Pernos en traccion corte 1

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PERNOS SOMETIDOS A TRACCIÓN - CORTE
Ahora trataremos el caso de los pernos sujetos a esfuerzos combinados de Tracción y Corte, es decir el caso general. Como antes empezamos por plantear todas las relaciones que serán empleadas.
De principio, analizaremos el problema general para luego particularizar y estudiar casos reales que se presentan en la práctica.
1. Carga actuante en el espacio:Carga trasladada al centroide

Donde:

Recordemos que se recomienda emplear excentricidades efectivas, que disminuyen el momento Mz, en consideración a la plastificación de la unión.

Si:

Si:

2. Fuerzas Cortantes Actuantes sobre el perno
Como sabemos, los esfuerzos cortantes son ocasionados por las fuerzas Px , Py y por el momento Mz. Como vimos en la teoría, es convenientedescomponer las fuerzas cortantes actuantes sobre el perno más esforzado en los ejes "x" e "y", es decir:

Donde:

Número total de pernos

Momento polar de inercia del área de pernos

Área del perno empleado

Coordenada "x" del perno más esforzado

Coordenada "y" del perno más esforzado
3. Fuerzas Traccionantes Actuantes sobre el perno
Las fuerzas actuantes en tracción sobre los pernosdependen, como sabemos, de la Fuerza Fz y de los momentos Mx y My aunque consideraremos sólo Mx porque en general My=0.
3.1 Fuerzas Directas F

Fuerza Total:

3.2 Efecto de Palanca Q
Como vimos en teoría, a la carga directa "F" recién analizada debemos añadir el llamado Efecto de Palanca, que nace de la deformación de los elementos de la unión, es una fuerza adicional "Q" cuyo valor estádefinido empíricamente en función del tipo de perno, es decir:
Para pernos A307:

Para pernos A325:

Para pernos A490:

Donde:
db es el diámetro del perno
tf es e espesor del ala
w es el paso entre perno y perno (p)
3.3 Carga Directa Total sobre el perno
Entonces, la fuerza total a resistir sobre el perno más esforzado será la suma de "F" más "Q":

4. Diseño a flexión del perfil
En elcaso de emplear un perfil WT, los valores de a y b serían

pero siempre

Entonces verificamos la flexión en el ala del perfil, empleando el mayor de los momentos M1F y M2F que se hallaron en clases:

Siendo entonces el esfuerzo actuante por flexión:

Recordando que en este caso el esfuerzo admisible para la flexión, indicado por el Reglamento AISC:

5. Fuerzas Admisibles para laTracción - Corte
Como siempre, (Sec. B3.4):

Donde:
Ra = Fuerza requerida (actuante)
Rn/Ω = Radm = Fuerza admisible
Rn = Fuerza nominal del Perno
Ω = Factor de seguridad
5.1. Pernos Tipo Apoyo
Según Sec. J3.7 "Conexiones Tipo Apoyo bajo esfuerzo combinado de corte y tracción":
En Tracción:

J3-2
Donde:

J3-3b

Fnt = Esfuerzo nominal en Tracción de la tabla J3.2
Fnv =Esfuerzo nominal en Corte de la Tabla J3.2
fv = Esfuerzo Requerido (actuante) en corte
En Corte:
Tambien debemos verificar que la Fuerza Requerida (Actuante) en Corte, Ra ,no sea mayor que la Fuerza Resistente en corte combinado R´nv/Ω, donde R´nv = Rnv = Fnv Ab es la fuerza nominal en corte puro, indicada en la Sec J3.6, Tabla J3.2 (sin modificación por esfuerzo combinado):

Ver Tabla J3.25.2. Pernos Tipo Fricción
En Corte:
Como está indicado en la Sec, J3.9.- "Esfuerzo combinado de Corte y Tracción en Conexiones tipo Deslizamiento Crítico", del Reglamento AISC:

donde:
Rnv = Resistencia al deslizamiento de cada perno, dada por la Sec. J3.8, para corte puro
ks = Factor de reducción debido a la carga actuante de tracción que reduce la fuerza inicial de apriete de las placas,Tb.

donde:
μ = Coeficiente de Rozamiento entre las placas de metal
hsc = Factor dependiente del tamaño del agujero
Ns = Número de superficies de deslizamiento
Nb = Número de pernos que resistien la carga traccionante total
Ta = Fuerza de tracción debida a las combinaciones de carga ASD
Tb = Tracción mínima estipulada para el perno empleado dado en la Tabla J3.1
Du = 1.13...
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