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Metodo de los componentes y medios de unión.Uniones en estructuras metalicas metodo de los componetes

Autor:

Descripción

Esta publicación pretende abordar las uniones en estructuras metálicas según normativa vigente del CTE, la EAE y el EC3, usando el método de los componentes.


Características

  • ISBN: 9788412150100
  • Páginas: 331
  • Tamaño: 17x24
  • Edición:
  • Idioma: Español
  • Año: 2020

Compra bajo pedidoDisponibilidad: 24 horas

Contenido Metodo de los componentes y medios de unión.Uniones en estructuras metalicas metodo de los componetes

Esta publicación pretende abordar las uniones en estructuras metálicas  según normativa vigente del CTE, la EAE y el EC3, usando el método de los componentes.

Dada su extensión, finalmente se ha organizado  su contenido como un documento de cuatro volúmenes, que, se espera y desea, facilite la comprensión de los fundamentos postulados por el EC3 Partes 1-1 y 1-8, además de mostrar pormenorizadamente el procedimiento de comprobación propuesto en esas normas para algunas de las de uniones más comunes.

Es posible que algunos estén convencidos de que la forma expositiva que aquí se propone es un camino obsoleto, por el contrario, estoy convencido de que otras vías más cortas desembocan indefectiblemente en una situación en la que el “técnico” acaba siendo rehén de un programa informático, sin tener la capacidad para evaluar ni la precisión de sus resultados, ni la razón de los errores que la aplicación informática detecte en sus comprobaciones.

Los apartados de esta obra, en su mayoría,  se presentan con una serie de preguntas auto contestadas, con las que se intentan hacer un amplio recorrido por las cuestiones básicas que creo son imprescindibles para comprender y abordar el cálculo de las uniones que se comentan, poniendo especial énfasis en las figuras explicativas de cada una de las cuestiones tratadas.

Con el fin de ilustrar las exposiciones teóricas cada tipo de unión va acompañado de ejemplos.

En el intento de conseguir que cada unión, en la medida de lo posible, sea un capítulo que no requiera la consulta de otras partes de este escrito, se han repetido un buen número de procedimientos de cálculo, pero a pesar de ello, en algunos casos no quedará más remedio que recurrir a otras partes de este documento.

Este Primer volumen  está dedicado al método de los componentes y a los medios de unión

Se incluye el índice completo de los cuatro volúmenes de la obra, especificando los contenidos incluidos en cada uno para que el lector pueda conocer todos los contenidos  de la obra completa.

INDICE

TOMO 1. METODO DE LOS COMPONENTES Y MEDIOS DE UNION

CAPITULO -1- METODO DE LOS COMPONENTES .

INTRODUCCIÓN


1-1  Breve descripción del llamado “Método de los componentes”
1-2  ¿Por qué dedicar una atención especial a las uniones en estructuras de acero?
1-3  ¿Cuáles son las características del acero de los perfiles y la chapas de acero?
   1-3-1  ¿Cómo se designan los aceros
   1-3-2  Cual es el diagrama tensión deformación de los aceros
   1-3-3  ¿Qué diagrama tensión-deformación del acero debe emplearse en el cálculo
   1-3-4  ¿Qué se entiende por ductilidad en los aceros?
   1-3-5  ¿Qué se entiende por soldabilidad de los aceros y como se determina?
   1-3-6  ¿Qué es la tenacidad a la fractura?
   1-3-7  ¿Qué es la resistencia a desgarro laminar?
   1-3-8  ¿Hay otras características relevantes del acero de los perfiles laminados y chapas?
1-4 ¿Qué es el diagrama momento rotación de una unión? .
   1-4-1 ¿Hay otras simplificaciones del diagrama momento rotación de las uniones?
1-5- ¿Cómo pueden clasificarse las uniones? .
   1-5-1 ¿Cómo pueden clasificarse las uniones con respecto a su rigidez?
   1-5-2 ¿Cómo pueden clasificarse las uniones con respecto a su resistencia?
   1-5-3 ¿Cómo pueden clasificarse las uniones con respecto a su ductilidad?
   1-5-4 ¿Cómo clasificar las uniones atornilladas solicitadas a esfuerzo cortante?
1-6 ¿Qué se entiende por análisis global de una estructura con un procedimiento elástico; elasto-plástico o rígido-plástico?
1-7 ¿Qué relación existe entre el método de análisis global de la estructura y el modelo de la unión?
1-8 ¿Qué diferencias existente entre los procedimientos de comprobación de uniones con la normativa anterior, (NBE-EA), y la actual (CTE-SE-A; EAE; EN1993-1-1:2005 y EN1993-1-8:2005)?
1-9   ¿Cómo comprobar las uniones?
1-10 ¿Cómo se pueden distribuir los esfuerzos en los tornillos?
1-11 ¿Por qué establecer una clasificación de las secciones transversales de los perfiles?
1-12 ¿Qué relación tiene la clase de sección y el procedimiento de análisis de esfuerzos en la estructura?
1-13 ¿Cuáles son los componentes de una unión?
1-14 ¿Cuál es la forma de trabajo de cada uno de los componentes?
    1-14-1 Componente 1. Ala del pilar a cortante
    1-14-2 Componente 2. Alma del pilar comprimida transversalmente
    1-14-3 Componente 3  Alma del pilar sometida a tracción transversal
    1-14-4Componente  4  Ala del pilar sometida a flexión transversal .
    1-14-5  ¿Cuál es el procedimiento propuesto en la EN1993-1-8:2005 (EC3-1-8) para determinar la capacidad resistente de la unión?
    1-14-6  ¿Cuáles son los modos de rotura de un casquillo en “T” aislado?
    1-14-7   Componente 5 Chapa de testa sometida a flexión
    1-14-8   Componente 6 Angular flectado atornillado al ala del pilar y al ala de la viga
    1-14-9   Componente 7  Alma y ala de la viga comprimidas
    1-14-10 Componente 8  Alma de la viga traccionada longitudinalmente
    1-14-11 Componente-9  Chapa sometida a tracción o compresión longitudinal
    1-14-12 Componente 10 Tornillos traccionados
    1-14-13 Componente 11 Tornillos solicitados a cortante
    1-14-14 Componente 12  Aplastamiento de una chapa debido a la acción de los tornillos sobre ella
    1-14-15 Componente 13  Hormigón comprimido incluido el mortero de nivelación
    1-14-16 Componente 14 Placa base flectada bajo compresión
    1-14-17 Componente 15  Placa base flectada bajo tracción
    1-14-18 Componente 16  Pernos de anclaje traccionados
    1-14-19 Componente 17  Pernos de anclaje a cortante
    1-14-20 Componente 18  Pernos de anclaje solicitados a tracción más cortante
    1-14-21 Componente 19  Soldaduras
    1-14-22 Componente 20  Alma del pilar sometida a flexión por compresión o tracción

RIGIDEZ DE LA UNIÓN

1-15  ¿Qué se entiende por rigidez rotacional en una unión viga pilar?
1-16 ¿Qué diagrama momento-rotación debe emplearse en un cálculo manual? .
1-17 ¿Cuál es la frontera que delimita las uniones con comportamiento rígido del semirrígido?
1-18 ¿Cuál es el procedimiento para obtener la rigidez rotacional de una unión viga-pilar? .
1-19 ¿Cuáles son los coeficientes de rigidez para cada uno de los componentes básicos de la unión?
1-20  ¿Cómo puede obtenerse mediante un procedimiento simplificado la rigidez rotacional en uniones atornilladas viga-pilar con chapa de testa o empalmes de vigas con dos fila de tornillos traccionados.
1-21  ¿Cómo obtener la rigidez rotacional de una unión con placas base de pilareas?

CAPACIDAD DE RORACION

1-22  ¿Cuál debe ser la capacidad de rotación de una unión?

ANEJO -01

CAPITULO  2 MEDIOS DE UNION


2-1 ¿A qué se llama medio de unión?
2-2 ¿Qué se entiende por una unión soldada o atornillada?

TORNILLOS EN LAS UNIONES DE ESTRUCTURAS DE ACERO

2-3  ¿Cuáles son las características geométricas de los tornillos?
2-4  ¿Cómo se determina el área neta de la zona roscada de los tornillos?
2-5  ¿Cuáles son las características mecánicas de los aceros empleados en los tornillos?
2-6  ¿Cómo deben ser las perforaciones en las que se introducen los tornillos?
2-7  ¿Cuál debe ser la separación entre los tornillos, y cuál debe ser su distancia a los bordes de las chapas que unen?
2-8  ¿Cómo deben combinarse tornillos, tuercas, y arandelas, y cuál es la compactibilidad entre estos elementos
2-9  ¿Cuáles son los coeficientes parciales de seguridad para las uniones?
2-10 ¿Cuál es la resistencia de los tornillos empleados en las uniones atornilladas?
2-11 ¿Qué se entiende por categoría en las uniones atornilladas?
2-12 Comentarios respecto a la interacción de tracción y cortante sobre los tornillos
2-13 ¿Cómo se pretesan los tornillos de alta resistencia?
2-14 ¿Qué otras formas o medios pueden emplearse para realizar y/o controlar el par de apriete
2-15 ¿Cómo pueden ejecutarse uniones atornilladas cuando se emplean perfiles huecos?  uniones de perfiles huecos RHS; SHS y CHS con tornillos WOLLOW BOLT
2-16 ¿Cómo pueden resolverse las uniones de perfiles huecos RHS, SHS, y CHS, con tornillos especiales BLIND BOLT?
2-17 ¿Qué es y para qué sirve un tornillo inyectado?
    2-17-1- Procedimiento de cálculo
2-18 ¿Cómo se distribuyen los esfuerzos cortantes en los tornillos?
2-19 ¿Qué es una unión atornillada y cuál es su repercusión en la capacidad resistente de los tornillos
2-20 ¿Qué se entiende por una unión atornillada con forros y cuál es su repercusión en la capacidad resistente de los tornillos?
2-21 ¿Cuál es la capacidad resistente de los tornillos a cortante en una unión larga con forros?

SOLDADURAS

2-22  Introducción
2-23 ¿Qué es una soldadura?
2-24  Definiciones previas
2-25 ¿Cómo pueden clasificarse los procesos de soldadura?
2-26 ¿Cuál es la tecnología y los procedimientos de soldadura empleados en elementos estructurales de acero?
   2-26-1 ¿Qué es una soldadura manual con arco metálico “MMA”
   2-26-2 ¿Cómo se identifican los electrodos revestidos para el soldeo por arco de alta resistencia?
   2-26-3 Soldadura por arco sumergido “SAW”
   2-26-4 Soldadura protegida con gas inerte (Gas Shielded Arc Welding) “SAW” .
       2-26-4-1 Soldadura en gas metálico inerte (Metal Inert Gas) “MAG”
       2-26-4-2 Soldadura en gas metálico activo (Metal Acrive Gas) “MAG”
2-27 ¿Cuál es la forma de ejecutar las soldaduras con los procedimientos ”MIG” y “MAG”
2-28 ¿Qué parámetros o variables intervienes en los procesos de soldadura? ”MIG” y “MAG”
2-29 ¿Cuáles son los materiales de aporte para las soldaduras?
2-30 Cometarios generales respecto a los procedimientos de soldadura ”MIG” y “MAG”
2-31 Comentarios sobre la soldadura con tungsteno i gas inerte “TIG”
2-32  ¿Cómo pueden clasificarse los cordones de soldadura?
2-33  ¿Cómo se clasifican los cordones de soldadura en base a la geometría de la unión?
2-34  ¿Qué es una preparación de borde?
2-35  ¿Cómo se representan en los planos los cordones de soldadura?
    2-35-1 Comentarios respecto a las distintas preparaciones de bordes
2-36  Algunos ejemplos de identificación de cordones de soldadura
2-37  ¿Cuáles son las disposiciones constructivas para los cordones de soldadura?
2-38  ¿Cuáles son las condiciones geométricas para las soldaduras en ángulo?
2-39- ¿Cuál debe ser el espesor mínimo de la garganta en cordones de soldadura en ángulo? .
2-40  ¿Cuáles son las condiciones geométricas para la longitud mínima de los cordones d soldadura?
2-41  ¿Cuáles son las condiciones geométricas para los cordones discontinuos con soldadura en ángulo?
2-42  ¿Cuáles son las condiciones geométricas para los cordones de soldadura en uniones por solape?
2-43  ¿Cuáles son las condiciones geométricas para las soldaduras de botón y en ranura? .
2-44  ¿Cómo evitar la excentricidad en los cordones de soldadura?
2-45  ¿Cómo evitar las distorsiones y cuáles son los procedimientos para reducirlas?
2-46  ¿Cuándo deben tomarse precauciones especiales en la ejecución de los cordones de soldadura?
2-47  ¿Cómo se deben ejecutar los cordones de soldadura manualmente?
2-48  ¿Cómo deben ejecutarse las uniones planas con cordones de soldadura que se cruzan en un plano?
2-49  ¿Cómo ejecutar uniones en ángulo con soldaduras que se cruzan?
2-50  ¿Cómo ejecutar soldaduras de testa (en el canto de la pieza) en chapas con preparación de borde y transición ente espesores?
2-51  ¿Cuáles son las limitaciones de la garganta en cordones de soldadura según la Instrucción de Acero Estructural EAE?
2-52  ¿Qué defectos puede haber en los cordones de soldadura?
2-53  ¿Cómo puede controlarse la calidad de los cordones de soldadura?
2-54  ¿Cuáles son los criterios de aceptación o rechazo de los cordones de soldadura?
2-55  ¿Qué son las tensiones residuales producidas por las soldaduras? .
2-56  ¿Qué variables contribuyen a la aparición de tensiones residuales?
2-57  ¿Qué procedimientos pueden emplearse para medir las tensiones residuales y cómo pueden reducirse?
2-58  ¿Qué riesgo encierran las tensiones residuales?
2-59  ¿Cuáles son los efectos indeseables de las tensiones residuales?

PROCEDIMIENTO DE COMPROBACION DE LOS CORDONES DE SOLDADURA

2-60 ¿Cuáles son los procedimientos generales de cálculo de los cordones de soldadura sin preparación de borde propuestos por la norma EN1993 -1-8:2005?
2-61 ¿Cómo pueden determinarse las componentes de las tensiones en las direcciones X e Y’
    2-61-1  Primera condición a comprobar.
    2-61-2  Segunda condición a comprobar .
2-62 ¿hay otros modos alternativos para comprobar la capacidad de los cordones de soldadura sin preparación de borde?
2-63 ¿Cómo pueden obtenerse expresiones simplificadas de cálculo para los cordones de soldadura en ángulo sin preparación de borde?
2-64 ¿Cómo se distribuyen las fuerzas en los cordones de soldadura en función del ángulo “θ” que forman la directriz del cordón con la acción exterior?
2-65 ¿Pueden compararse los dos procedimientos de cálculo de los cordones de soldadura?.
    2-65-1 Comprobación por el método general
    2-65-2 Comprobación por el procedimiento alternativo .
2-66  ¿Cuál es la longitud resistente de los cordones de soldadura con penetración parcial?
2-67  ¿Cuál es la resistencia de los cordones de soldadura con penetración total?
2-68  ¿Cuál es la resistencia de los cordones de soldadura de botón o en ranura
2-69  ¿Qué se entiende por soldadura larga, y en el caso en que los sea, es necesario realizar alguna corrección de la capacidad resistente de los cordones de estas soldaduras? .
2-70  ¿Qué correcciones deben hacerse en las longitudes de los cordones de soldadura que unen las alas no rigidizadas del pilar? .

CASOS DE SOLDADURA ESTUDIADOS

2-71  Caso 1 Cordones longitudinales sometidos a tracción .
    2-71-1 Comprobación de la primera condición
    2-71-2 Comprobación de la segunda condición
    2-71-3 Caso1. Resuelto mediante el método alternativo
2-72 Caso  2  Cordones transversales a tracción
    2-72-1 Comprobación de la primera condición
    2-72-2 Comprobación de la segunda condición
    2-72-3 Caso 2 . Resuelto mediante el método alternativo
2-73- Caso 3 Cordones transversales a tracción
    2-73-1 Comprobación de la primera condición
    2-73-2 Comprobación de la segunda condición
    2-73-3 Caso 3. Resuelto mediante el método alternativo
2-74 Comentarios generales sobre los cuatro casos siguientes (Caso-4-; Caso-5-; Caso-6-, y Caso -7-) .
2-75 Caso 4. Dos cordones longitudinales y uno transversal sometidos a tracción
    2-75-1 Comprobación de la primera condición
    2-75-2 Comprobación de la segunda condición
    2-75-3 Caso 4 . Resuelto mediante el método alternativo
2-76- Caso 5  Dos cordones longitudinales y uno transversal sometidos a tracción bien ortogonales u oblicuos, sometidos a tracción .
   2-76-1 Comprobación de la primera condición
   2-76-2 Comprobación de la segunda condición
2-77 Caso 6 Caso 5 Dos cordones longitudinales y uno transversal bien ortogonales u oblicuos, sometida tracción. El cordón transversal se soldará en el extremo de la chapa más ancha .
   2-77-1 Comprobación de la primera condición
   2-77-2 Comprobación de la segunda condición
2-78 Caso7  Dos cordones longitudinales y uno transversal bien ortogonales u oblicuos, sometido tracción. El cordón transversal se soldará en el extremo de la chapa más estrecha
   2-78-1 Comprobación de la primera condición
2-79  Comentarios generales sobre los casos de uniones sometidas a flexión
2-80 Caso 8. Dos cordones longitudinales sometidos a flexión
    2-80-1 Comprobación de la primera condición .
    2-80-2 Comprobación de la segunda condición .
    2-80-3 Caso 8. Resuelto mediante el método alternativo
2-81- Caso 9  Dos cordones transversales sometidos a flexión .
    2-81-1 Comprobación de la primera condición
    2-81-2 Comprobación de la segunda condición
    2-81-3 Caso 9 Resuelto mediante el método alternativo
2-82 Caso 10 Soldaduras longitudinales y transversales en torno a un perfil doble “T” sometido a una acción ponderada exterior “Fd” que produce flexión y cortante en el perfil
    2-82-1 Comprobación de la primera condición .
    2-82-2 Comprobación de la segunda condición
    2-82-3 Caso 10 Resuelto mediante el método alternativo
2-83  Comentarios generales sobre los casos 11, 12; 13 y 13.
2-84  Caso 11 Dos cordones de soldadura perpendiculares a la acción exterior y sometidos a torsión y cortante
    2-84-1 Comprobación de la primera condición
    2-84-2 Comprobación de la segunda condición
    2-84-3 Caso 11 Resuelto mediante el método alternativo .
2-85 Caso 12. Dos cordones de soldadura paralelos a la acción exterior y sometida a torsión y cortante
    2-85-1 Comprobación de la primera condición
    2-85-2 Comprobación de la segunda condición
    2-85-3  Caso 12 Resuelto mediante el método alternativo .
2-86 Caso 13 Dos cordones de soldadura perpendiculares y otros dos paralelos a la acción exterior sometiendo al conjunto de cordones a torsión y cortante
    2-86-1 Comprobación de la primera condición
    2-86-2 Comprobación de la segunda condición
2-87 Caso 14. Dos cordones soldados perpendiculares a la acción exterior y uno paralelo a ella sometidos a torsión y cortante
2-88 Caso 15  Unión soldada sometida a flexión, torsión, y cortante combinados
2-89 Caso 16  Uniones soldadas de perfiles sometidos a torsión y cortante combinados
2-90 Caso 17- Uniones soldadas de perfiles sometidos a torsión y cortante combinados
2-91 Caso18 . Cordones de soldadura sometidos a tensiones tangenciales (esfuerzo rasante) en la unión entre alas y alma
    2-91-1Comprobación de la primera condición
    2-91-2- Comprobación de la segunda condición .
2-92- Cuadros resumen de los distintos casos de soldadura desarrollados anteriormente

EJEMPLOS

Ejemplo 2-E01
Ejemplo 2-E02
Ejemplo 2-E03
Ejemplo 2-E04
Ejemplo 2-E05

BIBLIOGRAFIA

ANEJO -1- Parámetros definitorios de las preparaciones de borde para soldaduras a tope según la Norma UNE-EN ISO 9692-1:2003
ANEJO -2- Limitaciones de las imperfecciones en los cordones de soldadura según las indicaciones dadas en la Norma Une-EN ISO 5817:2003

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