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