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Uniones atornilladas

3. UNIONES ATORNILLADAS
3.1. COMPROBACIÓN DE LA UNIÓN
El estudio de una unión metálica cabe interpretarlo como el de una cadena en
la que hay que verificar cada uno de sus eslabones o componentes (básicas).
Por ejemplo, en la unión entre una viga y un pilar, estas componentes básicas
son: Resistencia a cortante de alma del pilar, resistencia a compresión del alma
del pilar,resistencia a tracción del alma del pilar, resistencia a flexión de las
alas de un pilar, resistencia a flexión de la chapa frontal, resistencia a
compresión del ala y alma de la viga, etc.
Es obvio que la ausencia o el fallo de un eslabón o componente básica de la
cadena, invalida todo el sistema.
3.1.1. Modos de fallo
Se tiene que comprobar que ninguno de los elementos que conforman la unión,agota bajo las tensiones a las que se puede ver sometida la unión.
Según la forma en que trabaje la unión, puede fallar por diferentes modos:
a) La unión podría fallar por agotamiento del material de las chapas a unir
en las paredes del taladro efectuado para alojar el tornillo. La resistencia
frente al aplastamiento se expresa en función de la tensión de rotura del
acero de las chapas a unir y node la tensión del límite elástico, debido a
la existencia inevitable de valores altos en las deformaciones locales que
hacen trabajar el material a tensiones más allá del límite elástico.
b) También se tiene que comprobar frente a cortadura, que este esfuerzo
se produce cuando, en el vástago, las chapas unidas tratan de deslizar
una con respecto a la otra.
c) En una unión atornillada con lostornillos trabajando normalmente a su
eje (por cortadura y aplastamiento) es preciso comprobar las piezas a
unir cuando están sometidas a tracción, ya que los taladros son un
debilitamiento que, si es excesivo, puede llevar a la rotura de la pieza
por desgarramiento.
d) En las uniones donde existen esfuerzos de tracción en la dirección del
eje del tornillo, se tiene que comprobar la resistencia deltornillo, que
depende, como es lógico, de la resistencia de cálculo del tornillo y de su
área.

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Uniones atornilladas

e) Si la unión trabaja a tracción y a cortante, es necesario comprobar que
no falle bajo esta solicitación combinada.
f) En los tornillos de alta resistencia pretensados. Frente a cargas
perpendiculares al eje de los tornillos la unión resiste mediante el
rozamiento entre chapasfavorecido por el esfuerzo de pretensado.
Cuando la carga perpendicular alcanza el valor de la resistencia por
rozamiento, la unión desliza hasta que el vástago del tornillo entra en
contacto con las paredes del taladro. A partir de este momento, la parte
de las fuerzas exteriores no absorbidas por el rozamiento deberán serlo
por el tornillo de alta resistencia trabajando a cortadura yaplastamiento
3.1.2. Categorías de uniones atornilladas
En la EAE y el EC3 las uniones atornilladas se clasifican, en función de la
manera de trabajar de los tornillos, en cinco categorías (en el CTE no se
explicita esta clasificación). Cada una de estas categorías precisa de unas
comprobaciones determinadas.
Si los tornillos están solicitados en dirección normal a su eje (cortante)
tenemos:
Categoría A:Trabajan a cortadura y aplastamiento. Para uniones de esta
categoría se permiten tornillos de cualquier calidad, incluso de alta
resistencia sin pretensar o pretensados pero sin controlar su par de
apriete.
Categoría B: Resistentes al deslizamiento en E.L.S. En esta categoría se
utilizarán tornillos de alta resistencia pretensados con apretado
controlado.
Categoría C: resistentes al deslizamiento enE.L.U.
En el caso de tornillos solicitados según la dirección de su eje (tracción),
tenemos:
Categoría D: Uniones con tornillos sin pretensar. Para esta categoría se
utilizarán tornillos ordinarios o de alta resistencia, aunque no se requiere
pretensado.
Categoría E: Uniones con tornillos pretensados de alta resistencia. Se
utilizarán sólo tornillos de alta resistencia con apretado controlado....