Uniones Atornilladas

Las uniones atornilladas consisten en un elemento con una rosca o hilo en el diámetro exterior en el elemento de unión y con una rosca en el diámetro interior del elemento a unir o componente externo pero que cumpla la misma función. Estos diámetros limitan la zona roscada.

Comprobación de la Unión Atornillada

El estudio de una unión metálica cabe interpretarlo como el de una cadena en la que hay que verificar cada uno de sus eslabones o componentes (básicas). Por ejemplo, en la unión entre una viga y un pilar, estas componentes básicas son: Resistencia a cortante de alma del pilar, resistencia a compresión del alma del pilar, resistencia a tracción del alma del pilar, resistencia a flexión de las alas de un pilar, resistencia a flexión de la chapa frontal, resistencia a compresión del ala y alma de la viga, etc.

Es obvio que la ausencia o el fallo de un eslabón o componente básica de la cadena, invalida todo el sistema. 

Modos de fallo 

Se tiene que comprobar que ninguno de los elementos que conforman la unión, agota bajo las tensiones a las que se puede ver sometida la unión.  Según la forma en que trabaje la unión, puede fallar por diferentes modos: 

a) La unión podría fallar por agotamiento del material de las chapas a unir en las paredes del taladro efectuado para alojar el tornillo. La resistencia frente al aplastamiento se expresa en función de la tensión de rotura del acero de las chapas a unir y no de la tensión del límite elástico, debido a la existencia inevitable de valores altos en las deformaciones locales que hacen trabajar el material a tensiones más allá del límite elástico.

b) También se tiene que comprobar frente a cortadura, que este esfuerzo se produce cuando, en el vástago, las chapas unidas tratan de deslizar una con respecto a la otra.

c) En una unión atornillada con los tornillos trabajando normalmente a su eje (por cortadura y aplastamiento) es preciso comprobar las piezas a unir cuando están sometidas a tracción, ya que los taladros son un debilitamiento que, si es excesivo, puede llevar a la rotura de la pieza por desgarramiento. 

d) En las uniones donde existen esfuerzos de tracción en la dirección del eje del tornillo, se tiene que comprobar la resistencia del tornillo, que depende, como es lógico, de la resistencia de cálculo del tornillo y de su área.

e) Si la unión trabaja a tracción y a cortante, es necesario comprobar que no falle bajo esta solicitación combinada.

f) En los tornillos de alta resistencia pretensados. Frente a cargas perpendiculares al eje de los tornillos la unión resiste mediante el rozamiento entre chapas favorecido por el esfuerzo de pretensado. Cuando la carga perpendicular alcanza el valor de la resistencia por rozamiento, la unión desliza hasta que el vástago del tornillo entra en contacto con las paredes del taladro. A partir de este momento, la parte de las fuerzas exteriores no absorbidas por el rozamiento deberán serlo por el tornillo de alta resistencia trabajando a cortadura y aplastamiento.

Categorías de Uniones Atornilladas 

En la EAE y el EC3 las uniones atornilladas se clasifican, en función de la manera de trabajar de los tornillos, en cinco categorías (en el CTE no se explicita esta clasificación). Cada una de estas categorías precisa de unas comprobaciones determinadas.   Si los tornillos están solicitados en dirección normal a su eje (cortante) tenemos: 

Categoría A: Trabajan a cortadura y aplastamiento. Para uniones de esta categoría se permiten tornillos de cualquier calidad, incluso de alta resistencia sin pretensar o pretensados pero sin controlar su par de apriete.

Categoría B: Resistentes al deslizamiento en E.L.S. En esta categoría se utilizarán tornillos de alta resistencia pretensados con apretado controlado.

Categoría C: resistentes al deslizamiento en E.L.U.

En el caso de tornillos solicitados según la dirección de su eje (tracción), tenemos: 

Categoría D: Uniones con tornillos sin pretensar. Para  esta categoría se utilizarán tornillos ordinarios o de alta resistencia, aunque no se requiere pretensado.

Categoría E: Uniones con tornillos pretensados de alta resistencia. Se utilizarán sólo tornillos de alta resistencia con apretado controlado. 



M Malgosa (2009). Universidad de Cataluña. Uniones Atornilladas. Extraído el 4 de julio del 2011 desde: upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/6080/6/05.pdf