01 Uniones Remachadas Roblonadas Soldadas
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8/11/2019 01 Uniones Remachadas Roblonadas Soldadas
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UNIONES REMACHADAS,
ROBLONADAS O SOLDADAS
Juan Jos Surez Menndez
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UNIONES REMACHADAS
O ROBLONADAS
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UNIONES REMACHADAS
Los elementos de las estructura se unen
entre s generalmente por remaches o
soldaduras.
En las aeronaves, depsitos de presin,
calderas de vapor, tanques, tuberas
forzadas, vigas de chapa, cerchas y
estructuras de barcos, se encuentran
aplicaciones de uniones remachas.
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UNIONES REMACHADAS
En la prctica se encuentran dos
tipos comunes de nudos
remachados para uniones de
chapas.
n
Unin por solapo o solape
n
Unin a tope.
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UNIONES REMACHADAS
UNIONES POR SOLAPO
Las dos chapas se solapan
una sobre otra, y se unen
con una o ms filas de
remaches.
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UNIONES REMACHADAS
TIPOS DE UNIONES POR SOLAPO
: De una fila
de remaches y de dos filas, respectivamente.
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UNIONES REMACHADAS
TIPOS DE UNIONES A TOPE: De una fila
de remaches y de dos filas,
respectivamente.
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UNIONES REMACHADAS
En las uniones a tope, particularmente enlas empleadas en calderas, lasplatabandas son, a veces, de distintas
anchuras.La ms corta se coloca siempre en el ladoexterior de la caldera o depsito depresin, para permitir el retacado de lajunta y asegurar as la mayorimpermeabilidad.
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UNIONES REMACHADAS
PASO
La distancia de centro a centro de dosremaches de una misma fila se llama paso
de remache, o simplemente paso.El paso puede variar, indudablemente, deuna a otra fila de remaches de una unin.
El paso mayor se llama paso mximo (aveces largo) y el menor paso mnimo (ocorto).
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UNIONES REMACHADAS
PASO ENTRE FILAS
La distancia entre los ejes de dos filas de
remaches es el paso entre filas
Este paso vara entre 2 y 3 veces el
dimetro de los remaches.
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UNIONES REMACHADAS
MDULO REPETITIVO.
Consiste en un grupo de remaches cuyoconjunto de repite a lo largo de la unin.
Generalmente conviene basar los clculosen la resistencia de uno de estos gruposen lugar de considerar toda la longitud de
la unin.Frecuentemente, se le designasimplemente mdulo.
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UNIONES REMACHADAS
RENDIMIENTO
La relacin entre la resistencia de la unin
y la de una chapa maciza no remachada
de la misma longitud se llama rendimiento
de la unin.
La resistencia que se usa en esta relacin
es, generalmente, la de rotura de la unin.
La resistencia de trabajo difiere entre sta
en un coeficiente de seguridad de 5 o
ms.
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UNIONES REMACHADAS
MODOS DE ROTURA DE UNIONES REMACHADAS.
- Cortadura.
-Asiento o aplastamiento.
- Desgarramiento de la chapa entre los
agujeros.
- Desgarramiento segn una diagonal.- Cortadura de la chapa.
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UNIONES REMACHADAS
Cortadura de los remaches por cortante simple
o doble.
La tendencia es al corte por el remache en la
seccin que est en el plano de las chapas queune.
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UNIONES REMACHADAS
Asiento o aplastamiento de la chapa o el
remache producido por la presin entre las
superficies cilndricas del remache y el
agujero.
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UNIONES REMACHADAS
Para calcular la resistencia al aplastamiento
se suele usar el producto de la proyeccin del
rea del agujero cilndrico, esto es, el
dimetro del agujero por el espesor de lachapa y de la resistencia a rotura por
compresin del material.
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UNIONES REMACHADAS
Las dos trazas de la proyeccin del rea
estn indicadas por lneas de trazos en el
plano diametral del remache, ms abajo.
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UNIONES REMACHADAS
Desgarramiento de la chapa entre los agujeros
debido a la falta de resistencia a traccin en la
seccin a lo largo de una fila de remaches.
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UNIONES REMACHADAS
Desgarramiento segn una diagonal.
Este tipo de rotura no suele ocurrir si el paso
entre filas es al menos 1 veces el dimetro.
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UNIONES REMACHADAS
En el tratamiento elemental supondremos
que dicho paso tiene al menos esta
proporcin con el dimetro de los remaches,
por lo que no estudiaremos este tipo derotura.
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UNIONES REMACHADAS
Estos tipos de rotura no suelen ocurrir si la
distancia del centro del agujero al borde es
aproximadamente el doble del dimetro del
remache.
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UNIONES REMACHADAS
En el tratamiento elemental supondremos que
sucede as y no consideraremos este tipo de
rotura.
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Por consiguiente, en una unin
remachada estudiaremos, en el
tratamiento elemental, slo tres modos de
rotura:n (a) cortadura,
n (b) aplastamiento y
n (c) desgarramiento.
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UNIONES REMACHADAS
UNIONES
REMACHADAS
EXCNTRICAS.
Frecuentemente, enlas estructuras, las
uniones remachadas
han de soportar
solicitacionesexcntricas.
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UNIONES REMACHADAS
Cuando la lnea de accin
de la fuerza aplicada P no
pasa por el centro de
gravedad O del grupo deremaches, es evidente que
la placa tender a girar
respecto a un centro en el
sentido del momento
M = P.L
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UNIONES REMACHADAS
A veces, la tendencia a girar de
este tipo de unin es tan grande,
que las tensiones de losremaches debidas a la carga
directa son mucho menores que
las producidas por el momento.
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UNIONES REMACHADAS
Por tanto, es de gran
importancia el disear una unin
excntrica de tal modo que seacapaz de resistir el cortante
debido a la carga vertical y el
momento producido por laexcentricidad.
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UNIONES REMACHADAS
Se puede sustituir la carga
excntrica P por una fuerza
concntrica P que acta en O yun par con un momento M = P.L,
donde L representa la
excentricidad.
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UNIONES REMACHADAS
Con ello, las tensiones en los
remaches estarn formadas
por dos componentes, tadebida al cortante directo, y
tm debida al momento.
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UNIONES REMACHADAS
La tensin ta ser uniforme e igual a
la carga dividida por el nmero de
remaches mientras quet
m variarcon la distancia (r) del remache al
centro (O) y actuar en sentido
normal a las lneas que unen dichosremaches con O.
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UNIONES SOLDADAS
TIPOS DE SOLDADURA
En las estructuras se encuentran dos tipos
ordinarios de uniones soldadas de chapas.
Se conocen por soldaduras a tope y en ngulo.En la figura estn representados ambos tipos.
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UNIONES SOLDADAS
Las soldaduras a tope pueden actuar slo
en traccin y en compresin, mientras que
las soldaduras en ngulo soportan
cortante lo mismo que traccin ycompresin y, a veces, adems, flexin.
La soldadura se ejecuta o por el arco
elctrico o con gas, aunque el primermtodo es el ms usado.
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UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE LAS SOLDADURAS ATOPE
Se supone que la resistencia de la
soldadura a tope representada es igual ala seccin total de la soldadura
multiplicada por la tensin de trabajo
admisible en traccin o compresin parael material soldado.
Se toma como rea total el producto de la
longitud de la soldadura por el espesor de
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UNIONES SOLDADAS
Por consiguiente se tiene:
P = sol b tdonde sol representa la tensin
de trabajo, t el espesor de la
chapa y b la anchura de lamisma.
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UNIONES SOLDADAS
RESISTENCIA DE LAS SOLDADURAS ENNGULO
Antes de calcular la resistencia de la soldadura
en ngulo representada en la figura, esnecesario definir varias dimensiones
caractersticas de la misma.
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UNIONES SOLDADAS
En la seccin del esquema adjunto, la soldaduratiene una anchura de cordn o catetos, iguales,
y la dimensin mnima de su seccin se llama
garganta.
Evidentemente, la garganta es igual al productode la anchura del cordn por sen 45o.
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UNIONES SOLDADAS
Es costumbre suponer que slo hay que
considerar la resistencia al cortante de estas
soldaduras, pues el fallo se puede producir por
cortante a 45
o
en la garganta.Por ello, se toma la resistencia de la soldadura
igual al producto del rea total en la garganta
por la tensin de trabajo admisible a cortante en
el material.
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UNIONES SOLDADAS
En la soldadura en ngulo de la figura, el cordn
corre en la direccin de la carga.
A veces se aade un cordn perpendicular a esa
direccin en el extremo de la placa msestrecha, adems de los representados.
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UNIONES SOLDADAS
De acuerdo con los estudios realizados por el
Welding Research Council americano, los
cordones perpendiculares a la direccin de la
carga aplicada son algo ms fuertes (por unidadde longitud de soldadura) que los que siguen los
de la carga.
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UNIONES SOLDADAS
Sin embargo, es costumbre
considerar ambos tipos como si
tuvieran la misma resistencia.
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UNIONES SOLDADAS
La tensin admisible en cortante est
fijada de modo que en unidades
americanas corresponda a una fuerza de
1000 libras-fuerza/pulgada de longitudpara una soldadura de 1/8 de pulgada de
cateto.
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UNIONES SOLDADAS
En unidades mtricas se podra fijar,aproximadamente, que para unasoldadura de ngulo de 1 cm de cateto (0,707 cm de garganta), la carga admisible
es de 560 kg/cm de longitud de junta, porlo que pueden considerarse las cargasadmisibles siguientes por unidad delongitud:n 280 kg para un cordn de 5 mmn 448 kg para un cordn de 8 mm
n 560 kg para un cordn de 10 mm
n 670 kg para un cordn de 12 mm
n 840 k ara un cordn de 15 mm
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UNIONES SOLDADAS
CASOSPARTICULARES DE
SOLDADURAS EN
NGULO
Torsin en una
soldadura en ngulo
circular.
Est representado enla figura.
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UNIONES SOLDADAS
La tensin cortantemxima en la
soldadura est dada
por
2
83,2)(
da
T
mx
pt =
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UNIONES SOLDADAS
El par T acta en unachapa vertical unida a
otra horizontal por dos
soldaduras en ngulo
iguales de longitud b y
anchura de cordn a.
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UNIONES SOLDADAS
La tensin cortantemxima en los
cordones de
soldadura est dada
aproximadamente por
224,4)(ba
Tmx
=t
O S SO S
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UNIONES SOLDADAS
Torsin resistida por soldaduras
en ngulo muy separadas.
Es el caso cuando el elemento vertical
que se representa en la figura es muy
grueso, de modo que t sea del mismo
orden de magnitud que b.
En este caso es muy difcil un estudio
racional.
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UNIONES SOLDADAS
Aunque esta frmula pueda dar
una aproximacin grosera de la
tensin cortante mxima en lasoldadura de ngulo no debe
creerse que el resultado es
siempre bastante exacto.
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UNIONES SOLDADAS
Sin embargo, si los elementos vertical yhorizontal son gruesos y rgidos ambos,la tensin cortante en las soldaduras de
ngulo ser aproximadamenteproporcional a su distancia al centro degravedad de las reas de la soldadura y,en este caso, ser posible obtener una
aproximacin suficiente de las tensionescortantes aplicando la frmula de latorsin.
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