ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZOESCUELA DE ING. MECANICAESTRUCTURAS METALICASNombre: Juan HernndezCdigo: 6323Tema: Conexiones Empernadas y SoldadasCONEXIONES EMPERNADASTipos de Pernos en CorteEl esfuerzo se transmite mediante el contacto directo de las piezas conectadas y el perno.Se define los Planos de Cizalla segn el nmero de secciones de traspaso de cargas, as se tendrn conexiones de cizalla simple (1plano de traspaso de carga) y uniones de cizalla mltiple.Pernos de Deslizamiento Crtico o tipo friccinEl esfuerzo se transmite mediante el roce entre las partes conectada. Para incrementar el roce se pretensa el perno logrndose as un incremento de la presin de contacto y por lo tanto del esfuerzo de roce.

En la siguiente tabla se puede observar la resistencia nominal de los diferentes tipos de pernos que podemos encontrar.

En la siguiente tabla se puede apreciar segn el conector el factor de resistencia y su resistencia nominal.

Resistencia de Pernos en Corte:

N_: Tipo de aplastamiento, hilo incluido en el plano de cizalla.X: Tipo de aplastamiento, hilo excluido del plano de cizalla.SC: Tipo de deslizamiento critico (friccin)STD: Agujero de tamao estndarNLS: Agujero de ovalado corto o largo en la direccin normal de la fuerza.Para lo cual tenemos la siguiente tabla.

Mtodos de Anlisis de Conexiones sometidas a corte excntricoLa norma AISC no especifica un mtodo para calcular las resistencias de conexiones sometidas a esfuerzos excntricos.Mtodo ClsicoEl mtodo clsico se basa en las siguientes hiptesis simplificatorias:a) El mtodo de conexin (perfiles, gussets, etc) con infinitamente rgidos.b) Los pernos son perfectamente elsticos.

Mtodo de Excentricidad reducidaAnlogo al mtodo clsico pero se reduce la excentricidad de clculo en funcin de la geometra de la conexin.

Mtodo de la resistencia ltimaEst basado en la evidencia experimental, considera la progresiva redistribucin de esfuerzos entre los pernos al aumentar la intensidad de la carga.Este mtodo es menos conservador que el mtodo clsico, y es utilizado para generar las tablas de diseo de conexiones apernadas excntricas que aparecen en el manual AISC y en el manual ICHA.

Estados LmitesSe enumeran a continuacin los estados lmite o modos de falla que controlan el diseo resistente a conexiones apernadas:Falla por corte en el plano La resistencia depende directamente del nmero de pernos del n de planos de cizalla, del material del perno y su seccin transversal.Falla por traccin en el PernoLa resistencia depende directamente del nmero de pernos del n de planos de cizalla del material del perno y su seccin transversal.Falla por aplastamiento del material ConectadoLa resistencia depende directamente del material conectado del dimetro del perno y del tamao y forma de agujero. La falla se presenta como una deformacin excesiva del agujero.Falla por deslizamiento CrticoPropia de conexiones tipo friccin. La resistencia depende bsicamente de la presin de contacto entre las piezas y de la rugosidad de las caras en contacto. La falla se presenta como un deslizamiento relativo entre las partes conectadas.

Falla por bloque CortanteEsta falla se manifiesta como el desgarramiento de una porcin del elemento conectado, para evaluar la resistencia se asume alternativamente que los planos de falla se verifican tensiones de rotura y de fluencia en traccin y corte y viceversa.La resistencia depende del material conectado y del patrn geomtrico de los planos de falla.Falla por rotura en el rea efectiva neta Efectiva Corresponde a una rotura de la seccin en traccin. La tensin de rotura se alcanza debido a la disminucin de la seccin transversal por los agujeros y por la concentracin de esfuerzos asociados a la geometra de conexin es decir a la trayectoria de la transmisin de los elementos concentrados.

CONEXIONES SOLDADASLa soldadura se define como un proceso en el cual se realiza la unin de partes metlicas mediante calentamiento, para alcanzar un estado plstico con o sin el aporte de un material adicional de refuerzo.

Tambin se conoce por soldadura al metal fundido que une dos piezas de metal, de la misma manera que realiza la operacin de derretir una aleacin para unir dos metales, pero diferente de cuando se sueldan dos piezas de metal para que se unan entre si formando una unin soldada.

Ventajas El empleo de conexiones soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un ahorro de material (hasta de un 15%). La soldadura permite grandes ahorros en el peso del acero utilizado. Zona de aplicacin mucho mayor en conexiones. Las estructuras soldadas son estructuras ms rgidas debido a una unin directa. Permite una real continuidad en las estructuras. Proceso de unin silencioso. Permite una buena creacin de perfiles metlicos utilizados en ingeniera. La soldadura requiere menos trabajo y por lo tanto menos personal que la colocacin de remaches o tornillos (un soldador puede reemplazar una cuadrilla de remachadores). La soldadura permite una gran variedad de conexiones, cosa que no se puede con remaches o tornillos. Las conexiones soldadas son ms rgidas que las dems, lo cual permite una verdadera continuidad en la transmisin de elementos mecnicos entre miembros. Debido a la mayor resistencia del metal de aportacin las conexiones soldadas permiten una gran resistencia a la fatiga. Las estructuras soldadas pueden repararse muy fcilmente a diferencia del resto. Las conexiones soldadas han permitido la construccin de estructuras soldadas y "limpias". Las conexiones soldadas permiten ajustes de proyecto ms fcilmente que en otro tipo de conexiones. El trabajo de soldadura es silencioso comparado con el remachado. Hay un ahorro considerable en el clculo, detallado y montaje de las estructuras.

Desventajas Las conexiones rgidas pueden no ser ptimas en el diseo. La revisin de las conexiones soldadas no es muy sencillo con respecto al resto. La creencia de la baja resistencia a la fatiga en conexiones soldadas (no se permite an en algunos puentes ferroviarios USA).

Tipos de ConexionesSegn forma en que se conectan los elementosConexiones Apernadas: Proceso en el que se unen partes metlicas mediante un proceso mecnico en estado natural (sin calentamiento del perfil, ni de la conexin), permitiendo que las partes se unan sin alterar cada parte.

Conexiones Soldadas: Proceso en el que se unen partes metlicas mediante el calentamiento de sus superficies a un estado plstico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adicin de otro metal fundido.

Conexiones Mixtas: Es la combinacin en indistinta proporcin, de los procesos de unin metlica (puestas en un mismo proceso).

Segn esfuerzos que la conexin deba transmitirConexiones Rgidas: Se le denomina a aquellas conexiones que cuentan con una resistencia completa a momento, es decir, la rotacin se encuentra totalmente restringida.

Conexiones Simples: Se le denomina a aquellas conexiones que no oponen ninguna resistencia a la rotacin, por lo que no transmiten momento.Conexiones Semi Rgidas: Se le denomina a aquellas conexiones cuyas caractersticas rotacionales caen en algn punto intermedio entre los dos tipos mencionados anteriormente

Resistencia de Diseo de Soldadura

Referencias Bibliogrficas.-Norma AISC Conexiones, Alejandro Verdugo, Universidad de Chile.