Unidad de Trabajo 3.

CFGS CONSTRUCCION METALICA
MODULO 246
DISEÑO DE CONSTRUCCIONES
METALICAS
U.T. 3.- CORTADURA.
U.T. 3.- Cortadura.
2.1.- Cortadura pura o cizalladura.
Una pieza sufre fuerzas cortantes cuando dos secciones planas y paralelas de
la pieza tienden a deslizarse una respecto de la otra. Normalmente el esfuerzo
cortante provoca dos fuerzas iguales y opuestas, situadas en planos paralelos
y próximos. Es frecuente que las fuerzas cortantes actúen transversalmente a
la pieza.
El valor de la fuerza cortante dividido por la sección donde actúa nos da la
TENSIÓN UNITARIA que sufre la pieza.
Debido a la fuerza cortante la pieza se deforma. Si suponemos un prisma
rectangular, al someterlo a tensiones cortantes se formará un ángulo . A este
ángulo se le llama DEFORMACION POR CORTANTE y se mide en radianes.
Experimentalmente se observa que la deformación, hasta un límite (LIMITE
ELASTICO POR CORTADURA), es directamente proporcional a la tensión
cortante (LEY DE HOOKE):
O bien
JILC – DCM – CM2
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U.T. 3.- Cortadura.
Al coeficiente de proporcionalidad G se le llama MODULO DE ELASTICIDAD
EN CORTANTE, MODULO DE RIGIDEZ o COEFICIENTE DE ELASTICIDAD
TRANSVERSAL.
Observar la similitud entre el módulo de Young o módulo de elasticidad a
tracción y el módulo de elasticidad en cortante:
Tracción:
Cortadura:
En el ensayo de un material sometido a un esfuerzo de cortadura se obtiene
una grafica, tensiones-deformaciones, parecida a la del ensayo de tracción
aunque con valores distintos.
Por tanto, en la cortadura y para cada material se obtiene:

Una zona elástica.

Una zona plástica.

El valor de la tensión unitaria de rotura o coeficiente de rotura: R

El límite de elasticidad a cortadura: e
Y a partir de estos valores se determina:
El coeficiente de trabajo (por debajo de la tensión límite de elasticidad): t
El coeficiente de seguridad deseado: n=R/t
JILC – DCM – CM2
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U.T. 3.- Cortadura.
Coeficientes orientativos de trabajo y de rotura por cortadura o cizalladura de
algunos materiales en Kgf/cm2.
Material
Coeficiente de trabajo
Coeficiente de rotura
Acero común
800 a 1.000
3.500 a 4.000
Acero de alta resistencia
1.600
6.000 a 8.000
Cobre, bronce, latón
Entre 200 y 500
Abeto
1.4
Paralelo a las fibras: 14
3
Perpendicular a las fibras: 30
1.7
Paralelo a las fibras: 17
5
Perpendicular a las fibras: 50
0.7
Paralelo a las fibras: 7
3
Perpendicular a las fibras: 30
Encina
Pino silvestre
Para el cálculo de la resistencia a cortante debemos emplear las expresiones
indicadas en el CTE DB SE-A para el caso que estemos analizando.
2.2.- Uniones atornilladas (o remachadas)
Distancias mínimas y disposiciones recomendadas.
La situación de los tornillos en la unión debe contribuir a reducir la posibilidad
de corrosión y pandeo local de las chapas, así como contemplar las
necesidades de montaje e inspecciones futuras.
Los límites máximos y mínimos para las distancias entre ejes de agujeros o
de éstos a los bordes de las piezas, son (figura 8.2):
a) distancias mínimas:
i.
ii.
en la dirección de la fuerza que se transmite:

e1 ≥ 1,2 do del eje del agujero al borde de la pieza;

p1 ≥ 2,2 do entre ejes de agujeros;
en la dirección perpendicular a la fuerza que se transmite:

JILC – DCM – CM2
e2 ≥ 1,5 do del eje del agujero al borde de la pieza;
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U.T. 3.- Cortadura.

p2 ≥ 3,0 do entre ejes de agujeros;
Siendo do el diámetro del agujero.
b) distancias máximas:
i.
ii.
al borde de la pieza:

Para e1 ≤ 40mm + 4t

Para e2 ≤ 12t ó 150mm
entre tornillos:

en elementos a compresión será p ≤ 14 t y p ≤ 200 mm; siendo t
el espesor en mm de la menor de las piezas que se unen;

en elementos a tracción:
Filas exteriores pe ≤ 14 t y pe ≤ 200 mm;
Filas interiores pi ≤ 28 t y pi ≤ 400 mm.
En el caso de agujeros rasgados rigen los siguientes límites:
a) la distancia entre el eje de rasgado y cualquier borde no será inferior a
1,5 do;
b) la distancia entre el centro del radio extremo al borde adyacente no será
inferior a 1,5 do.
En el caso de agujeros al tresbolillo en uniones en tracción podrá reducirse
p2 hasta no menos de 1,2 do siempre que la distancia entre agujeros L sea
mayor a 2,4 do.
JILC – DCM – CM2
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U.T. 3.- Cortadura.
JILC – DCM – CM2
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