Estructuras Metálicas Curso: 4º Hoja de práct

E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
Asignatura: Estructuras Metálicas
U. DE LA CORUÑA
Curso: 4º
Hoja de prácticas tema 7: Uniones
Ejercicio 1: En la unión viga-pilar de la figura se desea comprobar la seguridad de la unión
entre el angular y el pilar para los siguientes esfuerzos: N=36.5 kN; V=66.5 kN y My=97.4 kNm.
El espesor de los angulares es de 8.5 mm y el acero utilizado en todos los elementos es S275.
Los tornillos utilizados son del tipo M22-5.6
t = 1.5 cm
Ejercicio 2: En las fotografías se muestra un panel de indicación cuya estructura principal está
formada por un soporte y una viga en voladizo.
Las cargas que debe soportar el panel son carga de viento en dirección “-y” que se puede
modelar como una carga puntual de valor F=7.5kN aplicada en el punto indicado en la figura.
Además se contempla la posibilidad de que actúe al mismo tiempo una carga de valor P=10.5
kN en el extremo de la viga horizontal.
La unión entre la viga y el pilar se realiza mediante dos placas de 5 mm de espesor utilizando
tornillos de alta resistencia pretensados del tipo M12-8.8. Se pide comprobar el funcionamiento
resistente de dicha unión.
Ejercicio 3: En la figura se representa una viga Gerber realizada con perfiles IPE 360 de acero
S275.
q
Rótula
A
B
3,5 m
7m
La rótula B se materializa mediante dos chapas de espesor t = 6 mm (acero S235) y 12 tornillos
M16 de clase 5.6 (diámetro agujero = diámetro tornillo + 1 mm), según las disposiciones
constructivas que se muestran en la figura (en mm):
45
80
80
45
IPE 360
45
55
90
55
45
El apoyo articulado A se logra mediante la unión de la viga IPE 360 a un pilar HEB 240 (S275)
con dos angulares L 145.75.9 (S235) y tornillos pretensados M16 de clase 8.8, como se observa
en la figura (mm):
45
45
45
80
80
2L145.75.9
45
IPE 360
HEB 240
45
55
45
La carga mayorada es q = 50 kN/m. Suponiendo elementos indeformables, se pide:
• Comprobar la unión de la rótula B
• Comprobar la unión del apoyo articulado A. Considérese que en el plano de contacto
entre angulares y ala del pilar solo hay cortante. Hacer la comprobación para que no se
produzca deslizamiento en ELU (superficies sin tratar).
Ejercicio 4: La unión articulada viga-pilar de la figura (acero S275), transmite un esfuerzo
mayorado P = 150 kN por medio de un angular L180.20. La soldadura de angular con pilar se
propone de dos modos diferentes a) y b). Verificar el dimensionado de la soldadura para ambos
casos.
Ejercicio 5: En la figura (cotas en cm) se muestra la unión entre una chapa y un elemento rígido,
ambos de acero S235, realizada mediante dos cordones de soldadura de 12 cm de longitud y
espesor de garganta a=8 mm. En el extremo de la chapa se aplica una carga oblicua de valor
F=100 kN tal y como se indica en la figura. Comprobar si la longitud de los cordones de
soldadura es suficiente para transmitir la fuerza P.
Ejercicio 6: En la figura se representa la unión de un arriostramiento con un pilar. El tirante está
formado por dos angulares L80.8 que se unen al pilar HEB 240 mediante ½ IPE 400 (acero
S235). Los angulares se sueldan al IPE mediante dos cordones de longitudes L1 = 240 mm e L2
= 200 mm y espesor de garganta a = 5 mm. A su vez, el IPE se une al pilar mediante 6 tornillos
pretensados M24-8.8 según las disposiciones constructivas de la figura (en mm):
B'
180
40
70
1/2 IPE 400
150
CDG: 2 L80.8
A-A'
150
A'
45°
0
70
24
20
0
2 L80.8
A
HEB 240
B
B-B'
N*
La única fuerza que actúa es un axil mayorado N = 600 kN (por su cdg). Se pide:
a. Comprobar la unión soldada.
b. Comprobar la unión atornillada.
Ejercicio 7: El empalme de dos perfiles IPE 360 de acero S275 se ha realizado mediante
tornillos M22 ( As = 3.03cm 2 ; diámetro agujero = diámetro tornillo + 1 mm) de clase 5.6 (
f yb = 300N / mm 2 ; fub = 500N / mm 2 ) y soldadura de ángulo con una garganta de 5 mm,
según el esquema de la figura:
Cordóns soldadura
250
Cordóns soldadura
IPE 360
45
90
45
45
80
45
IPE 360
Sabiendo que los esfuerzos mayorados que actúan en la unión son un momento flector M = 80
mkN y un cortante V = 80 kN, y que las chapas empleadas (S235) tienen un espesor t = 8 mm, se
pide:
Comprobar la unión.
Ejercicio 8: La unión articulada de un pilar HEB 160 con una viga IPE 270 se resuelve con
dos angulares L 80.60.8 según las disposiciones constructivas de la figura (S275).
Para unir los angulares al pilar se utilizarán 4 tornillos M16-4.6 y para la unión de los
angulares a la viga se utilizará soldadura en ángulo de garganta a = 4 mm. El cortante de
cálculo en la unión es V = 50 kN. Comprobar las dos uniones propuestas.