Uniones Empernadas A Doble Cizallamiento

 

UNIONES EMPERNADAS A DOBLE CIZALLAMIENTO Integrantes:

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 Jhon Jairo Cáceres Villarroel Beimar Edson Ma Mamani mani Vi Villca llca  Wara  W ara Rivero Escobar

 

Uniones Apernadas Son uniones desmontables de tipo puntual. En el funcionamiento de una unión apernada se producen tres fases distintas en la transmisión de fuerzas:  En

un comienzo, y especialmente para pernos fuertemente apretados la unión trabaja por roce. Luego los pernos se ubican contiguos a la madera presionando las paredes de los agujeros.

 Esta

presión que inicialmente es uniforme unifor me en su distribución sobre la superficie super ficie del agujero, con el aumento de la carga se des uniformiza debido al efecto flector que se produce en el perno, generándose concentraciones localizadas de tensiones en los bordes de la madera. El perno deformado se incrusta en la madera.

 Finalmente,

esta deformación del perno es tal que los corrimientos que ha experimentado la unión superan ampliamente las deformaciones admisibles en uniones estructurales.

Las uniones apernadas son particularmente eficientes con maderas de los grupos estructurales  Ay B, B, pero pueden utilizarse con maderas del grupo C.

 

Uniones sometidas a doble cizallamiento Las cargas admisibles que qu e se presentan en la Tabla 5.7. Son directamente aplicables a uniones sometidas a doble cizallamiento para el caso en que el espesor de cada uno de los elementos laterales es igual a la mitad del espesor del elemento central. Esto es aplicable tanto para cargas paralelas como perpendiculares al grano. Los pernos más delgados son más eficientes, es decir, son aquellos para los que la relación entre resistencia y volumen de material es mayor. mayor. Sin embargo embarg o a menor diámetro el número de pernos necesario es mayor, siendo más difícil satisfacer los requisitos de espaciamientos esp aciamientos..

 

Tabla 5.7

CARGAS ADMISIB ADMISIBLES LES PARA UNIONES APERNAD APERNADAS-DOB AS-DOBLE LE CIZALLAMIENTO CIZALLAMI ENTO GRUPO A

cL m. 2,0

3,0

4,0

5,0

6,5

8,0

9,0

10,0

GRUPO B

GRUPO C

cd m.

d p pu u l g.

L/d

kP g

Q k g

kP g

Q k g

kP g

Q k g

0, 63 0, 95 1, 27 1, 59 0, 63 0, 95 1, 27 1, 59 0, 63

1/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 1/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 1/ 4

3, 2 2, 1 1, 6 1, 3 4, 8 3, 2 2, 4 1, 9 6, 3

195 297 396 495 229 438 594 743 256

88 101 117 132 124 152 176 198 144

131 196 261 326 179 294 392 489 200

58 67 78 88 88 101 117 132 114

75 113 151 188 113 169 226 282 128

34 39 45 51 51 59 68 77 68

0 1, ,9 25 7 1, 59 1, 9 0, 95 1, 27 1, 59 1, 9 0, 95 1, 27 1, 59 1, 9 0, 95 1, 27 1, 59 1, 9 0, 95 1, 27 1, 59 1, 9 0, 95 1, 27 1, 59 1, 9

3 1/ /8 2 5/ 8 3/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 3/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 3/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 3/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 3/ 4 3/ 8 1/ 2 5/ 8 3/ 4

4 3, ,2 1 2, 5 2, 1 5, 3 3, 9 3, 1 2, 6 6, 8 5, 1 4, 1 3, 4 8, 4 6, 3 5, 0 4, 2 9, 5 7, 1 5, 7 4, 7 10, 5 7, 9 6, 3 5, 3

4 79 71 9 990 1188 536 851 1217 1485 591 943 1350 1809 645 1024 1465 1963 676 1072 1535 2057 704 1118 1600 2144

2 20 31 4 264 299 226 293 330 374 260 345 428 486 289 385 481 595 308 409 512 633 325 433 541 669

3 58 26 2 653 783 420 653 816 979 463 739 1061 1273 501 799 1148 1544 523 835 1200 1614 544 869 1248 1679

1 13 54 6 175 199 168 195 219 248 206 253 285 323 235 303 351 397 253 326 395 447 270 348 426 497

2 32 06 1 375 452 268 376 470 564 297 471 611 734 318 511 731 903 329 535 766 1016 339 555 799 1070

7 98 1 102 116 98 114 128 145 127 148 166 188 156 182 205 232 169 205 230 261 181 227 256 290

 

a) Influencia de la Orientación de las fuerzas con relación al grano Los valores indicados como P en la tabla 5.7 son cargas admisibles para el caso en que la fuerza en la unión siga la dirección del grano. Las cargas admisibles cuando la fuerza es paralela al grano del elemento pero perpendicular al grano de los elementos laterales o viceversa se indican como Q.

P 2

CARGAS PARALELAS AL GRANO EN TODOS LOS ELEMENTOS

P 2

P

L 2 L 2

L

 

Q

CARGAS PERPENDICULARES  AL GRANO EN LOS ELEMENTOS LATERALES Y PARALELA AL GRANO EN EL ELEMENTO CENTRAL

Q 2 Q 2

CARGAS PERPENDICULARES AL GRANO EN EL ELEMENTO CENTRAL Y PARALELAS AL GRANO EN LOS ELEMENTOS LATERALES

 

Las cargas admisibles P y Q corresponden a dos situaciones límites. Si la carga aplicada sigue la dirección del grano en el elemento central pero forma for ma un ángulo θ con la dirección del grano en los elementos laterales o viceversa, la carga admisible puede determinarse con la fórmula de Hankinson:

 N



PQ 2

2

P  sen θ  Q  cos θ N N 2

CARGAS INCLINADAS CON RELACIÓN AL GRANO

 

N 2

 

Uniones con Pletinas Metálicas Si los elementos laterales son pletinas metálicas, los valores indicados como P en la Tabla 5.7. Pueden incrementarse en 25 por po r ciento. No deben considerarse incrementos similares para cargas perpendiculares a la dirección del grano, Q. Q. En ambos casos, casos, L debe tomarse como el espesor del elemento central de madera (Figura 5.9). Las pletinas metálicas deben tener amplio margen de seguridad contra posibles fallas por corte o aplastamiento. Figura 5.9 UNIÓN APERNADA APERNADA CON PLETINAS METÁLICAS

L

 

de diseño de Uniones Procedimiento empernadas

 

ESPACIAMIENTOS MÍNIMOS ENTRE PERNOS, CARGAS PARALELAS AL GRANO

( tracción ) ( compresión )

2d 2d 2d

5d 4d 4d 5d 4d 4d

elementos en tracción elementos en compresión

 

ESPACIAMIENTO MÍNIMO ENTRE PERNOS, CARGAS PERPENDICULARES AL GRANO

espaciamientos en este elemento según requisitos para cargas paralelas al grano borde no cargado 2d 4d 4d 4d borde cargado

2.5 2d y 2d 5d

 

ESPACIAMIENTOS MÍNIMOS PARA PERNOS

Elementos cargados paralelamente al grano

Espaciamiento entre pernos  A lo largo del grano Distancia al extremo en tracción Distancia al extremo en com presión Perpendicularmente Espaciamiento entre líneas de pernos a la dirección del grano

Distancia a los bordes Espaciamiento entre líneas de pernos, s:

4d 5d 4d 2d* 2d

para L/d ≤ 2 s= 2.5d Elementos cargados  A lo largo del grano para L/d ≥ 6 s= 5d perpendicularmente al para 2 ≤ L/d ≤ 6 2.5d ≤ s   ≤ 5d grano Perpendicularmente Espaciamiento entre pernos 4d a la dirección del Distancia al borde cargado 4d grano Distancia al borde no cargado 2d d = diámetro del perno ( * ) Si el espaciamiento entre líneas es mayor de 12.5 cm. es recomendable usar elementos laterales separados para cada fila.