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Medios de enlace en las construcciones metálicas Bibliografía Estructuras metálicas y de Madera- Oscar Ferreras Tipos de enlace Uniones remachadas Uniones atornilladas Uniones soldadas Uniones roblonadas (remachadas) El remache consiste en una espiga de diámetro d, provista de una cabeza de asiento, destinada a introducirse a través de las paredes a enlazar, previamente perforadas. Caña o espiga Cabeza de cierre cabeza Uniones roblonadas La costura se realiza por estampación en caliente del extremos libre de la espiga, formando así una cabeza de cierre del roblón. La temperatura de la colocación de los remaches oscila alrededor de 900ºC, que se logra en hornos o fraguas. Se puede realizar : a) Por percusión , a mano o por aire comprimido B) Por presión, por medio de prensas hidráulicas Material de los remaches es acero dulce con una resistencia a la tracción de 4000 a 5000 kg/cm2, y un alargamiento de 25% en la rotura. La longitud de la caña (suma de espesores de los elementos cocidos debe ser a lo sumo de 4 a 4,5d, pues es difícil ajustar exactamente la caña al agujero, y además existe el peligro que por contracción del enfriamiento lleguen a saltar las cabezas de los remaches. Tipos de remaches y su representación Cálculo de uniones remachadas En ambos casos la rotura del enlace puede ser debida : 1) Fatiga excesiva por cortadura 2) Aplastamiento del metal en las paredes del taladro Trabajo de una sección de corte : Capacidad de carga de cada remache, por corte = Лd12 Τadm 4 Capacidad de carga de cada remache por aplastamiento = d1δ.σap Τadm 4/5 de σtracción σap se toma el doble de la tensión admisible por corte. Si σtracción = 1200K/cm2 Τadm =1000 k/cm2 σap =2000 k/cm2 δ se toma el menor de los valores δ1 o δ2 Paso del roblonado Para roblones que transmitan esfuerzos las distancias t entre sus ejes serán, para remaches colocados en una sola línea: A) paso mínimo t=3d B) paso máximo t=8d Para los colocados en tresbolillo, la distancia entre ejes de roblones en una misma línea se aumenta 50% Uniones con tornillos Se usan tornillos en vez de remaches en los siguientes casos: 1) cuando la longitud de la caña del roblón es superior a 4d o a lo sumo 4,5 d. 2) En las uniones a efectuar durante el montaje de la obra, siempre que la economía no permita el roblonado 3) En la unión de piezas que no toleran las vibraciones del martilleo inherente al remachado 4) Cuando el vástago ha de trabajar a tracción 5) Falta de espacio para realizar la cabeza de cierre 6) Cuando se requiere determinada movilidad en la unión , o correcciones de ajuste Los tornillos mas empleados en construcción corresponden a la rosca Whitwork (a) o a la internacional (b) (ª) b) Rosca internacional Los pernos roscados terminan por un extremo en una cabeza cuadrada o hexagonal, el otro va fileteado para recibir la tuerca, generalmente hexagonal, con una altura igual al diámetro del perno. Para aumentar la superficie de apoyo, y conseguir la uniforme transmisión de presiones se interpone una arandela. La distancia entre pernos ha de ser suficiente para que sea posible atornillar las tuercas sin dificultad, fijándose un mínimo de 3,5 a 4 d. Cálculo de los tornillos Cuando los tornillos han de soportar esfuerzos de tracción se utiliza para su cálculo la ecuación: P1= Л dn2σt adm Resistencia de un tornillo 4 dn diámetro del núcleo La fatiga admisible por tracción = 800kg/cm2 Para el corte son válidos los mismos principios que para los roblones, cuyo diámetros será el exterior de la rosca d La tensión de trabajo para corte 800K/cm2 La tensión de trabajo de aplastamiento en las paredes del taladro es 1600 k/cm2 Soldadura Cada vez es mas grande el campo de aplicación de la soldadura como medio de unión. Su utilización ha permitido reducir notablemente el costo de la mano de obra, y también ha hecho posible obtener apreciable economía de material. Al proporcionar uniones sencillas, en las que resultan generalmente superfluos los hierros auxiliares. Clasificación de las uniones soldadas Las soldaduras pueden ser clasificadas según dos criterios , 1) Según la dirección del esfuerzo con respecto al sentido del cordón de soldadura, y 2) de acuerdo a la forma del cordón. 1) Según la dirección del esfuerzo con respecto al sentido del cordón de soldadura a) soldadura transversal o frontal b) Soldadura longitudinal c) Soldadura mixta d) soldadura oblicua Soldaduras en ángulo 2) de acuerdo a la forma del cordón. Soldaduras en ángulo, soldaduras a tope y en hendidura Soldaduras en ángulo a su vez se clasifican en : d) cordones planos e) cordones colmados o normales f) Cordones débiles o económicos Soldaduras a tope Se pueden ejecutar sin previa preparación de las piezas a unir solo cuando sus espesores sean inferiores a 5mm. Para espesores mayores deben ser achaflanados en forma de V o X Soldadura por hendidura Se deposita el cordón entre la cara elegida de una de las piezas a soldar y las paredes de un orificio practicado en la otra Determinación de la sección resistente de soldadura En las uniones a tope: los esfuerzos son de la misma naturaleza que los que se desarrollan en las secciones próximas, es decir que en la sección m-m de las costura estará solicitada a tracción , a flexión o al corte lo mismo que las piezas c1 y c2 Sección resistente en soldadura en ángulo Para las uniones en ángulo es mas complejo, pero se simplifica el problema tomando como sección resistente la del plano bisector, tomándose como valor útil de su ancho , la altura del triángulo inscripto en la sección de la costura (a). En cuanto a la otra dimensión de la sección transversal, la longitud, se establece que su valor es l= L – 2 . a l es la longitud de cálculo L longitud total del cordón Por tanto la sección resistente del cordón de soldadura es F= l . a Tensiones admisibles en los cordones de soldadura Uniones a tope Para esfuerzos de tracción ρadm = 0,75 σadm Para esfuerzos de compresión ρadm = 0,85 σadm Para esfuerzos de flexión ρadm = 0,80 σadm Para esfuerzos de corte ρadm = 0,65 σadm σadm fatiga por tracción admisible para el material de las piezas a soldar ρadm la correspondiente a los cordones La diferencia entre ambos valores tienen por objeto prever posibles defectos de ejecución, así como deficiencias o fisuras, en el arranque de las soldaduras.
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