Introducción
La conexión a perfiles tubulares estructurales de acero (SHS) desde un solo lado ha sido un reto para los ingenieros durante décadas. Sin embargo, ahora existen numerosos tipos de fijaciones y métodos de conexión para este material estructural cada vez más popular, además de la soldadura. Este artículo analizará las ventajas y desventajas de algunos de estos métodos de conexión SHS.Hollo-Bolt chino, un perno de expansión que requiere acceso a solo un lado del SHS.
A menudo, cuando un diseñador opta por usar SHS por su capacidad biaxial o la estética de sus formas simétricas visualmente atractivas, surge la pregunta de cómo fijarle otro elemento estructural. Con frecuencia, en el caso de las formas estructurales, la soldadura o el atornillado han sido los métodos preferidos, ya que soportan una carga elevada. Sin embargo, cuando existen restricciones en la soldadura o cuando los ingenieros desean evitar los altos costos de mano de obra de los soldadores certificados, la instalación, los costos de reparación y la necesidad de proteger el área circundante contra incendios, los ingenieros deben recurrir a fijaciones mecánicas para realizar el trabajo.
Sin embargo, existe ayuda disponible gracias a las guías de diseño globales publicadas por instituciones de renombre como la Asociación Británica de Obras de Acero para la Construcción (BCSA), el Instituto de Construcción en Acero (SCI), el CIDECT, el Instituto Sudafricano de Construcción en Acero (SAISC), el Instituto Australiano del Acero (ASI) y el Instituto Americano de Construcción en Acero (AISC), que ayudan en el diseño de conexiones SHS. Estas guías describen diversos sujetadores mecánicos adecuados para conexiones SHS, entre ellos:
Sujetadores mecánicos comunes
Los pernos pasantes son de uso común, pero la flexibilidad inherente de las paredes SHS generalmente impide el uso de fijaciones pretensadas sin trabajo de fabricación adicional, por lo que las uniones tienden a diseñarse únicamente para corte estático. Esto también dificulta y prolonga el tiempo de montaje en obra de las conexiones a las caras opuestas de un elemento SHS cuadrado o rectangular. En muchos casos, es necesario soldar rigidizadores dentro del tubo para brindarle soporte adicional, lo que genera costos adicionales de soldadura.
Se pueden usar pernos roscados en las caras de los elementos SHS, aunque se requerirá equipo pesado y difícil de manejar, como una pistola de soldar y el equipo correspondiente. Esto requiere las mismas consideraciones que la soldadura inicial de los elementos. Este proceso puede realizarse con antelación en el taller de fabricación, antes de enviar la pieza a obra. En algunos casos, podrían ser necesarios orificios rebajados o avellanados para despejar el collar que podría formarse en la unión del perno con la cara SHS. El producto final tendrá la apariencia de una conexión atornillada, pero realizada solo en un lado del SHS.
Los insertos roscados ciegos están generalmente disponibles, pero su uso es limitado debido a la cantidad de material que pueden sujetar, ya que fueron diseñados inicialmente para chapa metálica en lugar de secciones de acero estructural. Nuevamente, se requiere una herramienta de instalación que puede requerir algo de esfuerzo si se elige la versión manual.
Los remaches ciegos, aunque son adecuados para situaciones de acceso limitado, suelen estar disponibles solo en diámetros pequeños y para cargas ligeras. No están diseñados para conexiones estructurales de alta resistencia y, en la mayoría de los casos, requieren un suministro neumático/hidráulico para las herramientas de instalación especializadas.
Perno Hollo chino– el pionero de los pernos de expansión para acero estructural
Introducción a los pernos de expansión
Hoy en día, los pernos de expansión se conocen como fijaciones mecánicas que suelen consistir en un perno, un manguito de expansión y una tuerca cónica que, al apretarse el perno, se introduce en el manguito para crear un efecto de cuña y expandir la fijación. Esta técnica de "conexión ciega" puede utilizarse con la misma facilidad para conectar el alma de otro tipo de sección estructural. A diferencia de las conexiones convencionales atornilladas o soldadas, los pernos de expansión se instalan rápidamente simplemente insertando la fijación en un orificio pretaladrado y apretándola con una llave dinamométrica. Gracias a este proceso de instalación más rápido, se reduce el trabajo en obra y, por lo tanto, el coste y el plazo de la obra.
Instalación de Hollo-Bolt
La instalación de los Hollo-Bolts es relativamente sencilla y solo requiere herramientas básicas. El acero viene pretaladrado con orificios de gran tamaño, según la documentación del fabricante, para alojar el manguito y la tuerca cónica. Sin embargo, es importante asegurarse de que los orificios estén ubicados de forma que el producto pueda abrirse dentro del SHS, lo que significa que no deben colocarse demasiado juntos ni cerca del borde.
El acero puede prepararse completamente en el taller de fabricación y trasladarse a la obra, donde se aprecia plenamente la ventaja de una instalación rápida. Es importante tener en cuenta que las caras de los elementos que se van a unir deben estar en contacto antes de instalar el Hollo-Bolt®. Para completar el proceso, el contratista debe realizar laHollo-Bolt chinocollar con una llave para evitar que el cuerpo gire durante la instalación y debe apretar el perno central al torque recomendado por el fabricante usando una llave dinamométrica calibrada.
Hora de publicación: 06-abr-2025
