Date post: | 05-Dec-2014 |
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UNIONES
Tema 8 - Uniones
Tema 8
Uniones con soldadura, tornillos,
remaches acoples y vigas armadas
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESIME AZCAPOTZALCO
Academia de Proyecto Por: Ing. Francisco Rodríguez Lezama
Fuerzas Cortantes
dAdf .
1º Paso:
2º Paso:
3º Paso:
a) dAdq .
0dAAb)
yA
yTdA
zA
zTdA
0.. dAyA
0.. dAz
A
0.. dA
A
gdy
s
s
dx
a)
E. 0
G.g
b)
ctedx
dyG .
0
ctedx
dy
TdAA
TdAA. 0
A
T
D A
Q
T
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Tema 8 - Uniones
Fuerzas Cortantes
Limitaciones de la Fórmula:
La carga debe ser centrada. Mf despreciable
La carga debe ser estática
La pieza debe ser de un mismo material.
G=cte.
El material debe ser homogéneo
La pieza no debe tener esfuerzos iniciales o
residuales ______________________________________________________________________________
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Tema 8 - Uniones
Carga Admisible
de la junta
Juntas Soldadas
a) Penetración completa
P P
P P b
t
A
t
... tbAP
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Tema 8 - Uniones
Carga Admisible
de la junta
Juntas Soldadas b) Cordones de soldadura
2
P P
P P/2
P/2
l
b
t
t
t
t
t.2
2
)2(..2
...2
2
.2.4
1
1
bltP
btF
FFP
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Tema 8 - Uniones
Condiciones de equilibrio
Juntas Soldadas b) Cordones de soldadura
3-Carga excéntrica
P P b
t
t
t.2
2
2l
1l
?
?
2
1
l
l
G e1
e2
2211
21
.. eFeF
PFF
...2
2
...2
2
22
11
ltF
ltF
12
12
12
21
.
..2
.
..2
eet
ePl
eet
ePl
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Carga Admisible
de la junta
Juntas Soldadas b) Cordones de soldadura
1
P P
P P/2
P/2
..2..2
..4
.4
ltP
AP
FP
corte
l
b
t
t
t
t
t.2
2
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Tema 8 - Uniones
Juntas Soldadas b) Cordones de soldadura
4- Cordón circular
D
t
MT
...11,1
....4
2
2
2...
.
2.
2
2
DtM
DtM
tDA
AF
DFM
T
T
corte
corte
T
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Tema 8 - Uniones
Juntas Remachadas
a) A solape
SIMPLE DOBLE
P P
P
P
P
P
P
P
P
P
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Tema 8 - Uniones
Juntas Remachadas
b) A tope
SIMPLE
P P
P P
DOBLE
P
P
P
P
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Tema 8 - Uniones
Definiciones
Rendimiento
o
Eficiencia
P P
Módulo
repetitivo e =Paso
e1= paso entre filas (2,5 d < e1 < 3,5d)
placa la de Ruptura
junta la de Ruptura
P
P
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Tema 8 - Uniones
Verificación de esfuerzos
nn
n
n
n
n
GA
F
GA
F
GA
F
GGG
......
........
..........
22
2
11
1
2
2
1
1
21
gg
Principios básicos
P
P
P
P
A1;G1; A2;G2;
Indeformables
ii
nn
ii
iiii
i
GA
GP
GA
GP
GA
P
GA
F
GA
F
............
. 11
11
1
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Tema 8 - Uniones
Dimensionamiento de la junta
.4
.2
2
1
dP
.2
. 2
1
dP
a) Corte en el remache
b) Aplastamiento en la placa
P =
Carg
a a
dm
isib
le e
n c
ada r
em
ache
d
P
P
P
P
P
P
t .1 .. aplasttdP
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Tema 8 - Uniones
Dimensionamiento de la junta c) Tracción en la placa
d) Cortadura de la placa
P =
Carg
a m
áxim
a a
dm
isib
le d
e la u
nió
n d
P
P
P
P
t
tdeeP ontracci .22 1'1
t
teP corte .2. 2.1
P P
e2
e1
e1
e
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Dimensionamiento de la junta e) Ruptura en la diagonal
P P
paso
No suele ocurrir si el paso es > 1,5 d
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Acoples- Juntas
excéntricas – Vigas
armadas metálicas
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Acoples
MT
MT
.
..
nA
M
AM
T
T
F=.
A
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Acoples
MT
MT
a
b
Da
Db
0 0
0
Condición estática
b
b
a
a
baba
bbb
b
aaa
a
bb
b
aa
a
FF
GGAASi
GA
F
GA
Fk
GGk
y
..
..
..
aF
bF
Da
ga
Tbbaa
Tbbbaaa
MFmFn
MAmAn
....
.....
bbbaaa
bbbaaa
b
b
a
a
GkGk
GG
k
.. ; ..
. ;.
gg
g
g
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Juntas excéntricas P
3
2
1
Remache 1: A1; G1
Remache 2: A2; G2
Remache 3: A3; G3
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Tema 8 - Uniones
Determinación del centro de reducción
P
3
2
1
F3
F2
F1
O
ii
iii
y
nn
nnny
nnnnn
n
nny
AG
yAGe
AGAGAGAG
yAGyAGyAGyAGe
AGAF
AGAF
AGAF
AGAF
FFFFP
yFyFyFyFeP
.......
.......
...
.................................
.................................
...
...
...
............
...............
332211
333222111
33333
22222
11111
321
332211
g
g
g
g
g
g
Determinación de ey
P
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Tema 8 - Uniones
P
3
2
1
Determinación del centro de reducción
Determinación de eZ
O
ii
iii
zAG
zAGe
zz /yy son ejes
cualesquiera
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Tema 8 - Uniones
Determinación de las fuerzas “F”
P
3
2
1
F3
F2
F1
O
ii
nnn
ii
ii
iiii
i
nn
n
n
n
n
GA
GAPF
GA
GAPF
GA
GAPF
GA
P
GA
F
GA
F
GA
F
GA
F
GA
F
GA
F
GGGG
..
..........................
..
..
......
........
..........
222
111
11
1
33
3
22
2
11
1
2
2
2
2
1
1
21
gggg
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Tema 8 - Uniones
Determinación de las fuerzas “S”
P
3
2
1
O
S1
S3
S2 M
2
1
3
M=P.ey
iii
ynnn
n
iii
y
iii
y
iii
ii
nnN
nn
nn
nn
nn
n
nnn
nnn
n
n
GA
ePGAS
GA
ePGAS
GA
eP
GA
S
GA
Sk
GA
S
GA
S
GA
Sk
GGGk
GGGk
GkGkGk
GGGG
k
.
.....................
.
...
.
.
..
................
..
................
..
................
..
.. ;.. ; ..
.;........ ;. ;.
......
22
111
1
22
1
2
11
11
2
2
2
22
22
1
2
11
11
2
2
2
2
22
1
2
1
11
22
2
11
1
222111
333 222 111
2
2
2
2
1
1
gggg
g
g
g
g
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Tema 8 - Uniones
Determinación de las Resultantes”
P
3
2
1
O
S1
S3
S2 M
2
1
3
R3 R2
R1
F3
F2
F1
Composición
vectorial
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Tema 8 - Uniones
Determinación del centro instantáneo de rotación
P
3
1
O
M R2
R1
2 O´
Sf
Ff Ff y Sf fuerzas ficticias aplicadas en o´
1
3
iii
fynnn
nGA
ePGAR
.
...2
iiy
iii
f
ff
iii
yfff
f
ii
ff
f
GAe
GA
SF
GA
ePGAS
GA
GAPF
.
..
.
...
..
2
2
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Tema 8 - Uniones
Construcciones
metálicas
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Tema 8 - Uniones
Soldadura
Tema 8 - Uniones
Soldadu
Tanques de
almacenamiento
de petróleo
Soldaduras ______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Tema 8 - Uniones
Tornillos
Soldadura ______________________________________________________________________________
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Tema 8 - Uniones
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Tema 8 - Uniones
Remaches
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Tema 8 - Uniones
Roblone Remaches
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Tornillos
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Tema 8 - Uniones
Vigas armadas
metálicas
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Vigas
encimadas
P
Cada una absorbe una
parte de la carga y se
comporta como una viga
aislada
Vigas Armadas
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Tema 8 - Uniones
Vigas Armadas
P
Las dos vigas se
comportan como
una nueva viga de
altura “h”
h Seción
recta
R1 R2
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DFQ
DMF
= V. Ms
b . Iz
b
Fsold.= b. . dx
V2 V1
e1
e1 + e2
dx
V
M
R1
e1 e2 e3
Fuerza que actúa en cada
par del cordón de
soldadura
Tensiones cortantes
entre par del cordón de
soldadura
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Tema 8 - Uniones
Vigas perfiladas soldadas
e
l
Sección recta
t
t2
2lt.
2
2corte de Area
t
l
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Para resolver el problema:
Se debe determinar:
El nº de soldadura o….
Las dimensiones de la soldadura
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Tema 8 - Uniones
Ejemplo: Si se determina las dimensiones del cordón
2
2
t l
t
Soldadura
Soldadura
=
Datos
2
2t
Fsoldadura = soldadura. . l .t .
Área de corte
Datos
Fsoldadura
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Tema 8 - Uniones
Conociendo F se debe calcular la
distribución de las soldaduras Se parte de la premisa que todas las
soldaduras deben estar igualmente
solicitados. Es decir la fuerza que actúa
en cada soldadura debe ser igual, esto
es:
Ft = F1 = F2 = F3 = F4 = …….= Fn
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Tema 8 - Uniones
V(l)
V(l)
V(l)
c2
c2
c1
l1
dx
(x)
b
c1
c3
c4 = l1
V(x)
= V. Ms
b . Iz
n = FT
2Fsoldadura
n = = = FT
Fs
b. . dx
0
l1
b. .
dx 0
c1
V(x) dx 0
l1
Ms
b . Iz
Ms
b . Iz
V(x) dx 0
c1
n = AT
A1
A1 = AT
n
A2 = 2AT
n
A3 = 3AT
n
An
c1 c2 c3 cn ______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Tema 8 - Uniones
Vigas armadas
remachadas
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Vigas armadas remachadas
e
Sección recta
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Tema 8 - Uniones
Ejemplo: Si se determina en nº de Remaches
La distribución se hace de la misma manera.
Se debe calcular el diámetro d del remache
4
.
..
..4
.
2
4
.
..
1
1
1
0
0
2
2
0
c
c
ss
s
c
s
dxbd
dxbd
FF
dF
dxbFz
est
Ib
MV
.
. .
G
s verticale para . dMest
leshorizonata para . dMest
Iz. del área neta
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Tema 8 - Uniones
Además se debe verificar:
1
0..
c
s dxbF
Aplastamiento de la Placa:
z
est
Ib
MV
.
. .
G
s verticale para . dMest
Iz. del área
neta
t
.0
.
.0
..2
..
2
..
2
1
1
aplas
c
aplas
aplas
corte
c
corte
s
td
dxb
A
dxb
A
F
d
______________________________________________________________________________ INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
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Corte de la Placa:
t
e chapa
c
chapa
chapa
corte
c
chapa
corte
schapa
te
dxb
A
dxb
A
F
..4
..
4
..
2
1
1
0
0
1
0..
c
s dxbF Iz. del área
neta
z
est
Ib
MV
.
. .
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Tema 8 - Uniones
Resistencia a la flexión:
viga
z
estviga
Ib
MV
.
. .
Iz. del área
neta
Iz. del área
neta
zI
Mmaxmax
max
max
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