Análisis de cortes y de los

efectos sobre remaches, pernos

y placas sometidos a cargas

axiales de: corte simple, doble

y múltiple.

Prof.: Ing. Larry Segueri

Las conexiones apernadas presentan ciertas

características que las hacen más o menos

apropiadas dependiendo de la aplicación. Las

principales ventajas de las conexiones apernadas

están en la rapidez de ejecución, el bajo nivel de

calificación requerido para construirlas, la

facilidad de inspección y reemplazo de partes

dañadas y la mayor calidad que se obtiene al

hacerlas en obra comparadas con conexiones

soldadas. Entre las desventajas se pueden

mencionar el mayor trabajo requerido en taller, lo

que puede significar un costo más alto: el mayor

cuidado requerido en la elaboración de los

detalles de conexión para evitar errores en la

fabricación y montaje; la mayor precisión

requerida en la geometría, para evitar

interferencias entre conectores en distintos planos;

el peso mayor de la estructura, debido a los

miembros de conexión y los conectores y, el menor

amortiguamiento.

1. Uniones Apernadas.

Pernos.

Son conexiones rápidas utilizadas en estructuras de acero

livianas, para fijar chapas o para perfiles conformados de

bajo espesor (steel framing). Las fuerzas que transfieren este

tipo de conexiones son comparativamente bajas, por lo que

normalmente se tienen que insertar una cantidad mayor de

tornillos (hay que tener presente que los tornillos deben ser

utilizados preferentemente para unir chapas delgadas). Los

tornillos pueden ser autorroscantes o autoperforantes (no

necesitan de perforación guía y se pueden utilizar para

metales más pesados).

Modos de fallo en una unión apernada.

En una unión atornillada se pueden presentar los modos de

fallo que se relacionan:

a) Agotamiento por tracción de la pieza en la sección neta

transversal o en zig-zag.

b) Cortadura del tornillo o deslizamiento en tornillos

pretensados.

c) Aplastamiento de la chapa contra la espiga o vástago del

tornillo.

d) Cortadura de la pieza hacia el borde frontal o fronto-lateral.

e) Rasgado entre tornillos de una misma fila.

f) Agotamiento por tracción en los tornillos.

2. Uniones Remachadas.

Roblón o remache.

Es un elemento de fijación que se emplea para

unir de forma permanente dos o más piezas.

Consiste en un tubo cilíndrico (el vástago) que en

su fin dispone de una cabeza. Las cabezas tienen

un diámetro mayor que el resto del remache, para

que así al introducir éste en un agujero pueda ser

encajado. El uso que se le da es para unir dos

piezas distintas, sean o no del mismo material.

Los campos en los que más se usa el remachado

como método de fijación son: automotriz,

electrodomésticos, muebles, hardware, industria

militar, metales laminados, entre otros muchos.

Existe un pequeño matiz diferenciativo entre un

roblón y un remache. Los roblones están

constituidos por una sola pieza o componente,

mientras que los remaches pueden estar

constituidos por más de una pieza o componente.

Es común denominar a los roblones también

remaches, aunque la correcta definición de roblón

es para los elementos de unión constituidos por un

único elemento

Las ventajas de las uniones remachadas/roblonadas son:

• Se trata de un método de unión barato y

automatizable.

• Es válido para unión de materiales diferentes y

para dos o más piezas.

• Existe una gran variedad de modelos y materiales

de remaches, lo que permite acabados más estéticos que con las uniones atornilladas.

• Permite las uniones ciegas, es decir, la unión cuando sólo es accesible la cara externa de una de

las piezas.

Como principales inconvenientes destacar:

• No es adecuado para piezas de gran espesor.

• La resistencia alcanzable con un remache es inferior a la que se puede conseguir con un tornillo.

• La unión no es desmontable, lo que dificulta el mantenimiento.

• La unión no es estanca.

Clasificación .

Roblones.

• Roblón Sólido

• Roblón Semitubular

• Roblón Tubular

• Roblón Bifurcado

• Roblón para uniones estancas

Remaches.

• Remaches de compresión

• Remaches ciegos

• Remache ciego con mandril de estiramiento

• Con pasador guiado

• Roscados

• Expandidos químicamente

Fallo del mecanismo.

En las juntas con un solo remache, los mecanismos

básicos de fallo que presentan son:

Fallo por cortadura

Es el fallo por cizalladura, en el cual se produce el

corte del roblón o remache. El criterio de

dimensionado para evitar este tipo de fallo es:

siendo n el número de secciones que trabajan a

cortante (ver figura inferior), d el diámetro del

remache, y Ssy la tensión de fluencia a tracción.

Fallo por aplastamiento.

Consiste en el aplastamiento de las caras laterales del

remache debido a la compresión realizada por las

chapas. La distribución de tensiones es compleja, por

lo que se considera un modelo simplificado, según el

cual, la tensión se obtiene considerando, como área

resistente a compresión, la proyección diametral del

área de contacto. La tensión de aplastamiento más

desfavorable estará en la chapa más delgada. El

criterio de diseño para evitar este fallo se calcula

como:

siendo tmin el espesor de la chapa más delgada, d el

diámetro del remache, y considerando la tensión

admisible de aplastamiento el doble de la tensión de

fluencia.