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CAPITULO 2  UNIONES NO DESMONTABLES  REMACHES  DEFINICIÓN  Se llama remache a una pieza de sección transversal circular de acero dúctil forjado en el sitio  para unir entre sí varias piezas de acero. El remache se fabrica con una cabeza especial, que se  denomina cabeza manufacturada, instalada  mediante una pistola remachadora la  cual forma  otra cabeza, durante la instalación. El proceso completo se llama remachado.  El remachado es esencialmente un proceso de forja, que se ha desarrollado partiendo de un  proceso de martillado a mano hasta llegar al método actual de colocación a máquina.  El proceso de remachado pude ser realizado en caliente, normalmente  para obras pequeñas  realizadas  en  taller,  o  para  remaches  grandes  (más  de  1”)  ,  o  puede  realizarse  en  frio,  para  remachados  en  campo  (remaches  de  ½”  a  7/8”).  Inicialmente  la  cabeza  de  los  remaches  se  conseguía  a  golpe  de  martillo,  actualmente  todo  esta  simplificado  por  el  uso  de  maquinaria  especial.  Para  realizar  el  remachado  primero  se  perfora  la  chapa  a  unir,  se  coloca  el  remache  (frio  o  caliente) en la perforación y se conforma la otra cabeza, tal como se muestra en la figura de  abajo. 

  Elaborado por: Ing. Miguel A. Ruiz Orellana   

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  La utilización de los remaches esta difundida en la construcción de calderas, edificios, puentes,  barcos y otros. Su conveniencia de utilización radica en la seguridad de la unión, y la adhesión  o rozamiento generado en la conformación de los remaches. 

TIPOS DE REMACHES  Se puede clasificar los remaches por dos categorías:  a. Por el tipo de carga que resisten.  b. Por la forma del remache.  Por  el  tipo  de  carga  se  tienen  remaches  a  carga  axial,  y  remaches  a  carga  excéntrica,  siendo  que por la forma se encuentra remaches de cabeza semiesférica, cabeza avellanada, remaches  huecos y remaches de cabeza de hongo.  Siendo que en el diseño mecánico se encuentran más los de cabeza semiesférica se prestara  especial atención en ellos.  Los remaches de cabeza de hongo se utilizan para unir chapas muy delgadas, mientras que los  remaches huecos además de unir chapas delgadas pueden ser utilizados para cuero, cartón u  otros.  En las figuras siguientes se muestran las formas típicas de los remaches. 

 

 

NORMAS PARA EL DISEÑO DE UNIONES CON REMACHES  Las  normas  para  el  diseño  de  remaches  están  desarrolladas  tanto  por  la  AISC,  la  ASME,  la  ASTM, dentro las normas americanas, debiendo revisar la norma para realizar un diseño que  amerite bastantes detalle. De acuerdo a esta, se recomienda los siguientes materiales para los  remaches:  ACERO ESTRUCTURAL 

ASTM A141 

ACERO DE ALTA RESISTENCIA 

ASTM A195 o  A502 

En la norma DIN, se puede revisar los códigos DIN 660, DIN 124 y DIN 123.  Elaborado por: Ing. Miguel A. Ruiz Orellana   

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TIPO OS DE FALLLOS EN UN NIONES REEMACHAD AS  En la grafica siguiiente se mueestra de form ma general lo os tipos de faallos de las u uniones remaachas,  recon nociendo:  En el remache, fa allo por corta adura (simplle, doble, trip ple).  En  laa  placa,  fallo o  por  aplasttamiento,  fa allo  por  rup ptura  a  tenssión  y  fallo  por  corte  en  e los  bordees. 

 

CALC CULO DE LLOS REMA ACHES A CA ARGA AXIA AL  Cálc ulo del re emache a e esfuerzo d de corte  El rem mache propiamente (el vvástago) puede fallar porr esfuerzo co ortante, ento onces:  τ

F

 

⎛⎜ π ⋅ d 2 ⎞⎟ r ⎜ 4 ⎟ ⎝ ⎠

   

Dond de:   

 tt: esfuerzo ad dmisible a co orte del remaache 

 

 

F: fuerza apliccada 

 

 

del remachee  D Dr: diámetro 

  Elabo orado por: Ingg. Miguel A. R Ruiz Orellana  

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Cálc ulo de la  placa a essfuerzo de e tracción Por eefecto de loss orificios ap plicados a la  placa para q que se insertten los remaaches, esta p puede  fallarr a tracción, eentonces:  σy

(

F

)

w − dr ⋅t

     

 

Dond de:   

Sy:  

esfuerzo adm misible del maaterial de la placa 

 

w: 

ancho de la placa 

 

t: 

espesor de la placa 

Cálc ulo de la  placa a essfuerzo de e aplastam miento  Como o  resultado  de  la  pressión  ejercidaa  por  el  rem mache,  la  placa  p sufriráá  un  esfuerzzo  de  aplasstamiento, qu ue podría deesgarrar a la misma, esta verificamos con:  σc

 

F d r⋅ t

 

Dond de:  Sc: 

 

Esfuerzo adm misible de com mpresión 

 

Cálc ulo de la  placa a essfuerzo de e cortante  en los bo ordes  La ecuación para calcular estee esfuerzo co ortante en laa orilla de la placa es:  τ plaaca

F

 

a⋅ t

    Dond de:   

Tplaca:  esfuerzo adm misible a cortee de la placa 

 

A: 

distancia de eeje del remacche al borde de la placa.

  Elabo orado por: Ingg. Miguel A. R Ruiz Orellana  

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  Finalmente se debe verificar en el diseño de uniones por remaches, que las perforaciones no  se  encuentren  muy  cerca  de  los  bordes,  de  forma  básica  (pues  la  norma  específica  varias  consideraciones),  se  debe  precautelar  que  del  eje  de  simetría  de  la  perforación,  al  borde  en  dirección  de  la  fuerza  exista  1,5  veces  el  diámetro  del  remache,  y  2  veces  el  diámetro  en  su  dirección transversal. 

ARREGLOS DE LOS REMACHES  Para calcular los arreglos de los remaches, se debe considerar dos aspectos:  1. Todos los remaches estarán absorbiendo la carga cortante.  2. La placa absorberá la carga solicitada de acuerdo a la disposición de las perforaciones  realizadas (arreglo), notando lo siguiente:  a. A  la  altura  del  primer  remache,  la  carga  en  la  placa  será  del  total  de  la  solicitante.  b. En la filas siguientes la carga de la placa estará regida por la siguiente relación:  Donde:   Pactual

Pactual: carga actual   n: 

numero total de remaches 

n0: 

numero total de remaches en la junta anterior 

n − n0 n

⋅P

EFICIENCIA DE LOS ARREGLOS  La  eficiencia  de  los  arreglos  se  mide  como  relación  del  esfuerzo  admisible  mas  bajo  de  los  analizados respecto del esfuerzo nominal de la placa sin perforaciones, o su análogo expresado  en fuerzas. 

ef

σsolicitante σadmisible

ef

               

Padmenor Padmisible

 

Pese  a  ello  por  pruebas  empíricas  se  ha  demostrado  que  la  eficiencia  de  los  arreglos  de  las  juntas remachadas nunca es superior al 85%.            Elaborado por: Ing. Miguel A. Ruiz Orellana   

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CALCULO DE REMACHES A CARGA EXCENTRICA  Sobre  todo  en  diseño  de  estructuras  para  equipos  y  procesos,  se  encuentra  remaches  en  perfiles  estructurales,  los  cuales  tienen  las  cargas  excéntricas  a  los  ejes  y  centros  de  los  arreglos  de  los  remaches,  en  ese  caso  el  cálculo  de  las  juntas  se  hace  un  poco  más  largo,  teniendo  que  considerar  el  momento  generado  por  la  excentricidad.  Para  detallar  el  procedimiento se seguirá una memoria de cálculo. 

  Se  indica  la  siguiente  relación  para  encontrar  la  fuerza  resultante  generada  por  el  momento  resultante de una carga excéntrica: 

  Finalmente,  si  se  quiere  obtener  la  fuerza  solicitante  total  ocasionada  por  una  carga  excéntrica, se deberá proceder según la relación:   Fresul

Fcortante + Fmomento

P Fresul = + n

 

P⋅ e⋅ d1 2

2

2

d1 + d2 + dn

 

BIBLIOGRAFIA   Bresler, Lin. Diseño de Estructuras de Acero. Ed. Limusa. 1978  Frasner O. Elementos de Máquinas.   Elaborado por: Ing. Miguel A. Ruiz Orellana   

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