Conexión entre perfiles en los paneles de acero conformados en frío

Tipos de conexión

En las conexiones de acero conformadas en frío generalmente se utilizan soldaduras, pernos, remaches en frío, tornillos, sujetadores accionados eléctricamente y otros dispositivos especiales, como costuras metálicas y adhesivos. La especificación norteamericana AISI contiene disposiciones en el Capítulo J para conexiones soldadas, atornilladas, atornilladas y mediante sujetadores accionados eléctricamente, que son los más comúnmente utilizados [1]. Pero en la base, las estructuras de acero conformadas en frío están compuestas por microestructuras llamadas paneles. Estos paneles se construyen con perfiles individuales conectados entre sí. La forma más común de conectar los perfiles para realizar un panel de acero conformado en frío es utilizar tornillos o remaches.

En comparación con los perfiles laminados en caliente, el comportamiento de las uniones de los elementos de acero conformados en frío se ve influido por la reducida rigidez de las paredes delgadas. Por lo tanto, los efectos adicionales son, por ejemplo, la inclinación (Fig.1) del sujetador en el orificio, falla del cojinete bajo la distorsión por corte de la lámina cuando el sujetador se carga en tensión y la lámina se tira sobre la cabeza del sujetador. Esta es la razón por la que se han desarrollado tecnologías específicas y procedimientos de diseño relacionados, ya sea mediante cálculo o cálculo asistido por ensayos, para estructuras de acero conformadas en frío [2]. Los modos de falla de las conexiones atornilladas en corte son generalmente similares a los de las conexiones atornilladas regulares en acero laminado en caliente. Sin embargo, debido al hecho de que los materiales conectados suelen ser delgados (o al menos una de las partes conectadas es delgada), generalmente no falla por corte. Los posibles modos de fallo son el rodamiento, tracción, desgarro y/o cizallamiento del material unido mediante tornillos y el trabajo en cizallamiento.

Figura 1. Inclinación del tornillo [2]

Como método clásico, los perfiles primarios en forma de C con reborde se cruzan con una sección o carril en C sin reborde de ambas alas (Fig.2). Se debe utilizar como mínimo un tornillo o remache para una brida. En algunos casos, se puede aumentar la cantidad de tornillos cuando se requiere más fuerza. De esta manera, se puede aumentar la resistencia al corte y a la inclinación.

Figura 2. Conexión típica en el panel de acero conformado en frío

Referencias

[1] Wei Wen Yu, Roger Laboube, (2020). COLD-FORMED STEEL DESIGN.

[2] Dubina, D.; Ungureanu, V.; R. Landolfo (2012). Design of Cold-Formed Steel Structures, ECCS.