DISEÑO DE UNIONES APERNADAS

UNIONES APERNADAS Es importante distinguir dos casos: perno en tracción y perno en corte. En el primer caso se puede usar el límite de fluencia o la carga de prueba como carga admisible. En la figura, cada perno soporta F/2 en tracción y el cálculo de su resistencia sería:

F

Q <=

2*A

n

en donde: Q es la resistencia a la fluencia o la carga de prueba en su defecto A es la sección transversal del perno n es el factor de seguridad

En uniones a corte, el objetivo es aplicar una precarga al perno para generar un apriete de magnitud tal, que el roce equilibre la carga cortante. En caso que dicho preapriete se suelte por vibraciones, corrosión, dilataciones térmicas, etc., el perno recibe la carga en corte. Considerando la unión de las planchas de la figura, el criterio para el diseño del perno sería:

F  =

Q <=

A

2n

en donde: F es la fuerza aplicada al perno en corte Q es la carga de fluencia o la carga de prueba en su defecto A es la sección transversal del perno n es el factor de seguridad En las siguientes figuras se aprecia un perno cortado bajo carga de corte

Se analizarán modos de ruptura que se aplican al diseño de las planchas y que dependen fuertemente del diámetro del perno.

PROBLEMA----------------------Determinar el número de pernos de 3/4” tipo A325-F requeridos para desarrollar la capacidad total de las planchas de acero Fy = 4570 kgf/cm2. Superficie Clase B ( = 0.50). CV = 4CP.

Solución: 1. Capacidad de las planchas 1.1. Cedencia por tracción en la sección total (Plancha de 9 mm)

1.2. Rotura por tracción en la sección neta efectiva (Plancha de 9 mm)

... máximo An = 0.85 A = 0.85 (0.90 x 15.2) = 11.6 cm2 valor de ...entonce s: Capacidad de las planchas

2. Cargas de Servicio NU = 1.2 CP + 1.6 CV = 40.8 tf ...como CV = 4CP entonces NU = 1.2 (CP) + 1.6(4CP) = 7.6 CP = 40.8 tf CP = 5.37 tf con lo cual: N = Cp N=26.85tf + CV = 5.37 + 4(5.37) Carga de servicio

Bajo cargas de servicio la capacidad de un perno 3/4 A325-F en corte doble, para superficie Clase B es entonces igual a:

3. Pernos en el estado límite de agotamiento resistente 3.1. Por aplastamiento

3.2. Por corte

Controla la condición de agotamiento resistente sobre la de servicio. Se usarán 4 pernos por razones de simetría.