Tornillos

2.4 ESFUERZOS DE LOS TORNILLOS
Los tornillos son piezas metálicas compuestas de una cabeza de forma comúnmente hexagonal, un vástago liso y una parte roscada que permite el sellado mediante una tuerca y una arandela. Su colocación se hace en frío.
Los tornillos se utilizan en las construcciones desmontables y en la unión de
elementos construidos en taller al llegar a la obra para facilitar sutransporte y montaje.
Para estudiar los esfuerzos de Los tornillos lo clasificaremos en tres tipos:
- Tornillos ordinarios T
- Tornillos calibrados TC
- Tornillos de alta resistencia TR
Los tornillos ordinarios y calibrados se diferencian básicamente en sus
características geométricas. En los tornillos ordinarios el diámetro del agujero es 1 mm
más grande que el del vástago, mientrasque en los calibrados ambos diámetros están
ajustados, por lo que se utilizan con preferencia para la formación de nudos rígidos.
Los tornillos y tuercas ordinarios y calibrados tienen rosca triangular ISO de paso
grueso.
Rosca triangular:

El fallo por rotura de una unión en que el esfuerzo sobre el tornillo tipo T o Tc es
una fuerza normal a un eje puedes ser:
- Por rotura a tracción dela chapa (a).
- Por cortadura de la sección del tornillo (b).
- Por aplastamiento de la chapa a flexión del vástago del tornillo (c).
- Por desgarro de la chapa, que se puede evitar normalmente con las
disposiciones constructivas aconsejadas (d).

Se considera solicitación de agotamiento de un perfil o chapa solicitados por
aplastamiento contra la espiga del tornillo a la dada por:
2 ´sn ´ A , para los T
2’5 ´ sn ´ A , para los TC
3 ´ sn ´ A , para los TR
A = Área de la superficie en contacto = espesor de la chapa o perfil  diámetro de la espiga del tornillo
sn= Resistencia de cálculo del acero
Se aconseja realizar uniones con doble chapa para evitar momentos flectores como se ve:

Los tornillos TR no deben estar sometidos a cortadura pues deben ser resistidos
por lafuerza de rozamiento desarrollada al apretar fuertemente los tornillos.
El esfuerzo de agotamiento al corte por el tornillo y cara de contacto es:
Tu = 1’07 ´ No ´ m
m = Coeficiente de rozamiento (0’45 para el A37; 0’52 para el A42; 0’6 para el
A52, en el caso de superficies no preparadas se adoptará 0’3)
NO = Esfuerzo axial de pretensado según la siguiente tabla:

Valores de No y Tu , entoneladas, por tornillo de alta resistencia y cara de deslizamiento.

Uniones por tornillos
Se considera solicitación de agotamiento de un tornillo T o TC solicitado a tracción a la dada por:
Tu = 0’8 ´ sc ´ AR
sc = Resistencia de cálculo del tornillo
AR= Área resistente del tornillo
En el caso de tornillos TR la fórmula es:
Tu = 0’8 ´ se ´ An = esfuerzo de pretensado (No)
se = Límiteelástico del tornillo
An = Área neta del tornillo

Cuando un tornillo esté sometido conjuntamente a esfuerzo cortante y a tracción deberá verificarse además en la espiga del tornillo que:
o'∞=o'2+3o'2

co ó = ó + 3ô £ ó
st = Resistencia de cálculo del tornillo
s = Tensión normal
t = Tensión tangencial producida por el cortante
En el caso de tornillo TR se considerará agotamiento cuando secumplan los dos requisitos siguientes:
- La fuerza perpendicular al eje del tornillo T sea inferior a:
Tu = 1’07 (No-Nt) ´ m ´ n
No= Esfuerzo de pretensado
m = Coeficiente de rozamiento
Nt = Esfuerzo de tracción en dirección al eje
n = nº de secciones en contacto entre chapa o perfiles de la unión
- La fuerza de tracción límite sea:
T < No
Cuando sobre la unión con TR actúan cortante yflector no se considerará reducción ninguna para el agotamiento en la dirección perpendicular al eje del tornillo,
Uniones por tornillos, es decir, que la comprobación a esfuerzo cortante puede considerarse como si no
hubiera momento flector.

Como complemento a lo anterior diremos que las uniones con TR son más
rígidas, menos deformables y con mejor comportamiento en estado límite de...