CONEXIONESVENTAJAS

Rapidez en el atornillado y menor tiempo de ejecución de una obra

No se requiere mano de obra especializada

Inspección visual sencilla y económica

Facilidad para sustituir piezas dañadas

Mayor calidad en la obra

DESVENTAJAS

Mayor trabajo en taller Cuidado en la elaboración de los planos de

taller y de montaje Mayor precisión en geometría (las tolerancias

son al milímetro) Mayor peso de la estructura Menor amortiguamiento

TIPOS

Según AISC, las conexiones se clasifican en función de su relación momento-rotación y son, básicamente, de tres tipos:

Conexiones Simples: o de corte son conexiones muy comunes en construcción en acero. Se asume que las conexiones de corte no transfieren momentos flectores, permitiendo la rotación en el extremo del miembro. Las conexiones simples se pueden materializar conectando el alma del elemento soportado mientras las alas quedan desconectadas. Las conexiones simples en vigas o enrejados deben ser diseñadas

como flexibles y se permite dimensionarlas solamente para reacciones de corte, excepto que se indique lo contrario en los documentos de diseño. Las conexiones flexibles de vigas deben ser capaces de acomodar las rotaciones de los extremos de las vigas calculadas como simplemente apoyados.

CRITERIOS NORMATIVOS | 21.5 CONEXIONES SIMPLES

Excepto que el ingeniero estructural lo establezca de otra manera en los documentos del proyecto, las conexiones de las vigas o celosías se diseñarán como flexibles, y normalmente podrán diseñarse sólo para las reacciones de cortante. Las conexiones flexibles en las vigas absorberán las rotaciones de los extremos de las vigas simplemente apoyadas, permitiéndose alguna acción inelástica autolimitada en la conexión para lograr esto.

Conexiones Rígidas: o de momento deberán proveer continuidad entre el elemento soportado y el soportante conservando inalterado el ángulo entre ellos durante la deformación producto de la acción de las fuerzas sobre el nudo. Así, las conexiones rígidas deben proveer suficiente resistencia y rigidez para mantener el ángulo constante entre los miembros conectados durante la aplicación de las cargas y evitar toda rotación relativa entre el elemento

soportado y el elemento soportante. Por lo mismo, las

Recopilado por: Aldana Mayra. / Extraído de: Alacero y COVENIN 1618-98

deformaciones de flexión se producen en los miembros (pilares o vigas) que convergen al nudo. Las conexiones de momento completamente restringidas en los extremos empotrados de vigas y enrejados deben ser diseñadas para el efecto combinado de fuerza de momento y de corte inducidos por la rigidez de las conexiones. Las alas del elemento soportado se contactan directamente al elemento soportante o a una placa de conexión. Las conexiones consideradas como totalmente rígidas raramente proporcionan una rotación cero entre los miembros, sin embargo, esta flexibilidad es generalmente ignorada.

CRITERIOS NORMATIVOS | 21.6 CONEXIONES RÍGIDAS

Las conexiones en los extremos de las vigas y celosías empotradas, se diseñarán considerando los efectos combinados de los momentos y las fuerzas cortantes resultantes de la rigidez de la conexión.

Conexiones Semi Rígidas: Las conexiones de momento parcialmente restringidas, poseen un ángulo intermedio entre la flexibilidad de la conexión simple o de corte y la rigidez total de la conexión de momento. Las conexiones de momento son permitidas sobre la evidencia de que las conexiones a usar son capaces de proporcionar, como mínimo, un previsible porcentaje de empotramiento.

CRITERIOS NORMATIVOS | 22.3 DIMENSIONES DE LOS AGUJEROS

Agujeros agrandados: Podrán utilizarse en todos los empalmes diseñados con conexiones de deslizamiento crítico, pero no en las conexiones por aplastamiento.

Agujeros de ranura corta: podrán utilizarse en todos los empalmes, sean diseñados como conexiones tipo aplastamiento o de deslizamiento crítico. En las conexiones de deslizamiento crítico no será necesario considerar la orientación de la ranura en el agujero, pero en las conexiones del tipo aplastamiento, la dirección de la ranura en el agujero será perpendicular a la línea de acción de la carga.

Agujeros de ranura larga: solamente en una de las partes empalmadas de una conexión de deslizamiento crítico o por aplastamiento que presente una superficie de contacto individual. Los agujeros de ranura larga podrán utilizarse sin consideración de la dirección de la carga en conexiones de deslizamiento crítico, pero serán perpendiculares a la dirección de la carga en conexiones tipo aplastamiento.

Recopilado por: Aldana Mayra. / Extraído de: Alacero y COVENIN 1618-98

DIMENSIONES DE LOS PERNOS LOS TAMAÑOS MÁXIMOS DE LOS AGUJEROS

PARA PERNOS

CRITERIOS NORMATIVOS | 22.4 SEPARACIÓN ENTRE LOS CENTROS DE AGUJEROS

Separación mínima: no será menor a 2.7 veces el diámetro nominal del perno, pero preferiblemente no será menor de 3 diámetros. La separación entre pernos cumplirá con los requisitos de aplastamiento de la Sección 22.9.

Separación máximao En los miembros pintados o los no pintados y no sometidos a corrosión. La separación

no excederá de 24 veces el espesor de la plancha más delgada ni de 300 mm.o En tos miembros no pintados de acero resistente a la corrosión sujetos a la corrosión

atmosférica, la separación no excederá de 14 veces el espesor de la plancha más delgada ni 180 mm.

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CRITERIOS NORMATIVOS | 22.5 DISTANCIAS A LOS BORDES

Distancias mínimas: no será menor que las especificadas en la Tabla, Lc en mm:

DIAMETRO NOMINAL DEL PERNO d (plg)

BORDES CORTADOS CON

CIZALLA

A BORDES LAMINADOS DE PLATINAS, PERFILES O BARRAS Y BORDES CORTADOS

CON SOPLETE (c)

1/2" 22 19

5/8" 29 22

3/4" 32 25

7/8" 38 (d) 29

1" 44 (d) 32

1 1/8" 51 38

1 1/4" 57 41

> 1 1/4" 1,75.d 1,25.dNotas:(a) Se permite usar una menor distancia cuando resulte de las Fórmulas del Artículo 22.9.(b) Pata agujeros agrandados o de ranura, véase la Tabla 22.6(e) Todas las distancias al borde en esta columna pueden reducirse en 3 mm cuando la perforación está en un punto en donde la tensión no excede el veinticinco por ciento (25%) de la máxima resistencia en el elemento.(d) Pueden ser 32 mm en los extremos de ángulos que conectan vigas y en las conexiones con planchas extremas

Las distancia del centro de los agujeros ensanchados o alargados a cualquier borde será menor que la estipulada para agujeros estándar más el incremento aplicable s2 en mm de la Tabla 22.5.

DIAMETRO NOMINAL DEL PERNO d (plg)

AGUJEROS AGRANDADOS

AGUJEROS DE RANURA

PERPENDICULARES AL BORDEPARALELOS AL

BORDERANURA CORTA RANURA LARGA (a)

7/8" 2 3

0,75 d 01" 3 3

1 1/8" 3 5Notas:(a) Cuando la longitud de la ranura es menor que la máxima permisible en la Tabla 22.1, s2 puede reducirse a la mitad de la diferencia entre las longitudes máxima y real de la ranura.

Distancias máximas: desde el centro de un conector al borde más cercano de una de las piezas en contacto será 12 veces el espesor de la plancha, pero no excederá de 150 mm.

CRITERIOS NORMATIVOS | 22.9.1 RESISTENCIA A LA TRACCIÓN Y AL CORTE

La resistencia minorada a la tracción o corte de los pernos o de las partes roscadas será φ Rt , dónde:

Rt=F t ∙ Ab

Ab= Área del perno correspondiente a su diámetro nominal.

F t = Tensión teórica de corte o tracción normal (Fu) para el tipo de perno o parte roscada dada en la Tabla 22.6.

Recopilado por: Aldana Mayra. / Extraído de: Alacero y COVENIN 1618-98

Rt = Resistencia teórica de un perno sometido a corte o tracción normal. φ = Factor de minoración de la resistencia teórica dado en la Tabla 22.6.

RESISTENCIA DE PERNOS Y PARTES ROSCADAS

DESCRIPCIÓN DE LOS PERNOS Y PARTES ROSCADAS

TRACCIÓN CORTE EN CONEXIONES TIPO APLASTAMIENTO

FACTOR DE MINORACIÓN

DE LA RESISTENCIA Φ

RESISTENCIA TEÓRICA

Fukgf /cm2

FACTOR DE MINORACIÓN

DE LA RESISTENCIA Φ

RESISTENCIA TEÓRICA

F t kgf /cm2

Pernos A307

0,75

3160 (a)

0,75

1690 (b,e)Pernos A325 cuando la rosca

está incluida en los planos de corte 6330 (d) 3370 (e)

Pernos A325 cuando la rosca está excluida en los planos de corte 6330 (d) 4220 (e)

Pernos A490 cuando la rosca está incluida en los planos de corte 7940 (d) 4220 (e)

Pernos A490 cuando la rosca está excluida en los planos de corte 7940 (d) 5270 (e)

Partes roscadas que cumplan con los requisitos del Cap.5, cuando las roscas están incluidas de los planos de corte.

0,75 Fu (a,c) 0,40 Fu

Partes roscadas que cumplan con los requisitos del Cap. 5, cuando las roscas están excluidas de los planos de corte.

0,75 Fu (a,c) 0,40 Fu

Notas:(a) Únicamente para carga estática.(b) Se aceptan roscas en los planos de corte.(e) La capacidad a tracción de la porción roscada de una barra, con extremos ensanchados basada en el área de la sección correspondiente al diámetro mayor de la rosca, Ah , será mayor que el valor obtenido al multiplicar Fy por el área nominal del cuerpo de la barra antes de su ensanchamiento.(d) Para pernos A325 y A490 sujetos a cargas de fatiga, véase el Apéndice D.(e) Los valores tabulados se reducirán en un veinte por ciento {20%) cuando las conexiones tipo aplastamiento utilizadas para unir miembros en tracción tengan una disposición de conectores cuya longitud, medida en la dirección paralela a la de la fuerza, sea mayor de 1270 mm.

FUERZA P MÁXIMA PARA QUE NO FALLE POR CORTE

  PERNOS A325 PERNOS A490  Rosca en el plano de corte

DIAMETRO NOMINAL DEL PERNO d (plg)

INCLUIDA EXCLUIDA INCLUIDAEXCLUID

A

1/2" 3.209,93 4.019,55 4.019,55 5.019,68

5/8" 5.004,45 6.266,70 6.266,70 7.825,95

3/4" 7.203,38 9.020,25 9.020,25 11.264,63

7/8" 9.806,70 12.280,20 12.280,20 15.335,70

1" 12.814,43 16.046,55 16.046,55 20.039,18

1 1/8" 16.201,28 20.287,65 20.287,65 25.335,53

1 1/4" 20.017,80 25.066,80 25.066,80 31.303,80

CRITERIOS NORMATIVOS | 22.9.2 RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO

Recopilado por: Aldana Mayra. / Extraído de: Alacero y COVENIN 1618-98

La resistencia minorada al aplastamiento de la conexión será la suma de las resistencias minoradas al aplastamiento de los pernos individuales. En las uniones de los sistemas resistentes a sismos esta resistencia minorada no será mayor que 2.4d t Fu.

La resistencia minorada al aplastamiento será φ Rt, con un factor de minoración de la resistencia

teórica φ = 0,75 y la resistencia teórica Rt, se determinará como se indica a continuación:

Cuando la deformación en el agujero del perno sometido a solicitaciones de servicio es una consideración de diseño:

Rt=1,2 ∙ Lc ∙ t ∙ Fu≤2,4 ∙ d ∙ t ∙ Fu

Piv (Carga para un perno)

t ≥1,2 ∙ Lc ∙ t ∙Fu

0,75 ∙2,4 ∙ d ∙Fu

Fu= Resistencia mínima de agotamiento en tracción especificada para la parte conectada (Plancha o perfil).

Lc = Distancia libre en la dirección de la fuerza, entre el borde del agujero y el borde del agujero adyacente o al borde del material.

d = Diámetro nominal del perno. t = Espesor de la parte conectada.

Recopilado por: Aldana Mayra. / Extraído de: Alacero y COVENIN 1618-98

Despejando t para que la plancha no

falle por aplastamiento