Juntas Empernadas

8/18/2019 Juntas Empernadas

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Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

Facultad de Ingeniería Civil Resistencia deMateriales I 1


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!IC"#$RI"

" ios%

Le dedicamos primeramente nuestro

trabajo a Dios que fue el creador de todas

las cosas, el que nos ha dado fortaleza

para continuar cuando a punto de caer

hemos estado; por ello, con toda la

humildad que de nuestro corazón puede

emanar.

" nuestros &adres%

Que nos vieron nacer y que su

enseñanza y sus buenas costumbres

han creado en nosotros sabidura,

haciendo que hoy ten!amos elconocimiento de lo que somos.

" nuestro docente%

"or su tiempo, por su apoyo as como

por la sabidura que nos transmite en eldesarrollo de nuestra formación

profesional, por haber !uiado el

desarrollo del presente trabajo y lle!ar

a la culminación del mismo.


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'UN#"S !S#RUC#UR"L!S!M(!RN""S

Facultad de Ingeniería Civil Resistencia deMateriales I )


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QUISPE PISCONTE, MILAGROS

*R!+! R!S!," -IS#.RIC"La industria de la construcción con periles e!pernados, tiene sus inicios dentro de la era!oderna en la d"cada de los cincuentasalrededor del !undo, teniendo #o$ en d%aediicaciones reerenciales tales co!o& el centro!undial del co!ercio en Ne' (or), la cu*iertaconstruida para las oli!piadas de Munic# $ elcoliseo de ópera de S$dne$, o*ras +ue cautianal espectador, ade!-s de considerarse de alto.rado en in.enier%a/

Las estructuras !et-licas constitu$en unsiste!a constructio !u$ diundido en arios pa%ses, cu$o e!pleo suele crecer enunción de la industriali0ación alcan0ada en la re.ión o pa%s donde se utili0a/

Las aplicaciones iniciales de las estructuras de acero, se ieron restrin.idas por laa*undancia de !adera $ por la relatia acilidad de i!portar pie0as a*ricadas en ele1tran2ero lo cual per!it%a la solución eica0 de los pro*le!as de la "poca/

El uso de periles estructurales es dierso, co!o por e2e!plo en postes de lu0 $ puentespeatonales, el tie!po +ue e!plea en ar!as las 2untas e!pernadas de estasconstrucciones es un te!a +ue se de*e to!ar en cuenta para dise3ar $ construir nueas!-+uinas +ue siran para !ontar $ des!ontar dic#as 2untas con rapide0/

4ERRERA MESIAS, ESTRELLA

Facultad de Ingeniería Civil Resistencia deMateriales I /


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M"RC$ #!.RIC$0C$NC!(#$S

Una estructura puede deinirse co!o un siste!a de !ie!*ros $ cone1iones indiiduales,dispuestas para +ue todo el con2unto per!ane0ca esta*le $ sin ca!*ios aprecia*les enor!a, !ientras se lo.ran los criterios de dese!pe3o prescritos/ Las estructuras en.eneral $ las de acero en particular tienen una unción i!portante en nuestra ida diaria/5ii!os en ediicaciones, tra*a2a!os en torres de oicinas $ ediicios industriales, nosdistrae!os en ca!pos $ estadios deportios, ad!ira!os !useos $ esta!os rodeados deestos, estudia!os en *i*liotecas $ #ace!os co!prar en tiendas $ centros co!erciales,de los cuales una *uena proporción est-n construidos con acero/

Cuando se ia2a en auto so*re puentes por enci!a de r%os $ alles, o lo #ace en aióndesde aeropuertos concurridos, se puede o*serar una ariedad de estructurasconstruidas con acero estructural/

Las uniones e!pernadas son en .eneral las !-s econó!icas, particular!enteco!paradas con las uniones soldadas en ca!po/

6e acuerdo con ASTM, los pernos usados en 2untas estructurales est-n inclu%dos en unasde las si.uientes 7 calidades& A789, A7:; $ A


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JUNTAS EMPERNADAS

Tipos de Pernos

Todos los pernos de*er-n ser Pernos de Alta Resistencia Pretensados>co!pleta!ente tensados? $ de*er-n cu!plir los re+ueri!ientos/

Tipos de agujeros

6e*en usarse a.u2eros est-ndar o a.u2eros de ranura corta perpendiculares a lacar.a aplicada/ Para arriostra!ientos dia.onales, a.u2eros #ol.ados puedenusarse cuando la cone1ión es dise3ada co!o una 2unta de desli0a!iento cr%tico $el a.u2ero #ol.ado est- sola!ente en una capa/

Resistencia Disponible al Cortante

La Resistencia disponi*le al cortante de 2untas e!pernadas con a.u2eros est-ndar de*er- calcularse co!o si la 2unta uera de contacto de acuerdo a la Sección @7/$ @7/B8 de la Especiicación, e1cepto +ue la resistencia no!inal al aplasta!ientoen los a.u2eros de los pernos no de*e to!arse !a$or +ue :/


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Para preenir +ue uno o !-s de los !odos posi*les de alla se #a.an presente, se de*eproeer un nF!ero adecuado de pernos, con las separaciones entre conectores,distancias a los *ordes, lon.itudes de pernos $ de!-s e1i.encias .eo!"tricas

reco!endadas por las Especiicaciones todo ello presuponiendo +ue tanto el proceso dea*ricación co!o el de !onta2e satisacen lo re+ueri!ientos de calidad/

La nor!a AISC reconoce dos cate.or%as .enerales de re+ueri!ientos de co!porta!ientopara cone1iones con pernos de alta resistencia& conexiones críticas al deslizamiento y conexiones tipo aplastamiento/ La dierencia *-sica entre los dos tipos es la #ipótesisde desli0a!iento +ue ocurre *a2o car.as de sericio, lo +ue resulta en el uso de aloresde resistencia no!inal dierentes/

• El tipo de conexin cr!tica al desli"a#iento asu!e +ue no de*e e1istir desli0a!iento *a2o condiciones de car.as de sericio $ +ue la transerencia de la

car.a a tra"s de la cone1ión se reali0a !ediante las uer0as de a.arre .eneradasentre las placas +ue se conectan/ Este tipo de cone1ión es principal!ente usada enestructuras +ue tienen casos con car.as altas de i!pacto o cuando no se deseadesli0a!iento en la 2unta/

• $as conexiones tipo aplasta#iento asu!en desli0a!iento sola!ente *a2o car.as!u$ altas/ Si este desli0a!iento ocurre la 2unta transerir- las car.as a tra"s decorte en los pernos $ aplasta!iento de las placas/ Este tipo de cone1ión es usadapara estructuras !enos suscepti*les a i!pacto, reersiones de car.a o i*raciones/

5I5AS 5ILLANUE5A, MIRHO

PR%CED&M&ENT% DE D&SE'% DE C%NE(&%NES EMPERNADAS

)* Deter#inar el n+#ero de pernos y,o -eri.icar su capacidad resistente

La capacidad de los pernos, se.Fn el caso, ser- el alor !enor +ue se o*ten.a por&

Tracción/

Corte/

Corte $ Tracción si!ult-neas/

Car.as aplicadas e1c"ntrica!ente/

/* 6isposición de los pernos en la cone1ión

El detallado de la cone1ión puede !odiicar su capacidad resistente, en

consecuencia se de*e prestar atención a los si.uientes aspectos&



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CRISKSTOMO RAMOS, @UAN

7/ Aplasta!iento

To!ando en consideración la deor!ación del a.u2ero, $ para a.u2eros nor!ales oest-ndar&



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1*/* Conexiones por desli"a#iento cr!tico

1*/*)* Cargas en el estado l!#ite de ser-icio

1*/*/* Cargas en el estado l!#ite de ser-icio

Capacidad Resistente de Ele#entos Conectados2 tanto en Conexiones E#pernadas

co#o Soldadas



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LKPE CAR4UAPUMA, ERICHS

Distancias M!ni#as al 3orde2 do2 y Separacin M!ni#a2 s2 entre los Centros deAgujeros Est4ndar



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Capacidad Resistente a Traccin

Rnt 5t.6

Pernos sujetos a Corte y Traccin

Las i.uras presentan los casos de cone1iones so!etidas a una co!*inación de corte $tracción/

Facultad de Ingeniería Civil Resistencia deMateriales I 1)


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E1peri!ental!ente se #a esta*lecido +ue la elipse de interacción representada en lai.ura descri*e adecuada!ente el co!porta!iento a car.a Flti!a de pernos solicitadossi!ult-nea!ente por tracción $ uer0a cortante/ Las ecuaciones de estas curas sepresentan en la ta*la ane1a >Ta*la @7/7 de las especiicaciones AISCLR6?/

$!#ites para los es.uer"os de traccin 57T6 para pernosen conexiones tipo aplasta#iento

Facultad de Ingeniería Civil Resistencia deMateriales I 1/


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!'!RCICI$S ! "(LIC"CI.NB/ Para una i.a B 1


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:/ 5eriicar la cone1ión !ostrada suponiendo +ue ni el ala de la colu!na ni el perilde cone1ión controla la respuesta/

SOLUCIKN



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)6 CAR8AS DE A8%TAM&ENT%9

NU =1.2 (0.1 x 34 )+1.6(0.9 x 34)

NU =53.0 tf

co!ponente de tracción& N UX =0.8 x53=42.4 tf

co!ponente de corte& N UY =0.6 x53=31.8 tf

Car.a por perno& N U =42.46

=7.10 tf

V U =31.8

6=5.30 tf

/6 CAR8AS DE SER:&C&%9

N U =0.8 x ( 346 )=4.53 tf

V U =0.6 x (34

6

)=3.40 tf



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06 :ER&7&CAC&;N DE $AS C%ND&C&%NES DE SER:&C&%9

∅ Rn=∅ Rnv(1− N U

T b)

∅ R n=4.66 (1−4.53

17.7)

∅ Rn=3.46 tf >3.40 tf →VERIFICA

16 :ER&7&CAC&;N DE$ ESTAD% $5.30tf →NOVERIFICA

7/ 6eter!inar el nF!ero de tornillos necesarios > ∅16,clase8.8 ? para reali0ar la

unión planteada en la i.ura/ La uer0a ale


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SOLUCIKN



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B/B? Cedencia por tracción en la sección total >planc#a de =!!?

∅ N n=∅ F y A=0.9 x 4.570 x (0.9 x15.2 )

∴∅ N n=56.3 tf

B/:? Rotura por tracción en la sección neta eectia >planc#a de =!!?

A n=[ A− N b(db+ 18 )]t p

A n=[15.2−2(

3

4 +

1

8

) x 2.54

] x0.9

∴ An=9.68 cm2

!-1i!o alor de A n=0.85 A=0.85 (0.90 x15.2 )

A n=11.6 cm2

entonces& ∅ N n=∅ F U A n=0.75 x5.62 x 9.68

∴∅ N n=40.8 tf →Capacdad de las planc!as

/6 CAR8AS DE SER:&C&%9

NU =1.2C"+1.6CV

Co!o C5


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NU =40.8 tf

Con lo cual& N =C"+CV =5.37+4 (5.37)

∴ N =26.85 tf → ca#$ade se#vc%

a2o car.as de sericio la capacidad de un perno A7:; en corte do*le, parasupericie clase , es entonces i.ual a&

R= F v m Ab=1.97 x2 x2.85

R=11.2 tf / pe#n%

n= N

R =

26.85

11.2=2.4 pe#n%s

n=3 pe#n%s

06 PERN%S EN E$ ESTAD% $


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n= N U

RSTR=

40.8

14.4=2.83 pe#n%s

n=3 pe#n%s

Controla la condición de a.ota!iento resistente so*re la de sericio/ Se usar-n < pernospor ra0ones de si!etr%a/

;/ 6eter!inar la !-1i!a tensión +ue puede aplicarse a un perno de 9J A7:; +ueade!-s de la tensión est- solicitado por una uer0a cortante de 98)N/

SOLUCIKN

Facultad de Ingeniería Civil Resistencia deMateriales I 2/


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!'!RCICI$S (R$(U!S#$S

B/

:/



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7/ Para la cone1ión !ostrada calcular la car.a !-1i!a de sericio por aplasta!iento/

#.

$.



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QUISPE PISCONTE, MILAGROS

C$NCLUSI$N!S El uso de cone1iones precaliicadas por el AISC .aranti0a un co!porta!iento

apropiado del siste!a estructural $ propone el estudio de deter!inados estadosl%!ite a to!ar en cuenta dentro del dise3o/

El punto de plastiicación en las i.as del siste!a estructural es alcan0ado

Fnica!ente al so*recar.ar la estructura o en eentos s%s!icos de alto i!pacto,sin +ue la estructura colapse, por lo +ue una e0 ocurrido el suceso es necesarioderrocar el ediicio $ construir uno nueo/

La deiciencia en inraestructura, !ano de o*ra caliicada $ !aterias pri!as,

diiculta la ela*oración de una cone1ión e!pernada +ue cu!pla las condicionesde dise3o/

Acorde a los costos actuales de !ano de o*ra, e+uipos, !a+uinarias,

#erra!ientas $ !aterias pri!as, es !-s coneniente la ela*oración decone1iones soldadas +ue e!pernadas/

Para deter!inar la capacidad de resistencia de una cone1ión e!pernada

prototipo, se re+uiere cu!plir con e1actitud $ precisión el proceso deB


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R!C$M!N"CI$N!S

Reali0ar cursos diri.idos a proesionales, constructoras $ estudiantes tanto de

In.enier%a Mec-nica $ Ciil, +ue conte!plen el estudio de la cone1ión 5i.aColu!na,para +ue de esta !anera el dise3o de estructuras !et-licas en el ca!po proesionalno se li!ite Fnica!ente al estudio de esuer0os en i.as $ colu!nas/

Se reco!ienda reali0ar pro$ectos de tesis orientado al estudio de los esuer0os

residuales por soldadura en periles de acero ar!ados/

Se reco!ienda anclar el e+uipo MTS del La*oratorio de Resistencia de Materiales

para eitar pro*le!as en ensa$os posteriores/

Es de ital i!portancia !e2orar la inraestructura de todos los talleres dedicados a la

ela*oración de ele!entos co!ponentes en la construcción de ediicios, a tra"s de laco!pra de e+uipos, !a+uinarias $ #erra!ientas de precisión de Flti!a tecnolo.%a/

Es de ital i!portancia la concienti0ación a todos los in.enieros constructores de los

*eneicios +ue *rinda una cone1ión e!pernada en casos de presentarse sis!os dealta intensidad, +ue pondr%a en .rae peli.ro la ida de !uc#os seres #u!anos, parade esta !anera construir ediicios !-s se.uros $ no necesaria!ente *eneiciososdesde el punto de ista econó!ico/



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R!F!R!NCI"S

*I*LI$GR7FIC"S

#ttp&JJrepositorio/espe/edu/ecJ*itstrea!J:B888J;:7JBJTESPE877:8/pd

#ttp&JJ'''/nor!aconstruccion/ecJCapitulosVdescar.asVBB89:8B7JCapVAceroVN

ECV:8BBV>8Sept:8B7?/pd

#ttp&JJ*oo)s/.oo.le/co!/peJ*oo)sWid;AHRU0d'1sCXp.PA79Xlp.PA79Xd+2untasYe!pernadasYestructurasXsource*lXots8;rHsn9UXsi.:e6!odCAZonepa.eX+Xtrue

#ttp&JJ'e*delproesor/ula/eJnucleotru2illoJa!erica*J8cone1ionesApernadasJ

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#ttp&JJ'''/eu!ed/netJli*ros.ratisJcienciaJ:8B7JB


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