{"id":94171,"date":"2024-10-18T16:43:46","date_gmt":"2024-10-18T14:43:46","guid":{"rendered":"https:\/\/sdcverifier.com\/sin-categoria\/calculo-de-tensiones-en-pernos-una-guia-paso-a-paso\/"},"modified":"2026-06-02T14:31:22","modified_gmt":"2026-06-02T12:31:22","slug":"calculo-de-tensiones-en-pernos-una-guia-paso-a-paso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/calculo-de-tensiones-en-pernos-una-guia-paso-a-paso\/","title":{"rendered":"C\u00e1lculo de tensiones en pernos: Una gu\u00eda paso a paso"},"content":{"rendered":"<p>Siguiendo con la serie de art\u00edculos sobre pernos, ahora profundizaremos en uno de los aspectos m\u00e1s cr\u00edticos de las uniones estructurales: el <strong>c\u00e1lculo de las tensiones de los pernos<\/strong>. Tanto si est\u00e1 dise\u00f1ando un puente, un rascacielos o una estructura industrial, las fuerzas ejercidas sobre los pernos deben comprenderse y gestionarse cuidadosamente.<\/p>\n<p>Como parte de la condici\u00f3n de carga, la tensi\u00f3n de los pernos es un factor cr\u00edtico en estos c\u00e1lculos, pero es s\u00f3lo un aspecto. Para determinar con precisi\u00f3n la resistencia de los pernos, tambi\u00e9n debe tener en cuenta los factores de seguridad, las propiedades de los materiales y la tensi\u00f3n admisible para asegurarse de que la conexi\u00f3n est\u00e1 dise\u00f1ada para soportar eficazmente las cargas aplicadas.<\/p>\n<p>Esta gu\u00eda le explicar\u00e1 paso a paso c\u00f3mo calcular la tensi\u00f3n de los pernos, centr\u00e1ndose en las aplicaciones pr\u00e1cticas para ingenieros estructurales. Desde la comprensi\u00f3n del \u00e1rea de <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/articles\/tension-de-fatiga-admisible\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">tensi\u00f3n de tracci\u00f3n<\/a> hasta el c\u00e1lculo de las cargas de los pernos, cubriremos todo lo que necesita saber para garantizar que sus pernos funcionen de forma fiable en condiciones reales.<\/p>\n<p>Lea art\u00edculos anteriores sobre tornillos:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/normas-para-tornillos-una-guia-completa\/\">Normas para tornillos: Una gu\u00eda completa<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/comprender-las-especificaciones-de-los-pernos-guia-para-principiantes\/\">Comprender las especificaciones de los pernos: Gu\u00eda para principiantes<\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/structural-engineering-101\/calculos-de-la-resistencia-de-los-pernos-comprender-los-fundamentos\/\">C\u00e1lculos de la resistencia de los pernos: Comprender los fundamentos<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"split\">\u00a0<\/div>\n<h2><strong>\u00bfQu\u00e9 es el estr\u00e9s de los pernos?<\/strong><\/h2>\n<p>La tensi\u00f3n de un perno se refiere a las fuerzas internas que experimenta un perno, incluidas las tensiones de tracci\u00f3n, de cizalladura y de apoyo, todas ellas relevantes en la mayor\u00eda de las aplicaciones pr\u00e1cticas. Cuando se somete a cargas, el perno se estira, creando un estado de tensi\u00f3n que debe calcularse con precisi\u00f3n para garantizar la integridad de la uni\u00f3n. Unos c\u00e1lculos adecuados ayudan a evitar fallos estructurales, garantizando que el perno pueda soportar las fuerzas aplicadas sin ceder ni romperse.<\/p>\n<p>La tensi\u00f3n de los pernos es la fuerza interna por unidad de superficie en respuesta a las cargas aplicadas. Evaluar correctamente esta tensi\u00f3n es fundamental, ya que superar los l\u00edmites de dise\u00f1o del material puede provocar la deformaci\u00f3n o el fallo de la estructura.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70612\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-1.png\" alt=\"Diagramas de tensado de pernos con evaluaciones adicionales\" width=\"1300\" height=\"500\" srcset=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-1.png 1300w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-1-300x115.png 300w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-1-802x308.png 802w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-1-768x295.png 768w\" sizes=\"(max-width: 1300px) 100vw, 1300px\" \/><\/p>\n<p><em><a href=\"https:\/\/www.mdesign.de\/en\/news\/bolt-stress-diagrams-with-additional-evaluations\/\">(fuente<\/a>)<\/em><\/p>\n<h3><strong>Paso 1: Definir el tipo de tensi\u00f3n del perno<\/strong><\/h3>\n<p>Cuando se trata de calcular las tensiones de los pernos, comprender las distintas tensiones a las que se pueden enfrentar es crucial para los ingenieros estructurales. Dependiendo de la carga y la aplicaci\u00f3n, diferentes fuerzas act\u00faan sobre los pernos, y estas tensiones deben ser evaluadas para asegurar que el perno puede soportarlas sin fallar. He aqu\u00ed los cuatro tipos clave de tensiones en los pernos:<\/p>\n<h4>1. Esfuerzo de tracci\u00f3n y precarga<\/h4>\n<p>El esfuerzo de tracci\u00f3n es el tipo m\u00e1s com\u00fan en las uniones atornilladas, sobre todo en aplicaciones estructurales. Esta tensi\u00f3n se produce cuando una fuerza tira del perno a lo largo de su longitud, intentando estirarlo. La tensi\u00f3n de tracci\u00f3n se calcula como la carga aplicada al perno dividida por el <strong>\u00e1rea de tensi\u00f3n de tracci\u00f3n<\/strong>. Asegurarse de que la tensi\u00f3n de tracci\u00f3n se mantiene dentro de los l\u00edmites permitidos, normalmente entre el 50 y el 75% del l\u00edmite el\u00e1stico del material del perno definido por los factores de seguridad, es esencial para evitar la deformaci\u00f3n permanente o el fallo del perno.<\/p>\n<p>Por otra parte, la tensi\u00f3n de precarga del perno est\u00e1 causada por la tensi\u00f3n aplicada intencionadamente a un perno durante el proceso de apriete para crear una fuerza de sujeci\u00f3n en la junta. La precarga del perno se utiliza para mantener unidas las placas, ayudar a resistir la fuerza de cizallamiento utilizando la fricci\u00f3n entre las placas sujetas o detener el movimiento de las placas.<\/p>\n<p>El esfuerzo de precarga suele calcularse en funci\u00f3n del par aplicado durante el apriete y debe controlarse cuidadosamente para evitar sobrecargar el perno. Si la precarga es demasiado baja, la uni\u00f3n puede aflojarse, pero si es demasiado alta, el perno podr\u00eda experimentar problemas como el cedimiento, el fallo por fatiga o el desprendimiento de la rosca, dependiendo del material y de las condiciones de funcionamiento. La tensi\u00f3n de precarga es especialmente importante en las uniones atornilladas dise\u00f1adas para la fiabilidad estructural, como las de los marcos de acero o las conexiones de puentes.<\/p>\n<h4>2. Esfuerzo cortante<\/h4>\n<p>El esfuerzo cortante se produce cuando la carga se aplica perpendicularmente al eje del perno, haciendo que experimente una fuerza de deslizamiento. En las uniones estructurales, los pernos suelen estar sometidos a <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/articles\/tension-de-von-mises-que-es-formula-y-como-interpretarla-en-el-aef\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">esfuerzos cortantes<\/a>, especialmente en las uniones solapadas o en las uniones en las que los miembros se solapan. En las uniones estructurales, los pernos de las juntas solapadas pueden experimentar un doble esfuerzo cortante, lo que duplica el \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal utilizada en los c\u00e1lculos del esfuerzo cortante.<\/p>\n<p>A diferencia del esfuerzo de tracci\u00f3n, que act\u00faa a lo largo de la longitud del perno, el esfuerzo cortante act\u00faa a lo largo de la secci\u00f3n transversal del perno. Un c\u00e1lculo adecuado del esfuerzo cortante ayuda a evitar el cizallamiento del perno, que puede provocar fallos catastr\u00f3ficos en la uni\u00f3n.<\/p>\n<h4>3. Tensi\u00f3n del rodamiento<\/h4>\n<p>La tensi\u00f3n de apoyo se produce cuando la superficie del perno est\u00e1 en contacto con la superficie del material conectado (por ejemplo, placas de acero). La tensi\u00f3n se produce en la interfaz entre el perno y el orificio que atraviesa, distribuyendo la carga sobre un \u00e1rea peque\u00f1a.<\/p>\n<p>Si no se tiene en cuenta adecuadamente, la tensi\u00f3n de apoyo puede provocar deformaciones en el perno o en el orificio. La deformaci\u00f3n puede producirse tanto en el perno como en el material conectado, provocando un eventual aflojamiento o fallo. En ingenier\u00eda estructural, es importante asegurarse de que la tensi\u00f3n de apoyo no supere los l\u00edmites permitidos tanto para el perno como para los materiales conectados.<\/p>\n<div class=\"split\">\u00a0<\/div>\n<h2><strong>Paso 2: Utilice las f\u00f3rmulas adecuadas para el c\u00e1lculo de la tensi\u00f3n de los pernos<\/strong><\/h2>\n<p>Cada f\u00f3rmula ayuda a garantizar que el tornillo pueda soportar las cargas aplicadas en un contexto espec\u00edfico, ya sea resistiendo la tracci\u00f3n, el cizallamiento, las fuerzas portantes o manteniendo unida una junta bajo precarga.<\/p>\n<h3><strong>1. C\u00e1lculo de los esfuerzos de tracci\u00f3n y precarga<\/strong><\/h3>\n<p>La f\u00f3rmula para calcular el esfuerzo de tracci\u00f3n es:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70613\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-2.png\" alt=\"F\u00f3rmula de la tensi\u00f3n de tracci\u00f3n\" width=\"620\" height=\"137\" srcset=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-2.png 620w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-2-300x66.png 300w\" sizes=\"(max-width: 620px) 100vw, 620px\" \/><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li>F = carga axial (fuerza aplicada a lo largo del eje del perno)<\/li>\n<li>At = \u00e1rea de tensi\u00f3n de tracci\u00f3n del perno (depende del di\u00e1metro del perno y del paso de rosca)<\/li>\n<\/ul>\n<p>El \u00e1rea de esfuerzo de tracci\u00f3n At puede encontrarse en tablas est\u00e1ndar basadas en el tama\u00f1o del perno y la serie de roscas, o puede calcularse utilizando la siguiente aproximaci\u00f3n para la mayor\u00eda de los pernos. Adem\u00e1s, el \u00e1rea de tensi\u00f3n de tracci\u00f3n At es menor que el \u00e1rea nominal de la secci\u00f3n transversal del perno, lo que es fundamental que entiendan los nuevos ingenieros a la hora de evaluar la capacidad de carga.<\/p>\n<p>El esfuerzo de precarga puede calcularse a partir del par de apriete utilizando:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70614\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-3.png\" alt=\"F\u00f3rmula de la tensi\u00f3n de precarga\" width=\"680\" height=\"165\" srcset=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-3.png 680w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-3-300x73.png 300w\" sizes=\"(max-width: 680px) 100vw, 680px\" \/><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li>T = par aplicado<\/li>\n<li>K = coeficiente de par (normalmente entre 0,2 y 0,3, dependiendo de la lubricaci\u00f3n y del material del tornillo)<\/li>\n<li>dnom = di\u00e1metro nominal del tornillo<\/li>\n<\/ul>\n<p>Normalmente, la precarga del perno es de aproximadamente el 70% de la resistencia a la tracci\u00f3n final del perno el perno. As\u00ed, el esfuerzo de precarga garantiza que la uni\u00f3n permanezca firmemente sujeta, evitando que se afloje bajo cargas din\u00e1micas, al tiempo que mantiene el esfuerzo de tracci\u00f3n dentro de los l\u00edmites permitidos.<\/p>\n<h3><strong>2. C\u00e1lculo del esfuerzo cortante<\/strong><\/h3>\n<p>La f\u00f3rmula para el esfuerzo cortante es<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70615\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-4.png\" alt=\"F\u00f3rmula del esfuerzo cortante\" width=\"482\" height=\"151\" srcset=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-4.png 482w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-4-300x94.png 300w\" sizes=\"(max-width: 482px) 100vw, 482px\" \/><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li>V = fuerza cortante que act\u00faa sobre el perno<\/li>\n<li>As = \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal del perno<\/li>\n<\/ul>\n<p>El \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal debe considerarse dos veces para los pernos en doble cizallamiento (com\u00fan en las conexiones estructurales).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70616\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-5.png\" alt=\"Una junta de doble cizalladura duplica la resistencia a la cizalladura del elemento de fijaci\u00f3n en comparaci\u00f3n con una junta de cizalladura simple\" width=\"747\" height=\"215\" srcset=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-5.png 747w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-5-300x86.png 300w\" sizes=\"(max-width: 747px) 100vw, 747px\" \/> <a href=\"https:\/\/cirruspilots.org\/Publications\/Articles\/shear-joints\">(fuente<\/a>)<\/p>\n<h3><strong>3. C\u00e1lculo de la tensi\u00f3n de apoyo<\/strong><\/h3>\n<p>La f\u00f3rmula para la tensi\u00f3n de apoyo es<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-70617\" src=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-6.png\" alt=\"F\u00f3rmula de la tensi\u00f3n de apoyo\" width=\"750\" height=\"141\" srcset=\"https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-6.png 750w, https:\/\/sdcverifier.com\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/word-image-70611-6-300x56.png 300w\" sizes=\"(max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><\/p>\n<p>D\u00f3nde:<\/p>\n<ul>\n<li>F = la fuerza transferida a trav\u00e9s de la superficie de contacto del perno y el material conectado<\/li>\n<li>dnom = di\u00e1metro nominal del tornillo<\/li>\n<li>t = espesor del material que se fija<\/li>\n<\/ul>\n<p>La tensi\u00f3n de apoyo debe ser inferior a la resistencia de apoyo del material para evitar deformaciones o da\u00f1os en el orificio del perno.<\/p>\n<p>Estas f\u00f3rmulas ayudan a calcular correctamente las \u00e1reas de tensi\u00f3n de los pernos; sin embargo, servicios como <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/service\/calculos-estructurales\/\">SDC Verifier<\/a> pueden ayudar a realizar estos c\u00e1lculos m\u00e1s r\u00e1pidamente.<\/p>\n<div class=\"split\">\u00a0<\/div>\n<h2>Paso 3. Aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica<\/h2>\n<p>En los proyectos estructurales del mundo real, es esencial tener en cuenta los cuatro tipos de esfuerzos a la hora de seleccionar y dise\u00f1ar las uniones atornilladas. Descuidar una de estas fuerzas puede dar lugar a un rendimiento insuficiente o incluso a un fallo catastr\u00f3fico. Cada tipo de esfuerzo tiene su propio papel a la hora de determinar la seguridad y la durabilidad de una uni\u00f3n:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>El esfuerzo de tracci\u00f3n<\/strong> garantiza que el perno pueda soportar cargas axiales sin ceder.<\/li>\n<li><strong>El esfuerzo cortante<\/strong> comprueba la capacidad del perno para resistir fuerzas laterales.<\/li>\n<li><strong>La tensi\u00f3n de apoyo<\/strong> evita da\u00f1os locales en los materiales.<\/li>\n<li><strong>La tensi\u00f3n de precarga<\/strong> ayuda a mantener la integridad de la junta aplicando la fuerza de apriete correcta.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Siguiendo estas f\u00c3\u00b3rmulas y c\u00c3\u00a1lculos de esfuerzos, los ingenieros estructurales pueden dise\u00c3\u00b1ar uniones atornilladas que cumplan los requisitos de seguridad y rendimiento, garantizando que las estructuras permanezcan seguras bajo diversas condiciones de carga.<\/p>\n<p>Los c\u00e1lculos precisos de la tensi\u00f3n de los pernos garantizan que incluso las aplicaciones estructurales m\u00e1s exigentes se mantengan seguras y fiables a lo largo del tiempo. Adem\u00e1s, la biblioteca de normas de SDC Verifier, que incluye <a href=\"https:\/\/sdcverifier.com\/es\/articles\/implementacion-de-la-verificacion-de-pernos-aisc-360-10-en-sdc-verifier\/\">la norma AISC 360-10<\/a>, ayuda a comprobar las zonas de tensi\u00f3n de los pernos.<\/p>\n<div class=\"split\">\u00a0<\/div>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p>Los c\u00e1lculos de la resistencia de los pernos forman la columna vertebral del dise\u00f1o de las conexiones estructurales, garantizando la seguridad y la longevidad de cualquier proyecto de construcci\u00f3n. Aunque la tensi\u00f3n de los pernos es una parte integral de la ecuaci\u00f3n, es crucial tener en cuenta los factores de seguridad, las propiedades de los materiales y la tensi\u00f3n admisible a la hora de dise\u00f1ar las conexiones. Desde puentes hasta edificios industriales, los pernos deben evaluarse en funci\u00f3n de las tensiones de tracci\u00f3n, cizallamiento, apoyo y precarga, as\u00ed como de su resistencia general para evitar fallos.<\/p>\n<p>Dominando estos c\u00e1lculos y comprendiendo c\u00f3mo comparar los valores de tensi\u00f3n con los l\u00edmites admisibles, los ingenieros estructurales pueden dise\u00f1ar conexiones fiables que resistan la prueba del tiempo. Un an\u00e1lisis preciso de la resistencia de los pernos no es s\u00f3lo cuesti\u00f3n de n\u00fameros; se trata de garantizar la integridad estructural de sus dise\u00f1os y salvaguardar el futuro de las estructuras que crea.<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Siguiendo con la serie de art\u00edculos sobre pernos, ahora profundizaremos en uno de los aspectos m\u00e1s cr\u00edticos de las uniones estructurales: el c\u00e1lculo de las tensiones de los pernos. 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