Resumen

Una conexión cortante es una junta que permite la transferencia de fuerzas cortantes entre dos miembros.. Es una conexión con carga de fuerza normal pura (junta de tensión), carga de corte puro, o combinación de fuerza normal y cortante. Las conexiones de corte son generalmente las conexiones más utilizadas. Suelen utilizarse para conectar vigas con otras vigas o columnas.. Tales conexiones transfieren cizallamiento, con restricción de rotación mínima, a diferencia de las conexiones de momento. Esto puede ayudar a reducir la dependencia de las conexiones de momento., que a menudo son más complejos y costosos. Los conectores de corte se utilizan normalmente en estructuras de acero fabricadas, como puentes de ferrocarril, Tablón para cubierta, andenes de tren de metro, etc ... Estos son algunos tipos de conexiones de corte.:
  • Conexión en ángulo (Imagen 1)
  • Conexión de placa única
  • Conexión WT
  • Conexión sentada
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Imagen 1. Ejemplo de una conexión de cortante de un solo ángulo
Uno de los tipos más comunes de conexiones de corte son las conexiones de ángulo / placa, que utilizan un soporte en ángulo o una placa para conectar la brida del padre a la red del miembro secundario. Las conexiones de corte no resisten muchas fuerzas de momento, ya que se les permite algo de holgura para girar. Si se permite la rotación de las conexiones, las conexiones son para resistir solo fuerzas cortantes. Por lo tanto, están diseñados como conexiones de corte. Es una de las principales diferencias entre un corte y una conexión de momento.. Vale la pena señalar que las conexiones de cortante soldadas resisten cargas de momento más altas que las atornilladas..

Pasos para diseñar

En esta sección, discutiremos sobre placa única (extremo plano) conexiones de corte (Imagen 2). Las conexiones de placa de aleta son económicas de fabricar y fáciles de montar.. Estas conexiones también son populares, ya que pueden ser las conexiones más rápidas para montar y superar el problema de los pernos compartidos en las conexiones de dos lados.
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Imagen 2. Conexión de corte de placa simple
El comportamiento de las uniones de corte de placa simple se ve afectado por las condiciones de apoyo, que se idealizan como flexibles o rígidos. Si la viga está soportada por un soporte flexible ideal como una viga, que está torsionalmente desenfrenado, entonces la rotación del extremo de la viga se acomoda completamente mediante la rotación del soporte. Sin embargo, si la viga está soportada por un soporte totalmente rígido, como el ala de una columna en forma de W, entonces el borde soldado de la placa permanecerá firmemente conectado con el miembro principal cuando se carga por una fuerza de corte por gravedad y la rotación se acomoda por deformación dentro de la conexión. En la conexión flexible ideal, el punto de inflexión está en la cara del miembro de soporte; pero en la conexión rígida ideal, el punto de inflexión se aleja de la cara del miembro de soporte. Dado que los soportes "reales" rara vez se comportan exactamente como conexiones flexibles o rígidas, Los procedimientos de diseño redundantes son necesarios para proporcionar un diseño seguro y eficiente.. Una conexión de corte de placa única típica se compone de tres partes: apoyo, conector y haz. El soporte puede ser otra viga o viga, un ala de columna, o una columna web (Imagen 3). El conector puede estar atornillado o soldado al soporte y a la viga. Por ejemplo, un conector atornillado al soporte y soldado a la viga forma una conexión de cortante "soldada con pernos".
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Imagen 3. Viga / columna de conexión a cortante de placa simple (izquierda) y haz / haz (verdad)
Para continuar, tenemos que factorizar las consideraciones del estado límite. La siguiente lista a continuación son los 11 verificaciones (Estándares AISC) necesario para diseñar una conexión de corte de placa única:
  1. Cizalla del perno considerando la excentricidad del perno
  2. Resistencia de carga del material del grupo de tornillos tanto para la placa como para el alma de la viga
  3. Cizalla de placa que cede
  4. Fractura de placa por cizallamiento
  5. Cizalla de bloque de placa
  6. Fluencia de flexión de la placa debido a la flexión utilizando el módulo de sección de plástico de la placa
  7. Fractura de la placa por flexión por flexión
  8. Resistencia de la soldadura de la placa al miembro de soporte
  9. Cizalla de bloque para vigas coronadas
  10. Fluencia a la flexión de la sección coronada de la viga
  11. Demanda rotacional de conexión solo para conexiones rígidas
Para poder pasar los criterios mencionados, tenemos que ceñirnos a los requisitos generales para las placas de conexión, tornillos, y soldaduras. La capacidad de carga mínima es obligatoria para todo tipo de fracturas de todos los componentes de conexión.. Algunas de las recomendaciones (que sigue los estándares australianos y estadounidenses) que se pueden hacer para que pase son los siguientes:
  • Capacidad del grupo de tornillos que conecta la placa de la aleta al alma de la viga soportada
La capacidad de carga por perno debe ser mayor que la fuerza resultante en el perno más externo debido al corte directo y al momento..
  • Resistencia de la placa de la aleta en la sección neta debajo del cojinete y cortante
La capacidad de corte de la placa de la aleta debe ser mayor que la reacción al final de la viga. El módulo de elasticidad de la sección neta de la placa de la aleta debe ser mayor que el momento debido a la reacción final y la proyección de la placa de la aleta..
  • Resistencia de la viga apoyada en la sección de red
La capacidad de corte de la viga apoyada debe ser mayor que la reacción al final de la viga. Para placas de aletas largas, la resistencia de la sección de la red debe ser mayor que el momento aplicado.
  • Resistencia de la placa de aleta de conexión de soldadura a la columna de soporte
La longitud de la pierna de la soldadura de filete(s) debe ser mayor que 0,8 veces el espesor de la placa de la aleta.
  • Comprobación de cizallamiento local del alma de la columna
La capacidad de corte local del alma de la columna debe ser mayor que la mitad de la suma de las reacciones de los extremos de la viga a cada lado del alma de la columna..
  • Resistencia al pandeo de placas de aletas largas
El momento de resistencia al pandeo de la placa de la aleta debe ser mayor que el momento debido a la reacción final y la proyección de la placa de la aleta..
  • Integridad estructural
La capacidad de tensión de la placa de aleta y el alma de la viga debe ser mayor que la fuerza de amarre. La capacidad de carga del alma de la viga o la placa de aleta debe ser mayor que la fuerza de amarre y la capacidad de amarre del alma de la columna debe ser mayor que la fuerza de amarre.

Diseño de conexión de corte (Ejemplo resuelto)

En esta sección, mostraremos un ejemplo de conexión de corte de placa única, usando el diseño de conexión SkyCiv. El software mostrará los cálculos paso a paso de un diseño de conexión de corte.:
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Imagen 4. Definición de código de diseño, categoría y tipo de conexión cortante
Estableciendo los factores de diseño (miembro, factores de perno y soldadura), el siguiente paso en el diseño es crear un ensamblaje de conexión (Imagen 5) al que se pueden asignar las fuerzas (Imagen 6) y se puede simular el comportamiento de la conexión de corte de placa única.
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Imagen 5: factores de diseño y montaje de conexiones
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Imagen 6. Asignar las fuerzas a un miembro secundario
Después de simular el comportamiento de la conexión de corte de placa simple, Los resultados (Imagen 7) se administrará de acuerdo con el estándar americano AISC 360-10 (14a edición).
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Imagen 7. Resultados
El software también producirá una guía paso a paso de los cálculos de diseño de corte de conexión para referencia del usuario.. Haga clic en el icono 'Informe' para ver el resultado del diseño. Para una vista detallada de este ejemplo trabajado, siéntete libre de descargar el detallado ejemplo trabajado de una conexión de corte diseños para - producidos por Conexión SkyCiv.