ICNC: Empalmes de pilares con contacto

ICNC: Empalmes de pilares con contacto
SN026a-ES-EU
ICNC: Empalmes de pilares con contacto
Esta ICNC ofrece una guía para el dimensionamiento de los componentes de un empalme
de pilar con contacto, mediante cubrejuntas atornilladas en el ala y en el alma.
Índice
1.
Uso de empalmes en pilares con contacto
2
2.
Elección del tipo de tornillo
3
3.
Número de tornillos en las cubrejuntas del ala y del alma
3
4.
Dimensiones de la cubrejunta en el ala
3
5.
Dimensiones de la cubrejunta en el alma
4
6.
Uso de chapas de división
4
7.
Integridad estructural (bajo fuerza de atado)
5
8.
Referencias
5
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1.
Uso de empalmes en pilares con contacto
En los empalmes de pilares con contacto, las cargas se transfieren por apoyo directo desde el pilar
superior al pilar inferior, ya sea directamente entre los extremos de las secciones del pilar o a
través de una chapa de división. Las uniones de empalme, permiten mantener los pilares
alineados, y están distribuidas de tal forma que, las cubrejuntas están colocadas simétricamente
alrededor del eje centroidal de las secciones del pilar.
La Figura 1.1 muestra los detalles típicos de un empalme de pilar con contacto.
1
1
1
A
A
A
2
(a)
(b)
(c)
Leyenda:
1
Forros (sombreados cuando están ocultos tras la chapa de empalme del alma)
2
Chapa de división
A
Extremos de los elementos preparados para trabajar con contacto; un buen acabado del corte es
satisfactorio (tolerancias según EN 1090-2)
Figura 1.1
Empalmes típicos de pilares con contacto
a) Cubrejuntas exteriores en las alas para secciones del mismo tamaño
b) Cubrejuntas interiores en las alas para secciones del mismo tamaño
c) Cubrejuntas exteriores en las alas y chapa de división para secciones de diferente tamaño
Generalmente, los empalmes de pilares con contacto no ofrecen una continuidad completa de
la rigidez (EIy y EIz) de la sección del pilar superior a través del empalme, pero la reducción
local de la rigidez no influirá en el comportamiento global de la estructura en 'construcción
simple' (véase el documento SN020), donde los empalmes de pilar se ubican justo por encima
del nivel del forjado. En estos casos, los empalmes estará generalmente a unos 500 mm por
encima del forjado (véase el documento SN025). El uso de empalmes de pilares con contacto
hará que la construcción sea más económica.
Cuando los pilares a unir son del mismo tamaño, las fuerzas axiales se transfieren
directamente entre los extremos de ambos pilares y las cubrejuntas en las alas se disponen
para unir tanto a las caras exteriores del pilar (cubrejuntas exteriores en las alas) o a la parte
interior de las alas, con cubrejuntas divididas (cubrejuntas interiores en las alas).
Cuando los pilares a unir sean de diferente tamaño, las fuerzas axiales se transfieren del pilar
superior al pilar inferior, a través de una chapa de división horizontal. Cada pilar se apoya
sobre la chapa de división. El grosor necesario de la chapa de división depende de la
diferencia de tamaño entre un pilar y el otro. Se proporcionan cubrejuntas exteriores en las
alas.
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Cuando, por razones arquitectónicas, sea necesario reducir al mínimo la anchura de la unión,
se pueden utilizar tornillos avellanados con las cubrejuntas exteriores en las alas. O bien, si no
es necesario disponer de una chapa de división, se pueden utilizar cubrejuntas interiores en las
alas.
2.
Elección del tipo de tornillo
Se recomienda utilizar solamente una clase y un diámetro de tornillo dentro de un rango
limitado de longitudes.
Generalmente se emplean tornillos no pretensados de Categoría A: A aplastamiento, de clase
8.8. o 10.9, aunque las especificaciones indicadas en esta ICNC son válidas para tornillos de
clase 4.6 a clase 10.9.
En muchos casos, los tornillos están totalmente roscados y los tamaños más comúnmente
utilizados son los siguientes:
Diámetro del tornillo = 20 mm ó 24 mm
3.
Número de tornillos en las cubrejuntas del ala
y del alma
Se considera buena práctica tener un mínimo de cuatro tornillos por cada mitad de cubrejunta
en el ala, y un mínimo de dos tornillos por cada mitad de cubrejunta en el alma
4.
Dimensiones de la cubrejunta en el ala
La elección de las dimensiones de la cubrejunta en el ala debe hacerse como sigue:
tfp ≥
tf,uc
, pero tfp no inferior a 10 mm
2
hfp ≥ buc , pero hfp no inferior a 225 mm
Para cubrejuntas exteriores en el ala: bfp ≥ buc
Para cubrejuntas interiores en el ala: para cada cubrejunta: bfp ≥
(buc − t w,lc − 2rlc )
2
donde:
tfp es el espesor de la cubrejunta en el ala
tf,uc es el espesor del ala del pilar superior
hfp es la altura de la cubrejunta en el ala
buc es la anchura del pilar superior
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hfp es la anchura de la cubrejunta en el ala
tw,lc es el espesor del alma del pilar inferior
rlc es el radio de acuerdo del pilar inferior
La separación de los tornillos y las distancias de los bordes deben satisfacer las
recomendaciones de EN1993-1-8.
5.
Dimensiones de la cubrejunta en el alma
La elección de las dimensiones de la cubrejunta en el alma debe hacerse como sigue:
bwp ≥ 0,5huc
Para cubrejuntas en ambas caras del alma:
t wp ≥
t w, uc
pero no inferior a 6 mm
2
Para cubrejuntas de una cara
t wp ≥ t w,uc pero no inferior a 6 mm
donde:
bwp
es la anchura de la cubrejunta en el alma
huc
es el canto del pilar superior
twp
es el espesor de la cubrejunta en el alma
tw,uc
es el espesor del alma del pilar superior
La separación de los tornillos y las distancias de los bordes deben satisfacer las
recomendaciones de EN1993-1-8.
6.
Uso de chapas de división
Cuando los pilares superior e inferior tienen tamaños diferentes, los pilares se unen a una
chapa de división. La chapa de división, se puede soldar nominalmente al pilar inferior y
atornillarse al pilar superior mediante angulares en el alma. Otra posibilidad es atornillar los
dos pilares a la chapa de división mediante angulares, según se muestra en la Figura 1.1 (c).
El tamaño de la chapa de división debe ser aproximadamente 5 mm más pequeña que la
anchura y el canto del pilar inferior para permitir un montaje sencillo. La chapa debe ser lo
suficientemente plana para realizar un apoyo preciso sin necesidad de realizar un mecanizado
o aplanamiento.
El grosor de la chapa de división debe ser como mínimo (huc – hlc)/2, donde huc y hlc son los
cantos de los pilares superior e inferior.
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7.
Integridad estructural (bajo fuerza de atado)
EN1993-1-8 no proporciona ninguna recomendación acerca de la resistencia de atado de las
uniones.
Se puede asumir de forma conservadora que las cubrejuntas en el ala (ignorando la unión del
alma) resisten la fuerza de atado en el empalme de pilar. La Sección 9 de SN023 describe un
procedimiento de diseño para garantizar la integridad estructural de los empalmes de pilares.
8.
Referencias
Las reglas de esta ICNC están basadas en:
(1) Joints in Steel Construction – Simple Connections (P212). The Steel Construction
Institute and The British Constructional Association Ltd., 2002.
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Registro de Calidad
TÍTULO DEL RECURSO
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Referencias(s)
DOCUMENTO ORIGINAL
Nombre
Compañía
Fecha
Creado por
Edurne Nunez
SCI
Julio 2005
Contenido técnico revisado por
Abdul Malik
SCI
Contenido editorial revisado por
D C Iles
SCI
17/3/06
1. Reino Unido
G W Owens
SCI
17/3/06
2. Francia
A Bureau
CTICM
17/3/06
3. Alemania
A Olsson
SBI
17/3/06
4. Suecia
C Mueller
RWTH
17/3/06
5. España
J Chica
Labein
17/3/06
G W Owens
SCI
30/6/06
eTeams International Ltd.
27/04/06
Labein
25/05/06
Contenido técnico respaldado por los
siguientes socios de STEEL:
Recurso aprobado por el
Coordinador técnico
DOCUMENTO TRADUCIDO
Traducción realizada por:
Traducción revisada por
F Rey
Recurso de traducción aprobado por:
Página 6