pernos o tornillos

8/14/2019 Pernos o Tornillos

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Dispositivos mecnicos de conexin, que seinsertan a travs de agujeros pasantes enplacas o piezas a unir, se ajustan con tuercasy arandelas de apriete en su extremo

sobresaliente de rosca


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Normales Pesados

Semipesados

Segn suscaractersticas

mecnicas

Pernos A307

Pernos A325

Pernos A490


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Este mtodo se aplica con llaves corrientesde tuercas, en forma manual. Inicialmentese aprieta la tuerca hasta media vuelta mas

all del punto donde se desarrolla algo deresistencia. Esta es la condicin de aprieteajustado.

Longitud del vstago Apriete final

4 d4 d a 8 d8 d a 12 d

> 12 d

1/3 de vuelta1/2 de vuelta

2/3 a 3/4 de vueltaControl con llave

calibrada


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Este mtodo se realiza con llaves calibradasde torque o de impacto, operadasmecnicamente, que dejan de funcionarcuando la tuerca alcanza el apriete

deseado.


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El espesor de las planchas a conectar determina en cada caso lalongitud necesaria de los pernos. En cambio la longitud total de la roscay la longitud de apriete depende si la rosca se halla o no incluida en losplanos de corte.


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La resistencia a corte de pernos con la rosca incluida esaproximadamente 25% menos que la de pernos con rosca no incluida en elplano de corte.


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Forma de trabajo de lospernos

* Traccin axial

* Corte

Conexiones tipofriccin

Conexiones tipoaplastamiento

* Traccin y corte


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Se debe a que los pernos estn inicialmente a traccin a lo lago de suvstago por efecto del ajuste de las tuercas.

(A) = muestra de conexiones con pernostrabajando a traccin


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Coeficiente defriccin

Al aplicar fuerzas de traccin en los miembros,conectados por pernos, se transmiten las cargasnicamente por friccin entre las placas.


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Juntas rgidas, sin desplazamientos en las planchas

No existe aplastamiento en los pernos

Alta resistencia a la fatiga

Mnima probabilidad de falla por traccin en el rea neta de lasplanchas

Mayor seguridad a que no se aflojen las tuercas


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Ocurre cuando los pernos o remaches no transmiten una accin deapriete entre las planchas, o cuando la una fuerza externaaplicada supera la resistencia a friccin de la unin.

Conexiones por aplastamiento

Donde:

m = nmero de planos de corte

= Fuerzas de pre-tensin enlos (n) conectores de la junta


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El rea de aplastamiento y la tensin admisible de aplastamiento viene

dado por:


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Determine la longitud del perno A490 de 1 para que la rosca no esteincluida en el plano de corte. La arandela es de 3,5 mm de espesor.


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Pernos a traccin y cortes combinados


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ftu : Esfuerzo de agotamiento a traccin fvu : Esfuerzo de agotamientoa corte

Ftu : Esfuerzo Admisible a traccin Fvu : Esfuerzo Admisible acorte

A y B : Constantes empricas

ft y fv : Esfuerzos resultantes de la accin combinada


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Valores de c para diferentes conectoresmecnicos


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Distancias mximas y mnimas entre el espaciamiento entreconectores

GramilPasoDistancia al borde


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Resistencia en Conexiones

1.) Resistencia a Traccin

2.) Resistencia a Corte3.) Resistencia a Traccin y Corte Combinados

Resistencia a Traccin de los Conectores

ft= esfuerzo unitario a traccinT= fuerza a traccin

Ec. 1 ft= T Ft Ab= rea nominalAb n= nmero de conectores

Ft= esfuerzo admisible en traccin

Cabe destacar que cuando el conector es del tipo A307 el Ab sesustituye por Ar.


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Ab= rea Nominal del conector, corresponde al rea del cuerpo sinroscas de los pernos.

Ab=d2

AAr= rea Nominal en la parte del cuerpo roscado, se dice que es

aproximadamente del 75 al 80% la del Ab y se usa:

Ar=0,75 Ab Resistencia a Corte de los Conectores

P= fuerza axialn= nmero de conectores

Ec. 2 fv= P Fv Ab= rea nominal Ab # pl. corte Fv= esfuerzo admisible en corte

fv= esfuerzo unitario de corte

Pi C Ad i ibl d C t


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Piv= Carga Admisible en cada Conector

Piv= Ab . Fv Tabla (2.8)

= Nmero de Conectoresn P .

Piv # pl. corte

Resistencia a Traccin y Corte Combinados

Conexiones por Friccin

1. Se halla ft segn la Ec. 1

2. Se halla Tb (Fuerza Pretraccin) tabla (2.2)

3. Se busca Fv con la tabla (2,5) caso 24. Se calcula fv con la Ec. 25. Luego al tener Fv se compara con el fv calculado en la Ec. 2

se comparan y deben cumplir que: fv Fv


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Conexiones Tipo Aplastamiento


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Conexiones Tipo Aplastamiento

1. Se calcula fv de la Ec. 22. Se halla Ft Tabla 2.5 caso 1

3. Calcular ft segn Ec. 14. Comparar ft Fv

Resistencia por Aplastamiento de las Planchas

Tensin admisible de aplastamiento de las planchas

Fp= tensin admisible de aplastamiento

Fp= 1,35 Fy

Fy= tensin cedente de la plancha

rea de Aplastamiento

Ap= d t t= espesor de la plancha

d= dimetro nominal del perno

l


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Esfuerzo Unitario de Aplastamiento

fp= esfuerzo unitario

P= carga axial

Ap= sumatoria del rea de aplastamientofp= P . = P .

Ap dt n= nmero de conectoresd= dimetro nominal de la plancha

t= espesor de la plancha

Fp= tensin admisible de aplastamiento

Si el aplastamiento es simultaneo en varias planchas se debe sustituir t por t

Resistencia por Traccin en el rea Total del Miembro

ft= esfuerzo unitario del miembroft= P . Ft P= carga axial total de traccin

A A= rea total de la seccin transversal

Ft= esfuerzo admisible de traccin del miembro

Ft 0 6 F t si d t


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Ft= 0,6 Fy tensin cedente

Resistencia por Traccin del rea Neta del Miembro

En el rea Neta (An):

An 0,85 A

ft= esfuerzo unitario del miembroft= P . 0,6 Fy P= carga axial

An An= rea neta0,6Fy = Ft

ft= P . 0,5 Fu Ane= rea neta efectivaAne Fu= esfuerzo de agotamiento

Las Conexiones deben disearse:

3 ToneladasP 0,5 P admisible del miembro mas resistente

P actuante

Procedimiento de Diseo


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Procedimiento de Diseo

1. Determinar el tipo de las secciones a conectar y la calidad de acero.

2. Elegir los conectores y determinar sus caractersticas. Definir si la

conexin es por friccin o por aplastamiento. Es aconsejable que las uniones

por friccin sean las de los miembros principales, y por aplastamiento las de

los secundarios.

3. Los dimetros de los pernos estructurales se seleccionan preferiblemente

entre 5/8y 1. Determinar sus longitudes, en funcin de los espesores

de las planchas a conectar, y de la condicin de que la rosca se halle o no

incluida en los planos de corte.

4. Determinar la carga admisible por corte en cada conector, ya sea porfriccin o por aplastamiento.

5. Determinar la carga de aplastamiento en las planchas, para cada conector.

Si esta resulta crtica, aumente el espesor de las planchas.


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6. Calcular el nmero de conectores necesarios, con la menor de las cargas

obtenidas en 4) y 5).

7. Determinar el espaciamiento y ubicacin de los conectores, respetando las

distancias exigidas. En lo posible, elegir las separaciones mnimaspermitidas, para reducir el tamao de la conexin.

8. Determinar las dimensiones de las planchas de empalme o la longitud

necesaria de solape.

9. Calcular la carga admisible por corte del grupo de conectores.

10. Verificar la resistencia en los miembros. Calcular la carga admisible por

traccin en el rea neta.

Nota: si la resistencia en la seccin neta resulta crtica se debe tomar en

cuenta lo siguiente:

Aumentar el espesor o ancho de los miembros Variar la distribucin de los conectores Disminuir el # de conectores aumentando su dimetro Disminuir el nmero de filas, aumentando el de hileras


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