Uniones atornilladas

En muchos post de mecánica de estructuras, hemos hablado de, esfuerzos, tensiones, etc. Pero ¿Y cómo hacemos para aliviar y soportar esos esfuerzos? Son muchos los métodos que existen, pero evidentemente uno de los más importantes son las uniones atornilladas.

Estas son un mecanismo que sirve para transmitir esfuerzos entre los elementos estructurales que unen. Es un sistema barato, simple, y reversible y además no requiere la electricidad que sí es necesaria para realizar una unión por soldadura. Como puntos negativos son su degradación por los esfuerzos a lo largo del tiempo, la limitación de los materiales de la unión (por ejemplo por procesos de oxidación).

Su diseño se puede realizar a partir de toda la literatura, normas y códigos existentes y además los tornillos están a su vez normalizados (tipo, hélice, paso etc.). Sin embargo, en este post como solo quiero hacer una breve introducción del tema, obviaremos lo anterior y trataremos los tornillos como simples cilindros.

Pues bien, sin más dilación os voy a proponer el siguiente enunciado de un problema que puede servirnos para ver su cálculo de una manera simple y en cuanto a estática se refiere:

Sea la placa triangular de la figura, sujeta a una fuerza Q = 2 kN. Se busca determinar el diámetro mínimo que deben de tener los tornillos de anclaje de la placa, para que esta no colapse, teniendo en cuenta que se debe respetar un coeficiente de seguridad de 1,5.

Nota: considerar los tornillos como cilindros simétricos con respecto al eje.

Dato: Tau_max = 300 MPa; D = 4d

Pues a continuación incluyo su solución: enunciado y solución de uniones atornilladas.

Además y para aquellos que quieran realmente profundizar en el tema, recomiendo entre otras las siguientes referencias:

Apuntes de uniones atornilladas de la UPC

Diseño de uniones de la ITEA (Instituto Técnico de la estructura en acero). Este volumen es bastante bueno, y también trata las uniones soldadas.

Además, y por si quieres aprender algo sobre como modelar este tipo de uniones con Cype, os dejo el siguiente enlace:

Uniones atornilladas con CYPE

Y por último un video de criterios de diseño de estas uniones de la UPV:

Espero que os sirva para vuestro estudio!

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