Verificación de tornillos a cortante y tracción combinada
GratisSobre esta hoja de cálculo
Esta hoja de cálculo verifica la interacción cortante + tracción en un tornillo de unión de acero sometido simultáneamente a ambas solicitaciones, conforme a la Tabla 3.4 del art. 3.6.1 del Eurocódigo 3 parte 1-8 (UNE-EN 1993-1-8) y al CTE DB SE-A.
Cuándo aplica
Un tornillo está sometido a cortante y tracción simultáneamente en casos como:
- Uniones a flexión donde el momento se transmite por tracción de la fila superior de tornillos y el cortante por todos.
- Anclajes de placas base con momento y cortante en su base.
- Uniones a contraviento o a cargas inclinadas en las que la fuerza tiene componente axial y tangencial al plano de la unión.
- Uniones de cubrejunta con tornillos pretensados sometidos a cargas excéntricas.
Fórmula de interacción
La Tabla 3.4 del EC3 establece la siguiente condición lineal de interacción:
El factor 1,4 en el denominador del término de tracción permite aprovechar mejor la resistencia a tracción cuando hay cortante simultáneo. Esta interacción es válida siempre que se cumplan, además, las verificaciones individuales:
- Fv,Ed ≤ Fv,Rd,total (cortante por sí solo no excede la resistencia)
- Ft,Ed ≤ Ft,Rd (tracción por sí sola no excede la resistencia)
La hoja verifica las tres condiciones y solo declara la unión válida si las tres se satisfacen.
Cálculo de Fv,Rd y Ft,Rd
Las dos resistencias individuales se calculan con las mismas fórmulas que en las hojas individuales:
Ft,Rd = k2 · fub · As / γM2
siendo n el número de planos de cortante (1 a 4), αv según Tabla 3.4 (función de calidad y posición del plano), A el área del vástago (caña lisa) o As (rosca), y k2 = 0,9 para cabeza hexagonal estándar.
Hipótesis y limitaciones
- Tornillos de cabeza hexagonal estándar (k2 = 0,9). Para tornillos avellanados (k2 = 0,63), calcular Ft,Rd en la hoja de tracción y aplicar manualmente la interacción.
- La hoja no comprueba el aplastamiento de la chapa (Fb,Rd), que es independiente y debe verificarse en la hoja de cortante o en la versión Pro.
- Tampoco comprueba el punzonamiento de la cabeza (Bp,Rd), que debe verificarse en la hoja de tracción.
- Categorías A, D y E. Para categorías B y C (pretensados resistentes al deslizamiento), añadir la comprobación de resbalamiento del art. 3.9.
- La fórmula de interacción es lineal (no cuadrática). Es la prescrita por EC3 y CTE y suele estar del lado de la seguridad respecto a curvas elípticas más optimistas.
Normativa aplicada
- UNE-EN 1993-1-8 (Eurocódigo 3, parte 1-8). Art. 3.6.1, Tabla 3.4 (interacción cortante + tracción).
- CTE DB SE-A — Documento Básico de Seguridad Estructural — Acero. Apartado 8.5 (uniones atornilladas).
- EN ISO 898-1 — Tornillería estructural. Calidades y áreas resistentes.
Para una verificación completa que incluya aplastamiento, punzonamiento y distancias mínimas, con exportación a PDF profesional, consulta la versión Pro.
Normativa aplicable
CTE DB-SE-A — Acero
Documento Básico de Seguridad Estructural — Acero. Establece los requisitos para el proyecto de estructuras de acero en edificación.
Eurocódigos (EN 1990 a EN 1998)
Conjunto de normas europeas para el proyecto de estructuras. Abarcan desde bases de proyecto (EN 1990) hasta acciones sísmicas (EN 1998).
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