Las conexiones a momento atornilladas dependen de algo más que de la resistencia nominal de los elementos de fijación individuales. Cuando una viga transfiere un momento flector a una columna, la conexión desarrolla una combinación de fuerzas de tracción y compresión que deben transmitirse a través de pernos, placas, alas, soldaduras y elementos de soporte. Comprender la capacidad de tracción de los pernos es, por lo tanto, esencial para diseñar conexiones a momento capaces de transferir estas fuerzas de forma segura sin desplazar el fallo hacia un componente circundante más débil.
En el diseño práctico de conexiones de acero, un perno puede tener una resistencia a tracción adecuada mientras la placa de extremo se flexiona excesivamente, el ala de la columna se deforma o la acción de palanca aumenta la fuerza real que actúa sobre el perno. Un diseño fiable requiere que los ingenieros evalúen la trayectoria completa de las cargas y comprendan cómo la tracción de los pernos interactúa con la geometría de la conexión, la rigidez de las placas, el comportamiento de las alas, las tolerancias de fabricación y la calidad de la instalación.
Comprender la Capacidad de Tracción de los Pernos
¿Qué Es la Capacidad de Tracción de los Pernos?
La capacidad de tracción de los pernos es la resistencia de un perno estructural a una fuerza de tracción axial. Cuando la tracción actúa a lo largo del eje del perno, este debe resistir el alargamiento y, en última instancia, evitar la fractura por tracción. Su resistencia disponible depende de factores como el diámetro del perno, la clase de resistencia, el área efectiva roscada a tracción, las propiedades del material y los requisitos de diseño estructural aplicables.
La resistencia a tracción de un perno individual no representa automáticamente la capacidad de la conexión completa. La placa conectada, la placa de extremo, el ala de la columna, el ala de la viga, las soldaduras y los rigidizadores también deben ser capaces de transferir la misma fuerza de forma segura.
Por Qué la Tracción de los Pernos Es Importante en las Conexiones a Momento
Un momento flector se transfiere mediante un par de fuerzas formado por tracción en un lado de la conexión y compresión en el lado opuesto. En una conexión viga-columna a momento, el ala de la viga situada en la zona de tracción transfiere la fuerza a la placa de extremo o a la placa del ala, que posteriormente desarrolla fuerzas de tracción en las filas de pernos.
La magnitud de la tracción de los pernos depende del momento aplicado, de la distancia entre las resultantes de tracción y compresión, del número y posición de las filas de pernos y de la rigidez de los componentes circundantes. Por lo tanto, la tracción de los pernos no puede evaluarse independientemente de la geometría global de la conexión.
La Capacidad de Tracción de los Pernos Es Solo una Parte de la Conexión
Una conexión puede contener pernos de alta resistencia con una resistencia a tracción considerable, pero eso no garantiza una capacidad equivalente de la conexión. Una placa de extremo delgada puede flexionarse antes de que los pernos alcancen su resistencia a tracción. Un ala de columna flexible puede deformarse localmente. Las soldaduras que conectan la placa de extremo con la viga pueden gobernar, o incluso el propio ala de la viga puede alcanzar la fluencia.
El enfoque de diseño más fiable evalúa la conexión completa en lugar de maximizar la resistencia de un único componente.
Cómo las Conexiones a Momento Generan Tracción en los Pernos
Transferencia de Momento a Través de las Alas de la Viga
En una conexión típica viga-columna a momento, las alas de la viga soportan gran parte del efecto de flexión. Un ala desarrolla tracción mientras que la opuesta desarrolla compresión. La fuerza de tracción del ala debe pasar a través de la placa de conexión y llegar a la columna o al elemento de soporte.
Si una placa de extremo está soldada a la viga y atornillada a la columna, la fuerza de tracción del ala de la viga tira de la placa de extremo alejándola de la cara de la columna. Esta acción genera una demanda de tracción en los pernos situados cerca del ala sometida a tracción.
Distribución de la Tracción entre las Filas de Pernos
La tracción de los pernos rara vez se distribuye de manera uniforme entre todas las filas. Las filas situadas más lejos de la zona de compresión generalmente tienen brazos de palanca mayores y pueden atraer fuerzas de tracción más elevadas. Sin embargo, la distribución real de fuerzas también depende de la rigidez de la placa de extremo, la flexibilidad del ala de la columna, el espaciamiento de los pernos y la interacción entre filas adyacentes.
Por esta razón, dividir simplemente la fuerza total de tracción entre el número de pernos puede producir una representación poco realista del comportamiento de la conexión.
Efecto de la Geometría de la Conexión
El espaciamiento entre pernos, la distancia al borde, las dimensiones de la placa de extremo, el canto de la viga, la posición de los pernos y la geometría del ala de la columna influyen en la distribución de las fuerzas de tracción. Pequeños cambios en la posición del perno pueden modificar el brazo de palanca y, por lo tanto, la fuerza necesaria para resistir un determinado momento.
La geometría de la conexión también afecta a la flexión de la placa y a la acción de palanca, que pueden aumentar la fuerza soportada por los pernos individuales por encima del valor previsto únicamente a partir del equilibrio global.
Capacidad de Tracción de los Pernos en Conexiones a Momento con Placa de Extremo
Conexiones con Placa de Extremo Extendida
Las conexiones con placa de extremo extendida sitúan una o más filas de pernos más allá del ala de la viga. Esta disposición aumenta el brazo de palanca disponible y puede proporcionar una resistencia considerable al momento. Las filas exteriores de pernos pueden experimentar una elevada demanda de tracción porque participan directamente en la transferencia de la fuerza de tracción del ala hacia la columna.
El comportamiento de la conexión depende de la relación entre la resistencia de los pernos, la resistencia a flexión de la placa de extremo, la rigidez del ala de la columna, la capacidad de las soldaduras y cualquier rigidizador instalado.
Conexiones con Placa de Extremo Enrasada
Las conexiones con placa de extremo enrasada mantienen la placa dentro o cerca del canto de la viga. Su geometría compacta puede ser útil cuando el espacio es limitado, pero los brazos de palanca disponibles y la disposición de los pernos difieren de las configuraciones extendidas.
Por lo tanto, la distribución de la tracción de los pernos en una placa de extremo enrasada depende en gran medida del espesor de la placa, del espaciamiento de los pernos, de las fuerzas en las alas de la viga y de la rigidez de la columna de soporte.
Función del Espesor de la Placa de Extremo
El espesor de la placa de extremo tiene una gran influencia en el comportamiento de la tracción de los pernos. Una placa relativamente flexible puede doblarse bajo la fuerza de tracción del ala y crear deformaciones locales adicionales alrededor de los pernos. Esta deformación puede generar fuerzas de palanca que incrementen la tracción de los pernos.
Una placa más gruesa generalmente proporciona mayor rigidez y una transferencia de fuerzas más directa, pero aumentar indefinidamente su espesor no es necesariamente eficiente. El diseño debe equilibrar la resistencia de los pernos, la flexión de la placa, la resistencia de las soldaduras, los requisitos de fabricación y el uso de material.
Factores que Determinan la Capacidad de Tracción de los Pernos
Diámetro del Perno
Los pernos de mayor diámetro generalmente proporcionan un área de tracción mayor y, por lo tanto, una resistencia a tracción superior. Sin embargo, aumentar el diámetro del perno puede requerir orificios más grandes, mayores distancias a los bordes, placas de conexión de mayor tamaño y espacio adicional para la instalación.
Clase del Perno y Resistencia del Material
Los pernos estructurales de mayor resistencia pueden proporcionar una mayor resistencia a tracción, pero los componentes circundantes deben ser capaces de desarrollar esa resistencia. Utilizar pernos más resistentes sin reforzar la placa de extremo, el ala de la columna o las soldaduras puede simplemente desplazar el modo de fallo gobernante hacia otra zona.
Área Roscada Efectiva a Tracción
La parte roscada de un perno tiene un área efectiva a tracción menor que el área bruta del vástago. Por lo tanto, la resistencia a tracción está relacionada con el área efectiva resistente de la zona roscada y no simplemente con el diámetro nominal del perno.
Esta diferencia resulta especialmente importante al evaluar fuerzas de tracción elevadas en conexiones a momento.
Pretensado del Perno
El pretensado se introduce en determinados pernos estructurales durante la instalación para comprimir las superficies conectadas entre sí. El pretensado puede mejorar el comportamiento de la conexión en aplicaciones donde deben controlarse el deslizamiento o la separación, pero no debe confundirse con la resistencia disponible frente a una tracción externa.
Cuando una fuerza de tracción externa actúa sobre la conexión, los cambios en la fuerza del perno dependen de la relación de rigidez entre el perno y los componentes conectados.
Número y Disposición de los Pernos
Aumentar el número de pernos puede incrementar la resistencia de la conexión, pero la relación no siempre es directamente proporcional. Las distintas filas pueden atraer fuerzas diferentes debido a su posición y a la flexibilidad de las placas circundantes.
Una disposición de pernos bien diseñada debe proporcionar resistencia adecuada manteniendo al mismo tiempo un espaciamiento apropiado, distancias suficientes a los bordes, acceso para la instalación y una geometría de fabricación práctica.
Acción de Palanca y Su Efecto sobre la Tracción de los Pernos
¿Qué Es la Acción de Palanca?
La acción de palanca se produce cuando la deformación de la placa conectada genera una fuerza adicional que aumenta la tracción del perno. En lugar de transferir la fuerza de tracción directamente al perno, una placa flexible puede actuar como una palanca entre la línea de pernos y la zona de contacto de la placa.
La reacción resultante aumenta la fuerza de tracción del perno por encima del valor producido únicamente por la carga estructural aplicada.
Por Qué las Placas Delgadas Aumentan la Demanda sobre los Pernos
Las placas de extremo delgadas o flexibles pueden doblarse considerablemente bajo cargas de tracción. A medida que la placa se flexiona, el contacto cerca de un borde exterior o de otro punto de reacción puede generar una acción de palanca que aumente la fuerza en el perno.
En consecuencia, una conexión con una resistencia nominal de los pernos aparentemente suficiente puede resultar inadecuada si se ignora la acción de palanca.
Cómo la Acción de Palanca Puede Reducir la Eficiencia de la Conexión
Las fuerzas más elevadas en los pernos causadas por la acción de palanca pueden reducir el margen entre la demanda aplicada y la resistencia a tracción disponible. También pueden aumentar la deformación e influir en el comportamiento a fatiga cuando las cargas son repetitivas.
Por lo tanto, un diseño eficiente de la conexión busca controlar la deformación excesiva de las placas en lugar de depender únicamente de pernos más resistentes.
Métodos para Controlar la Acción de Palanca
La acción de palanca puede reducirse aumentando la rigidez de la placa, ajustando el espaciamiento de los pernos, mejorando la geometría de los bordes, aumentando el espesor de la placa, modificando la posición de las filas de pernos o incorporando rigidizadores adecuados. La solución apropiada depende de la configuración completa de la conexión y no de una sola dimensión aislada.
Tracción de los Pernos y Flexión Local del Ala
Las elevadas fuerzas de tracción en los pernos de una conexión a momento pueden generar fuerzas locales significativas en el ala de la columna de soporte. A medida que los pernos tiran de la placa de extremo hacia la columna, el ala de la columna puede flexionarse localmente entre el alma, los bordes del ala y las líneas de pernos. Esta interacción hace que la flexión local del ala sea un estado límite importante al evaluar conexiones a momento atornilladas de alta capacidad.
Cómo la Flexibilidad del Ala de la Columna Afecta a las Fuerzas de los Pernos
Un ala de columna flexible puede deformarse hacia el exterior alrededor de los pernos sometidos a tracción. Esta deformación modifica la rigidez de la trayectoria de carga y puede contribuir a efectos adicionales similares a la acción de palanca o a una distribución desigual de las fuerzas entre las filas de pernos.
Por lo tanto, una conexión con pernos resistentes y una placa de extremo gruesa todavía puede estar controlada por el comportamiento local del ala de la columna de soporte.
Cuándo Pueden Ser Necesarios los Rigidizadores
Pueden ser necesarios rigidizadores de columna cuando las fuerzas de tracción del ala o las fuerzas de los pernos superan la resistencia local del ala de la columna o de la zona del alma. Los rigidizadores pueden mejorar la distribución de fuerzas, reducir las deformaciones locales y proporcionar una trayectoria más directa para transferir las fuerzas del ala de la viga hacia la columna.
Su utilización debe coordinarse con el acceso para soldadura, la secuencia de fabricación, la geometría de los elementos y el detallado general de la conexión.
Interacción entre la Tracción y el Cisalamiento de los Pernos
Carga Combinada de Tracción y Cisalamiento
Los pernos de las conexiones a momento pueden experimentar simultáneamente tracción y cisalamiento. El cisalamiento puede proceder de las reacciones verticales de la viga, mientras que la tracción se desarrolla por la transferencia de momento o por cargas axiales.
Un perno que tenga resistencia suficiente frente a tracción pura puede no disponer de la misma resistencia cuando también está sometido a un cisalamiento significativo.
Por Qué Son Importantes las Verificaciones de Interacción
La carga combinada modifica el grado de utilización del perno. Por lo tanto, el diseño estructural requiere evaluar la interacción entre las demandas de tracción y cisalamiento cuando ambas acciones son significativas.
Ignorar esta interacción puede sobreestimar la resistencia disponible del perno y de la conexión completa.
Distribución de las Cargas Dentro del Grupo de Pernos
Algunos pernos pueden soportar principalmente cisalamiento mientras que otros experimentan fuerzas de tracción más elevadas dependiendo de la geometría de la conexión. En otras configuraciones, los pernos individuales pueden soportar ambas acciones simultáneamente.
Por lo tanto, un diseño preciso de la conexión requiere una comprensión realista de cómo participa el grupo de pernos en la transferencia de momento, cisalamiento y fuerza axial.
Modos Comunes de Fallo Relacionados con la Tracción de los Pernos
Fractura del Perno por Tracción
La fractura del perno por tracción se produce cuando la demanda axial de tracción supera la resistencia disponible del perno. Los pernos de alta resistencia pueden soportar fuerzas considerables, pero aun así requieren un dimensionamiento, una instalación y una geometría de conexión correctos.
Fallo de la Rosca
La región roscada suele ser la sección crítica a tracción porque su área efectiva es menor que el área bruta del vástago. Por lo tanto, el diseño a tracción debe considerar el área resistente real del perno.
Flexión de la Placa de Extremo
Una placa de extremo puede alcanzar la fluencia o deformarse antes de que el perno alcance su resistencia última a tracción. Una flexibilidad excesiva de la placa también puede aumentar la demanda sobre el perno mediante la acción de palanca.
Flexión del Ala de la Columna
El ala de la columna puede flexionarse localmente bajo fuerzas concentradas de tracción de los pernos. Este estado límite puede controlar la conexión incluso cuando la resistencia del perno y de la placa de extremo parece adecuada.
Fallo del Perno Inducido por Acción de Palanca
Si la deformación de la placa genera fuerzas de palanca importantes, la fuerza real de tracción en el perno puede ser considerablemente mayor que la calculada a partir del momento aplicado básico.
Fallo de la Soldadura o del Metal Base
Las conexiones a momento también dependen de las soldaduras y del acero conectado para transferir las fuerzas. Un grupo de pernos resistente ofrece poco beneficio si falla primero la soldadura del ala de la viga, la soldadura de la placa de extremo, el ala de la columna o el metal base circundante.
Capacidad de Tracción de los Pernos vs Capacidad de la Conexión
| Factor | Capacidad de Tracción de los Pernos | Capacidad Global de la Conexión a Momento |
|---|---|---|
| Resistencia del perno | Controla directamente la resistencia del perno | Es solo un componente de la conexión |
| Espesor de la placa de extremo | Influencia indirecta | Gran influencia sobre el comportamiento de la conexión |
| Ala de la columna | No forma parte de la resistencia individual del perno | Puede controlar la resistencia de la conexión |
| Acción de palanca | Aumenta la demanda sobre el perno | Puede reducir la eficiencia de la conexión |
| Resistencia de la soldadura | No modifica la resistencia del material del perno | Puede controlar la conexión completa |
| Rigidizadores | No modifican la resistencia del material del perno | Pueden mejorar la transferencia de fuerzas y la rigidez |
| Geometría | Afecta a la distribución de las fuerzas en los pernos | Afecta considerablemente a la resistencia global |
Cómo se Evalúa la Capacidad de Tracción de los Pernos en el Diseño
Determinar el Momento Aplicado y las Fuerzas Axiales
El proceso de diseño comienza identificando las fuerzas que actúan sobre la conexión. Estas pueden incluir momento flector, cisalamiento, tracción o compresión axial y combinaciones de estas acciones.
Establecer las Zonas de Compresión y Tracción
El ingeniero identifica dónde se desarrollan las resultantes de compresión y tracción dentro de la conexión. La separación entre ellas crea el brazo de palanca necesario para resistir el momento aplicado.
Calcular las Fuerzas en las Filas de Pernos
Las fuerzas de las filas de pernos se determinan según la geometría de la conexión, las hipótesis de rigidez y el modelo estructural seleccionado. Diferentes filas de pernos pueden soportar fuerzas de tracción considerablemente distintas.
Comprobar la Resistencia a Tracción de Cada Perno
Cada perno crítico o fila de pernos debe proporcionar suficiente resistencia a tracción para la demanda calculada. Deben considerarse el diámetro, la clase, el área de tracción y los factores de resistencia aplicables.
Comprobar la Combinación de Tracción y Cisalamiento
Cuando los pernos están sometidos a ambas acciones, debe evaluarse su interacción en lugar de comprobar la tracción y el cisalamiento como efectos completamente independientes.
Comprobar los Componentes Circundantes de la Conexión
El diseño también debe evaluar la flexión de la placa de extremo, el comportamiento del ala de la columna, las fuerzas en el ala de la viga, la resistencia de las soldaduras, los rigidizadores, el metal base y otros estados límite aplicables.
Este enfoque completo garantiza que la capacidad de tracción de los pernos esté coordinada con la resistencia de toda la conexión.
Capacidad de Tracción de los Pernos en Diferentes Conexiones de Pórticos de Acero
Conexiones Viga-Columna a Momento
Las conexiones viga-columna a momento utilizan frecuentemente placas de extremo atornilladas, placas de ala o combinaciones de soldadura en taller y atornillado en obra. Los pernos del lado sometido a tracción deben transferir de forma segura las fuerzas del ala de la viga hacia la columna de soporte.
Conexiones de Empalme de Vigas
Los empalmes de vigas pueden desarrollar tracción en los pernos cuando las placas de empalme de las alas transfieren momentos flectores entre segmentos de viga. La disposición de los pernos, el espesor de las placas y la geometría del empalme determinan cómo se distribuyen estas fuerzas.
Conexiones de Empalme de Columnas
Los empalmes de columnas pueden estar sometidos a fuerza axial, momento flector o ambos. Cuando se desarrollan fuerzas de tracción a través del empalme, los pernos y las placas de empalme deben transferir la tracción resultante entre los segmentos de columna.
Conexiones de Ménsulas y Voladizos
Las ménsulas y los soportes en voladizo suelen producir una excentricidad significativa. El momento resultante puede generar elevadas fuerzas de tracción en los pernos situados lejos de la zona de apoyo en compresión.
Pórticos Industriales de Acero
Los pórticos industriales pueden estar sometidos a cargas de grúas, fuerzas de maquinaria, cargas dinámicas, viento y demandas repetidas de momento. Por lo tanto, el comportamiento de los pernos a tracción debe considerarse conjuntamente con la fatiga, la rigidez, la fabricación y los requisitos de montaje.
Consideraciones de Fabricación e Instalación
Posicionamiento Preciso de los Orificios de los Pernos
Una posición incorrecta de los orificios puede crear problemas de ajuste, reducir la eficiencia de la instalación y modificar la distribución de cargas prevista. Por lo tanto, un taladrado preciso y unas tolerancias de fabricación controladas son esenciales para conexiones a momento de alta capacidad.
Instalación Correcta de los Pernos
Los pernos deben tener el diámetro y la clase especificados y deben instalarse con las arandelas correctas, el procedimiento de apriete adecuado y el pretensado correspondiente cuando sea necesario. La calidad de la instalación afecta directamente a que la conexión funcione según lo previsto.
Planitud y Ajuste de la Placa de Extremo
Una planitud deficiente de la placa o un contacto irregular pueden influir en la rigidez de la conexión y en la trayectoria real de transferencia de fuerzas. La fabricación debe controlar la distorsión de las placas y mantener un ajuste adecuado entre los componentes conectados.
Control de Calidad en Fábrica
La fabricación controlada permite cortar, perforar, soldar, inspeccionar y ensamblar componentes críticos bajo condiciones repetibles. Esto resulta especialmente valioso para los componentes de pórticos a momento utilizados en un almacén de estructura de acero, donde las conexiones repetitivas de pórticos rígidos deben ajustarse con precisión durante el montaje en obra. XTD Steel Structure combina el detallado de conexiones con procesos de fabricación controlados para mejorar la coherencia entre el diseño estructural y el montaje en campo.
Capacidad de Tracción de los Pernos en Pórticos de Almacenes de Estructura de Acero
Los pórticos rígidos y los pórticos tipo portal utilizados en edificios de almacenes de acero dependen frecuentemente de conexiones a momento atornilladas en cartelas de columnas, empalmes de vigas, uniones de cumbrera y otros puntos donde deben transferirse grandes momentos flectores. En estas conexiones, las fuerzas de tracción en los pernos pueden ser significativas porque el momento se resiste mediante fuerzas de tracción y compresión separadas a lo largo del canto de la conexión.
Las grandes luces, las elevadas cargas de viento, las acciones de grúas y las exigentes condiciones de servicio pueden aumentar aún más las fuerzas en los pernos. Por lo tanto, un diseño fiable de pórticos para almacenes requiere comprobaciones coordinadas de la tracción de los pernos, la flexión de las placas, la resistencia de las alas, la capacidad de las soldaduras, los rigidizadores y la geometría de la conexión.
Una fabricación precisa es igualmente importante. Incluso una conexión bien diseñada puede resultar difícil de montar si los orificios de los pernos, las placas de extremo o los elementos estructurales quedan fuera de las tolerancias aceptables.
Cómo Mejoran los Ingenieros el Comportamiento a Tracción de los Pernos
- Seleccionar un diámetro y una clase de resistencia adecuados para los pernos.
- Optimizar la disposición de las filas de pernos.
- Aumentar la rigidez de la placa de extremo cuando sea necesario.
- Controlar la acción de palanca excesiva.
- Proporcionar una resistencia adecuada del ala de la columna.
- Añadir rigidizadores cuando las fuerzas locales requieran refuerzo.
- Comprobar la combinación de tracción y cisalamiento.
- Proporcionar suficiente resistencia en soldaduras y metal base.
- Mantener tolerancias de fabricación precisas.
- Controlar la calidad de la instalación e inspección de los pernos.
Errores Comunes de Diseño
- Comprobar únicamente la resistencia nominal a tracción de los pernos
- Ignorar la acción de palanca
- Ignorar la flexión de la placa de extremo
- Ignorar la flexibilidad del ala de la columna
- Suponer que las fuerzas de tracción se distribuyen por igual entre todos los pernos
- Ignorar la combinación de cisalamiento y tracción
- Añadir más pernos sin evaluar la geometría de la conexión
- Utilizar pernos más grandes mientras las placas circundantes siguen siendo demasiado débiles
- Ignorar las tolerancias de fabricación e instalación
- No comprobar las soldaduras y el metal base conectado
- Suponer que el pretensado del perno es igual a la resistencia externa disponible a tracción
Preguntas Frecuentes
¿Qué Es la Capacidad de Tracción de los Pernos?
La capacidad de tracción de los pernos es la resistencia de un perno estructural frente a una fuerza axial de tracción. Depende del diámetro del perno, del área efectiva a tracción, de la resistencia del material, de la clase del perno y de los requisitos de diseño estructural aplicables.
¿Cómo Genera una Conexión a Momento Tracción en los Pernos?
Una conexión a momento transfiere la flexión mediante una combinación de fuerzas de tracción y compresión. Los pernos situados en la zona de tracción transfieren parte de la fuerza de tracción entre los elementos conectados, produciendo tracción axial en los pernos.
¿Un Perno Más Grande Siempre Aumenta la Capacidad de la Conexión?
No. Un perno más grande puede proporcionar una mayor resistencia a tracción, pero la conexión completa todavía puede estar controlada por la flexión de la placa de extremo, la deformación del ala de la columna, la resistencia de las soldaduras, la resistencia del metal base u otro estado límite.
¿Qué Es la Acción de Palanca en una Conexión Atornillada?
La acción de palanca es una fuerza adicional generada cuando una placa flexible se dobla y actúa como una palanca alrededor del perno. Este efecto aumenta la fuerza real de tracción soportada por el perno.
¿Pueden la Tracción y el Cisalamiento del Perno Ocurrir al Mismo Tiempo?
Sí. Los pernos de las conexiones estructurales pueden experimentar simultáneamente tracción y cisalamiento. Cuando ambas acciones son significativas, su interacción debe considerarse en el diseño.
¿Qué Puede Controlar una Conexión a Momento Antes de que Fallen los Pernos?
Entre las posibles condiciones gobernantes se incluyen la flexión de la placa de extremo, la flexión del ala de la columna, el fallo de las soldaduras, la fluencia o fractura del metal base, el comportamiento local del alma, la acción de palanca u otro componente conectado. La menor resistencia aplicable controla la capacidad global de la conexión.
Conclusión
La capacidad de tracción de los pernos es una parte crítica del diseño de conexiones a momento, pero nunca debe evaluarse como una propiedad aislada del perno. El comportamiento real de una conexión de pórtico de acero depende de cómo interactúan las fuerzas de los pernos con las placas de extremo, las alas de las columnas, las alas de las vigas, las soldaduras, los rigidizadores, la geometría de la conexión, la calidad de fabricación y las condiciones de instalación.
Las conexiones a momento que controlan la acción de palanca, distribuyen eficazmente las fuerzas entre los pernos, proporcionan suficiente rigidez a las placas y alas y mantienen una trayectoria de carga completa pueden alcanzar un comportamiento estructural fiable sin utilizar materiales innecesarios ni aumentar excesivamente la complejidad de la conexión.
Por lo tanto, la conexión final debe diseñarse considerando el comportamiento de todo el sistema, garantizando que la resistencia a tracción de los pernos y todos los componentes circundantes trabajen conjuntamente para transferir momentos, fuerzas de cisalamiento y fuerzas axiales de forma segura y predecible.
