PROYECTOS DE ACEROACERO ESTRUCTURAL-MIEMBROS DE UNIONEJEMPLOS DE CALCULO

ING. WILLIAM LOPEZ*

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Ejemplo de calculo N 1: Se trata de unir (02) planchas a tope de espesor t1= 13 mm cada una, con cubierta o cubrejuntas de espesor t2= 8 mm. Se considera una sola fila de remaches con triple hilera. El ancho a considerar para la plancha ser de 10 cms. El dimetro de los remaches ser de 19 mm. Determinar:La capacidad total de los remachesLa capacidad de las planchas al desgarramientoLa eficiencia de la junta Ver la Figura Ilustrativa*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ Caractersticas: Junta a tope con dos cubrejuntas o cubiertas. La superior de menor longitud que la inferior unidas por una sola fila de remaches y (03) hileras. En la hilera de remaches 1 la plancha principal sometida a la carga P, por lo que ese remache estara expuesto a un corte simple en el rea de seccin transversal entre la misma plancha principal y la cubierta inferior, al igual que tambin estara expuesto al aplastamiento por ambas planchas principal y cubierta inferior, tal y como se puede ver en la figura siguiente.

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ Caractersticas: En la hilera de remaches 2 la plancha principal de igual manera sometida a la carga P, por lo que ese remache estara expuesto a un corte Doble en el rea de seccin transversal entre la misma plancha principal y la cubierta tanto superior como inferior, al igual que tambin estara expuesto al aplastamiento por las planchas principal y cubiertas superior e inferior, tal y como se puede ver en la figura siguiente. Iguales condiciones para la hilera de remaches 3.

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso II: se procede a realizar los clculos preliminares de capacidades como sigueCapacidad de un remache a corte simple (Cap. 22/22.9.1 Norma Covenin1618-98 fs= 1000 kg/cm2 [Asumido]): Ps = (/4)*(d2)*fs = (3,1416/4)*(1,9 cm)2*1000kg/cm2 = 2.835 KgCapacidad de un remache a corte doble (Cap. 22/22.9.1 Norma Covenin1618-98 fs= 1000 kg/cm2 [Asumido]): Ps = 2*(/4)*(d2)*fs = 2*(3,1416/4)*(1,9 cm)2*1000 kg/cm2 = 5.670 KgCapacidad para aplastar un remache en la plancha principal (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 fb= 2250 kg/cm2 [Asumido]): Pb = t1*d*fb = 1,3 cm*1,9 cm*2250 kg/cm2 = 5.558 Kg

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso II: se procede a realizar los clculos preliminares de capacidades como sigueCapacidad para aplastar un remache en la plancha Cubrejuntas o Cubierta (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 fb= 2250 kg/cm2 [Asumido]): Pb = t2*d*fb = 0,8 cm*1,9 cm*2250 kg/cm2 = 3.420 Kg

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso III: se procede a realizar los clculos solicitados en el ejercicio como sigue:En la Hilera 1 tenemos (Caractersticas):Corte simple del Remache: 2.835 KgAplastamiento de la Plancha principal: 5.558 KgAplastamiento de la Cubierta o Cubrejuntas: 3.420 KgEn la Hilera 2 y 3 tenemos (Caractersticas):Corte doble del Remache: 5.670 KgAplastamiento de la Plancha principal: 5.558 KgAplastamiento de las Cubiertas o Cubrejuntas: 6.840 Kg

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso III: se procede a realizar los clculos solicitados en el ejercicio como sigue:En la Hilera 1 tenemos (Caractersticas): el valor que puede ser soportado por esta hilera mnimo es de 2.835 Kg, cualquier valor superior hara que se produzca una falla por corte en la uninEn la Hilera 2 y 3 tenemos (Caractersticas): el valor que puede ser soportado por estas hileras mnimo es de 5.558 Kg, cualquier valor superior hara que se produzca una falla por corte en la unin o por aplastamiento de las planchas de cubierta o cubrejuntas. En ese sentido la Capacidad Total de los remaches ser la sumatoria de cada valor mnimo en cada hilera*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso III: se procede a realizar los clculos solicitados en el ejercicio como sigue:Capacidad Total de los Remaches: 2.835 Kg + 5.558 Kg + 5.558 Kg = 13.951 kgAhora bien para la capacidad de las planchas al desgarramiento solo aplicamos la formula ya conocida para este tipo de falla: Pt = At*ft = (b-d)*t*ft que en el caso de la Hilera 1 si la carga P trata de desgarrar la plancha principal, quedara de la siguiente manera: P1= (10 cm 1,9 cm)*1,3 cm* 1400 kg/cm2 = 14.742 Kg

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso III: se procede a realizar los clculos solicitados en el ejercicio como sigue:b) Capacidad de las planchas al desgarramiento: por otro lado la carga P que trata de desgarrar la plancha principal, transmite parte de esa carga a la cubierta o cubrejuntas inferior por lo tanto en la Hilera 2 agregaramos solo el corte simple que aporta el remache es decir:P2= (10 cm 1,9 cm)*1,3 cm* 1400 kg/cm2 + 2.835 Kg= 17.577 Kg

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 1: Paso III: se procede a realizar los clculos solicitados en el ejercicio como sigue:c) Eficiencia de la Junta: se puede determinar que la eficiencia de la junta viene definida por el cociente entre la Capacidad de la Junta y la resistencia de la plancha entera. Es decir: Eficiencia E= (Capacidad de la Junta/Resistencia de la Plancha) E= 13.951 kg/10 cm*1,3 cm* 1400 kg/cm2 = 0,77 (77%)

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Ejemplo de calculo N 2: Se trata de unir (02) planchas a tope de espesor t1= 13 mm cada una, con cubierta o cubrejuntas de espesor t2= 8 mm. Se considera filas de remaches hasta llegar a (04), con cudruple hilera. El ancho a considerar para la plancha principal ser de 25 cms. El dimetro de los remaches ser de 19 mm mas los huecos 22 mm. El ancho a considera para la cubierta o cubrejuntas ser Variable. Esta sometida a una carga P de 40.000 kg. Determinar:El Esfuerzo en la Plancha Principal en la Fila 3El Ancho de la plancha Cubrejuntas en la Fila 2 tal que el esfuerzo fs 1.200 kg/cm2 Ver la Figura Ilustrativa*ING. WILLIAM LOPEZ

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 2: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ Caractersticas: Junta a tope con dos cubrejuntas o cubiertas de igual longitud unidas por cuatro filas de remaches y (04) hileras. La plancha principal esta sometida a la carga P de 40.000 kg, por lo que los remaches en las hileras estaran expuesto a un corte doble en el rea de seccin transversal entre la misma plancha principal y las cubiertas, al igual que tambin estaran expuestos al aplastamiento por ambas planchas principal y cubiertas, tal y como se puede ver en la figura siguiente. Por otra parte no hay repeticin es decir cada fila es diferente se puede decir entonces que cada remache resiste (1/10)P.

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 2: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 2: Paso II: se procede a realizar los clculos preliminares de las capacidades como sigue:Ahora bien para la capacidad de las planchas al desgarramiento solo aplicamos la formula ya conocida para este tipo de falla: Pt = At*ft = (b-d)*t*ft que en el caso de la Hilera 3 si la carga P conocida trata de desgarrar la plancha principal, quedara de la siguiente manera: (7/10)P= (b cm 3d cm)*t1 cm* ft kg/cm2 = (7/10)*(40.000 kg)= (25 cm 3*2,2 cm)*1,3 cm* ft kg/cm2 = ft =1.170 kg/cm2

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 2:Paso II: se procede a realizar los clculos preliminares de las capacidades como sigue:b) Ahora bien con la capacidad de la plancha de cubierta o cubrejuntas al desgarramiento solo volvemos a aplicar la formula ya conocida para este tipo de falla: Pt = At*ft = (b-d)*t*ft que en el caso de la Hilera 2 si la carga P conocida trata de desgarrar la plancha principal, quedara de la siguiente manera: (3/10)P= (bcubrejuntas cm 2d cm)*2*t2 cm* ft kg/cm2 = (3/10)*(40.000 kg)= (bcubrejuntas cm 2*2,2 cm)*2*0,8 cm* 1.200 kg/cm2 = bcubrejuntas =6,25 cm + 4,4 cm = 10,65 cm

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Ejemplo de calculo N 3: Se trata de unir (01) plancha t1= 11 mm, con dos ngulos L75x75x6 mm sometidos a traccin. El dimetro de los remaches ser de 19 mm. Considerar como esfuerzos admisibles Corte: fs 1.050 kg/cm2 Asiento: fb 2.250 kg/cm2 (C.Simple) Asiento: fb 2.250 kg/cm2 (C.Doble) Determinar:La Capacidad de (04) remaches sometidos a esas condiciones y caractersticas de carga.Ver la Figura Ilustrativa*ING. WILLIAM LOPEZ

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 3: Paso I: se procede a realizar la identificacin de cada una de las caractersticas de la junta:*ING. WILLIAM LOPEZ Caractersticas: Unin de un elemento sometido a traccin formado por 2Ls con una plancha de espesor de 11 mm, y una sola fila y (04) hileras de remaches de dimetro 19 mm

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 3: Paso II: se procede a realizar los clculos preliminares de las capacidades como sigue:Capacidad de un remache a corte doble (Cap. 22/22.9.1 Norma Covenin1618-98 fs= 1050 kg/cm2 [Asumido]): Ps = 2*(/4)*(d2)*fs = 2*(3,1416/4)*(1,9 cm)2*1050 kg/cm2 = 5.954 KgCapacidad para aplastar un remache (c.doble) en la plancha principal (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 fb= 2810 kg/cm2 [Asumido]): Pb = t1*d*fb = 1,1 cm*1,9 cm*2810 kg/cm2 = 5.873 KgCapacidad para aplastar un remache (c.simple) en la plancha principal (Cap. 22/22.9.2 Norma Covenin1618-98 fb= 2250 kg/cm2 [Asumido]): Pb = t1*d*fb = 2*0,6 cm*1,9 cm*2250 kg/cm2 = 5.130 Kg

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ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS DE UNIN - EJEMPLOS DE CALCULO Solucin del Ejemplo de calculo N 3: Paso III: se procede a realizar los clculos solicitados en el ejercicio como sigue:Capacidad de la Junta: el valor que puede ser soportado por un (01) remaches mnimo es de 5.130 Kg por lo tanto los cuatro remaches pueden soportar: Capacidad = 4 remaches * 5.130 kg = 20.520 kg*ING. WILLIAM LOPEZ

ACERO ESTRUCTURALMIEMBROS- TIPOS DE JUNTAS BIBLIOGRAFIA:Norma Venezolana COVENIN 1618-82: Estructuras de Acero para Edificaciones, Proyectos, fabricacin y construccin.Specification for the Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings del American Institute of Steel Construction (AISC).Strength of Materials (Resistencia de Materiales) de Ferdinand L. Singer.

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