere el valor dado para los elementos a compresión, p 1,i 00 mm, si se cumple que p i,0 P1,0 14*t y 200 mm. Fila exterior Fila interior TRACCION P1,i 28*t y 400 mm. 5

5 6. Categorías de uniones atornilladas En la siguiente tabla se muestran las distintas categorías de uniones atornilladas: Categoría A Categoría B Categoría C Categoría D Categoría E Cortante y aplastamiento en T, TR (sin pretensado) F v,sd F v,rd F v,sd F b,rd Resistentes al deslizamiento en ELS (sólo TR) F v,sd,ser F s,rd,ser F v,sd F v,rd F v,sd F b,rd Resistentes al deslizamiento en ELU (sólo TR) F v,sd F s,rd F v,sd F b,rd Tracción en tornillos ordinarios F t,sd F t,rd Tracción en tornillos de alta resistencia F t,sd F t,rd 7. Resistencias para tornillos no pretensados 7.1. Resistencia a cortante por cada plano de corte Si el plano de corte pasa por la parte roscada del tornillo: - Grados 4.6, 5.6 y Grados 4.8, 5.8, 6.8 y ,6* F v,rd = 0,5* F v,rd = fub As Mb Mb * * fub As Si el plano de corte pasa por la parte no roscada del tornillo: 0,6* F v,rd = fub * A Mb 6

6 7.2. Resistencia a aplastamiento 2,5* α * fu * d * t F b,rd = Mb siendoα el menor valor de: donde: d : diámetro del tornillo; t : espesor de la chapa; e1 3* d e 1 : distancia al extremo frontal; d 0 : diámetro del agujero; p 1 : separación entre tornillos; 0 ó p1 1 fub - ó 0 4 u 3* d f ó 1,0 A s : área resistente a tracción; A : área de la sección transversal 7.3. Resistencia a tracción La resistencia a tracción de la unión tornillo-placa B t,rd se tomará como la menor de la resistencia a tracción de cálculo F t,rd y la resistencia a punzonamiento entre la cabeza del tornillo y la tuerca B p,rd, donde: 0,9* F t,rd = fub * A Mb 0,6* π * dm * tp * f B p,rd = Mb B t,rd : resistencia a tracción de la unión tornillo-placa; B p,rd : resistencia al punzonamiento de la chapa; f u : resistencia última de la chapa; d m : menor media de la dimensión entre caras y entre vértices de la cabeza del tornillo o tuerca; t p : espesor de la placa bajo la cabeza del tornillo o bajo la tuerca. u 7

7 7.4. Resistencia a cortante + tracción Los tornillos solicitados a cortante y axil al mismo tiempo deben cumplir lo siguiente: F F v,sd v, Rd + F 1,4* F t,sd t, Rd 8. Resistencias para tornillos pretensados TR en uniones resistentes al deslizamiento 8.1. Resistencia al deslizamiento por esfuerzo transversal al tornillo La resistencia a deslizamiento de cálculo F s,rd de un tornillo pretensado de alta resistencia se tomará como: F s,rd = ks * n * µ * F p,cd Mb siendo F p,cd el esfuerzo de pretensazo que viene dado por: donde, F p,cd =0,7* f ub * A ks toma los siguientes valores: 1,0 caso de agujeros con holguras nominales estándar 0,85 caso de agujeros a sobremedidas o alargados cortos 0,7 caso de agujeros en ranuras largos n : es el número de superficies en contacto entre las chapas de la unión. µ : es el coeficiente de rozamiento, que toma los siguientes valores: µ =0,5 superficies de clase A µ =0,4 superficies de clase B µ =0,3 superficies de clase C µ =0,2 superficies de clase D Superficies de clase A: son superficies limpiadas con chorro de granalla o arena, con eliminación de partes oxidadas y sin picaduras o metalizadas con aluminio proyectado. s 8

8 Superficies de clase B: son superficies limpiadas con chorro de granalla o arena, y pintadas con un silicato alcalino de cinc que produzca una capa de espesor m. Superficies de clase C: son superficies limpiadas con cepillos metálicos o por limpieza con llama, con eliminación de partes oxidadas. Superficies de clase D: son superficies no tratadas. Por último, Mb toma los siguientes valores, Mb = 1,25 Estado límite último Mb = 1,10 Estado límite de servicio Mb = 1,40 ELU en agujeros con ranura paralela al esfuerzo 8.2. Resistencia a la combinación de tracción y cortante Si una unión resistente al deslizamiento se ve sometida a un esfuerzo axil F t simultáneo con un esfuerzo cortante F v que tienda a producir deslizamiento, la resistencia a deslizamiento por cada tornillo se tomará como sigue: - Categoría B (Resistente a deslizamiento en ELS) F s,rd,ser = ks * n * Ms, ser µ * ( Fp, Cd - 0,8 * Ft,Sd, ser ) - categoría C (Resistente a deslizamiento en ELU) F s,rd = ks * n * Ms, ult µ * ( Fp, Cd - 0,8 * Ft, Sd) 9

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