Verificación normativa de tornillos según el Código de Hong Kong

Tornillos a tracción

La resistencia del tornillo a tracción se verifica según el Art. 9.3.7.1 como:

$$P_t = A_s \cdot p_t$$

donde:

• $A_s$ – área de tensión de tracción
• $p_t$ – resistencia a tracción obtenida de la Tabla 9.8

Las fuerzas de palanca se tienen en cuenta mediante el análisis por elementos finitos.

Tornillos a cortante

La capacidad a cortante de los tornillos se toma según el Art. 9.3.6.1.1 como:

$$P_s = p_s \cdot A_s$$

donde:

• $p_s$ – resistencia a cortante de cálculo obtenida de la Tabla 9.5
• $A_s$ – área eficaz a cortante; $A_s = A_t$ si la rosca es interceptada por el plano de cortante, $A_s$ se toma como el área de la sección transversal del vástago en caso contrario
• $A_t$ – área de tracción 

Según el Art. 9.3.6.1.6, cuando un tornillo atraviesa un relleno de espesor $t_{pa}$ mayor que un tercio del diámetro nominal $d$, su capacidad a cortante $P_s$ debe reducirse multiplicando por un factor de reducción $\beta_p$ obtenido de:

$$\beta_p = \frac{9d}{8d+3t_{pa}} \le 1$$

Tornillos a tracción y cortante combinados

La tracción y el cortante combinados se verifican según el Art. 9.3.8.1 como:

$$\frac{F_s}{P_s} + \frac{F_{tot}}{P_t} \le 1.4$$

donde:

• $F_s$ – fuerza cortante en un tornillo
• $P_s$ – resistencia a cortante de un tornillo
• $F_{tot}$ – tracción total aplicada en el tornillo incluyendo la fuerza de palanca
• $P_t$ – resistencia a tracción de un tornillo

Tornillos a aplastamiento

La capacidad a aplastamiento de los tornillos se toma según el Art. 9.3.6.1.2 como:

$$P_{bb} = d \cdot t_p \cdot p_{bb}$$

donde:

• $d$ – diámetro nominal del tornillo
• $t_p$ – espesor de la placa conectada
• $p_{bb}$ – resistencia a aplastamiento del tornillo obtenida de la Tabla 9.6

Cada placa se verifica por separado y se muestra el resultado más desfavorable.

La capacidad a aplastamiento de las partes conectadas se toma según el Art. 9.3.6.1.3 como el mínimo de los siguientes:

$$P_{bs} = k_{bs} \cdot d \cdot t_p \cdot p_{bs}$$

$$P_{bs} = 0.5 \cdot k_{bs} \cdot e \cdot t_p \cdot p_{bs}$$

$$P_{bs} = 1.5 \cdot l_c \cdot t_p \cdot U_s \le 2.0 \cdot d \cdot t_p \cdot U_b$$

donde:

• $k_{bs}$ – coeficiente de agujero tomado como

  • para agujeros estándar $k_{bs} = 1.0$
  • para agujeros sobredimensionados y ranurados cortos $k_{bs} = 0.7$
  • para agujeros ranurados largos $k_{bs} = 0.5$
• $d$ – diámetro nominal del tornillo
• $t_p$ – espesor de la placa conectada
• $p_{bs}$ – resistencia a aplastamiento de las partes conectadas

  • para acero de grado S275, $p_{bs} = 460$ MPa
  • para acero de grado S355, $p_{bs} = 550$ MPa
  • para acero de grado S460, $p_{bs} = 670$ MPa
  • para acero de otros grados, $p_{bs} = 0.67 (U_s+Y_s)$
• $e$ – distancia al borde en la dirección de la fuerza cortante medida desde el eje del tornillo
• $l_c$ – distancia neta entre el borde de apoyo de los agujeros y el borde próximo del agujero adyacente en la misma dirección de transferencia de carga
• $U_s$ – resistencia mínima a tracción de la placa conectada
• $Y_s$ – límite elástico característico de la placa conectada
• $U_b$ – resistencia mínima especificada a tracción del tornillo