Conexión de secciones de acero estructural

Los dos métodos más comunes utilizados para conectar elementos de acero en marcos de acero estructural son el atornillado y la soldadura. La experiencia ha demostrado que las conexiones soldadas suelen ser menos costosas cuando se realizan en el taller en condiciones controladas, y las conexiones atornilladas suelen ser más adecuadas para las condiciones de campo.

En la mayoría de los edificios de acero estructural, las soldaduras y los pernos se usan en combinaciones para producir las conexiones más prácticas y económicas posibles.

Pernos

Los pernos estructurales pueden clasificarse según el tipo de rosca, el tipo de acero, la resistencia del acero, la forma de la cabeza y la tuerca, y el tipo de vástago; pero para fines de acero estructural, los pernos generalmente se especifican por su designación ASTM. Generalmente se especifican tres tipos de tornillos:

  1. A307
  2. A325
  3. A490

Pueden tener cabezas y tuercas cuadradas o hexagonales; Las cabezas y tuercas hexagonales son las preferidas para los tornillos A325 y A490, ya que son más fáciles de agarrar con una llave cuando se aprieta.

Perno A307

Es un perno estándar sin terminar o de máquina. Tiene una resistencia relativamente baja y se usa solo en conexiones de tipo temporal y secundario (ángulos de clip, puente y similares).

Perno A325

Es un perno de acero al carbono de alta resistencia y es el perno más común utilizado en conexiones de acero estructural.

Perno A490

El perno A490 está fabricado en acero aleado y tiene una mayor resistencia que el perno A325. El perno A490 se desarrolló para complementar los aceros de mayor resistencia utilizados en la industria de la construcción.

Se utilizan dos tipos de conexiones atornilladas en las conexiones de acero estructural: tipo de rodamiento y tipo de fricción. En la conexión de tipo rodamiento, las partes atornilladas se apoyan en el vástago del perno, utilizando así el perno como un medio directo de transferir la carga de una parte a la otra.

Las conexiones de tipo de rodamiento se usan en lugares donde la carga aplicada actúa principalmente en una dirección sin mucha variación en magnitud. Debido a que la conexión depende de que las partes conectadas se apoyen en el perno y que el orificio del perno sea más grande que el perno, los cambios en la dirección de la carga podrían producir movimiento en la conexión. Este movimiento podría ocasionar que la conexión atornillada se afloje, produciendo una situación indeseable.

Soldaduras

Con el desarrollo de buenas prácticas y procedimientos de soldadura, el proceso de soldadura ha dado a los diseñadores y fabricantes un método alternativo para conectar secciones de acero estructural.

Dos tipos de soldaduras se usan con mayor frecuencia en conexiones soldadas: la soldadura de filete y la soldadura a tope. La siguiente figura ilustra algunas de las soldaduras de ranuras y filetes más comunes que se utilizan.

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Las soldaduras de filete se usan siempre que sea posible porque no se requiere preparación de bordes en el material a soldar. Las soldaduras de filete se utilizan para resistir cargas de corte y tensión. Cuando se va a desarrollar la resistencia total de las partes conectadas, generalmente se usa una soldadura a tope de penetración completa.

Arriostramiento

El arriostramiento proporciona estabilidad lateral al marco estructural. Hay varias configuraciones de arriostramiento. Los arriostramientos pueden ser arriostrados por compresión o arriostrados por tensión.

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El arriostramiento cruzado, por ejemplo, es el más común, y normalmente está diseñado para la carga de tensión solamente. Cualquier forma estructural se puede usar como refuerzo. Los ángulos y las varillas redondas son formas comunes utilizadas como refuerzo de tensión, con formas en W, secciones en T y formas estructurales huecas utilizadas como refuerzo de compresión.