Estructuras Metalicas Clase Nª4

7/25/2019 Estructuras Metalicas Clase N4

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Ing. Efran Cota Chura

Estructuras Metlicas

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Universidad Alas PeruanasFacultad de Ingeniera y Arquitectura

C. A. P. de Ingeniera Civil

Asignatura de Costos y Presupuestos


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CAPITULO IV

CONECTORES

ESTRUCTURALES

PERNOS.

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4.1- Tipos De Conectores.

En este Captulo se describiran en detalle los pernos, en especial para definir suresistencia y comportamiento dentro de las conexiones; tambin su instalacin en elensamblaje de los miembros para formar conjuntos estructurales. No se debe olvidar queuna estructura de acero son miembros que se unen para formar un todo capaz de resistirlas cargas aplicadas, lo que indica la importancia de los conectores y las uniones. En elsiguiente.

En este Captulo se plantearn, a manera de ejemplos, slo conexiones elementales,dejando las Conexiones Viga a Columna, Planchas de Apoyo y las Conexiones en

Armaduras

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4.2- Pernos.Los ms usados son: los pernos comunes, cuya designacin es ASTM A307, y

los pernos de Alta Resistencia ASTM A325 y ASTM A490. Los primeros sonfabricados de acero al carbono, en cambio los de Alta Resistencia, son de aceros tratados.

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4.2.1 - Descripcin de las conexionescon Pernos de Alta Resistencia.

En 1947 se form en USA el "Consejo de Investigacin de Juntas Empernadas y

Remachadas" que organiz un programa de estudios de pernos cuyo principal objetivo eraconocer el comportamiento de dos tipos de uniones: Las "Juntas Contacto" y las"Juntas Friccin",que se distinguen entre ellas porque en las primeras, se ajustan lospernos ligeramente, sin preocuparse de los deslizamientos entre las piezas en lasconexiones (los pernos entran en contacto con los huecos); en cambio, en las segundas,se ajustan los pernos fuertemente, lo que une las piezas de tal forma que se puede decir

que no hay deslizamiento en la junta y es por ello que, en la actualidad, se prefieredenominarlas "Juntas sin Deslizamiento".

Ciertamente que la trasmisin de fuerzas entre las piezas unidas, difiere de lasJuntas Contacto.

Para el caso de las Juntas sin Deslizamiento, el ajuste de los pernos debe ser tal quese llegue a desarrollar dentro de los mismos una fuerza de engrape que se denominaTraccin Mnima de Perno que se indica en la Tabla

siguiente. 5





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Procedimiento de instalacin: Para las Juntas Contacto en las que no sepretende tener un ajuste ms all de lo que se consigue con una Llave de boca, elprocedimiento de instalacin es el convencional. Pero para pernos que van a formar unaJunta sin Deslizamiento se requiere un equipo y procedimientos especiales para suinstalacin.

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4.2.2 Mtodos de Instalacin.b)- Mtodo de la Vuelta de Tuerca:Es el ms simple. Consiste en dar una

rotacin adicional (ver Tabla 4.4) a la tuerca desde la posicin lograda con la Llave deboca, del tal modo que, por alargamiento del perno, se consigue el ajuste y la fuerza

mnima de engrape dentro del mismo. Se requieren llaves de gran brazo de palanca.

a)-Mtodo de las Llaves Calibradas: Son llaves de accionamiento manual omecnico que son calibradas para conseguir el torque que se requiere para ajustar lospernos. Estas deben ser calibradas diariamente. Son ahora muy precisas, lo queadolecan antes.

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4.2.2 Trasmisin de Esfuerzos enUniones empernadas tpicas.

En las Figuras de la siguiente pgina se presentan algunas de las conexiones ms

frecuentes en que se emplean pernos. Estas conexiones se pueden realizar con JuntasContacto o con Juntas sin Deslizamiento. Se observaque los pernos pueden estarsometidos a corte simple o doble (cuando son dos los planos de corte). Tambin, lospernos pueden tener esfuerzos de traccin o esfuerzos combinados de corte y traccin.

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En las Figuras que siguen se muestra cmo se trasmiten las fuerzas entre loselementos de las conexiones cuando se trata de Juntas Contacto o Juntas sinDeslizamiento. Una Junta Contacto con pin es el mejor ejemplo para mostrar cmo setransmiten los esfuerzos.

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a)- posibles modos de falla de las uniones empernadas:Es el ms simple.Consiste en dar una rotacin adicional (ver Tabla 4.4) a la tuerca desde la posicin logradacon la Llave de boca, del tal modo que, por alargamiento del perno, se consigue el ajustey la fuerza mnima de engrape dentro del mismo. Se requieren llaves de gran brazo de

palanca.

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4.2.3 Estados Lmite en una UninEmpernada.

4.2.3.1 Juntas Contacto:

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4.2.3.2 Juntas sin deslizamiento:

A veces es necesario conseguir una Junta sin deslizamiento entre sus partescuando se aplican las Cargas de Servicio. En realidad estas juntas resisten lasfuerzas aplicadas por friccin que se originan por la fuerza de engrape. As, si la fuerza deajuste es T como se ve en la Figura 4.8, la fuerza de friccin ser: T, donde es el

coeficiente de friccin entre piezas de acero y que vara entre 0.2 y 0.6, aceptndosecomnmente = 0.33 para superficies en contacto limpias.

Para usar los mismos mtodos que se conocen ya para las Juntas Contacto, se haideado, para efectuar el diseo, (obtener el nmero de conectores) el llamado "seudo-esfuerzo de corte", que se supone existe en el perno y que es f v = T/A b. As, apesar que en estas juntas no hay corte en los pernos cuando no se ha sobrepasado la

resistencia a la friccin, esta suposicin ayuda a encontrar el nmero de pernos.

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