ELEMENTOS EN COMPRESION

ELEMENTOS EN COMPRESIÒN.

1. INTRODUCCION:
Los Miembros en Compresión Axial en los cuales la resistencia a las cargas aplicadas depende, entre otras cosas, de la longitud efectiva del miembro así como de la forma de su sección transversal. La longitud efectiva, depende, a su vez, de los tipos de conexiones y del desplazamiento relativo de sus nudos.
Los miembros en compresión pueden sufrir pandeos. Al crecer la carga axial de compresión aplicada, alguno de los pandeos se presenta cuando se alcanza una carga crítica, denominada Carga de Pandeo, y se debe a:

a. Excesiva flexión alrededor de uno de los ejes de su sección transversal, llamado eje crítico; a este pandeo se le conoce con el nombre de Pandeo flexional (o pandeo de Euler)
b. Rotación alrededor del centro de corte de su sección transversal; a este pandeo se le denomina Pandeo torsional,
c. Excesiva flexión combinada con rotación; denominado Pandeo flexo-torsional.
d. Pandeo local de los elementos (placas) componentes de la sección transversal; las deformaciones excesivas de éstos pueden ser la causa de la pérdida de la resistencia de los miembros en compresión.
Luego de un pandeo global del miembro en compresión, se observará que han ocurrido pandeos locales a lo largo del miembro, por lo que se cree que el pandeo local siempre acompaña al pandeo global.
Influyen, también, en el comportamiento del miembro en compresión axial, los esfuerzos residuales, el punto de fluencia del material y la rectitud inicial del miembro.
En este texto se tratará en primer lugar, el Pandeo flexional que es el más conocido y luego, de acuerdo a la sección transversal y el espesor de sus componentes, se estudiarán las otras formas de pandeo.

2. EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO DE PANDEO:

Se define como fenómeno del Pandeo aquella situación que se produce en un elemento prismático cuando la carga actuante P de compresión alcanza un valor crítico Pcr (carga crítica de pandeo), causando una deformación lateral de magnitud indeterminada. En la Fig. 6.1 se muestra, en un dominio P vs. d este fenómeno.






3. PANDEO  FLEXIONAL ELÁSTICO:
La teoría del pandeo elástico flexional fue inicialmente planteada correctamente por L. Euler en 1744. Se denomina pandeo elástico porque, en el instante del pandeo, los esfuerzos en la sección se encuentran en el rango elástico.
Una columna ideal se muestra en la figura con sus dos extremos articulados y sujeta a una carga axial. Esta columna, a diferencia de los modelos tratados anteriormente, no tiene su rigidez de flexión concentrada en una rótula central sino repartida a lo largo de la misma, por lo tanto el estudio se puede realizar haciendo uso del análisis diferencial como sigue:





Igualando y acomodando los términos se tiene la ecuación diferencial:
EI d2y/dx2 + P.y = 0
cuya solución es:
De las condiciones de extremos: x = 0, y = 0, resulta: B = 0, con lo que la ecuación anterior se reduce a:
Para satisfacer y = 0 cuando x = L se debe cumplir P/EI 3= np/L, de donde:
P = Pcr = n2p2EI; L2
Tomando n, el valor entero, como 1, se tiene para el menor valor posible de P:
Pcr = p2EI................ (a) L2


Este valor característico Pcr se conoce como la Carga crítica de Pandeo Elástico o Carga de Euler. Se observa que por estar dentro del rango elástico del material, el punto de fluencia del acero, Fy, no tiene relación con Pcr, y sí tienen mucha importancia, la rigidez flexionante de la columna y por consiguiente, la longitud de la misma.
Si en la ecuación (a) se dividen ambos miembros por A y se introduce la expresión I = A.r2, se tiene:

Fcr = Pcr/A = p2E/ (L/r)2
Donde:
  Fcr esfuerzo unitario de pandeo elástico
  r radio de giro
  L/r relación de esbeltez

La longitud de pandeo de la columna no es la distancia entre sus extremos (sólo ocurre en las columnas con extremos articulados) si no que depende de la libertad de giro de sus nudos y del desplazamiento entre los mismos, por lo que es necesario introducir, entonces, el concepto de la longitud efectiva = KL, donde K es el factor de longitud que permite definir la llamada onda de pandeo, que viene a ser la distancia entre los puntos de inflexión de la curva de pandeo que adopta la columna. Por lo tanto una mejor expresión de Fcr es:

Fcr = p2E/ (KL/r)2

4. PANDEO INELÁSTICO:
Mientras que el esfuerzo crítico Fcr no exceda el límite de proporcionalidad Fp, lo anterior es válido. Sin embargo en la curva esfuerzo-deformación del acero, con esfuerzos residuales en su sección, se aprecia que cuando el esfuerzo aplicado excede Fp, ya no es válido el valor de E, mas bien Et, denominado Módulo Tangente; por lo tanto la ecuación de Euler no es válida en este rango. Engesser, en 1889, determinó que la ecuación de Euler podía ser modificada para este rango, usando el Módulo Tangente Et, en vez del Módulo Elástico E y así se tiene la expresión:




Sin embargo, Jasinski, en 1895, pone una objeción y hace notar que cuando se inicia el pandeo, se genera tracción en el lado convexo de la sección que disminuye el esfuerzo y gobierna en ese lado el módulo E, a diferencia de la zona cóncava en que debe considerarse Et. Ver Fig.
6.6. Engesser se retracta de su teoría del Módulo Tangente y desarrolla la llamada Teoría del Módulo Reducido que es similar a la anterior pero que toma en cuenta los diferentes módulos E y Et e involucra también la forma de la sección. Esta teoría conduce a la expresión:
Fcr = p2Er/ (KL/r)2

Donde Er es el módulo reducido que tiene un valor:

Et < Er < E.
A pesar que esta teoría es lógica, los resultados de pruebas cuidadosamente efectuadas daban valores que se acercaban más a los estimados por la Teoría del Módulo Tangente.




Esta incongruencia fue dilucidada por Shanley en 1948, quien experimentando con pequeñas columnas de aluminio y mediante el uso de un modelo matemático adecuado explicó lo que realmente sucedía: la deflexión lateral del pandeo empieza muy cerca del valor de la carga crítica predicha por la Teoría de Módulo Tangente, pero era necesario introducir una pequeña carga adicional para llegar a la falla de pandeo, sin que se alcance el valor de la carga de la Teoría del
Módulo Reducido. De esta forma se abandona la idea que, luego de la deflexión inicial, ya no se podía tener carga mayor, por el pandeo súbito. En otras palabras, la carga de pandeo del Módulo Tangente era el límite inferior, mientras que la carga de pandeo de la teoría del Módulo Reducido era el límite superior. Como es más práctico y conservador determinar la carga por la Teoría del Módulo Tangente, el CRC (Column Research Council, ahora conocido por Structural Stability Research Council, SSRC) adoptó esta última y este mismo criterio es también la base de la fórmula del AISC.


5. INFLUENCIA DE LOS ESFUERZOS RESIDUALES:

Los esfuerzos residuales son originados por el proceso de fabricación y permanecen en el interior de la sección de la columna cuando ésta es ya un producto terminado. La influencia de los esfuerzos residuales es de mucha importancia sobretodo en columnas relativamente cortas donde se espera esfuerzos altos, relativamente cercanos al Punto de Fluencia, pero que al combinarse con los esfuerzos residuales determinan que las columnas trabajen en el rango inelástico.

En la siguiente figura se pueden observar distribuciones típicas de esfuerzos residuales encontrados en perfiles laminados en caliente y en perfiles soldados, indicándose además los valores máximos.

En la siguiente figura se pueden observar distribuciones típicas de esfuerzos residuales encontrados en perfiles laminados en caliente y en perfiles soldados, indicándose además los valores máximos.



Ciertamente que cuando se aplican cargas, algunas fibras llegarán a los esfuerzos de fluencia más rápido que otras, con la consiguiente pérdida de rigidez de la sección. Si se sigue el comportamiento de un espécimen real en compresión, como se ve en la Fig. 6.8, se nota que entre los puntos A y 2 se difiere grandemente del comportamiento de un espécimen aliviado de esfuerzos residuales.



6. CURVAS DE RESISITENCIA DE COLUMNAS (SSRC):

En la figura contigua se muestra la curva propuesta por el Consejo de Investigación de Estabilidad Estructural (SSRC) y que es una parábola basada en la curva de resistencia de columnas cuya obtención se trató anteriormente. Esta curva típica es aplicable para todos los aceros en el rango inelástico, es decir donde los esfuerzos residuales se hacen sentir. Es una curva de compromiso entre las curvas de resistencia en cada uno de los ejes principales de perfiles. Note que se introduce un parámetro lc , en vez de
KL/r, que es denominado Función de Esbeltez y que se define como:




Por lo tanto:

entonces, la parábola propuesta por SSRC en términos de lc se convierte en:


Se advierte que cuando:
 la parábola y la hipérbola de Euler coinciden.

Para valores de   vale la fórmula de Euler.


7. FORMULAS DEL AISC – LRFD PARA COLUMNAS CARGADAS AXIALMENTE:

El requerimiento de resistencia de una columna cargada axialmente, de acuerdo a lo indicado por LRFD-E2 puede declararse como sigue:



Donde:
fc = 0.85
Pn resistencia nominal = Ag.Fcr
Pu Carga factorizada
Fcr Esfuerzo crítico de pandeo, dado como sigue:



Sin embargo, el Apéndice E del reglamento AISC-LRFD introduce un factor de reducción Q para considerar el caso en que haya espesores delgados en los elementos de la sección, (cuando las relaciones ancho-espesor de las placas constituyentes de la sección son grandes).
Este factor sirve para controlar el pandeo local de los elementos de la sección de columna que pandea en el rango inelástico. Q puede ser igual a 1 cuando las placas son gruesas, pero puede ser menor que 1, cuando las placas son delgadas, por lo que, Q, se introduce en las expresiones anteriores así:



Se observa que, para el caso de pandeo elástico no hay influencia del grosor de las placas de las sección (mediante Q) ya que el esfuerzo a que ocurre el pandeo elástico es pequeño y puede asegurarse que, antes de ocurrir el pandeo local de los elementos de la sección, ocurrirá el pandeo elástico global. Posteriormente se tratará del factor Q y el pandeo local. Los diseñadores se han acostumbrado a emplear tablas que dan los esfuerzos críticos para cargas de compresión axial a partir de Kl/r en vez de lc 12. Con las nuevas fórmulas AISCLRFD, esto no es difícil por la relación directa que hay entre ambos valores. En elApéndice de este texto se proporciona una Tabla para Acero con Fy = 2530 kg/cm2, con el objeto de facilitar el uso de las fórmulas del esfuerzo crítico. Asimismo se proporcionan Tablas para columnas formadas de Perfiles Soldados, para la selección directa de perfiles; parte De una se reproduce en esta página.




8. PERFILES USADOS PARA COLUMNA:

En teoría puede seleccionarse un sinfín de perfiles para resistir con seguridad una carga de compresión en una estructura dada. Sin embargo, desde el punto de vista práctico, el número de soluciones posibles se ve limitado por el tipo  de secciones disponibles, por problemas de conexión y el tipo de estructura en donde se va a usar la sección.

Las secciones utilizadas  para miembros a compresión por lo común son similares a las empleadas para miembros en tensión con ciertas excepciones. Las excepciones las causa el hecho de que las resistencias de los miembros a compresión varían en cierta relación inversa con las relaciones de esbeltez y se requieren entonces miembros rígidos.


Las barras, placas y varillas individuales son generalmente demasiado esbeltas para funcionar en forma satisfactoria como miembros a compresión, a menos que sean muy cortas y reciban carga pequeña.

9. LA FORMULA DE EULER:


10. APLICACIONES O PROBLEMAS:

1.)

ELEMENTOS EN TRACCION

ELEMENTOS EN TRACCION.

1.) INTRODUCCION:
Se denominan Miembros en Tracción Axial a los elementos de las estructuras en los cuales se generan esfuerzos internos que evitan que se separen los extremos cuando están sometidos a una fuerza axial. Son los miembros más simples de diseñar porque no tienen problemas de estabilidad interna, como ocurre con las columnas sometidas a compresión axial o a flexocompresión, o con las vigas sometidas a flexión, que pueden pandear.
Son miembros que permiten los máximos valores de la capacidad del acero en su resistencia ya que son eficientes. Sin embargo, en ellos las conexiones son muy importantes. Para asegurar un buen comportamiento del miembro en tracción en sus conexiones, se deben tratar asuntos relacionados con:
a) el Factor de Resistencia del miembro (f = 0.75, por la inseguridad del comportamiento de las conexiones),
b) las áreas netas y las cadenas de falla en huecos,
c) los conceptos de áreas netas efectivas y
d) bloques de corte.
Estos dos últimos temas se relacionan con el deseo de evitar fallas conocidas recientemente.
Los miembros en tracción se encuentran, con frecuencia, en la mayoría de las estructuras de acero. Son elementos principales en puentes, en armaduras de techados, en torres de antenas, en torres de líneas de trasmisión y en arriostramientos de edificios. Pueden ser miembros simples o armados (unión de dos o más elementos simples). Se prefieren los miembros simples porque requieren menos trabajo de fabricación; sin embargo, a veces es necesario unirlos por las siguientes razones:
a) La resistencia de uno no es suficiente
b) La relación de esbeltez debe ser disminuida, para cumplir las
Especificaciones y evitar vibraciones no tolerables
c) Las condiciones de las conexiones así lo requieren
d) Disminuir los efectos de flexión.
A continuación se muestran las secciones de elementos más frecuentemente usados como miembros en tracción, dejando de lado, por ahora los cables, que serán tratados después.




2.) RESISTENCIA DE ELEMENTOS EN TRACCION:

La resistencia de miembros de acero en tracción está definida por el estado límite que manda en el caso particular. En el caso de Miembros en Tracción, los estados límites son dos:

A. Fluencia en el área total de la sección, Ag, fuera de las conexiones.
B. Fractura en la sección neta efectiva, Ae, en la zona de las conexiones.

Se puede expresar, entonces, como Resistencia Nominal de Miembros en Tracción: Pnf

  Caso Límite de Fluencia en la sección total: Pnf = Fy Ag, donde Fy: Punto de fluencia del acero y Ag: Area total de la sección transversal.
  Caso Límite de Fractura en la sección efectiva de las conexiones: Pnr = Fu.Ae, donde Fu: Esfuerzo de fractura en la sección neta efectiva. Considerando el Factor de Resistencia f t correspondiente, se tiene la Resistencia de Diseño de Miembros en Tracción en cada caso:
f t Pnf = f t Fy Ag f t Pnr = f t Fu Ae
f t = 0.90 f t = 0.75
Cumplirá el reglamento, la menor de las resistencias indicadas. Aquí cabe la pregunta de por qué no considerar Fu en ambos casos: Se ha preferido Fy para la sección de la mayor longitud del miembro para que las deformaciones (aumentos de longitud) no sean grandes, en cambio, en las conexiones, el tramo abarcado es corto con relación a todo el miembro, y se puede esperar que llegue a Fu sin deformaciones apreciables en longitudes. Procede, ahora definir qué es el Area Neta y el Area Neta Efectiva: En las conexiones, en que se emplean pernos, se requieren huecos, los que se obtienen punzonando o drilando el material, obligándose a reducir el área total a un área neta luego de retirar el área de los huecos. Se considera que las operaciones mencionadas producen huecos con huelgos de 1/16" (0.16cm) mayor que el diámetro del conector; sin embargo, para los cálculos del área neta se deben considerar huecos de un diámetro de 1/8" (0.32 cm) mayor que el diámetro del conector, para tomar en cuenta que el material cercano a los huecos se daña con estas operaciones.

En el caso de soldaduras no hay pérdida de área en la sección transversal. No procede el concepto del área neta en conexiones soldadas. En los casos en que los huecos estén alternados o no se acepta:





El término s2/4g se añadirá tantas veces como espaciamientos transversales existan en el recorrido de la cadena.
En los casos (b) y (c) la falla puede ocurrir en la sección B-B o en la C-C, la de menor Wn, por lo que hay que investigar siempre la Cadena Crítica, la que ofrezca menor ancho neto. El Area neta será, en este caso An = Wn*t (t = espesor de la plancha). Cuando existan huecos, AISC-LRFD considera un área neta nunca superior al 85% del área total de la sección.










3.) DISEÑO A TRACCIÓN DEL ACERO:

El diseño consiste en seleccionar un elemento con área transversal suficiente para que la carga factorizada Pu no exceda la resistencia de diseño φtFyAreq. En general el diseño es un procedimiento directo y las secciones formadas por perfiles o perfiles combinados y placas típicos se indican en la siguiente figura  donde la más común es el ángulo doble (Segui, 2000).








Esta comprobación no es obligatoria; las barras y cables no están incluidas (Galambos, Lin y Johnston; 1999).

4.) ALGUNAS ESTRUCTURAS SOMETIDAS A TRACCIÓN:

Cables: La elevada resistencia a la tracción del acero, combinada con la eficiencia de la tracción simple, hace del cable de acero el elemento ideal en las estructuras para cubrir grandes distancias.

Son flexibles debido a sus dimensiones transversales pequeñas, en relación con la longitud. La flexibilidad indica una limitada resistencia a la flexión.



La eficiencia excepcional de los cables de acero aconseja su uso en la construcción de grandes techos, permitiendo soluciones ingeniosas.


Un cable consiste en uno o más grupos de alambres o de torones de acero para formar un elemento flexible capaz de resistir grandes fuerzas de tracción. Un torón es un grupo de alambres de acero que son mantenidos helicoidalmente alrededor de un alambre central. En construcción se define al cable como un conjunto de torones alrededor de un núcleo central (generalmente son seis) también mantenidos helicoidalmente. Si el núcleo central es otro torón se forma un "cable de alma rígida", usado frecuentemente en concreto pretensado. Si el núcleo central es un alma de cáñamo entonces se tiene un cable bastante flexible, muy usado para el izaje de piezas en el montaje de estructuras o para las llamadas tenso-estructuras; también para ascensores, etc.
La gran resistencia de los cables se debe a que los alambres han sido
sometidos a trefilado (ver Cap.2) que es un tratamiento en frío del acero que aumenta la resistencia de los mismos.
Tienen diámetros nominales en pulgadas, generalmente, y son los fabricantes los que proporcionan las fuerzas últimas de sus cables, obtenidas en pruebas. Queda al diseñador establecer cuál es la capacidad permisible a usar en cada aplicación específica, es decir determinar los factores de seguridad adecuados para cada caso; así, para ascensores se usa un factor de seguridad del orden de 6, además de una vida útil especificada por los fabricantes de los ascensores. Para su uso en estructuras es común un factor de seguridad del orden de 2.
Como desventajas se mencionan su alto costo y la dificultad de sus empalmes y uniones. A pesar de ello, por su practicidad es el material en tracción más usado en el mundo; por ejemplo en la industria de petróleo, marina, etc.

Varillas con extremos roscados: Muy empleadas como elementos de arriostramiento en tracción. Las varillas pueden roscarse en sus extremos, sin embargo hay una pérdida de sección en esas zonas. El algunos casos se engrosa el diámetro.


En esta forma se mejora su comportamiento, en especial en torres ubicadas en zonas sísmicas.
Donde más se emplean las varillas roscadas, pero sin aumentar el diámetro en las zonas roscadas es, en los llamados pernos de anclaje, que sirven para sujetar las planchas de apoyo y están sometidos a corte y en muchos casos a corte-tracción; deben trasmitir sus esfuerzos por aplastamiento al concreto circundante y por adherencia. 

5.) ARMADURAS ESPACIALES:


Su comportamiento es más integral y más eficiente de un techo de este tipo si se conectan las armaduras paralelas por medio de otras armaduras transversales tan regidas como aquellas, y no con elementos flexibles.
Las armaduras espaciales son más rígidas que los sistemas de armaduras paralelas y pueden ser menos altos.
En tiempos modernos, uno de los mayores avances ha sido la invención de la cúpula geodésicapor R. Buckminster Fulleren los años 50. Esta técnica, basada en la unión de elementos triangulares que reparte la distribución de la fuerza en la misma estructura, permite la construcción de cúpulas estables de dimensiones enormes. Actualmente, la cúpula semiesférica más Grande del mundo es el Globe Arenade Estocolmo, terminado en 1989.





PROBLEMAS REFERENTE AL TEMA.

1. Determinar el Ancho neto y el Area efectiva de la conexión. Ver Fig. 3.4 Diámetro de los pernos: 3/4", Espesor de la plancha: 9.5 mm (3/8"). Fu = 4.08 t/cm2 además, determinar la resistencia de diseño. f t Pnr =?.



Solución:

D = 3/4" + 1/8" = 2.23 cm
Wg = ancho total de la Plancha = 20.0 cm

Cadena ABDE: Wg = 20.0
-SDi = 2*2.23 = -4.46
+s2/4g = 52/(4*10) = 0.63
16.17 cm (crítico)
Cadena HFG: Wg = 20.0
-SDi = -2.23
17.17 cm.

Área máxima, según AISC: 0.85*20*0.95 = 16.15 cm2
Área neta crítica = 16.15*0.95 = 15.36 cm2

Resistencia de Diseño en la conexión:
Pnr = f t.Ae*Fu = 0.75*15.36*4.08 = 47 t



2. Se dispone de un cable de acero de 12 m de longitud y 80 mm2 de sección. Al someterlo a una cargaaxial de 100 kN, llega a medir 12.078 m. Calcule:a) La deformación unitaria ε y el esfuerzo unitario σ en GPa (1 punto).b) El módulo de elasticidad E del acero utilizado en GPa (0.5 puntos).c) La fuerza en kN que hay que aplicar a un cable idéntico, para conseguir un alargamiento de 35mm (1 punto).














AREA NETA.

Es la cantidad de sección en una posible línea de ruptura cuando se restan las perforaciones; se obtiene sumando los productos del grueso de cada una de las partes que lo componen por su ancho neto, que se determina como sigue: a) En el cálculo del área neta de barras en tensión, el ancho de los agujeros para pernos o tornillos se toma 1.5 mm mayor que el diámetro nominal del agujero, medido normalmente a la dirección de los esfuerzos.

Para determinar el área neta en cortante se utilizan las dimensiones nominales de los agujeros. b) Cuando hay varios agujeros en una normal al eje de la pieza, el ancho neto de cada parte de la sección se obtiene restando al ancho total la suma de los anchos de los agujeros. c) Cuando los agujeros están dispuestos en una línea diagonal al eje de la pieza o en zigzag, se deben estudiar todas las trayectorias posibles para determinar a cuál de ellas le corresponde el ancho neto menor, que es el que se utiliza para calcular el área neta. El ancho neto de cada una de las partes que forman la sección, correspondiente a cada trayectoria, se obtiene restando del ancho total la suma de los anchos de todos los agujeros que se encuentran sobre la trayectoria escogida y sumando para cada espacio entre agujeros la cantidad s2/4g, donde s es la separación longitudinal centro a centro entre los dos agujeros considerados (paso) y g la separación transversal centro entre ellos (gramil). Los valores que se asignarán a U serán los siguientes:

  Secciones laminadas H o I con patines de ancho no menor que 2/3 del peralte y tés estructurales obtenidas de ellas, conectadas por patines; cuando la conexión es remachada o atornillada debe haber tres o más conectores en cada línea en la dirección de los esfuerzos: U = 0.90.
  Secciones laminadas H o I que no cumplan las condiciones del párrafo anterior, tés estructurales obtenidas de ellas y todas las secciones resultantes incluidas las formadas por varias placas; cuando la conexión es remachada o atornillada debe haber tres o más conectores en cada línea en la dirección de los esfuerzos: U = 0.85.
  Todos los miembros con conexiones remachadas o atornilladas que tengan sólo dos conectores en cada línea en la dirección de los esfuerzos: U = 0.75.

La distribución de esfuerzos es uniforme lejos de los conectores, pero en la conexión, el área neta An no será completamente efectiva, a no ser que todos los componentes de la sección estén completamente conectados. En la mayoría de los casos, sólo algunos de los componentes están unidos como se ilustra a continuación:



Los esfuerzos deben trasladarse del componente "a" al "b" para llegar, a través de los conectores, a la plancha. Las secciones planas no permanecen planas en las conexiones (lo que se llama atraso de corte, shear lag). Ver la trayectoria de las líneas de esfuerzos.






PLANCHAS UNIDAS POR PASADORES.


En estructuras no es común encontrar uniones con pasadores, ya que el uso de los remaches y posteriormente de los tornillos y de la soldadura que son más comunes.

Los pasadores son piezas cilíndricas de gran diámetro que resisten fuerzas muchos mayores a los que resisten individualmente, los tornillos. Los pasadores deben ser asegurados evitando el movimiento trasversal de los pasadores en los elementos, esto se logra ya sea roscando sus extremos y asegurándolos con arandelas y tuercas o con pines en o sus extremos, (si los pasadores son horizontales se pueden colocar en ambos extremos pines, en caso contrario, los pasadores deben tener una cabeza).

Elementos conectados con pasadores.


Cuando un miembro va ser conectado con un pasador, se perfora un agujero en el miembro y las partes a las que va a estar conectado, y se inserta un pasador a través del agujero. Esto proporciona una conexión tan libre del momento cuando es posible en la práctica. Los miembros en tensión conectados de esta manera están sometidos a varios tipos de falla. La barra de ojo es un tipo especial de miembro conectado por pasador en la que el extremo que contiene el agujero del pasador es agrandado.

La barra de ojo fue usada ampliamente en el pasado como miembros simples en tensión para armaduras de puentes usadas como eslabones tipo cadena de puentes colgantes.

Incluso, tal y como se puede apreciar en las imágenes precedentes de la figura, podemos diferenciar claramente entre los pasadores de uniones comprimidas (la base del pilar) y de uniones traccionadas (el anclaje a la pared).



  El remache debe resistir “Corte Sencillo” (El cizallamiento ocurre en la sección del remache entre las dos planchas).



  El pasador debe resistir “corte doble” (hay dos secciones disponibles para resistir la fuerza de corte).



  La Barra circular punzona la chapa, siendo el área resistente similar al borde de una moneda.



ELEMENTOS.

Uniones por medio de Remaches, Pernos y Pasadores:

Similitudes:
  Los elementos conectores pasan a través de perforaciones.
  Los conectores trabajan a corte.
Diferencias:
  Los remaches en caliente, al enfriarse se contraen y producen una compresión entre las planchas conectadas lo cual genera fricción.
  Los remaches en frio al golpearlos también generan fricción.
  Los pernos pueden ser de dos tipos:

a) Pernos ajustados que llenan totalmente el orificio, aplicándoles un torque conocido.

b) Pernos corrientes actuando en huecos sobredimensionados (Uniones provisionales).
  Pasadores de Unión: son usados donde se requiera una articulación o se desea realizar una conexión muy rápida.

ELEMENTOS- HIPOTESIS DE CÁLCULO.

A. No se considera la fricción causada por la contracción de los remaches (pernos).

B. Todos los remaches (pernos) reciben igual carga.

C. Los remaches y pernos llenan totalmente el hueco.

D. El esfuerzo a tracción en las planchas conectadas se distribuye uniformemente en la sección neta de la misma.

E. No se descuentan los orificios para calcular el área efectiva de los elementos que trabajan a compresión.

ELEMENTOS TIPOS DE JUNTAS.

Existen básicamente dos tipos de Junta:

1.) Junta de Solape: o sea por superposición de las propias planchas que se desea conectar.

2.) Junta a tope, en cuyo caso las planchas a unir se colocan una frente a la otra y se recubren con una o dos planchas para poderlas unir, estas últimas suelen ser llamadas cubrejuntas.







ELEMENTOS -TIPOS DE FALLAS

Hay cuatro (04) formas en que una Junta con remaches o pernos puede fallar:

1. Por corte del remache o perno:


2. Por desgarramiento de la plancha principal: ocurre en una sección que pasa por el hueco hecho para el paso del remache (sección neta).


3. Por falla de apoyo (presión de asiento): ocurre un desplazamiento relativo de las dos planchas por el agrandamiento o deformación permanente del hueco, causado por una excesiva presión de asiento.


4. Por ser muy poca la distancia de borde: es decir la distancia desde el primer hueco hasta el borde de la plancha es muy corta.