2. Unión Tipo Aplastamiento y Deslizamiento Crítico: Son los dos tipos de uniones

Transcripción

1

2 1. Área Bruta (A g ): El área bruta de una barra en cualquier punto, es la suma de los productos de los espesores por los anchos brutos de cada elemento de la sección, medidos en la sección normal al eje de la barra. Área Neta (A n ): Es el área bruta menos la sección ocupada por los agujeros. La sección que se resta, para el cálculo del área neta, es la del rectángulo normal a la dirección de la fuerza e igual al producto del ancho de cálculo del agujero por el espesor del elemento. Área Neta Efectiva (A e ): Cuando todos los elementos de la sección transversal de una barra traccionada se unen a otra barra, la fuerza se transmite uniformemente a través de la sección y toda su sección neta resiste efectivamente la solicitación. Si en cambio, la unión se realiza por algunos y no todos los elementos de la sección transversal es necesaria una cierta longitud de la unión para que la fuerza que viene por los elementos no conectados se transmita por corte a los conectados, y pase por estos, y a través de la unión, a la otra barra. Si la longitud no es suficiente el área neta efectiva que resiste la fuerza en la zona de la unión es menor que la neta nominal. 2. Unión Tipo Aplastamiento y Deslizamiento Crítico: Son los dos tipos de uniones abulonadas diferenciadas por la manera en que se transmite la fuerza cuando esta actúa en dirección normal al eje del bulón. En las uniones tipo aplastamiento se transmite la fuerza por corte desde la parte superior a la inferior del bulón. Cuando el espesor del paquete de chapas a unir es grande puede producirse la falla por flexión del bulón. En las uniones de deslizamiento crítico la fuerza normal al eje del bulón se transmite por fricción de una chapa a la otra. Si la fuerza a transmitir es menor o igual que la fuerza de fricción no hay deslizamiento. Para que exista fricción es necesario que los bulones estén totalmente traccionados. Bloque de Corte: Se produce en los extremos de una barra traccionada. En las uniones abulonadas se puede producir la rotura en la línea que une los centros de agujeros y en las uniones soldadas el desgarro en el perímetro de la superficie delimitada por las soldaduras. La falla puede ocurrir a lo largo de una trayectoria que implique tracción en un plano y corte en el plano perpendicular. Es poco probable que la rotura se produzca en ambos planos simultáneamente. 3. Gramil: Distancia entre ejes de agujeros normal a la dirección de la fuerza. Paso: Distancia entre ejes de agujeros paralela a la dirección de la fuerza.

3 4. Agujeros Normales: Son los comunes. Se utilizan tanto para uniones tipo aplastamiento como de deslizamiento crítico. Agujeros Holgados: No pueden usarse en uniones tipo aplastamiento. Si pueden utilizarse en cualquiera o todas las chapas de uniones de deslizamiento critico. Se deberán instalar arandelas endurecidas sobre los agujeros holgados de una chapa externa. 5. Tipos de Bulones: Se utilizan actualmente dos tipos de bulones: bulones comunes calibrados y bulones de alta resistencia. Bulones Comunes Calibrados: Se fabrican con aceros al carbono. Se designan como A307 en la especificación ASTM, siendo la norma IRAM correspondiente la IRAM Tienen aproximadamente: Tensión de rotura a tracción (F u ) = 370 MPa Tensión de fluencia (F y ) = 235 MPa Bulones de Alta Resistencia: Se fabrican con aceros al carbono tratados térmicamente (templado y revenido) o aceros aleados. Los tipos más comunes son: Bulones tipo ASTM A325 (IRAM 5453): Acero al carbono templado y revenido. F u 825 MPa (diámetros 1 ); F u 725 MPa (diámetros > 1 ) F y 650 MPa (diámetros 1 ); F y 570 MPa (diámetros > 1 ) Bulones tipo ISO 8.8 (IRAM 5464) F u 800 MPa F y 0,8 F u 640 MPa Bulones tipo ASTM A490 (IRAM 5455): Acero aleado (cromo -níquel, cromo-níquel-molibdeno) tratado térmicamente. F u 1035 MPa F y 800 a 900 MPa Bulones tipo ISO 10.9 (IRAM 5464) F u 1000 MPa F y 0,9 F u 900 MPa Uniones Abulonadas Los siguientes criterios de diseño son de aplicación para las uniones abulonadas utilizadas para miembros de acero estructural conformado en frío en los cuales el espesor de la parte unida más delgada es menor que 5,00 mm. Para uniones abulonadas en las cuales el espesor de la parte unida más delgada es mayor o igual que 5,00 mm, ver el Reglamento CIRSOC y la Recomendación CIRSOC Los bulones, las tuercas y las arandelas deben cumplir con lo establecido en las normas indicadas en la Sección A.3.2. y en la Sección J.3. del Reglamento CIRSOC y en la Sección 1.3(a) de la Recomendación CIRSOC

4 Cuando se utilicen elementos diferentes a los anteriores, los planos deberán indicar claramente el tipo y tamaño de los medios de unión a utilizar y la resistencia nominal supuesta para el diseño. Los bulones se deben instalar y ajustar para lograr un comportamiento satisfactorio de las uniones. Los agujeros para los bulones no deben ser mayores que los tamaños especificados en la Tabla E.3-1. Sin embargo, está permitido utilizar perforaciones de mayor tamaño en los detalles de las bases de las columnas o en los sistemas estructurales unidos a tabiques de hormigón. En las uniones abulonadas se deben utilizar agujeros normales, excepto que el proyectista apruebe la utilización de agujeros holgados u ovalados. La mayor longitud de los agujeros ovalados debe ser normal a la dirección del esfuerzo. Se deben colocar arandelas o chapas de refuerzo sobre los agujeros holgados u ovalados de una chapa externa, a menos que ensayos de carga demuestren un comportamiento adecuado de acuerdo con el Capítulo F. A.3.2. Bulones, tuercas y arandelas Los bulones tuercas y arandelas deben cumplir con las normas IRAM que se indican a continuación: IRAM Tuercas de aceros al carbono y aleadas para bulones en servicio bajo alta presión y altas temperaturas (*). IRAM Bulones y pernos de acero al carbono. F u mínimo: 370 MPa -Tipo A 307 (*). IRAM Bulones estructurales de acero con tratamiento térmico F u mínimo: MPa - Tipo A 325 (*). IRAM Bulones y pernos de acero templado y revenido - Tipo A 449 (*). IRAM Bulones estructurales de acero con tratamiento térmico F u mínimo: 1035 MPa - Tipo A 490 (*). IRAM Tuercas de aceros al carbono y aleados (*). IRAM Arandelas de acero endurecidas (*).

5 IRAM Bulones estructurales de cabeza hexagonal de alta resistencia- Clases ISO 8.8 y 10.9 (*). IRAM Tuercas hexagonales para bulones estructurales de alta resistencia- Clases ISO 8.8 y 10.9 (*). IRAM Arandelas planas para bulones estructurales de alta resistencia, endurecidas y templadas (*). IRAM Arandelas planas para bulones estructurales de alta resistencia, biseladas, endurecidas y templadas (*). Los bulones de acero Tipo A 449 según norma IRAM 5454 se deben utilizar sólo en uniones que necesiten bulones de más de 38,1 mm de diámetro y no podrán ser utilizados en uniones de deslizamiento crítico. J.3. Bulones y barras roscadas Hasta tanto estén redactadas las normas IRAM específicas se aplicarán los siguientes documentos internacionales: Bulones: ASTM A307, ASTM A325, ASTM A325M, ASTM A449, ASTM A490, ASTM A490M, ISO Tuercas: ASTM A194/A194M, ASTM A563, ASTM A563M, ISO Arandelas: ASTM F436, ASTM F436M, ISO 7415, ISO Indicadores directos de tensión: ASTM F959, ASTM F959M. Bulones de anclaje y barras roscadas: ASTM A36/36M, ASTM A193/193M, ASTM A354, ASTM A572/572M, ASTM 709/709M. E Resistencia al Corte y a la tracción en los bulones La resistencia nominal del bulón, P n (kn), al corte, a la tracción o una combinación de corte y tracción se determinará de la siguiente manera: donde P n = A b. F n (10) -1 A b = Área bruta de la sección transversal del bulón, (cm 2 ) Cuando los bulones están sometidos a corte o tracción: F n está dada por F nv o F nt en la Tabla E3-4 φ está dado en la Tabla E3-4 Cuando los bulones están sometidos a una combinación de corte y tracción: F n está dada por F' nt en las Tabla E3-5 φ está dado en la Tabla E3-5 Cuando existe tracción en los bulones es necesario considerar el efecto de aplastamiento de la chapa conectada con la cabeza del bulón, tuerca o arandela (acción de palanca), ver Sección E.6.2.

6 TABLA E.3-4 Resistencias nominales a la tracción y al corte para bulones

7 (a) Se aplica para bulones en agujeros que satisfacen las limitaciones de la Tabla E.3-1. Se deben colocar arandelas o placas de refuerzo sobre los agujeros ovalados largos y la capacidad de las uniones en las que se utilizan agujeros ovalados largos se debe determinar mediante ensayos de carga de acuerdo con el Capítulo F. (b) Se permite la rosca en los planos de corte (c) Para barras traccionadas con bulones extremos separados en la dirección de la fuerza a mas de 1000mm los valores tabulados serán reducidos en un 20%