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Uniones Atornilladas y Remachadas Sometidas a Esfuerzo Cortante

Zona de corte

F

A

t

FF

FF

ed

a

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Remaches

Principales características:1. Elementos de fijación permanente2. Amplia aplicación industrial3. Instalación rápida4. Instalación en frío y en caliente

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Tipos de Fallas

tFF

Aplastamiento de placas

edAAF

Corte de placas

Ruptura de placas

tFF

tFF

edtAAF

)(

daaeAAF

5.12

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Tipos de Fallas

F

FAplastamiento de Remache

FF

eCorte del remache

4

2dA

AF

Flexión de remache

F

F

edAAF

edAIMc

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tFF

CARGAS SIMETRICAS

En general n: Número de remaches

42

2dA

AF

nAF

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CARGAS ASIMETRICAS

¿Cómo determinar la fuerza en cada remache?

Antecedentes:• Toda la geometría conocida• Todas las fuerzas conocidas• Todos los materiales conocidos

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CARGAS ASIMETRICAS

Metodología de cálculo

1. Sistema de referencia2. Centroides3. Traslado de fuerzas4. Cálculo de fuerzas en los remaches5. Resultante de fuerzas6. Tensiones

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Sistema de referencia y Centroides

Recomendaciones:1. Poner sistema de referencia lo más cerca posible del centroide del

arreglo de remaches2. De preferencia utilice coordenadas cartesianas

4 1

3 2

x

y

n

ii

n

iii

n

ii

n

iii

A

yAy

A

xAx

1

1

1

1

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4 1

3 2V

M

Traslado de fuerzas

s

i

r

jjji LqFV

1 1

t

kkj

s

i

r

jjjiiR MdLqdFM

11 1

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4 1

3 2V

M

4 1

3 2

4 1

3 2

Cálculo de fuerzas en los remaches

'iV

"iV

CortantePrimario

CortanteSecundario

nV

Vi '

n: Número de remaches

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1r2r

2F

1F

11

22

2

2

1

1 Frr

FrF

rF

2211 rFrFM R

22

21

22

22

21

11

rrrM

F

rrrM

F

R

R

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n

ii

iRi

r

rMF

1

2

n

n

rF

rF

rF

rF

3

3

2

2

1

1

Generalizando

11

331

1

22 F

rr

FFrr

F

332211 rFrFrFM R

1

23

11

22

111 rr

Frr

FrFM R

1

23

1

22

11( rr

rr

rFM R

[email protected]


4 1

3 2V

M

4 1

3 2

4 1

3 2


'iV

"iV

CortantePrimario

CortanteSecundario

nV

Vi '


n

ii

iRi

r

rMV

1

2

"

[email protected]



nV

Vi '


n

ii

iRi

r

rMV

1

2

"

4 1

3 22r

3r

1r4r

"1V

'1V

1R

i

ii AR

2y

Maximoi

SCálculo de Esfuerzos

Determinación campo de tensiones

h

b

F

F

FF

Determinación campo de tensiones

AF

AF

bhA

hb

F

hb

F

hb

F

hb

F

2

bh

F

*2

bh

F

*

22

2

hb

F

hb

F

12

hbF

118.1max

25

2

22

max hbF

hbF

hbF

Determinación campo de tensiones consideraciones para el diseño

h

0.707h

Área de garganta = 0.707h*b

hbF

Ag 4142.1

Si suponemos corte puro en la sección de área de garganta se tiene

max Ag

En adelante se considera cálculo con área de garganta

Diseño de cordones de soldadura con Cargas asimétricas

Se sigue similar metodología que para remaches1. Sistema de referencia2. Centroides3. Traslado de fuerzas4. Cálculo de tensiones en los cordones5. Resultante de tensiones

Cordón de soldadura

hb

dA

ydAy

dA

xdAx

Sistema de referencia y centroides

h

b

n

ii

n

iii

n

ii

n

iii

A

yAy

A

xAx

1

1

1

1

s

i

r

iiii LqFF

1 1

jj

s

i

r

jjjiiR MdLqdFM

1 1

Traslado de fuerzas

h

RF

RM

Tensiones en los cordones

RF

"

'

Ag

R

AF'

JTr"

IMc"

Torsión

Flexión

Ejemplo:Determinar si la soldadura es capaz de soportar la carga en la estructura:

q

La

a

q = 10000 N/m

Datos del problema:

a = 200 mm L = 5 m h = 10 mm

212 21

2

21

qLRR

qLMM

a

a 1

2d

d

hd

hy

ax

ay

hx

707.022

22

22

11

21

2211

21

2211

AAAyAy

yAAAxAx

x

32

31

32

31

121

121

121

121

daIadI

adIdaI

yy

xx

)(121 33

21 addaJJ

)( 2 iiGii rAJJ

Propiedades a la torsión:

122/

0707.0

3dJ

dy

xhdA u

dy

dy

x

b

6

)2(

2/

2/414.1

22 dbdJ

dy

bxhdA u

y

x

d

b

)(126)(

)(2

)(2)(707.0224

2

2

dbdbdb

J

dbd

y

dbb

xdbhA u

uhJJ 707.0

Propiedades a la Flexión:

122/

0707.0

3dI

dy

xhdA u

dy

dy

x

b

62/

2/414.1

3dI

dy

bxhdA u

y

x

d

b

22/

2/414.1

2bdI

dy

bxhbA u

uhII 707.0

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