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DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN

ANALISIS Y DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN

1. INTRODUCCIÓN

Los elementos de una estructura que soportan cargas a tensión se llaman miembros a

tensión. Ejemplos clásicos de miembros a tensión son las cuerdas inferiores de las

armaduras de techos y puentes. Algunos de los miembros del alma de las armaduras

pueden soportar tensión o pueden ser miembros a tensión para ciertas condiciones de

carga, y miembros a compresión para otras condiciones de carga

Los cables de acero usados en los puentes colgantes y en los techos soportados por

cables son ejemplos de miembros de acero sometidos a tensión. Se usan también los

cables para atirantar las altas torres de acero en las comunicaciones, así como los

postes de las líneas de fuerza, en los lugares en donde ocurran cambios de alineación.

Se usan con frecuencia los contraventeos de configuración X, en los lugares donde los

miembros son tan flexibles que tiene lugar "el pandeo" bajo esfuerzos de compresión

desarrollados por el viento que sopla en una dirección, pero que funciona como un

miembro a tensión para el viento que sopla en dirección opuesta.

Otros casos en que se usan los miembros a tensión incluyen miembros especiales del

alma de las torres de fuerza y comunicaciones, suspensores en los pozos de las

escaleras, los cables de los elevadores, suspensores para los muros de cortina, y

partes de los equipos de izado.

Se usan los tensores de acero de alta resistencia para reforzar las estructuras

existentes, fijando dichos tirantes al patín o cuerda inferior de la estructura y aplicando

pretensión para inducir un esfuerzo de compresión en el miembro, esfuerzo que debe

ser superado cuando se aplique una carga. A veces se usan los tirantes entre las

reacciones de un arco o de un marco rígido para ayudar a resistir el coceo en la base.

Los cables se utilizan ampliamente en la construcción de techos soportados por

cables, a fin de producir un techo estéticamente agradable, sobre un área grande de

piso que esté libre de obstáculos, y con una cantidad mínima de acero y de cualquier

otro material estructural que se requiera. Para todos estos usos se utiliza la resistencia

a tensión del acero. En esta configuración del esfuerzo no se considera el pandeo o el

Diseño de Acero y Madera Página 1


alabeo de las placas. Sin embargo, en algunos casos, las especificaciones requerirán

una cantidad mínima de rigidez en el miembro, por razones estéticas y de seguridad.

En general, los miembros a tensión se pueden clasificar como varillas y barras, perfiles

estructurales, miembros armados, y alambres o cables.

Figura S·) Miembros a tensión. Véase la figura 5-2 para cables usados como

miembros a tensión. (a) Perfiles estructurales usados como miembros a tensión. (b)

Barra con rosca sobrepuesta. (c) Barra roscada y uso de un templador para ajustar la

longitud de la barra. Aplicable a barras cuadradas y redondas.

En términos generales, el diseño por tensión es el más fácil, ya que al no presentarse

el problema del pandeo solo se necesita calcular la fuerza factorizada que debe tomar



el miembro y dividirla entre un esfuerzo de diseño para obtener el área de la sección

transversal necesaria. Los tipos de perfiles utilizados para el diseño de elementos a

tensión se presentan en la siguiente figura.

2. RESISTENCIA DE DISEÑO

2.1 ESFUERZOS PERMISIBLES A TENSION

Según el AISC, el esfuerzo permisible a tensión, excepto para las barras de ojo, se

limita a:

F, = 0.6 Fy (área de la sección bruta)

F, = 0.5 Fu (área de la sección neta) (5-1)

El esfuerzo permisible a tensión, según la AASHTO y el área, es algo más

conservador,

Con:

F, = 0.55Fy (5-2)

La especificación de la AASHTO limita aún más este esfuerzo básico al valor menor

de la ecuación (5-2), o si no pero se usa la sección neta para ambas ecuaciones. Para

el acero con Fy no mayor de 80 kip/pulg-, el esfuerzo básico de tensión está regido por

la ecuación 5-2, para el diseño según la AASHTO.



Para la sección neta a través del agujero del pasador de una barra de ojo (véase figura

5-3), el esfuerzo permisible según el AISC es

F, = 0.45Fy

Figura5~2 Cables como miembros a tensión y sus accesorios para fijación. Nótese

que en muchas de estas situaciones se puede usar una barra cuadrada o redonda. (a)

Horquilla roscada con pasador. (b) Casquillo para cable con templador. (e) Método

para usar un casquillo para cables con el anclaje estructural. (d) Detalles de un

casquillo. (e) Tres situaciones en las que se usan cables para un miembro a tensión.

El manual del AISC-LRFD, especifica que la resistencia de diseño de un elemento a

tensión, φt Pn, será el menor de los valores obtenidos con las siguientes expresiones:



1. Para el estado límite de fluencia en la sección bruta.

Pu = φt Fy Ag con φt = 0.90

2. Para la fractura en la sección neta en la que se encuentran agujeros de tornillos o

remaches.*

Pu = φt Fu Ae con φt = 0.75

Donde Fu es el esfuerzo de tensión mínimo especificado y Ae es el área neta efectiva

que se supone resiste la tensión en la sección a través de los agujeros.

3. Para varillas y barras redondas.

Pu = φt Fu Ad con φt = 0.75

Donde Ad es el área total de la varilla calculada con base en el diámetro exterior de la

rosca.

3. AREA NETA EFECTIVA PARA ELEMENTOS EN TENSION

Se aplica tanto a elementos empernados como para elementos conectados por

soldadura.

Cuando las fuerzas de tensión son trasmitidas directamente a todos los elementos del

miembro, el área neta es usada para hallar los esfuerzos sin embargo cuando estas

fuerzas son transmitidas a algunos (no a todos) elementos de sección transversal del

miembro, un área neta reducida es usada en su lugar.

a) Área neta

Para calcular el área neta, el ancho de un hueco se toma un1/16 de pulg. mayor de lo

que está especificado para esa dirección.

De acuerdo con las tolerancias se necesita que el hueco para un tornillo sea 1/16 pulg

mayor que el diámetro del tornillo, el ancho de un hueco se asume para propósitos de

diseño, dos veces 1/16” o 1/8” mayor que el diámetro del tornillo.

El área neta de un elemento es su ancho neto multiplicado por su espesor.



b) Área bruta (Ag)

Área total de la sección transversal sin deducir los huecos.

c) Área Neta (An)

Es el área bruta menos el área de los huecos.

d) Área neta efectiva (Ae)

Incluye los traslapos en la vecindad de las uniones. Cuando el miembro terminal de la

unión trasmite los esfuerzos directamente a todos los elementos de la sección

transversal, Ae es igual a An, pero si la transmisión es a través de no todos los

elementos se utiliza un área neta efectiva.

El área neta efectiva de un miembro a tensión se define en la sección B3 de las

especificaciones AISC: Ae= AxU, en donde A es el área igual al área de la sección

transversal total cuando la carga de tensión se transmite por soldaduras longitudinales

sólo o en combinación con soldaduras transversales y es igual al área neta si se

trasmite por tornillos o remaches. U es el coeficiente de reducción por retraso del

cortante que debe usarse cuando sólo parte de la sección transversal está conectada

como por ejemplo un lado de un perfil angular en tensión.

e) Huecos en cadena

El área neta real An en el caso de una cadena de agujeros que se extienden a través

de un elemento, se determina por medio de una regla empírica definida en la sección

B2 de las especificaciones: el ancho neto de la parte se obtendrá deduciendo del

ancho total la suma de los diámetros de todos los agujeros en la cadena y sumando

para cada espacio en la cadena la cantidad s2/4g. El área neta crítica An de la parte se

obtiene de aquella cadena que da el menor ancho neto.



f) Coeficiente U

Varios factores influyen en el comportamiento de un miembro en tensión, pero el más

importante es la forma en que él es conectado o en como se hace la conexión. Una

conexión siempre debilita el elemento y la medida de su influencia se conoce como

eficiencia de la unión. Este factor es función de la ductilidad del material, del

espaciamiento entre los tornillos, de la concentración de esfuerzos en los huecos, del

proceso de fabricación y del retraso del cortante.

Este último se presenta cuando algunos elementos de la sección transversal no están

conectados, produciendo una sobrecargada de la parte del miembro conectado y la

que no se conecta no queda plenamente esforzada. El retraso de cortante afecta tanto

a las conexiones atornilladas como a las soldadas, por lo que su tratamiento es similar

en ambos casos, utilizándose el concepto del área neta reducida.

Este coeficiente toma en cuenta se puede decir en términos sencillos la distribución no

uniforme del esfuerzo en las conexiones de elementos a tensión.

3.1 PARA CONEXIONES EMPERNADAS

= Área neta del elemento.

= Coeficiente de reducción.

X = Excentricidad de la conexión.L = Longitud de la conexión en dirección de la carga.

Nota: Si un miembro tiene dos planos simétricamente localizados de conexión, x se

mide desde el centroide de la mitad del área más cercana. L es la longitud de la



conexión en la dirección de la carga. Para las conexiones atornilladas, se mide desde

el centro del tornillo al centro del tornillo en el otro extremo de la conexión.

El AISC permite usar valores promedio para el valor de U, dando tres casos para ello:

a) Perfiles W, M, S con anchos de patín no menores que 2/3 de sus peraltes y tees

estructurales cortadas de esos perfiles, siempre que la conexión sea por patines. Las

conexiones con tornillos deben tener no menos de tres tornillos por hilera en la

dirección de la fuerza.

U=0.90

b) Los perfiles W, M, S que no cumplan las condiciones del punto a., tees estructurales

cortadas de esos y otros perfiles, incluyendo secciones armadas. Las conexiones

atornilladas deberán tener no menos de tres tornillos por hilera en la dirección de la

fuerza.

U=0.85

c) Todos los miembros con conexiones atornilladas con solo dos tornillos por hilera en

la dirección de la fuerza.

U=0.75



3.2 PARA CONEXIONES SOLDADAS

Se pueden usar valores de U promedio para estas conexiones soldadas. Las reglas

son las mismas, salvo que la regla que corresponde a dos sujetadores por línea no se

aplica.



1) Para perfiles W, M, S con una razón ancho-peralte de por lo menos 2/3 (y perfiles

Tees recortados de ellos) y conectados en los patines.

U=0.90

2) Para todos los otros perfiles

U=0.85

3.2.1 Casos especiales

Solo cuando algunos elementos de la sección transversal no están conectados, Ae es

menor que An. Para miembros en tensión como placas o barras simples el área neta

efectiva se toma como el área neta total calculada. Para estos elementos unidos por

soldaduras longitudinales en sus extremos Ae= UxAg

Donde:

U= 1.0 para L ≥ 2w

U= 0.87 para 1.5w ≤ L ≤ 2w

U= 0.75 para w ≤L < 1.5 w

L: longitud del par de soldaduras ≥ w

W: distancia entre soldaduras

Para cualquier miembro conectado por soldaduras transversales, el área neta efectiva

es igual al área del elemento conectado.

VALORES DE U DIRECTOS

Las especificaciones LFRD de 1986 presentaron un conjunto de valores U estándar

que pueden usarse para miembros atornillados en vez de sustituir la expresión

.

Esos valores dados en la tabla 3.2 son aun aceptables. (Para el ejemplo 3.6, note que

la U dada por la tabla es de 0.90, ya que bf/d = 8.020/10.10 > 2/3.) los valores

tabulados son particularmente útiles para casos en que se proponen los tamaños

iníciales de diseño y se tiene información suficiente para calcular los valores de U.

TABLA 3.2 VALORES PERMITIDOS U PARA CONEXIONES ATORNILLADAS

a) Los perfiles W,M o S con anchos de patín no menores de dos tercios de sus

peraltes y las estructurales cortadas de dos perfiles, siempre que la conexión



se a por patines, deben tener no menos de tres conectores por hilera en la

dirección de la fuerza, U=0.90

b) Los perfiles W,M o S que no cumplan las condiciones del párrafo a, tes

estructurales cortadas de esos perfiles, incluyendo secciones armadas,

deberán tener no menos de tres conectores por hilera en la dirección de la

fuerza, U=0.85

c) Todos los miembros con conexiones atornilladas o remachadas con solo dos

conectores por hilera en la dirección de la fuerza, U=0.75

VALORES DE U:

a) En secciones laminadas IE, IR, IS y TR donde: bf > 2/3 h conectadas por los patines.

Nota: cuando la conexión es atornillada o remachada debe haber al menos tres conectores en cada línea a la dirección de los esfuerzos U = 0.9

b) Secciones IE, IR, IS, TR, que no cumpla con el requisito anterior y secciones restantes (incluidas las formadas con placas).

Nota: Cuando la conexión es remachada o atornillada debe haber dos o tres conectores en cada línea en dirección de los esfuerzos U = 0.85

c) Todos los miembros con conexiones remachadas o atornilladas que tengan solo dos conectores en cada línea de la dirección de los esfuerzos U = 0.75

d) Elementos planos conectados a lo largo de sus bordes longitudinales con soldadura tipo filete o de penetración y cuando la separación transversal entre conectores excede los 20 cm U = 0.70

Para miembros principales se recomiendan siempre al menos 2 líneas de conectores en la dirección del esfuerzo.

3.3 MIENBROS SOLDADOS

Cuando las cargas de tensión son transferidas por soldaduras, deberán usarse las

siguientes reglas de la especificación (B.3) para determinar los valores de A y U. (Ae

para conexiones atornilladas = AU.)

1. Si la carga es transmitida solo por soldaduras longitudinales a otros elementos

que no sean placas, o por soldaduras longitudinales en combinación con

soldaduras transversales, A debe ser igual al área total Ag del miembro.



2. Si una carga de tensión es transmitida solo por soldaduras transversales, A

debe ser igual al área de los elementos directamente conectados y U es igual a

1.0.

3. Las pruebas has mostrado que cuando placas o barras planas conectadas por

solo soldadura de filete longitudinales (termino que se describirá en el capitulo

14) se usan como miembros en tensión, ellas pueden fallar permanentemente

por retraso del cortante en las esquinas si las soldaduras están muy separadas

entre si. Por tanto, las especificaciones LRFD establecen que cuando se

encuentren tales situaciones las longitudes de las soldaduras no deben ser

menores que el ancho de las placas o barras. La letra A representa el área de

la placa y UA es el área neta efectiva. Para tales situaciones, deberán usarse

los siguientes valores de U (especificación B3.2 (d) del LFRD).

Para combinaciones de soldaduras longitudinales y transversales, l debe tomarse igual

a la longitud de la soldadura longitudinal por que la soldadura transversal tiene poco o

ningún efecto sobre el retraso del cortante (es decir, hace poco para llevar la carga a

las partes no conectadas del miembro)

En este caso en que las soldaduras de filete se usan para transmitir cargas de tensión

a algunos, pero no a todos los elementos de una sección transversal, regirá la

resistencia de la soldadura.

3.3.1 VENTAJAS DE LA SOLDADURA

El empleo de conexiones soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un

ahorro de material (hasta de un 15%).

La soldadura requiere menos trabajo y por lo tanto menos personal que la colocación

de remaches o tornillos (un soldador puede reemplazar una cuadrilla de

remachadores).



La soldadura permite una gran variedad de conexiones, cosa que no se puede con

remaches o tornillos.

Las conexiones soldadas son más rígidas que las demás, lo cual permite una

verdadera continuidad en la transmisión de elementos mecánicos entre miembros.

Debido a la mayor resistencia del metal de aportación las conexiones soldadas

permiten una gran resistencia a la fatiga.

Las estructuras soldadas pueden repararse muy fácilmente a diferencia del resto.

Las conexiones soldadas han permitido la construcción de estructuras soldadas y

"limpias".

Las conexiones soldadas permiten ajustes de proyecto más fácilmente que en otro tipo

de conexiones.

El trabajo de soldadura es silencioso comparado con el remachado.

Hay un ahorro considerable en el cálculo, detallado y montaje de las estructuras.

3.3.2 DESVENTAJAS DE LA SOLDADURA

Las conexiones rígidas puede n no ser óptima en el diseño.

La revisión de las conexiones soldadas no es muy sencilla con respecto al resto.

La creencia de la baja resistencia a la fatiga en conexiones soldadas (no se permite

aún en algunos puentes ferroviarios U.S.A).

3.4 MÉTODOS DE SOLDADURAS

3.4.1. SMAW (Shielded metal arc welding): Corresponde soldadura manual con

electrodo, esta es la más común y antigua de los distintos procesos de soldadura por

arco.



3.4.2. SAW: Corresponde a la soldadura por arco sumergido, en este tipo de

soldadura el arco se establece entre la pieza a soldar y el electrodo, estando ambos

cubiertos por una capa de flux granular (de ahí su denominación de arco sumergido).

Por esta razón el arco está oculto. Algunos fluxes se funden para proporcionar una

capa de escoria protectora sobre el baño de soldadura. El flux sobrante vuelve a ser

de nuevo reutilizado.

3.4.3. GMAW: Este procedimiento, conocido también como soldadura MIG/MAG,

consiste en mantener un arco entre un electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a

soldar. Tanto el arco como el baño de soldadura se protegen mediante un gas que

puede ser activo o inerte. El procedimiento es adecuado para unir la mayoría de

materiales, disponiéndose de una amplia variedad de metales de aportación.

3.4.4. FCAW: Corresponde a la soldadura con hilos tubulares, es muy parecida a la

soldadura MIG/MAG en cuanto a manejo y equipamiento se refiere. Sin embargo, el

electrodo continuo no es sólido si no que está constituido por un tubo metálico hueco

que rodea al núcleo, relleno de flux. El electrodo se forma, a partir de una banda

metálica que es conformada en forma de U en una primera fase, en cuyo interior se

deposita a continuación el flux y los elementos aleantes, cerrándose después

mediante una serie de rodillos de conformado.

3.4.5. EGW: Corresponde a la soldadura por electrogas, la cual es un desarrollo de la

soldadura por electroescoria, siendo procedimientos similares en cuanto a su diseño y

utilización. En vez de escoria, el electrodo es fundido por un arco, que se establece en

un gas de protección, de la misma manera que en la soldadura MIG/MAG. Este

método se utiliza para soldar chapas con espesores desde 12 mm. Hasta 100 mm.,

utilizándose oscilación para materiales con espesores fuertes. Normalmente, la junta

es una simple unión-I con una separación. Las juntas- V también son utilizadas.

Cuando la soldadura es vertical - como por ejemplo, en tanques de gran tamaño -, se

pueden conseguir importantes ahorros de coste, si se compara con la soldadura

manual MIG/MAG.

3.4.6. ESW: Corresponde a la soldadura por electroescoria, comienza en el inicio del

proceso de soldadura, se crea un arco entre el electrodo y la pieza a soldar. Cuando el

flux de soldadura que se coloca en la junta se funde, se produce un baño de escoria

que aumenta en profundidad. Cuando la temperatura de la escoria y por tanto su



conductividad aumentan, el arco se extingue y la corriente de soldadura es conducida

mediante la escoria fundida, donde la energía necesaria se produce por resistencia.

Cada uno de estos métodos posee una cierta nomenclatura y propiedades de

electrodos, la que pueden ser encontradas en el ICHA 2000 Tomo I (capítulo 4:

Conexiones), o bien del manual AISC-LRFD. A modo de ejemplo se mostrará la

nomenclatura para electrodos SMAW:

3.5 TIPOS DE SOLDADURAS

3.5.1. Penetración (Parcial o Completa): Se obtienen depositando metal de

aportación entre dos placas que pueden, o no, estar alineadas en un mismo plano.

Pueden ser de penetración completa o parcial, según que la fusión de la soldadura y el

metal base abarque todo o parte del espesor de las placas, o de la más delgada de

ellas.

3.5.2. Filete o Cordón: Se obtienen depositando un cordón de metal de aportación en

el ángulo diedro formado por dos piezas. Su sección transversal es aproximadamente

triangular.

3.5.3. Ranura o Tapón: Las soldaduras de tapón y de ranura se hacen en placas

traslapadas, rellenando por completo, con metal de aportación, un agujero, circular o

alargado, hecho en una de ellas, cuyo fondo está constituido por la otra.

3.6. MATERIAL DE APORTE

Material base que se esté soldando, teniendo especial cuidado en aceros con altos

contenidos de carbón u otros elementos aleados, y de acuerdo con la posición en que

se deposite la soldadura. Se seguirán las instrucciones del fabricante respecto a los

parámetros que controlan el proceso de soldadura, como son voltaje, amperaje,

polaridad y tipo de corriente. La resistencia del material depositado con el electrodo

será compatible con la del metal base.



Para que una soldadura sea compatible con el metal base, tanto el esfuerzo de

fluencia mínimo como el esfuerzo mínimo de ruptura en tensión del metal de

aportación depositado, sin mezclar con el metal base, deben ser iguales o ligeramente

mayores que los correspondientes del metal base.

Por ejemplo, las soldaduras manuales obtenidas con electrodos E60XX o E70XX1,

que producen metal de aportación con esfuerzos mínimos especificados de fluencia de

331 y 365 MPa (3.400 y 3.700 kg/cm!), respectivamente, y de ruptura en tensión de

412 y 481 MPa (4.200 y 4.900 kg/cm!), son compatibles con el acero A36, cuyos

esfuerzos mínimos especificados de fluencia y ruptura en tensión son 250 y 400 MPa

(2.530 y 4.080 kg/cm!), respectivamente.

3.7. DEFECTOS DE LAS UNIONES SOLDADAS

3.7.1. Fisuras: Son discontinuidades por rotura local, provocadas por enfriamiento o

esfuerzos transmitidos, esto debido principalmente al empleo de electrodos

inadecuados y la excesiva rigidez de las piezas a unir. Las fisuras son peligrosas ya

que producen una disminución de la sección resistente y facilitan la corrosión.

3.7.2. Cavidades y poros: Son provocadas por residuos ajenos al proceso, es decir,

falta de limpieza y preparación. También se pueden provocar por la excesiva

intensidad de corriente que calienta los electrodos.

3.7.3. Inclusiones sólidas: Cualquier materia extraña, que quede aprisionada en el

metal fundido, diferente de los metales de base y de aportación de la soldadura

constituyen una inclusión sólida. Las más frecuentes son las escorias, los óxidos y las

inclusiones metálicas. Los efectos de estás inclusiones pueden ser amplificados

cuando la estructura comienza a prestar servicios.

3.7.4. Defectos de fusión: Este tipo de defectos se deben principalmente a la falta de

ligazón entre el metal de aportación y el metal de base o entre las diferentes pasadas

del cordón. Se puede presentar en los bordes, falta de fusión lateral, entre pasadas y

en la raíz.

3.7.5. Falta de penetración: Es debida a una fusión parcial de los bordes provocando

discontinuidades de los mismos. Es provocada principalmente por una separación



incorrecta de los elementos a unir durante el soldeo, al empleo de electrodos

excesivamente gruesos, a una velocidad de avance excesiva o a una baja intensidad.

Este defecto provoca una disminución de la resistencia de la unión.

3.7.6. Defectos de forma: Se deben a la falta de geometría de la superficie externa en

relación con el perfil correcto esperado.

Cabe mencionar que todas estas anomalías puedes ser detectadas utilizando distintas

inspecciones, entre las cuales encontramos: inspección visual, con líquidos

penetrantes, con partículas magnéticas, radiográfica y por ultrasonidos

4. TORNILLOS ALTERNADOS.

4.1. GENERALIDADES.

Los remaches fueron los elementos de unión de estructuras de acero más comunes en

el siglo XIX y hasta mediados del XX, pero en la actualidad no se emplean en

construcciones nuevas, ni en el taller ni en la obra, pues han sido sustituidos, con

ventaja, por la soldadura y los tornillos de alta resistencia. Sin embargo, la importancia,

cada vez mayor, de la evaluación, rehabilitación y refuerzo de estructuras existentes,

hace que sea indispensable el conocimiento de las uniones remachadas.

La evaluación y diseño de juntas remachadas no se tratan en estas Normas. Para

llevarlos a cabo, es necesario recurrir a especificaciones y libros de texto antiguos.

Si se conoce la época en que se construyó una estructura remachada, puede ser

posible obtener las propiedades mecánicas de los remaches utilizados en ella,

recurriendo a literatura técnica de entonces; en caso contrario, será necesario efectuar

ensayes de laboratorio para determinar esas propiedades.

4.2. DEFINICION.

Un tornillo usado como sujetador roscado consiste en un eje cilíndrico, que en muchos

casos afila a un punto en un extremo, y con un canto o un hilo de rosca helicoidal

formada en él, y una cabeza en el otro extremo que se pueda rotar por algunos

medios. El hilo de rosca es esencialmente un plano inclinado envuelto alrededor del

eje. El hilo de rosca se acopla con una hélice complementaria en el material. El

material se puede fabricar con la hélice de acoplamiento usando a golpecito, o el

tornillo puede crearlo cuando primero está conducido adentro (a self-tapping tornillo).

La cabeza se forma especialmente para permitir a destornillador o llave (Inglés

británico: llave de tuercas) para rotar el tornillo, conduciéndolo adentro o lanzándolo.


http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Tap_and_die

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/British_English

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/British_English

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Wrench

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Screwdriver

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Self-tapping_screw


La cabeza está de un diámetro más grande que el cuerpo del tornillo y no tiene ningún

hilo de rosca de modo que el tornillo no pueda ser más profunda conducido que la

longitud del eje, y proporcionar la compresión.

Los tornillos pueden ser quitados y ser reinsertados normalmente sin la reducción de

su eficacia. Tienen mayor energía que sostiene que clavos y desmontaje y reutilización

del permiso.

Aprietan a la mayoría extensa de tornillos cerca a la derecha rotación; hablamos de a

hilo de rosca derecho. Los tornillos con los hilos de rosca izquierdos se utilizan en

casos excepcionales, cuando el tornillo está conforme a las fuerzas contrarias al reloj

que pudieron deshacer un hilo de rosca derecho. Los tornillos izquierdos se utilizan en

artículos que rotan tales como la rueda que muele izquierda en a amoladora del banco

o pedal de la mano izquierda en a bicicleta (ambos que miran hacia el equipo) o cubo

tuercas en el lado izquierdo de algunos automóviles.

Los sujetadores roscados fueron hechos por una acción del corte por ejemplo dados

proporcione, pero los avances recientes en útiles permiten que sean hechos rodando

unthreaded la barra ( espacio en blanco) entre dos trabajados a máquina

especialmente dados qué apretón el espacio en blanco en la forma del sujetador

requerido, incluyendo el hilo de rosca. Este método tiene las ventajas de endurecer el

hilo de rosca y el material del ahorro. Un hilo de rosca rodado puede ser distinguido de

un hilo de rosca formado por un dado pues el diámetro exterior del hilo de rosca es

mayor que el diámetro del unthreaded la porción del eje. Los rayos de la bicicleta, que

son pernos justos con fino largo unthreaded las porciones, uso rodado roscan siempre

para la fuerza.

H-118 (ASTM A307)

Sujetadores de acero al carbono con rosca estándar exterior (Fu=414 MPa; 4220

kg/cm²).

H-124 (ASTM A325)

Tornillos de alta resistencia para conexiones entre elementos de acero estructural

[Fu=830 MPa (8440 kg/cm²) para diámetros de 13 a 25 mm (1/2 a 1 pulg.), Fu=725

MPa (7380 kg/cm²) para diámetros de 29 y 38 mm (11/8 y 11/2 pulg.)].

H-123 (ASTM A490)


http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Die_(manufacturing)

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Tap_and_die

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Hub

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Bicycle

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Bicycle_pedal

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Bench_grinder

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Clockwise

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Nail_(fastener)


Tornillos de acero aleado tratado térmicamente para conexiones entre elementos de

acero estructural (Fu=1035 MPa, 10550 kg/cm²).

4.3. DIFERENCIACIÓN ENTRE EL PERNO Y EL TORNILLO.

Una distinción universal aceptada entre un tornillo y una a perno no existe.

En uso común el término tornillo refiere (menos de 1/4 pulgada) a sujetadores

roscados más pequeños, especialmente a los sujetadores roscados con los ejes

afilados y al término perno refiere a sujetadores roscados más grandes que no han

afilado los ejes. El término tornillo de la máquina es de uso general referir a

sujetadores roscados más pequeños que no tengan un eje afilado.

Los varios métodos de distinguir los pernos y los tornillos existen o han existido. Estos

métodos están en conflicto ocasionalmente y pueden ser confusos. Viejos estándares

del SAE y de USS hechos una distinción entre un perno y un tornillo de casquillo

basados encendido si una porción del eje un-fue roscada o no. Los tornillos de

casquillo tenían ejes que fueron roscados hasta la cabeza y los pernos habían roscado

parcialmente los ejes. Un perno que tiene un eje totalmente roscado se pudo referir

hoy como a golpee ligeramente el perno.

ASME B18.2.1 define un perno como “sujetador externamente roscado diseñado para

la inserción a través de los agujeros en piezas montadas, y se piensa normalmente ser

apretado o ser lanzado apretando una tuerca”. Usando esta definición para

determinarse si un sujetador roscado particular es un tornillo o un perno requiere que

una asunción esté hecha sobre el propósito previsto del sujetador roscado y pues una

cuestión práctica no se parece ser seguida por la mayoría de los fabricantes del

sujetador roscado. También está en conflicto con uso común tal como el término, el

“perno principal”, que es un sujetador roscado que no piensan a los compañeros con

un agujero golpeado ligeramente en un bloque de motor y para acoplar con una

tuerca.

Es posible encontrar otras distinciones que ésos descritos arriba, pero sin importar la

distinción particular favorecida por un individuo o un cuerpo de los estándares el uso

del término tornillo o perno varía. Términos más específicos para los tipos del


http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Bolt


sujetador roscado que incluyen la palabra tornillo o perno (por ejemplo tornillo de la

máquina o perno de carro) tenga uso más constante y sea la manera común de

especificar una clase particular de sujetador.

El gobierno de los E.E.U.U. hizo un esfuerzo de formalizar la diferencia entre un perno

y un tornillo porque diversas tarifas se aplican a cada uno. El documento se parece no

tener ningún efecto significativo en uso común y no elimina la naturaleza ambigua de

la distinción para algunos sujetadores. Está disponible aquí.

4.4. MATERIALES Y FUERZA

Los tornillos y los pernos se hacen en una amplia gama de materiales, con acero

siendo quizás el más común, de muchas variedades. Cuando sea grande la

resistencia al tiempo o a la corrosión se requiere, acero inoxidable, titanio, latón,

bronce, el bronce del monel o del silicio se puede utilizar, o una capa tal como latón,

cinc o cromo aplicado. La acción electrolítica de los metales disímiles se puede

prevenir con aluminio tornillos para las pistas doble-que esmaltan, por ejemplo.

Algunos tipos de plástico, por ejemplo nilón o Teflon, puede ser roscado y ser utilizado

para la cerradura que requiere fuerza moderada y gran resistencia a la corrosión o con

el fin de eléctrico aislamiento. Incluso la porcelana y el cristal pueden haber moldeado

las roscas de tornillo que se utilizan con éxito en usos tales como línea eléctrica

aisladores y tarros que conservan.

El mismo tipo de tornillo o de perno se puede hacer en muchos diversos grados del

material. Para los usos críticos de la alto-extensible-fuerza, los pernos de calidad

inferior pueden fallar, dando por resultado daño o lesión. En los pernos SAE-

estándares, un patrón distintivo de la marca se impresiona en las cabezas para

permitir la inspección y la validación de la fuerza del perno. Sin embargo, barato

falsificación los sujetadores se pueden encontrar con lejano real de la fuerza menos

que indicados por las marcas. Tales sujetadores inferiores son un peligro a la vida y a

la característica cuando están utilizados en el avión, automóviles, carros pesados, y

usos críticos similares.

En algunos usos se diseñan los empalmes de modo que el tornillo o el perno fallen

intencionalmente antes de componentes más costosos. En este caso substituir un

sujetador existente por un sujetador más alto de la fuerza puede dar lugar a daño de

equipo. Así es práctica generalmente buena substituir los sujetadores por el mismo

grado instalado originalmente.


http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Counterfeit

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Mason_jar

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Insulator_(electrical)

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Polytetrafluoroethylene

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Nylon

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Aluminium

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Chromium

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Zinc

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Bronze

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Brass

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Titanium

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Steel

http://www.cbp.gov/linkhandler/cgov/toolbox/legal/informed_compliance_pubs/icp013.ctt/icp013.pdf


4.5. TIPOS DE TORNILLOS

4.5.1. TORNILLOS DE ALTA RESISTENCIA

Estas recomendaciones se complementan con las de la última versión de “Load and

Resistance Factor Design Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490

Bolts”, del Consejo de Investigación en Conexiones Estructurales (Research Council

on Structural Connections).

Los tornillos que se consideran aquí deben satisfacer los requisitos de alguna de las

especificaciones H-124 (ASTM-A325) o H-123 (ASTM-A490).

Dependiendo del tipo de conexión, puede, o no, requerirse que los tornillos se instalen

apretándolos hasta que haya en ellos una tensión especificada mínima, no menor que

la dada en la tabla 5.6. El apriete puede hacerse por alguno de los métodos siguientes:

vuelta de la tuerca, con un indicador directo de tensión, una llave calibrada, o con un

tornillo de diseño especial.



4.5.2. TORNILLOS “AL CONTACTO” O PRETENSIONADOS

Los tornillos de alta resistencia apretados “al contacto” pueden utilizarse en todas las

conexiones, excepto las que se indican a continuación.

El apriete “al contacto” se define como el que existe cuando todas las partes de una

junta están en contacto firme; puede obtenerse con unos cuantos impactos de una

llave de impacto o con el esfuerzo máximo de un trabajador con una llave de tuercas

ordinaria.

Tabla 1 Tensión mínima en tornillos de alta resistencia, kN (kg) 1

Diámetro del tornillo,

mm (pulg.)

TornillosA325

TornillosA490

12.7 (1/2) 53 (5400) 67 (6800)

15.9 (5/8) 84 (8600) 107 (10900)

19.1 (3/4) 125 (12700) 156 (15900)

22.2 (7/8) 174 (17700) 218 (22200)

25.4 (1) 227 (23100) 284 (29000)

28.6 (1 1/8) 249 (25400) 356 (36300)

31.8 (1 1/4) 316 (32200) 454 (46300)

34.9 (1 3/8) 378 (38600) 538 (54900)

38.1 (1 1/2) 458 (46700) 658 (67100)

1 Igual a 0.7 veces la resistencia mínima de ruptura en tensión de los tornillos, de acuerdo con las especificaciones ASTM para tornillos A325 y A490. Para diseñar tornillos apretados al contacto deben utilizarse las resistencias nominales

para conexiones por aplastamiento de la tabla 5.7.

En conexiones de deslizamiento crítico en las que la carga se dirija hacia un borde de

una parte conectada, se deberá proporcionar una resistencia de diseño al

aplastamiento adecuada, de acuerdo con los requisitos aplicables de la sección 5.3.13.

Deben utilizarse tornillos de alta resistencia pretensionados en:

a) Empalmes de columnas en todas las estructuras de 60 m de altura, o más;

b) Empalmes de columnas de estructuras comprendidas entre 50 y 60 m de altura, si

su dimensión horizontal más pequeña es menor que el 40 por ciento de la altura;

c) Empalmes de columnas en estructuras de menos de 30m de altura, si su dimensión

horizontal más pequeña es menor que el 25 por ciento de la altura;



d) Todas las conexiones entre vigas y columnas, y de cualquier otra viga, de las que

depende el contraventeo de las columnas, en estructuras de más de 40 m de altura;

e) Conexiones en las que no puede admitirse el deslizamiento relativo de las partes

unidas, como las sujetas a fatiga o a inversiones frecuentes de cargas, o las que

forman parte de estructuras muy sensibles a las deflexiones;

Tabla 2 Resistencia de diseño de remaches, tornillos y barras roscadas

Elementos de unión

Resistencia en tensiónResistencia al cortante en

conexiones por aplastamiento

Factor de resistencia,

FR

Resistencia nominal,

MPa (kg/cm²)

Factor de resistencia,

FR

Resistencia nominal,

MPa (kg/cm²)

Tornillos A307

0.75

310 (3160) (1)

0.75

165 (1690) (2,

3)

Tornillos A325, cuando la rosca no está fuera de los planos de corte

620 (6330) 330 (3380) (3)

Tornillos A325, cuando la rosca está fuera de los planos de corte

620 (6330) 414 (4220) (3)

Tornillos A490, cuando la rosca no está fuera de los planos de corte

775 (7900) 414 (4220) (3)

Tornillos A490, cuando la rosca está fuera de los planos de corte

775 (7900) 518 (5280) (3)

Partes roscadas, cuando la rosca no está fuera de los planos de corte

0.75Fu (1) 0.4Fu (1)

Partes roscadas, cuando la rosca está fuera de los planos de corte

0.75Fu (1) 0.5Fu (1)

Remaches A502, grado 1, colocados en caliente

310 (3160) (1) 172 (1760) (3)

Remaches A502, grados 2 y 3, colocados en caliente

412 (4200) (1) 228 (2320) (3)

1 Carga estática únicamente.2 Se permite que la rosca esté en los planos de corte.



3 Cuando para unir miembros en tensión se empleen conexiones por aplastamiento con tornillos o remaches colocados en una longitud, medida paralelamente a la dirección de la fuerza, mayor que 1.25 m, los valores tabulados se reducirán en 20 por ciento. La nomenclatura utilizada para designar a los tornillos y remaches es de la ASTM. f) Estructuras que soportan grúas viajeras de más de cinco toneladas de capacidad;

uniones entre elementos que las soportan; uniones entre partes de las armaduras de

techo y entre ellas y las columnas, uniones entre tramos de columnas, contraventeo de

columnas y apoyos de las grúas;

g) Conexiones para soportes de máquinas móviles u otras cargas vivas que produzcan

impacto o inversión de esfuerzos;

h) Conexiones en las que tornillos H-123 (ASTM-A490) trabajan en tensión, o tensión y

cortante combinados;

i) Conexiones en las que se usen agujeros sobredimensionados o alargados, excepto

cuando se empleen específicamente para permitir movimientos; y

j) Cualquier otra conexión indicada en los planos de diseño.

En los casos restantes, las conexiones pueden hacerse con tornillos H-118 (ASTM

A307), o de alta resistencia, apretados al contacto.

Los dibujos de diseño, fabricación y montaje, deben indicar el tipo o tipos de los

tornillos, y especificar si deben, o no, pretensionarse.

4.6. CARACTERISTICAS DE LOS TORNILLOS.

4.6.1. TAMAÑOS DE LOS AGUJEROS

a) En la tabla 3 se indican los tamaños máximos de los agujeros que pueden utilizarse

en juntas remachadas o atornilladas. Los agujeros de placas de base de columnas

pueden ser mayores si se requiere por las tolerancias admisibles en la colocación de

anclas en cimientos de concreto reforzado.

b) Siempre se utilizarán agujeros estándar, excepto cuando el diseñador especifique,

en conexiones atornilladas, el uso de agujeros sobredimensionados o alargados. En

conexiones remachadas, no se permite el uso de agujeros sobredimensionados o

alargados.

c) Los agujeros sobredimensionados pueden usarse en cualquiera o en todas las

partes unidas en una conexión por fricción, pero su empleo está prohibido en



conexiones por aplastamiento. Si las partes exteriores tienen agujeros

sobredimensionados, deben colocarse roldanas endurecidas.

d) Los agujeros alargados cortos pueden usarse en cualquiera o en todas las partes

unidas en una conexión por fricción o por aplastamiento. En conexiones por fricción los

agujeros pueden tener cualquier dirección, pero en conexiones por aplastamiento su

dimensión mayor debe ser perpendicular a la dirección de la carga. Si las partes

exteriores tienen agujeros alargados cortos deben colocarse roldanas, las que serán

endurecidas cuando los tornillos sean de alta resistencia.

e) Los agujeros alargados largos pueden usarse sólo en una de las partes comunes a

cada superficie de falla individual, tanto en juntas de fricción como de aplastamiento.

En conexiones por fricción los agujeros pueden tener cualquier dirección, pero en

conexiones por aplastamiento su dimensión mayor debe ser perpendicular a la

dirección de la carga. Cuando se usan agujeros alargados largos en una parte exterior,

deben colocarse roldanas de placa o una solera continua, con agujeros estándar, de

tamaño suficiente para cubrir por completo los agujeros alargados.

En conexiones con tornillos de alta resistencia, las roldanas de placa o las soleras

continuas serán de acero de grado estructural, de no menos de 8 mm de grueso; no es

necesario que estén endurecidas. Si en algún caso se requieren roldanas endurecidas

con tornillos de alta resistencia, se colocarán sobre la cara exterior de la roldana de

placa o de la solera.

4.6.2. AGARRES LARGOS

Cuando la longitud de agarre de remaches, o tornillos de acero ASTM-A307, sea

mayor que cinco veces su diámetro, su número se aumentará en uno por ciento por

cada 1.5 mm de longitud adicional.

4.6.3. SEPARACIONES MÍNIMAS.

La distancia entre centros de agujeros para remaches o tornillos, sean estándar,

sobredimensionados o alargados, no será, en general, menor que tres veces el

diámetro nominal del conector; de ser necesario, esta distancia puede disminuirse a 2 2/3 veces el diámetro nominal.

4.6.4. DISTANCIA MÍNIMA AL BORDE



La distancia del centro de un agujero estándar al borde de una parte conectada no

será menor que el valor aplicable de la tabla 5.9, ni que la requerida en la sección

5.3.13.

Si el agujero es sobredimensionado o alargado, la distancia del centro al borde de una

parte conectada no será menor que la requerida para un agujero estándar, de acuerdo

con la primera parte de esta sección, más el incremento C1 indicado en la tabla 5.12.

Véanse los requisitos de la sección 5.3.13 para resistencia por aplastamiento.

4.6.5. SEPARACIÓN Y DISTANCIA AL BORDE MÁXIMAS

La distancia máxima del centro de un tornillo o remache al borde más cercano de las

partes en contacto será 12 veces el grueso de la parte conectada en consideración,

sin exceder de 150 mm.

La separación longitudinal entre conectores colocados en elementos en contacto

continuo, consistentes en una placa y un perfil, o dos placas, será la siguiente:

a) Para elementos, pintados o sin pintar, no sujetos a corrosión, no excederá de 24

veces el grueso de la placa más delgada, o 300 mm.

b) Para miembros no pintados de acero intemperizable, sujetos a corrosión

atmosférica, no será mayor que 14 veces el grueso de la placa más delgada, o 180

mm.

4.6.6. TENSIÓN O CORTANTE

La resistencia de diseño de remaches, tornillos y barras roscadas que trabajen en

tensión o cortante es igual al producto del factor de resistencia, FR , por el área nominal

de la sección transversal de la parte de vástago no roscada, Ab , y por la resistencia

nominal que corresponde a esta parte del vástago, Fn .

Tabla 3 Tamaños máximos de agujeros para remaches y tornillos 1

Diámetro nominal

del remache o tornillo,

d

Dimensiones de los Agujeros

Estándar(Diámetro

)

Sobredimensionados 2

(Diámetro)

Alargados Cortos 2

(Ancho ´ Longitud)Alargados Largos 2

(Ancho ´ Longitud)

mmpulg

.mm

pulg.

mm pulg. mm pulg. mm pulg.

12.7

1/214.3

9/16 15.9 5/8 14.3 ´ 17.5 9/16 ´ 11/16 14.3 ´ 31.8 9/16 ´ 1 1/4



15.9

5/817.5

11/16 20.6 13/16 17.5 ´ 22.2 11/16 ´ 7/8 17.5 ´ 39.7 11/16 ´ 1 9/16

19.1

3/4

20.6

13/16 23.8 15/16 20.6 ´ 25.4 13/16 ´ 1 20.6 ´ 47.6 13/16 ´ 1 7/8

22.2

7/823.8

15/16 27.0 1 1/16 23.8 ´ 28.6 1 5/16 ´ 1 1/8 23.8 ´ 55.6 15/16 ´ 2 3/16

25.4

127.0

1 1/16

31.8 1 1/4 27.0 ´ 33.3 1 1/16 ´ 1 5/16 27.0 ´ 63.5 1 1/16 ´ 2 1/2

³ 28.6

³ 1 1/8

d +1.5

d +1/16

d +7.9

d +5/16

(d+1.5)´(d+9.5)

(d+1/16)´(d+3/8)

(d+1.5)´(2.5d)

(d+1/16)´(2.5d)

1 Los tamaños son nominales.2 No se permiten en conexiones remachadas.

Tabla 4 Distancia mínima del centro de un agujero estándar1 al borde de la parte conectada2

Diámetro nominal del remache o tornillo

Bordes cortados con cizalla

Bordes laminados de perfiles, placas o soleras, o

bordes cortados con soplete 3

mm pulg. mm pulg. mm pulg.

12.7 1/2 22.2 7/8 19.1 3/4

15.9 5/8 28.6 1 1/8 22.2 7/8

19.1 3/4 31.8 1 1/4 25.4 1

22.2 7/8 38.1 1 1/2 (4) 28.6 1 1/8

25.4 1 44.5 1 3/4 (4) 31.8 1 1/4

28.6 1 1/8 50.8 2 38.1 1 1/2

31.8 1 1/4 57.2 2 1/4 41.3 1 5/8

mayor que 31.8

mayor que 1 1/4

1.75 ´ Diámetro 1.25 ´ Diámetro

1 Pueden utilizarse distancias menores si se satisfacen las ecuaciones pertinentes de la sección 5.3.13.2 Para agujeros sobredimensionados o alargados los valores de esta tabla se incrementarán en las cantidades C1 dadas en la tabla 5.12.3 Todas las distancias al borde de esta columna pueden reducirse en 3 mm ( 1/8

pulg.) cuando el agujero está en un punto en el que los esfuerzos no exceden del 25 por ciento del esfuerzo máximo permisible en el elemento.4 Pueden reducirse a 31.8 mm (1 1/4 pulg.) en los extremos de ángulos y placas de cortante de conexión de vigas.

R = FR Ab Fn (5.3)

Los factores de resistencia y las resistencias nominales a la tensión o al cortante son

los de la tabla 5.7.



Los tornillos de alta resistencia que trabajen en tensión directa se dimensionarán de

manera que la fuerza de tensión de diseño, calculada sin incluir la producida por el

apriete inicial, cuando lo haya, no exceda la resistencia de diseño. La fuerza en el

tornillo se tomará igual a la suma de la producida por las fuerzas externas

factorizadas, más la tensión que pueda resultar de la acción de palanca ocasionada

por la deformación de las partes conectadas.

Si la conexión está sujeta a cargas repetidas, deben evitarse las fuerzas por acción de

palanca, y los tornillos han de pretensionarse.

El esfuerzo mínimo especificado de ruptura en tensión, Fu , de los tornillos de alta

resistencia, se da en la sección 1.3.3, y se repite aquí.

a) Tornillos A325 de diámetro no mayor de 25 mm (1 pulg.); Fu = 830 MPa (8 440

kg/cm²)

b) Tornillos A325 de diámetro mayor de 25 mm (1 pulg.); Fu = 725 MPa (7 380 kg/cm²)

c) Tornillos A490, de cualquier diámetro Fu = 1 035 MPa (10 550 kg/cm²).

4.7. EFECTO DE AGUJEROS ALTERNADOS.

Si se tiene más de una hilera de agujeros para tornillos o remaches en un miembro, a

veces es conveniente escalonar los agujeros con el fin de tener cualquier sección el

máximo de área neta para resistir la carga.

En párrafos anteriores se ha supuesto que los miembros a tensión fallas

transversalmente a lo largo de la línea AB como se muestra en la figura 1 a) y 1 b). En

la figura 1 c) se muestra un miembro en el que la falla puede ocurrir de otra manera.

Los agujeros están alternados y es posible que la falla ocurra a lo largo de la línea

ABCD, a menos que los agujeros estén muy separados.

Para determinar el área neta crítica en la figura 1 c) puede parecer lógico calcular el

área transversal del miembro (como la AE) menos el área de un agujero y luego el

área a lo largo de la línea ABCD menos dos agujeros. El menor valor obtenido a lo

largo de estas secciones nos daría el valor crítico, pero este método en realidad es

erróneo. A lo largo de la línea diagonal B a C existe una combinación de esfuerzos

cortantes y normales y por ello debe considerarse un área menor. La resistencia del

miembro a lo largo de la sección ABCD obviamente esta comprendida entre la que se



obtuvo al utilizar un area calculada, restando un agujero del área de la sección

transversal, y la obtenida sustrayendo dos agujeros de la sección ABCD.

Las pruebas en juntas demuestran que no se consigue mucho al utilizar formulas

teóricas complicadas para considerar la situación de agujeros escalonados, por lo que

normalmente el problema se resuelve aplicando una ecuación empírica. Las

especificaciones LRFD (B2) y otras usan un método muy simple para calcular en

ancho neto de un miembro a tensión a lo largo de una sección en zigzag.

Figura 1 (secciones de posibles fallas en placas)

El método consiste en considerar el ancho total del miembro sin tomar en cuenta la

línea a lo largo de la cual pueda ocurrir falla, restar el diámetro de lo aguejeros a lo

largo de la sección en zigzag considerada y añadir por cada diagonal una cantidad

dada por la expresión .

En esta expresión S es el espaciamiento longitudinal (o paso) entre dos agujeros

cualesquiera y g es el espaciamiento transversal (o gramil) de los mismos huecos. Los

valores de s y g se muestran en la figura 1c). Pueden existir varias trayectorias cada

una de las cuales trayectorias posibles y usarse la que de el menor valor. El ancho

neto menor se multiplica por el espesor de la placa para obtener el área neta, .

Los agujeros para tornillos y remaches en ángulos se punzonan normalmente es

ciertos lugares estandarizados. Estos, lugares o gramiles dependen del ancho de los

lados del ángulo y del número de líneas de agujeros. La siguiente tabla que ha sido

tomada de la parte 9 del manual LRFD, muestra esos gramiles. No es conveniente que

el diseñador requiera gramiles diferentes a los mostrados en la tabla a menos que se

presentes situaciones pocos comunes, debido a los costos de fabricación mayores que

resulta.

CASOS:

1º CASO:



2º CASO:

3º CASO:

Donde:

5. BLOQUES DE CORTE



La resistencia de diseño de un miembro a tensión no siempre esta especificada por

o por o bien por la resistencia de los tornillos o soldadura con que se

conecta el miembro; esta puede determinarse por la resistencia de su bloque de

cortante como se describe en esta sección.

Cuando una carga de tensión aplicada a una conexión particular se incrementa, la

resistencia a la fractura del plano más débil estará próxima. Ese plano no fallara

entonces por que esta restringido por el plano mas fuerte. La carga puede

incrementarse hasta que la resistencia a la fractura del plano más fuerte se alcance.

Durante este tiempo el plano mas débil esta fluyendo, la resistencia total de la

conexión es igual ala resistencia por fractura del plano mas fuerte mas la resistencia

por fluencia del plano mas débil.

Para ciertas configuraciones de conexiones, un segmento o “Bloque” de material en el

extremo del miembro puede desgarrarse. El procedimiento se basa en la hipótesis de



que una de las dos superficies de falla se fractura y la otra fluye. Es decir, la fractura

sobre la superficie de cortante es acompañada por fluencia sobre la superficie de

tensión, o bien la fractura sobre la superficie de tensión es acompañada por fluencia

sobre la superficie de cortante. Ambas superficies contribuyen a la resistencia total y la

resistencia por bloque de cortante será la suma de las resistencias de las dos

superficies.

La resistencia nominal en tensión es por fractura y por fluencia donde y

son las áreas neta y total a lo largo de la superficie de tensión.

El miembro tiene un área grande de cortante y una pequeña área en tracción. Las

especificaciones LRFD consideran que es lógico suponer que cuando ocurre una

fractura en esta zona con alta capacidad de corte, la pequeña área a tensión ya ha

fluido.



Tomando el esfuerzo cortante de fluencia y el esfuerzo ultimo como el 60 % de los

valores de tensión. La resistencia nominal por fractura cortante es 0.6 yu la

resistencia por fluencia cortante es 0.6 .

Hay dos posibles modos de falla.

a) Para fluencia cortante y fractura en tensión, la resistencia de diseño es:

b) Para fractura cortante y fluencia en tensión es :

Donde:

= Área total de corte

= Área neta a tensión

= Área total de tensión

= Área neta por corte

En las ecuaciones mencionadas Ø = 0.75 como estado limite de fractura, la ecuación

que gobernara será la que contenga el mayor numero de fractura.



5.1 Bloque de Cortante en Conexiones de Vigas

Para conexiones soldadas, la ruptura por bloque de corte se trata en forma similar a de

las conexiones apernadas. La única diferencia es la ausencia de orificios para los

pernos, con lo cual: Anc=Ac y Ant=At.



5.2 Bloque de Cortante en Conexiones de Cerchas

EJEMPLO:



1. El miembro de acero de A572 grado 50 en tensión mostrado en la figura esta

conectados con 3 tornillos de ¾ pulgadas. Determine la resistencia del bloque

de cortante del miembro y su resistencia en tensión.

Solución:

a) Calculo de áreas de corte

= 10¨ x ½ ¨= 5 plg2

= ½¨ x (10 – 2.5 x (7/8 + 1/8)) = 3.75 plg2

b) Calculo de áreas de tensión

= ½ ¨x (2.5 – (1/2 x (7/8 + 1/8))) = 1 plg2

= 2.5¨ x ½ = 1.25 plg2

c) Resistencia por fluencia cortante y fractura en tensión

50 x 5 + 65 x 1) = 161.25 kips.

d) Resistencia por fractura cortante y fluencia en tensión



= 0.75 (0.6 x 65 x 3.75 + 50 x 1.25) = 156.56 kips.

6. DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN.

1)1) DEFINICIÓN:DEFINICIÓN:

Los miembros a tensión axialmente cargados son proporcionados de manera

que la fuerza de diseño requerida Pu sea menor o igual a la resistencia Pn del

estado limite multiplicada por el factor de resistencia

Pn ≥ Pu

De acuerdo con la sección D1 de las especificaciones AISCS deben revisarse

dos condiciones de estado límite:

El estado limite de fluencia del área total de la sección transversal Ag:

El estado limite de fractura del área neta efectiva Ae en los extremos del

miembro a tensión:

En donde:

=coeficiente de reducción de la resistencia

Pn=resistencia nominal máxima

Fy=esfuerzo de fluencia mínima

Fu=esfuerzo último de acero

NOTA: el menor factor de resistencia de 0.75 para la fractura se usa debido a las

graves consecuencias de ese tipo de falla de la conexión.

Se deben cumplir las siguientes condiciones:



El miembro con carga debe ser recto.

La sección transversal debe ser uniforme a lo largo de toda la

longitud considerada.

El material debe ser homogéneo.

La carga debe aplicarse a lo largo del eje centroidal.

Los miembros a compresión deben ser cortos para que no se

pandeen.

2)2) DESPLAZAMIENTO:DESPLAZAMIENTO:

El aumento en la longitud de un miembro a tensión bajo las cargas de servicio se

puede calcular como:

Una cláusula no obligatoria, recomienda una esbeltez máxima (L/r) de 300. Las

barras y los cables no se incluyen en esta cláusula.

El diseño de miembros a tensión de acero estructural depende del área de su

sección transversal, para esto se definen tres áreas:

Área bruta (Ag): área total de la sección transversal sin deducir los

huecos.

Área neta (An): Es el área bruta menos el área de los huecos.

Área neta efectiva (Ae): incluyen los traslapos en la vecindad de las

uniones.

Cuando el miembro terminal de las uniones transmite los esfuerzos directamente

a todos los elementos de la sección transversal, Ae es igual a An, pero si la

trasmisión es a través de no todos los elementos se utiliza un área efectiva.

Comentario:

El área neta efectiva de un miembro a tensión se define Ae=AxU en donde A es

el área igual al área de la sección transversal total cuando las cargas de tensión

se transmite por soldaduras longitudinales sólo o en combinación con soldaduras

transversales y es igual ala rea neta si se transmite por tornillos o remaches. U

es el coeficiente de reducción por retraso del cortante que debe usarse cuando



sólo parte de la sección transversal está conectada como por ejemplo un lado de

un perfil angular en tensión.

3)3) AREA NETA:AREA NETA:

Para calcular el área neta, el ancho de un hueco se toma un 1/16 de pulg mayor

de lo que está especificado para la dirección.

De acuerdo con las tolerancias se necesita que el hueco para un tornillo sea

1/16 pulg. mayor que el diámetro del tornillo, el ancho de un hueco se asume

para propósitos de diseño, dos veces 1/16” o 1/8” mayor que el diámetro del

tornillo.

El área neta de un elemento es su ancho neto multiplicado por su espesor.

4)4) HUECOS EN CADENA:HUECOS EN CADENA:

El área neta real An en el caso de una cadena de agujeros que se extienden a

través de un elemento, se determina por medio de una regla empírica: el ancho

neto de la parte se obtendrá deduciendo del ancho total la suma de los

diámetros de todos los agujeros en la cadena y sumando para cada espacio en

la cadena la cantidad s2/4g. El área neta crítica An de la parte se obtiene de

aquella cadena que da el menor ancho neto.

s=separación longitudinal, paso

g=separación trasversal, gramil.

5)5) COEFICIENTE U:COEFICIENTE U:

Varios factores influyen en el comportamiento de un miembro a tensión, pero el

mas importante es la forma en que él es conectado o en como se hace la

conexión. Una conexión siempre debilita el elemento y la medida de su influencia

se conoce como eficiencia de la unión. Este factor es función de la ductilidad

del material, del espaciamiento entre los tornillos, de la concentración de

esfuerzos en los huecos, del proceso de fabricación y del retraso del cortante.

Este último se presenta cuando algunos elementos de la sección transversal no

están conectados, produciendo una sobrecargada de la parte del miembro



conectado y la que no se conecta no queda plenamente esforzada. El retraso de

corte afecta tanto alas conexiones atornilladas como a las soldadas, por lo que

su tratamiento es similar en ambos casos utilizándose el concepto del área neta

reducida.

Este coeficiente se puede decir en términos sencillos la distribución no uniforme

del esfuerzo en las conexiones de elementos a tensión.

6)6) MIEMBROS ATORNILLADOS:MIEMBROS ATORNILLADOS:

En donde el coeficiente U se define como:

X=distancia del centroide del área conectada al plano de la conexión.

L= Longitud de la conexión.

NOTA:

Si un miembro tiene dos planos simétricamente localizados de conexión, X mide

desde el centroide de la mitad del área más cercana. L es la longitud de la

conexión en la dirección de la carga. Para las conexiones atornilladas, se mide

desde el centro del tornillo al centro del tronillo en el otro extremo de al conexión.

EL AISC permite usar valores promedio para el valor de U, dando tres casos

para ello:



a. Perfiles W,M,S con ganchos de patín no menores que 2/3 de sus

peraltes y tees estructurales costadas de esos perfiles, siempre que la

conexión sea por patines. Las conexiones atornilladas deberán tener no

menos de tres tornillos por hilera en al dirección de la fuerza. U=0.90

b. Los perfiles W,M,S que no cumplan las condiciones del punto a, tees

estructurales cortadas de esos y otros perfiles, incluyendo secciones

armadas. Las conexiones atornilladas deberán tener no menos de tres

tornillos por hilera en la dirección de la fuerza U=0.85

c. Todos los miembros con conexiones atornilladas con solo dos tornillos

por hilera en la dirección de la fuerza. U=0.75

Ejemplo de aplicación del coeficiente U



7)7) MIEMBROS ATORNILLADOS:MIEMBROS ATORNILLADOS:

NOTA: En donde se evalúa con al misma expresión anteriormente dada, solo que en

este caso L es la longitud de la soldadura mas larga.

Se pueden usar valores de U promedio para estas conexiones soldadas. Las reglas

son las mismas, salvo que la regla que corresponde a dos sujetadores por línea no se

aplica.

Para perfiles W,M,S con una razón ancho peralte de por lo menos 2/3 (y

perfiles Tees recortados de ellos) y conectados en los patines.

U=0.90

Para todos los perfiles. U=0.85

8)8) CASOS ESPECIALES:CASOS ESPECIALES:

Solo cuando algunos elementos de la sección transversal no están conectados,

Ae es menor que An. Para miembros a tensión como placas o barras simples el

área neta se toma como el área neta total calculada. Para estos elementos

unidos por soldaduras longitudinales en sus extremos Ae=U Ag

Donde:

U = 1.0 para L>=2W

U = 0.87 para 1.5W<=L<2W

U = 0.75 para W<=L<1.5W



L =longitud del par de soldaduras >= W

W =distancia entre soldaduras

Para cualquier miembro conectado por soldaduras transversales, ela rea neta

efectiva es igual ala rea del elemento conectado.

9)9) BLOQUE DE CORTANTE:BLOQUE DE CORTANTE:

Puede darse el caso, de que parte de una sección se pueda desgarrar,

dependiendo en gran medida de la geometría de la conexión. Este

desgarramiento, se le llama bloque de cortante, y la selección tiende a fallar por

una combinación de cortante paralelo al eje de la sección y por tensión en el

área perpendicular a ala carga.

Se pueden presentar dos modos de fallas. Por fluencia debida al cortante y por

fractura debido a ala tensión, por lo que se tienen dos condiciones que hay que

evaluar:

Con =0.75. La ecuación que rige será la que dé el mayor en fractura.

Donde:



: Área total en cortante

: Área efectiva en cortante.


: Área total en tensión.

: Área efectiva en tensión.

Con aclaración, el área total en cortante se calcula como la longitud Lc por el

espesor de la placa y el área total en tensión como el producto de la longitud Lt

por el espesor; para calcular el área efectiva en cortante habría que reducir un

hueco y medio y en el caso del área efectiva en tensión habría que reducir medio

hueco, tal como se puede deducir en la figura anterior.

10) Selección de Perfiles

Se describe la selección de miembros que deben soportar cargas de tensión. Aunque

el proyectista tiene plena libertad en la selección, los miembros escogidos deben tener

las siguientes propiedades:

a) Deberán ser compactos.

b) Tener dimensiones que se ajusten en la estructura con una relación razonable

a las dimensiones de los otros miembros

c) Tener conexiones con tantas partes de las secciones como sea posible para

minimizar el retardo del cortante.

A veces la elección del tipo de miembro se ve afectada por la clase de conexiones

usadas para la estructura. Algunas secciones de acero no son muy adecuadas para

atornillarse a las placas usadas como nudo, en tanto que las mismas secciones

pueden conectarse por medio de soldadura con poca dificultad. Los miembros a

tensión formados por ángulos, canales o perfiles “W” o bien “S” probablemente se

usarán cuando las conexiones sean atornilladas, en tanto que placas, canales y tes

estructurales se usarán en estructuras soldadas.

En los ejemplos que siguen se seleccionan varios tipos de secciones para miembros a

tensión y en los casos en que se usan tornillos como conectores, se toman en cuenta

los agujeros. Si las conexiones son totalmente soldadas no tendrá que añadirse área

de barrenos a las superficies netas para tener el área total requerida.

Se debe conocer sin embargo que con frecuencia los miembros soldados pueden

tener agujeros para tornillos de montaje provisionales mientras se colocan las

soldaduras de campo permanentes. Es necesario considerar esos agujeros en el

diseño. También debe recordarse que en la fórmula LRFD-D 1-2 el

valor de “Ae” puede ser menor que “Ag” aun cuando no existan agujeros, dependiendo

del arreglo de las soldaduras y de si todas las partes de los miembros están

conectadas.

La relación de esbeltez de un miembro es el cociente de su longitud no soportada y su

radio de giro mínimo. Las especificaciones de acero presentan generalmente valores

máximos de esta relación para miembros a tensión y a compresión. El propósito de

dicha limitación para los miembros a tensión es garantizar que posean suficiente

rigidez para prevenir deflexiones laterales o vibraciones indeseables. Aunque los

miembros a tensión no están expuestos al pandeo bajo cargas normales, pueden

ocurrir inversiones de esfuerzo en éstos durante el transporte y el montaje y también

debido a cargas de viento y sismo. Las especificaciones recomiendan que las

relaciones de esbeltez se mantengan por debajo de ciertos valores máximos para que

se tenga algo de resistencia a la compresión en los elementos. Para miembros a

tensión, exceptuando las varillas, la especificación LRFD B7 recomienda una relación

de esbeltez máxima de 300. En los miembros cuyo diseño está regido por cargas de

tensión, pero que pueden estar sometidos a cierta compresión debido a otras

condiciones de carga, no se requiere que satisfagan los requisitos de relación de

esbeltez máxima preferente para miembros a compresión, que es de 200. (Para

relaciones de esbeltez mayores que 200, los esfuerzos de diseño de compresión

pueden ser muy pequeños, de hecho, menores que 5.33 klb/pulg2.

Debe notarse que la falta de rectitud no afecta mayormente la resistencia de los

miembros a tensión porque las cargas de tensión tienden a enderezar los miembros.

(No puede decirse lo mismo acerca de los elementos a compresión.) Por esta razón,

las especificaciones LRFD son un poco más liberales en su consideración de los

miembros a tensión, incluyendo aquellos sometidos a ciertas fuerzas compresivas

debido a cargas transitorias generadas por viento o sismo.

La relación de esbeltez máxima recomendada de 300 no es aplicable a varillas. El

valor máximo “L/r” en este caso queda ajuicio del proyectista; si se especificase un

valor máximo de 300, éste rara vez se usaría debido a los radios de giro

extremadamente pequeños asociados con él.

Las especificaciones AASHTO 1989 exigen relaciones de esbeltez máximas de 200

para miembros principales a tensión y de 240 para miembros secundarios. (Un

miembro principal se define por la AASHTO corno uno en donde los esfuerzos resultan

de cargas muertas y/o vivas, mientras que los miembros secundarios son aquellos

usados para arriostrar las estructuras o para reducir la longitud no soportada de otros

miembros principales o secundarios.) Esta distinción no se hace en las

especificaciones LRFD entre miembros principales y secundarios.

Los pasos para el diseño en tensión serán:

1) La carga amplificada de diseño “Pu” es el mayor de los valores dados por:

El área requerida será el menor de los resultados de las siguientes

expresiones:

2) Esfuerzo Limite a la Fluencia:

3) Esfuerzo Limite a la Fractura:

4) Se debe verificar que el área efectiva del perfil seleccionado sea mayor que el

área requerida mínima planteada anteriormente.

5) Se debe verificar también la relación de esbeltez “L/r”, la cual será menor a

300, por lo que obtendremos:

11) Elementos Compuestos sometidos a Tensión

Las secciones D2 y J3.5 de las especificaciones LRFD dan un conjunto de reglas que

describen cómo deben conectarse entre sí las diferentes partes de miembros

compuestos sometidos a tensión.

1. Cuando se construye un miembro a tensión con elementos en contacto

continuos entre cada uno de ellos, como una placa y un perfilados placas, la

separación longitudinal de los conectores entre esos elementos no debe

exceder de 24 veces el espesor de la placa más delgada, o de 12pulg si el

miembro va a ser pintado o si no va a ser pintado y no estará sometido a

efectos corrosivos.

2. Si el miembro consiste en elementos de acero no pintado continuo y sometido

a corrosión atmosférica, la separación máxima permisible entre conectores es

de 14 veces el espesor de la placa más delgada, o 7 pulg.

3. Si un miembro a tensión se construye con dos o más perfiles separados por

rellenos intermitentes, los perfiles deben conectarse entre sí a intervalos tales

que la relación de esbeltez de los perfiles individuales entre los conectares no

exceda de 300.

4. La distancia del centro de cualquier perno al borde más cercano de la parte

conectada no debe ser mayor que 12 veces el espesor de la parte conectada, o

de 6 pulg.

La especificación LRFD (D2) estipula que la longitud de las placas de unión (las

longitudes en este texto siempre se miden paralelamente a la dirección larga de los

miembros) no debe ser menor que t de la distancia entre las hileras de conectores;

además, el espesor de éstas no debe ser menor que 2/3 de esta distancia.

El ancho mínimo permisible para las placas de unión (no mencionado en la

especificación) es el ancho entre las hileras de conectores, más la distancia al borde,

en cada lado, necesaria para impedir que los tomillos agrieten la placa. Para este

ejemplo, esta distancia mínima al borde es de 1tpulg, valor tomado de la tabla J3.4, de

las especificaciones LRFD. (En el capítulo 12 se presenta información detallada

relativa a las distancias a bordes de tomillos y remaches.) Las dimensiones de las

placas están redondeadas para que coincidan con los tamaños de laminación

indicados en la sección sobre barras y placas (Bars and Plates) de la primera parte del

Manual LRFD. Resulta más económico seleccionar espesores y anchos estándar que

otros que requieran operaciones de corte.

La especificación LRFD (D2) fija la separación máxima entre placas de unión,

estipulando que la relación L/r de cada componente individual de un miembro armado,

calculada entre tales placas, no debe exceder de 300. Si el proyectista sustituye en

esta expresión (L/r =300) el menor radio de giro r de una componente individual de un

miembro armado o compuesto, entonces se puede despejar el valor de L. Este será el

espaciamiento máximo entre las placas permitidas por las especificaciones LRFD.

7. ELEMENTOS CONECTADOS POR PASADORES

Hasta los primeros años del siglo XX, casi todos los puentes de estados unidos eran

de juntas articuladas o de pasadores, pero en la actualidad es raro que se construyan

así, en vista de las ventajas de las conexiones soldadas o atornilladas. Un problema

en las conexiones a base de pasadores, en las armaduras, es el desgaste de estos en

los agujeros, lo que ocasiona que las juntas se aflojen.

Una barra de ojo es un tipo especial de miembro conectado por pasadores cuyos

extremos, donde están localizados los agujeros para los pasadores cuyos extremos,

donde están localizados los agujeros para los pasadores, se encuentran se

encuentran gradados como se muestra en la figura 4.6. Aunque en la actualidad se

han vuelto casi obsoletas, las barras de ojo en un tiempo fueron muy comúnmente

usadas como miembros en tención en armaduras de puentes.

Hoy en día, las barras de ojo conectadas con pasadores, se utilizan ocasionalmente,

como miembros a tensión en los puentes de gran claro, y como hangares en algunos

tipos de puentes y otras estructuras que están sujetas a cargas muertas muy grandes;

que impiden que las barras de ojo vibren con las cargas vivas.

Las barras de ojo por lo general no se fabrican por forjado si no por un proceso de

corte térmico de las placas. Como se establece en el comentario D3 de LFRD,

extensas pruebas han demostrado que los miembros contados térmicamente

conducen ha diseños mas balanceados. Las cabezas de las barras de ojo son

conformadas especialmente para proporcionar un flujo óptimo del esfuerzo alrededor

de los agujeros. Esas proporciones se basan en una larga experiencia y en pruebas

con barras de ojo forjadas y los resultados son algo conservador respecto a los

miembros actuales cortados térmicamente.

Las especificaciones D3 del LFRD aportan requisitos detallados para miembros

conectados por pasadores respecto a la resistencia y proporciones de los pasadores y

placas

Las resistencias de diseño de tales miembros es el menor valor obtenido con las

siguientes ecuaciones. Se hace referencia a la figura 4.7.

En donde t = espesor de la placa y , pero no debe exceder la distancia

de el borde del agujero a la orilla medida perpendicularmente a la línea de la fuerza.

En donde donde a en la distancia mas corta del borde del agujero del

pasador a la orilla del miembro medida paralelamente a la fuerza.

En donde área proyectada de aplastamiento = dt. Note que la ecuación J8 – 1

del LFRD se aplica a superficies cepilladlas, pasadores en agujeros escariados,

taladrados o punzo nados y extremos y extremos de atiesado res de apoyo ajustados.

(La especificación J8 del LFRD también proporciona otras ecuaciones para determinar

la resistencia de apoyo para rodillos de expansión y mecedoras.)

La especificación D3 del LFRD establece que los espesores ½ pulg. Para barras de

ojo y placas conectadas por pasadores son solo permisibles cuando se proporcionan

tuercas externas para apretar las placas del pasador y placas de relleno en contacto

sin holgura. La resistencia de diseño por aplastamiento de tales placas se ve en la

especificación J8 del LFRD.

En adición a otros requisitos mencionados, la especificación D3 del LFRD señala

ciertas proporciones entre los pasadores y las barras de ojo. Estos valores se basan

en una larga experiencia en la industria del acero y en trabajo experimental por B.G

Johnston. Se ha encontrado que cuando las barras de ojo y los miembros conectados

por pasadores están hechos de acero con refuerzo de fluencia mayores que 70 kips

por pulgada cuadrada (KSI), existe la posibilidad de que se presente una falla

complicada de estabilidad inelástica en la que la cabeza de la barra de ojo tienda ha

enrollarse lateralmente en forma de plato. Por esta razón, las especificaciones LFRD

requieren para tales situaciones proporciones mas robustas en los miembros (el

diámetro del agujero n debe exceder cinco veces el espesor de la placa y el ancho de

la barra de ojo se reduce en forma correspondiente).

CONCLUSIONES

La resistencia de diseño de elementos a tensión esta regida por los estados

limites de fluencia y de fractura, cada una con sus respectivas características

de diseño.

Para el cálculo del área neta se debe tomar en cuenta los factores de

reducción U para cada tipo de características de las secciones que se eligen.

El cálculo de la resistencia de diseño por bloque de corte se realiza calculando

el área donde el elemento sufrirá la falla por cortante a lo largo de la sección.

En la resistencia de diseño por cortante se presentan dos modos de falla por

fluencia cortante y por fractura en tensión.

El diseño de un miembro a tensión, significa encontrar una sección o perfil con

área total y neta adecuadas.

Si el miembro tiene una conexión empernada, la elección de una sección

transversal requiere considerar el área perdida por los agujeros.

RECOMENDACIONES

Tomar en cuenta el tipo de conexiones que se usara para las secciones en el

diseño.

En la realización de cálculos se aumentara 1/8 al diámetro de los tornillos para

considerar la holgura.

Aunque el efecto de esbeltez es mas critico en compresión, se recomienda

limitarla también en tensión.

BIBLIOGRAFIA Y PÁGINAS DE INTERNET

Estructuras de Acero Comportamiento y Diseño - Oscar de Buen López de

Heredia

Diseño de Acero Estructural- JOSEPH E. BOWLES

Diseño de estructuras de acero con LRFD – William T. Segui

Diseño De Estructuras De Acero – Mc Cormac.

RNE – NORMA E.090

http://apuntesingcivil.blogspot.com/2009/07/diseno-de-elementos-sujetos-

tension.html

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Screw#Screws_and_Bolts

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/gatica_g_jc/capitulo4.pdf

http://www.scribd.com/doc/12087486/Miembros-a-Tension

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ANALISIS-Y-DISEÑO-DE-ELEMENTOS-A-TENSION.docx-2.doc