CFGS CONSTRUCCION METALICA MODULO 246 DISEÑO DE CONSTRUCCIONES METALICAS U.T. 3.- CORTADURA.
2.1.- Cortadura pura o cizalladura. Una pieza sufre fuerzas cortantes cuando dos secciones planas y paralelas de la pieza tienden a deslizarse una respecto de la otra. Normalmente el esfuerzo cortante provoca dos fuerzas iguales y opuestas, situadas en planos paralelos y próximos. Es frecuente que las fuerzas cortantes actúen transversalmente a la pieza. El valor de la fuerza cortante dividido por la sección donde actúa nos da la TENSIÓN UNITARIA que sufre la pieza. Debido a la fuerza cortante la pieza se deforma. Si suponemos un prisma rectangular, al someterlo a tensiones cortantes se formará un ángulo. A este ángulo se le llama DEFORMACION POR CORTANTE y se mide en radianes. Experimentalmente se observa que la deformación, hasta un límite (LIMITE ELASTICO POR CORTADURA), es directamente proporcional a la tensión cortante (LEY DE HOOKE): O bien JILC DCM CM2 Página 2
Al coeficiente de proporcionalidad G se le llama MODULO DE ELASTICIDAD EN CORTANTE, MODULO DE RIGIDEZ o COEFICIENTE DE ELASTICIDAD TRANSVERSAL. Observar la similitud entre el módulo de Young o módulo de elasticidad a tracción y el módulo de elasticidad en cortante: Tracción: Cortadura: En el ensayo de un material sometido a un esfuerzo de cortadura se obtiene una grafica, tensiones-deformaciones, parecida a la del ensayo de tracción aunque con valores distintos. Por tanto, en la cortadura y para cada material se obtiene: Una zona elástica. Una zona plástica. El valor de la tensión unitaria de rotura o coeficiente de rotura: R El límite de elasticidad a cortadura: e Y a partir de estos valores se determina: El coeficiente de trabajo (por debajo de la tensión límite de elasticidad): t El coeficiente de seguridad deseado: n= R / t JILC DCM CM2 Página 3
Coeficientes orientativos de trabajo y de rotura por cortadura o cizalladura de algunos materiales en Kgf/cm 2. Material Coeficiente de trabajo Coeficiente de rotura Acero común 800 a 1.000 3.500 a 4.000 Acero de alta resistencia 1.600 6.000 a 8.000 Cobre, bronce, latón Entre 200 y 500 Abeto 1.4 3 Paralelo a las fibras: 14 Perpendicular a las fibras: 30 Encina 1.7 5 Paralelo a las fibras: 17 Perpendicular a las fibras: 50 Pino silvestre 0.7 3 Paralelo a las fibras: 7 Perpendicular a las fibras: 30 Para el cálculo de la resistencia a cortante debemos emplear las expresiones indicadas en el CTE DB SE-A para el caso que estemos analizando. 2.2.- Uniones atornilladas (o remachadas) Distancias mínimas y disposiciones recomendadas. La situación de los tornillos en la unión debe contribuir a reducir la posibilidad de corrosión y pandeo local de las chapas, así como contemplar las necesidades de montaje e inspecciones futuras. Los límites máximos y mínimos para las distancias entre ejes de agujeros o de éstos a los bordes de las piezas, son (figura 8.2): a) distancias mínimas: i. en la dirección de la fuerza que se transmite: e 1 1,2 d o del eje del agujero al borde de la pieza; p 1 2,2 d o entre ejes de agujeros; ii. en la dirección perpendicular a la fuerza que se transmite: e 2 1,5 d o del eje del agujero al borde de la pieza; JILC DCM CM2 Página 4
p 2 3,0 d o entre ejes de agujeros; Siendo d o el diámetro del agujero. b) distancias máximas: i. al borde de la pieza: Para e 1 40mm + 4t Para e 2 12t ó 150mm ii. entre tornillos: en elementos a compresión será p 14 t y p 200 mm; siendo t el espesor en mm de la menor de las piezas que se unen; en elementos a tracción: Filas exteriores p e 14 t y p e 200 mm; Filas interiores p i 28 t y p i 400 mm. En el caso de agujeros rasgados rigen los siguientes límites: a) la distancia entre el eje de rasgado y cualquier borde no será inferior a 1,5 d o ; b) la distancia entre el centro del radio extremo al borde adyacente no será inferior a 1,5 d o. En el caso de agujeros al tresbolillo en uniones en tracción podrá reducirse p 2 hasta no menos de 1,2 d o siempre que la distancia entre agujeros L sea mayor a 2,4 d o. JILC DCM CM2 Página 5
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