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Conexiones Atornilladas y Soldadas

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investigacion de lo que son las conexiones en estructuras de acero y su importnacia

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  • 25-5-2015

    SISTEMAS ESTRUCTURALES DE

    ACERO Conexiones soldadas y atornilladas

    INTEGRANTES DE EQUIPO:

    HERNANDEZ CAMACHO CINTHIA ROXANA SARAVIA TAPIA NESTOR WILLIAMS SILVERIO CAN JONATHAN SURIEL SOSA GOMEZ JUAN MANUEL UITZ CAAMAL ANAHI GUADALUPE

  • Contenido 1. CONEXIONES .......................................................................................................................................... 3

    2. CONEXIONES ATORNILLADAS ..........................................................................................................25

    2.1 CONEXIONES ATORNILLADAS SIMPLES ......................................................................................25

    2.1.1 TAMAOS DE AGUJEROS PARA TORNILLOS .......................................................................25

    2.1.2 CONEXIONES POR CORTANTE: MODOS DE FALLA ............................................................26

    2.1.3 RESISTENCIA POR APLASTAMIENTO Y REQUISITOS DE ESPACIAMIENTO Y DISTANCIAS A BORDES ......................................................................................................................28

    2.1.4 TORNILLOS ORDINARIOS O ESTNDAR (A307) ...................................................................29

    2.1.5 TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA .......................................................................................31

    2.1.6 DETALLES ESTRUCTURALES...................................................................................................40

    3. CONEXIONES SOLDADAS ...................................................................................................................41

    3.1 VENTAJAS DE LA SOLDADURA .......................................................................................................41

    3.2 PROCESOS DE SOLDADURA ...........................................................................................................42

    3.3 SOLDADURA DE ARCO .....................................................................................................................42

    3.4 TIPOS DE SOLDADURAS ..................................................................................................................44

    3.5 POSICIONES DE SOLDADO ..............................................................................................................46

    3.6 TIPOS DE JUNTAS ..............................................................................................................................47

    3.7 SMBOLOS BSICOS DE SOLDADURA ..........................................................................................47

    3.8 MATERIALES CONSUMIBLES DE LA SOLDADURA .....................................................................50

    3.9 METALES DE APORTE .......................................................................................................................50

    3.10 ELECTRODOS PARA SOLDADURA DE ARCO ............................................................................50

    3.11 CLASIFICACIN AWS-ASTM DE LOS ELECTRODOS DE ACERO AL CARBONO ................50

    3.12 USO DE LOS ELECTRODOS DE ACERO AL CARBONO PARA SOLDADURA DE ARCO. ...51

    3.13 RESISTENCIA DE DISEO ..............................................................................................................55

  • 1. CONEXIONES

    El diseo y fabricacin de las conexiones es uno de los aspectos trascendentales y

    ms difciles de resolver en un proyecto resuelto con estructura de acero. Las

    conexiones deben ser capaces de transmitir cargas axiales, fuerzas cortantes y

    momentos flexionantes. Algunas veces, las juntas se disean para transmitir un solo

    tipo de accin, mientras que en otras ocasiones, como suele ocurrir en los casos en

    que se desea establecer continuidad entre los elementos unidos, la junta debe

    tener capacidad para transmitir una combinacin de diferentes efectos, por ejemplo:

    cortante y momento flexionante. La experiencia de la construccin de estructuras

    soldadas ha demostrado que las conexiones entre vigas y columnas de seccin

    transversal l (laminadas o soldadas), que son secciones abiertas, son ms fciles

    de hacer que la conexin de una columna tipo cajn y una viga de seccin trasversal

    l. En la secciones l se tiene acceso para depositar la soldadura por varios lados,

    mientras que en las secciones en cajn existe mayor dificultad al tener perfiles

    completamente cerrados, pero sus propiedades geomtricas son ms favorables que

    las de las secciones l.

    Las conexiones atornilladas presentan las siguientes ventajas: proceso en frio,

    rapidez en el atornillado, menos mano de obra especializada, facilitan la inspeccin

    visual y la sustitucin de los tornillos que se han daado o la reposicin de estos.

    Las conexiones soldadas son sencillas y econmicas, debido a que se eliminan

    elementos de unin, se obtienen estructuras ms rgidas o continuas y requieren

    menos trabajo en taller. Sus desventajas principales son: mayor supervisin en obra,

    aplicacin de calor durante el proceso de soldadura, requieren mano de obra

    calificada y dificultan la inspeccin visual.

    Las juntas bien diseadas deben cumplir adicionalmente con los siguientes

    requisitos:

    Sencillez. Cuando ms sencilla es una junta, menos posibilidades existen de

    que la conexin resulte con defectos, puesto que se tienen menos puntos

    crticos y zonas potenciales de falla. El hecho de que las juntas sean sencillas,

    aumenta la rapidez de montaje y hace posible que esto pude efectuarse con

  • un nmero mnimo de personal especializado. Es necesario procurar no

    solamente que la junta sea sencilla sino que tambin las preparaciones, que

    son necesarias hacer en las piezas, no sean complicadas.

    Continuidad. El empleo de juntas que aseguran un grado de continuidad,

    supone siempre un ahorro de material en los elementos estructurales que

    forman parte de la estructura debido a la posibilidad de proyectarla como

    continua.

    Economa. El costo de las juntas, puede representar una parte importante del

    costo total de una estructura de acero, de manera que, es de inters

    mantenerlo dentro de lmites razonables. Por lo tanto, el proyectista debe

    cuidar minuciosamente los diferentes factores que determinan el costo de una

    junta. Los principales materiales que integran el costo de las conexiones son:

    o Costo de los elementos que forman la junta: soldadura, tornillos, placas

    o retazos de perfiles laminados (ngulos de asiento o mnsulas, perfiles

    T, etc.).

    o Costo de la mano de obra necesaria para fabricar la junta con las

    preparaciones que requieran los elementos que la forman.

    o El costo del equipo de montaje cuando el tipo de junta obliga a que la

    pieza sea sostenida mientras se efectan las uniones en campo.

  • 2. CONEXIONES ATORNILLADAS

    2.1 CONEXIONES ATORNILLADAS SIMPLES

    Durante muchos aos el mtodo aceptado para conectar los miembros de una

    estructura de acero fue el remachado. Sin embargo, en aos recientes, el uso de

    remaches ha declinado rpidamente debido al tremendo incremento experimentado

    por la soldadura, y ms recientemente, por el atornillado con pernos o tornillos de alta

    resistencia.

    El montaje de estructuras de acero por medio de tornillos, es un proceso que adems

    de ser muy rpido requiere mano de obra menos especializada que cuando se trabaja

    con remaches o con soldadura. Aunque el costo de adquisicin de un tornillo de alta

    resistencia es varias veces mayor que el de un remache, el costo total de la

    construccin atornillada, es menor que el de la construccin remachada, debido a los

    menores costos por mano de obra y equipo y al menor nmero de tornillos requeridos

    para resistir las mismas cargas.

    2.1.1 TAMAOS DE AGUJEROS PARA TORNILLOS

    Dimetro

    del tornillo

    (plg)

    Dimetro

    del tornillo

    (mm)

    Dimensiones de los agujeros

    Estndar

    (ST)

    (dimetro)

    Sobredimensionados

    (SD) (dimetro)

    De ranura corta

    (AC) (ancho x

    long)

    De ranura larga

    (AL) (ancho x

    long)

    1/2

    5/8

    3/4

    7/8

    1

    1 1/8

    12.7

    15.9

    19

    22.2

    25.4

    28.5

    12.7

    17.5

    20.6

    23.8

    27

    d + 1.6

    15.9

    20.6

    23.8

    27

    31.8

    d + 7.9

    14.3 x 17.6

    17.5 x 22.2

    20.6 x 25.4

    23.8 x 28.6

    27 x 33.3 (d+1.6) x

    (d+9.5)

    14.3 x 31.8

    17.5 x 39.7

    20.6 x 47.6

    23.8 x 55.6

    27 x 63.5 (d+1.6) x

    (2.5xd)

    Los casos en que pueden usarse los diversos tipos de agujeros agrandados se

    describen a continuacin:

  • Los agujeros sobredimensionados pueden usarse en todas las placas de una

    conexin siempre que la carga aplicada no exceda a la resistencia permisible

    al deslizamiento. No deben utilizarse en juntas tipo aplastamiento. Es

    necesario usar roldanas endurecidas sobre estos agujeros holgados en las

    placas exteriores.

    Los agujeros de ranura corta pueden usarse independientemente de la

    direccin de la carga aplicada si la resistencia permisible por deslizamiento es

    mayor que la fuerza aplicada. Si la carga se aplica en una direccin

    aproximadamente normal (entre 80 y 100) a la ranura, estos agujeros pueden

    usarse en algunas o todas las capas de las conexiones por aplastamie

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