DISTRIBUCIÓN DE LOS BULONES EN LA UNIÓN

Presentación del tema: "DISTRIBUCIÓN DE LOS BULONES EN LA UNIÓN"— Transcripción de la presentación:

1 DISTRIBUCIÓN DE LOS BULONES EN LA UNIÓN
En función de las posible fallas ocurrentes en las cercanías del agujero derivadas del aplastamiento de las chapas: Se fijan distancias mínimas entre centros de agujeros en la dirección de la fuerza En dirección normal las distancias se fijan teniendo presente lla posibilidad de ajuste y el dañado durante el punzonado o taladrado s : distancia más corta entre centro de agujeros normales u holgados p : paso: distancia entre agujeros en la dirección de la fuerza g: gramil: distancia entre agujeros en la dirección normal a la fuerza db: es la mínima distancia entre centro de un agujero y el borde de chapa

2 DISTRIBUCIÓN DE LOS BULONES EN LA UNIÓN
A-) SEPARACIÓN MÍNIMA ENTRE CENTROS DE AGUJEROS Y DISTANCIAS AL BORDE Separación mínima entre centro de agujeros normales u holgados smin = 3d d: diámetro Separación mínima entre centro de circunferencia extremas adyacentes en agujeros ovalados: smin = 3d d: diámetro Separación mínima a bordes: para agujeros normales: a bordes cortados mecánicamente: db min= 1,75 d ó tabla J.3-4 a bordes laminados o cortados a soplete: db min= 1, 5 d para d ≤ 30mm ó tabla J.3-4 db min= 1, 25 d para d > 30mm ó tabla J.3-4 para agujeros holgados u ovalados con eje mayor perpendicular a borde: Los anteriores valores se incrementan en C2 dada por tabla J.3-8

3 DISTRIBUCIÓN DE LOS BULONES EN LA UNIÓN
A-) SEPARACIÓN MÍNIMA ENTRE CENTROS DE AGUJEROS Y DISTANCIAS AL BORDE

4 DISTRIBUCIÓN DE LOS BULONES EN LA UNIÓN
DISTANCIA MAXIMA A BORDE Y SEPARACIÓN MAXIMA ENTRE CENTROS DE AGUJEROS Son limitaciones que tienen por fin evitar el ingreso de humedad en la unión en el caso de una falla en la pintura o separación de las partes por: Efecto de fuerzas actuantes Pandeo de las chapas entre nudos en juntas a compresión  Entre centro de agujeros y borde más cercano de las chapas en contacto db ≤ 12 t ó 150mm t: espesor de la chapa  Separación longitudinal entre centros de bulones que unen elementos en contacto continuo • Barras pintadas o no pintadas sin peligro de corrosión. • Barras no pintadas de acero resistente a la corrosión sometidas a corrosión atmosférica s ≤ 14 tmin ó 180 mm s ≤ 24 tmin ó 300 mm tmin: espesor de la chapa más delgada

5 REPARTICIÓN DE LAS FUERZAS ENTRE BULONES
Se supone en general que el esfuerzo se reparte por igual entre todos los bulones Esta hipótesis se cumple apoyada por la plasticidad del material que permite la redistribución del esfuerzo en los bulones Esta distribución no se cumple totalmente si la junta es muy larga • Cuando la junta supera los 1300mm el 301-EL contempla la reducción de 20% en las tensiones de corte τn y τ’n • La práctica recomienda no superar las 6 filas de bulones en una unión

6 LARGO DEL BULÓN EN UNA JUNTA
La longitud del bulón debe elegirse en función del paquete de elementos a unir En bulones A325 y A490 (y los tipos ISO ) la resistencia disminuye cuando la rosca esta incluida en la junta Es conveniente elegir una longitud que la rosca no penetre la unión Si penetra esta no debe superar los 2mm o el 30% del espesor de la chapa El espesor de la arandela asegura que la tuerca ajuste correctamente En bulones A307 se presenta el problema de la flexión del bulón Cuando el paquete supera los 5 diam. Se disminuye 1% la resistencia por cada 2mm que supere los 5 diam. (301-EL) Es conveniente colocar un mínimo de 2 bulones por unión (un eventual defecto de un único bulón pone en colapso la unión)

7 UNIÓN DE DESLIZAMIENTO CRÍTICO
La fuerza en la unión se transmite por fricción entre los elementos a unir ▪ A efecto de asegurar la fricción el bulón ( de alta resistencia ) se tracciona con la fuerza dada por la J.3-1 • En este tipo de unión hay una menor concentración de tensión en la sección del agujero (por ella pasa alrededor del 50% de la fuerza) • Esta unión impide el deslizamiento (condición de servicio) Para satisfacerla deberá diseñarse la unión con cargas de servicio • En algunos caso se debe impedir el deslizamiento hasta la falla: Se proyecta el deslizamiento crítico para estado último  con cargas mayoradas

8 UNIÓN DE DESLIZAMIENTO CRÍTICO
A efectos de materializar la unión, el o los bulones deben estar totalmente traccionado Las superficies en contacto incluidas las adyacentes a las arandelas deben estar libre de grasa, polvo, oxido. FACTOR DE FRICCIÓN Se consideran básicamente los siguientes coeficientes de rozamiento μ=0,33 : condición de superficies limpiadas en taller por cepillado y sin recubrimiento Entre μ=0,33 y μ=0,50 : se permite llegar a estos valores con superficies limpiadas con chorro de arena sin revestimiento o posteriormente revestidas con capas especiales Para superficies galvanizadas sin tratamiento se puede considerar μ=0,19

9 UNIÓN DE DESLIZAMIENTO CRÍTICO
DISEÑO PARA CARGAS DE SERVICIO (deben verificar a corte y aplastamiento para cargas mayoradas) ▪ Unión sometida a fuerzas de corte (301-EL Sc: A-J.3.9.(b) Se dimensiona en base a una llamada resistencia de diseño al corte Esto es en realidad la fuerza que puede transmitir por fricción (no hay corte en el bulón) La resistencia de diseño es: Rd = ø . Fv . Ab ø : factor de reducción 1 para agujeros normales, holgados, ovalados cortos y largos en dirección normal a la fuerza 0,85 para agujeros ovalados largos con eje mayor paralelo a la fuerza Ab : Área bruta del vástago del bulón Fv: Resistencia al deslizamiento crítico para cargas de servicio tabla 301-EL A-J.3-2 La tabla considera μ=0,33 para rozamientos diferentes se tomarán valores proporcionales

10 UNIÓN DE DESLIZAMIENTO CRÍTICO
DISEÑO PARA CARGAS DE SERVICIO (deben verificar a corte y aplastamiento para cargas mayoradas) ▪ Unión sometida a fuerzas de corte y tracción combinadas (301-EL Sc: A-J.3.9.(b) Si además de corte la unión esta sometida a tracción el efecto de fricción disminuye por efecto del menor pretensado del bulón Siendo T: esfuerzo de tracción aplicado en la unión: para un bulón  Rd1 = Rd (1-T/ 0,8.Tb. Nb) T : Fuerza actuante en la unión debida a cargas de servicio Tb : Fuerza de pretensado mínima del bulón obtenida de tabla J.3-1 Nb: Numero de bulones cargados con la tracción T

11 UNIÓN DE DESLIZAMIENTO CRÍTICO
DISEÑO PARA CARGAS MAYORADAS (Estado último) ▪ Unión sometida a fuerzas de corte (301-EL Sc: A-J.3.8.(a) La resistencia de diseño al deslizamiento deberá ser mayor o igual a la requerida obtenida con cargas mayoradas La resistencia de diseño es: Rd = ø . Rstr = 1,13 . Ø . μ . Tb . Ns . Nb Tb : Fuerza de pretensado mínima del bulón obtenida de tabla J.3-1 Ns : Número de planos de fricción Nb: Numero de bulones en la unión FACTORES DE RESISTENCIA ø=1 Para agujeros normales ø=0,85 Para agujeros holgados y ovalados cortos ø=0,70 Para ovalados largos lado mayor dirección normal a la fuerza ø=0,60 Para ovalados largos lado mayor dirección paralela a la fuerza

12 UNIÓN DE DESLIZAMIENTO CRÍTICO
DISEÑO PARA CARGAS MAYORADAS (Estado último) ▪ Unión sometida a fuerzas de corte y tracción combinadas (301-EL Sc: A-J.3.9.(a) Si además de corte la unión esta sometida a tracción el efecto de fricción disminuye por efecto del menor pretensado del bulón Siendo T: esfuerzo de tracción aplicado en la unión: para un bulón  Rd1 = Rd (1-Tu / (1,13 .Tb. Nb)) Rd1 : Resistencia de diseño a solicitación de corte y tracción Rd : Resistencia cuando solo hay corte Nb : Numero de bulones cargados con la tracción Tu

13 UNIONES ABULONADAS CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO
Para el caso (a y b) Uniones traslapadas Presenta una excentricidad que flexiona la junta y se usa en uniones menores Para disminuir el efecto se coloca al menos dos filas de bulones Para el caso (c) Uniones a tope Permite una simetría en la transferencia de cargas Existe mas de un plano de corte en el bulón

14 ▪ Verificación de las barras traccionadas en sus estados limites
UNIONES ABULONADAS CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO En general las dimensiones (ancho y espesor) de lo elementos a unir están determinadas por el proyecto de las mismas ▪ Definición del tipo de unión (aplastamiento o desl. crítico ) y de la clase de dimensionado  en estado último ó en servicio ▪ Seleccionar el diámetro y longitud del bulón en función de los espesores a unir y de la disponibilidad de espacio ▪ Determinación de la resistencia de diseño del bulón según el tipo y número de secciones al corte o fricción ▪ Determinación del número de bulones necesarios: Se divide la fuerza requerida (última o de servicio según el caso) por la resistencia del bulón ▪ Distribución de los bulones en la junta alineando los baricentros de esfuerzo y de la junta. Satisfaciendo las distancias especificadas. No superar las 6 filas ▪ Verificación de las barras traccionadas en sus estados limites

15 UNIONES ABULONADAS SOMETIDAS A ESFUERZOS COMPUESTOS
SOLICITACIÓN DE CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO Método elástico lineal Permitido por 301-EL Hipótesis: Chapas rígidas La fuerza cortante trasladada al baricentro: La fuerza debida al momento: La fuerza TOTAL sobre cada bulón

16 UNIONES ABULONADAS SOMETIDAS A ESFUERZOS COMPUESTOS
SOLICITACIÓN DE CORTE Y MOMENTO EN EL PLANO Los bulones externos son los más solicitados: Se dimensionarán estos y se adopta el mismo para los demás por simplicidad En este caso la resolución es un poco más compleja: Si las fuerzas resultan muy grandes se debe modificar: La incidencia de la fuerza puede disminuirse modificando la cantidad de bulones La incidencia del momento puede disminuirse modificando la distribución

17 UNIONES ABULONADAS SOMETIDAS A ESFUERZOS COMPUESTOS
SOLICITACIÓN DE CORTE Y TRACCIÓN Para el caso (a) Cada bulón esta sometido a la tracción Ph y al corte por Pv Estas fuerzas se obtienen dividiendo las componentes de P por el número de bulones Para el caso (b) La fuerza P se traslada al plano de la unión El esfuerzo de corte se obtiene dividiendo la componente vertical por el número de bulones La fuerza normal se obtiene con la consideración de placa rigida y da proporcional a la distancia